DE1091826B - Elektromotorischer Stellantrieb fuer Ventile, Schieber u. dgl. - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektromotorischen Stellantrieb für Ventile, Schieber u. dgl. mit kleinem Abtriebsdrehmoment und einer zwischen dem An- und Abtrieb eingeschalteten Überlastkupplung sowie einem wahlweise einsetzharen Handantrieb, dessen Bewegung durch ein einstellbares, vom Ventilweg unabhängiges Zeitelement begrenzt wird. Um Überlastungen zu verhindern, sind die Stellantriebe meist mit einer selbständig wirkenden Kupplung, z. B. einer Überlastkupplung, ausgestattet, die den Antrieb vom Antriebsmotor in Abhängigkeit von der Antriebsüberlast löst. Hierzu werden meist Wanderschnecken oder ähnliche Elemente eingesetzt, die bei Überlast entgegen dem Druck einer Feder derart bewegt werden, daß durch diese Bewegung die Kupplung gelöst und außerdem der Antriebsmotor abgeschaltet wird. Man kann bei diesen Antrieben das Erreichen der Endlagenstellungen in Form von Überlast erfassen und eine entsprechende Abschaltung des Motors vornehmen. Der Aufwand für diese Art von Überlastschutz und Endlagenschaltung ist sehr groß, er läßt sich nur bei relativ großen Antrieben mit teuren Antriebselementen rechtfertigen. Bei mittleren und kleinen Stellantrieben ist es bekannt, die Abschaltung des Antriebsmotors in Abhängigkeit von der Endlagenstellung des bewegten Stellorgans vorzunehmen. Hierzu sind bei den bekannten Einrichtungen Endlagerschalter am Schieber oder anderen geeigneten, entsprechend bewegten Elementen vorgesehen. Es ist selbstverständlich, daß die Einstellung dieser Endlagenschalter sehr genau in Anpassung an den Antrieb erfolgen muß. Häufig müssen hierzu zusätzliche Übertragungselemente eingesetzt werden, denn die Stellteile selbst sind häufig für Endlagenstellungen bzw. für den Anbau der Endlagenschalter nicht geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stellantrieb für kleinere Leistungen, z. B. bis etwa 150 Watt, aufzubauen, der mit geringem Aufwand an Elementen und vor allem an genau arbeitenden Elementen auskommt und sich daher preisgünstiger als die vorerwähnten Ausführungen stellt. Gerade für diese kleinen Antriebe ist es wichtig, den Aufwand für solche Elemente in einem niedrigen, den geringen Kosten des Antriebes angepaßten Rahmen zu halten.

Um dieses Ziel zu erreichen, ist es zweckmäßig, die gesamten Schalt- und Steuergeräte zu einer Einheit zusammenzufassen. Es wird daher auf Schaltkontakte, die abhängig von der Stellung des Antriebes betätigt werden, verzichtet. Statt dessen wird erfindungsgemäß ein zeitabhängiges Element, z. B. ein Heißleiter, vorgesehen. Dieses wird im selben Augenblick, in dem die Schütze den Antriebsmotor einschalten, an Spannung gelegt. Nach Ablauf einer durch die Eigenschaften dieses Elementes bestimmten Zeit wirkt das Element Elektromotorischer Stellantrieb
für Ventile, Schieber u. dgl.

Anmelder:

Siemens-Schuckertwerke

Aktiengesellschaft, Berlin und Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Albert Blattmann, Nürnberg,
ist als Erfinder genannt worden

im Sinne einer Abschaltung des Antriebsmotors direkt auf die Schaltschütze ein. Auf diese Weise sind jegliche elektrische Einrichtungen an dem Stellantrieb selbst vermieden.

