DE1147303B - Nullspannungs-Rueckstelleinrichtung fuer einen elektromotorischen Antrieb von Stellgliedern - Google Patents

Nullspannungs-Rueckstelleinrichtung fuer einen elektromotorischen Antrieb von Stellgliedern

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DE1147303B
DE1147303B DEL39669A DEL0039669A DE1147303B DE 1147303 B DE1147303 B DE 1147303B DE L39669 A DEL39669 A DE L39669A DE L0039669 A DEL0039669 A DE L0039669A DE 1147303 B DE1147303 B DE 1147303B
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output shaft
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shaft
spiral spring
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DEL39669A
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Josef Huerlimann
Fernand Jaccard
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Landis and Gyr AG
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Landis and Gyr AG
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    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B9/00Safety arrangements
    • G05B9/02Safety arrangements electric

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Description

  • Nullspannungs-Rückstelleinrichtung für einen elektromotorischen Antrieb von Stellgliedern Die Erfindung bezieht sich auf einen elektromotorischen Antrieb von Stellgliedern, insbesondere von mechanischen oder hydraulischen Stellgliedern, wie z. B. Luftklappenventile od. dgl. Bei solchen Antrieben wird häufig die Forderung gestellt, daß das Stellglied bei Ausfall der Netzspannung sofort in seine Ausgangslage zurückkehrt, daß also beispielsweise ein Ventil bei Netzspannungsausfall geschlossen wird.
  • Es ist bekannt, für die Rückstellung des Stellgliedes eine Spiralfeder zu benutzen, die in der Arbeitsstellung des Stellgliedes gespannt ist und somit als Energiespeicher für die bei der Rückstellung benötigte Arbeit dient. Bei einem bekannten Antrieb dieser Art ist die genannte Spiralfeder mit ihrem einen Ende an der mit dem Stellglied gekuppelten Abtriebswelle, mit ihrem anderen Ende dagegen an dem Lagerbock für diese Abtriebswelle derart befestigt, daß sie in der Arbeitsstellung des Stellgliedes gespannt ist. Um zu erreichen, daß bei Ausfall der Netzspannung die Spiralfeder das Stellglied in die Ausgangsstellung zurückdreht, ist zwischen der Motorantriebswelle eine elektromagnetisch ausrückbare Kupplung vorgesehen, die durch einen Elektromagneten in eingerücktem Zustand gehalten wird, solange die Netzspannung vorhanden ist. Fällt die Netzspannung aus, so löst sich die Kupplung unter der Kraft einer Feder, so daß die vorgespannte Spiralfeder die Abtriebswelle unabhängig von dem Motor im Sinne einer Rückstellung des Stellgliedes verdrehen kann. Bei Wiederkehr der Netzspannung wird die erwähnte Kupplung zwischen der Motorantriebswelle und der Abtriebswelle wieder eingerückt. Soll nun nach vorangegangenem Netzspannungsausfall das Stellglied in seine Arbeitsstellung gebracht werden, so wird der Motor in dem entsprechenden Drehsinn wieder angelassen und spannt dabei gleichzeitig mit der Verstellung des Stellgliedes. die als Energiespeicher dienende Spiralfeder.
  • Dieser bekannten Anordnung haftet der schwerwiegende Nachteil an, daß der Motor, wenn er nach vorangegangenem Netzspannungsausfall das Stellglied wieder in seine Arbeitsstellung zurückbringt, nicht nur das Drehmoment aufbringen muß, das zur Verstellung des Stellgliedes als solchen erforderlich ist, sondern daß der Motor dabei gleichzeitig noch die Spiralfeder wieder spannen muß. Für die Verstellung des Stellgliedes steht also von dem Drehmoment des Motors nur ein Teil zur Verfügung, d. h., der Motor muß für ein wesentlich höheres Drehmoment ausgelegt werden, als es für die Verstellung des Stellgliedes an sich erforderlich wäre.