Vorteilhaft ist hierbei, eine Überlastkupplung in Form einer einstellbaren Rutschkupplung einzusetzen, die so ausgelegt ist, daß während der maximal auftretenden Rutschzeit der Wärmeanstieg der Kupplung weit unterhalb der zulässigen Maximaltemperatur bleibt. Unter Rutschzeit wird dabei die Zeit verstanden, die sich aus der Differenz der durch den Zeitschalter vorgegebenen Zeit und der Laufzeit für das bewegte Stellglied ergibt. Der Lauf des Zeitschaltelementes wird zweckmäßig mit der Einschaltung des Motors ausgelöst. Die Laufzeit des Motors wird zweckmäßig etwa 25% höher bemessen als die für einen vollen Schließ- oder Öffnungsvorgang notwendige Laufzeit des Stellgliedes.

An Hand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben und die Wirkungs- weise erläutert. Die

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung den kinematischen Aufbau des Stellantriebes;

Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung den Aufbau eines Stellspindelantriebes für die Signalgabe zur Anzeige;

Fig. 3 zeigt eine Schaltungsanordnung zum Betrieb der Endlagen eines Stellantriebes.

Der Stellantrieb besteht aus einem Antriebsmotor 1, der über ein Vorgelege 2, einer einstellbaren Rutschkupplung 3, weiteren Übertragungselementen 4 und einer mit dem Abtrieb verbundenen Welle 5 besteht. Auf die Abtriebswelle 5 arbeitet weiterhin über ein Kegelgetriebe 6 ein Handradantrieb 7. Die Welle 8 für den Handradantrieb 7 ist im gezeichneten Aus-

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führungsbeispiel mit einem aus der Fig. 2 ersichtlichen Stellspindelantrieb für die Endlagensignalgabe verbunden. Auf die Welle 8 ist eine Schnecke 9 aufgesetzt, die die Schneckenräder 10 und 11 antreibt. Die Schneckenräder 10 und 11 sind über je eine durch die Federn 12 belastete Rutschkupplung 13 mit den Gewindespindeln 14 und 15 verbunden. Auf die Gewindespindeln 14 und 15 sind geführte Muttern 16 und 17 aufgesetzt. Diese Muttern 16 und 17 bzw. daran angesetzte Teile 16', 17' kommen in Eingriff mit den Signalschaltern 18 und 19. Zur Einstellung der Muttern 16 und 17, d. h. zur Anpassung des Stellspindelantriebes an den Stellantrieb, sind Fortsätze 20 vorgesehen, die gegenüber den Schneckenrädern 10 und 11 entgegen der Kraft der Kupplung 13 verdreht werden können. Damit kann in einfacher Weise die Endlagenanzeige an beliebige Stellantriebe angepaßt werden. Es ist damit aber auch gleichzeitig sichergestellt, daß bei einer Fehlanpassung die Anzeigeelemente nicht zerstört werden können, denn in jedem Fall ist die durch die Kupplungen 13 übertragene Kraft so klein, daß kein Element beschädigt werden kann.

In Fig. 3 ist der Antriebsmotor mit 21 bezeichnet, der Motor 21 wird aus einem Netz RST unter Zwischenschaltung eines Motorschutzschalters 22 oder anderer Schutzelemente durch die Steuerschütze 23 und 24 ans Netz gelegt. Zur Betätigung des Stellantriebes dienen die Tastschalter 25 und 26. Es sei angenommen, daß durch Betätigung des Schalters 25 der Motor 21 im Sinne eines Schließvorganges über das Schütz 23 ans Netz gelegt wird. Hat das Schütz 23 angezogen, so schließt der zugehörige Kontakt 27 und öffnet der Kontakt 28. Die entsprechenden Kontakte des Schützes 24 sind mit 29 und 30 bezeichnet. Damit wird eine gegenseitige Verriegelung der beiden Schütze sichergestellt und zum anderen die Schütze durch die Kontakte 27 bzw. 29 über den Vorwiderstand 31 bei Freigabe der Taster 25 oder 26 an Spannung gehalten. Parallel zu den Erregerwicklungen der Schütze 23 und 24 ist ein Heißleiter 32 angeordnet, dessen Widerstand nach einer vorgegebenen, z. B. durch Vor- oder Parallelwiderstände einstellbaren Zeit so weit abgesunken ist, daß der Spannungsabfall an ihm unter die Haltespannung für die Schütze 23 bzw. 24 absinkt, wodurch die Schütze abgeworfen und der Motor vom Netz getrennt wird. Selbstverständlich lassen sich auch andere zeitabhängige Elemente zur Steuerung des Motors verwenden, jedoch ergibt sich gerade durch die Verwendung der Heißleiterelemente ein besonders vorteilhafter, betriebssicherer und preiswerter Aufbau. Durch geeignete Widerstandsgruppen kann ein betriebsmäßig einstellbares Zeitelement geschaffen werden, durch das der Antrieb an die verschiedensten Betriebsbedingungen hinsichtlich der Laufzeit angepaßt werden kann.

Claims (10)

Patentansprüche.

1. Elektromotorischer Stellantrieb für Ventile, Schieber u. dgl. mit kleinem Antriebsdrehmoment, der eine zwischen den An- und Abtrieb eingeschaltete Überlastkupplung und einen wahlweise einsetzbaren Handantrieb verwendet und dessen Bewegung durch ein einstellbares, von dem Ventilweg unabhängiges Zeitelement begrenzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitelement (32) mechanisch völlig von dem Stellantrieb (1 bis 5) getrennt ist und durch einen Kontakt (27 bzw. 29) des Motorschützes (23 bzw. 24) im Einschaltzeitpunkt in Funktion gesetzt wird, um dann nach einer einstellbaren Zeit zur Abschaltung des Antriebsmotors (1) unmittelbar auf die Motorschaltschütze (23, 24) einzuwirken.

2. Stellantrieb nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung eines an sich bekannten elektrothermischen Zeitgliedes (32).

3. Stellantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Zeitglied ein Heißleiter (32) vorgesehen ist, dem wenigstens nach Einschaltung der Motorschütze (23, 24) ein Widerstand vorgeschaltet ist.

4. Stellantrieb nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß der Heißleiter (32) parallel zur Erregerwicklung des oder der Motorschütze (23, 24) oder einer anderen spannungsempfindlichen Auslösewicklung angeordnet ist.

5. Stellantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Handantrieb (7) unmittelbar und starr mit dem Abtrieb (5) gekuppelt ist.

6. Stellantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Abtrieb (5) ein Stellspindelantrieb (9 bis 20) für die Endlagensignalgabe gekuppelt ist.

7. Stellantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellspindelantrieb aus zwei gegenläufig bewegten Spindeln (14, 15) mit aufgesetzten und geführten Muttern (16, 17) besteht.

8. Stellantrieb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede Gewindespindel (14, 15) mit dem Abtrieb (5, 8) unter Zwischenfügen einer federbelasteten, eine Einstellung ermöglichende Rutschkupplung (13) gekuppelt ist.

9. Stellantrieb nach einem der Ansprüche 6 bis 8, gekennzeichnet durch die Ausbildung der Gewindespindeln (14, 15) als Stellglieder (20) derart, daß die Muttern (16, 17) einzeln und unabhängig \Om An- oder Abtrieb in eine bestimmte Betriebslage gebracht werden können.

10. Stellantrieb nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgesetzten Muttern (16, 17) mit Schaltelementen, z. B. Endschaltern (18, 19), im Eingriff stehen.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 462117, 473 540,
222, 594 620, 702 670, 724 582;

deutsche Patentanmeldung S 1632XII/47g
(bekanntgemacht am 18. 3. 1954);

österreichische Patentschrift Nr. 128 013;

schweizerische Patentschriften Nr. 151 017, 184 952;

Druckschrift Siemens, Ventilantrieb für 2-mkg-Drehmoment.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 009 629/251 10.60