  • Durch die Erfindung wird eine Nullspannungs-Rückstelleinrichtung für den elektromotorischen Antrieb von Stellgliedern geschaffen, die zwar ebenfalls mit einer Spiralfeder als Speicher für die Rückstellkraft und mit einer Kupplung ausgerüstet ist, welche bei Spannungsrückgang die Motorantriebwelle von der das Stellglied tragenden Antriebswelle trennt, bei der aber der erwähnte Nachteil vermieden ist, bei der also der Motor nicht gleichzeitig das Verstelldrehmoment für das Stellglied und das Drehmoment zum Spannen der Spiralfeder aufzubringen braucht.
  • Gemäß der Erfindung ist die Spiralfeder mit ihrem einen Ende an der Motorantriebswelle und mit ihrem anderen Ende an der Abtriebswelle befestigt. Weiterhin ist die Kupplung nur in derjenigen Relativstellung der Antriebswelle zur Abtriebswelle einrückbar, bei der die Spiralfeder voll gespannt ist, und schließlich ist ein Hilfsschalter mit von der Relativlage der Antriebswelle zur Abtriebswelle abhängigem Schaltzustand seiner Kontakte vorgesehen, der bei allen Relativstellungen, in denen die Kupplung nicht einrückbar ist, einen Hilfsstrompfad derart schließt, daß der Motor bei Wiederkehr der Spannung und gegebenem Steuerbefehl unabhängig von der befohlenen Drehrichtung stets zunächst im Drehsinn der Rückstellung des Stellgliedes bis in diejenige Stellung läuft, in der die Kupplung einrückbar ist.
  • Durch die Erfindung wird erreicht, daß, nachdem bei einem Spannungsausfall die Spiralfeder das Stellgiied in seine Ausgangsstellung zurückgedreht hat, bei Spannungswiederkehr ein noch anstehender oder neu gegebener Befehl für den Motor, das Stellglied in seine Arbeitsstellung zu drehen, zunächst zur Folge hat, daß der Motor in entgegengesetztem Drehsinn läuft, also in dem Drehsinn, .der normalerweise eine Rückstellung des Stellgliedes in seine Ausgangsstellung zur Folge hätte. Dadurch wird, orhne daß dabei das Stellglied aus seiner Ausgangsstellung herausbewegt wird, zunächst die Rückstellfeder gespannt, bis schließlich die Kupplung unter dem schon vorhandenen Einfluß der wiedergekehrten Spannung einrückt. Jetzt ändert sich die Kontaktstellung des Hilfsschalters, die Drehrichtung des Motors kehrt sich um, und der Motor nimmt das Stellglied in die befohlene Arbeitsstellung mit, wobei aber die Rückstellfeder durch die inzwischen eingerückte Kupplung in sich verriegelt ist und kein Drehmoment auf den Motor ausüben kann.
  • Weitere Merkmale der Erfindung sind an Hand der Zeichnung, in der zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 eine Nullspannungs-Rückstelleinrichtung mit aufgezogener Spiralfeder in schematischer Darstellung im Schnitt, Fig. 2 eine Draufsicht auf die Einrichtung in ihrer Ruhestellung, nach der Schnittlinie A -A in der Fig. 1, Fig. 3 eine Draufsicht auf die Einrichtung wie in der Fig. 2, jedoch in ihrer Betriebsstellung, Fig. 4 eine Draufsicht auf die Einrichtung wie in der Fig. 2, jedoch in der Lage bei Spannungsausfall in Anschlagstellung, Fig. 5 ein elektrisches Schaltschema der Rückstelleinrichtung und Fig. 6 eine Nullspannungs-Rückstelleinrichtung mit Windflügel, in schematischer Darstellung im Schnitt. In den Fig. 1 bis 6 sind für die gleichen Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet worden. In der Fig. 1 ist eine Motorantriebswelle 1 eines Motors 2 mit einem als Flansch 3 ausgebildeten Antriebsteil verbunden, an welchem eine Spiralfeder 4 mit ihrem inneren Ende 5 befestigt ist. Axial zur Motorantriebswelle 1 ist eine Abtriebswelle 6 angeordnet, welche ein nicht gezeichnetes mechanisches bzw. hydraulisches Stellglied betätigt. Auf der Abtriebswel'le 6 ist ein Gehäuseteil 7 fest angeordnet, an dem das äußere Ende 8 der Spiralfeder 4 befestigt ist. Der Gehäuseteil 7 ist topfförmig ausgebildet, und die Abtriebswelle 6 ist so weit von der Motorantriebswelle 1 in axialer Richtung entfernt, daß die Nabe des Flansches 3 in den Innenraum des Gehäuseteiles 7 hineinragt. Die Spiralfeder 4 ist bei vorliegendem Ausführungsbeispiel mit ihrem inneren Ende 5 auf der Nabe des Flansches 3 mit ihrem äußeren Ende 8 auf der zu den beiden Wellen 1, 6 achsparallel stehenden Innenwand des Gehäuseteiles 7 befestigt. Auf dem Flansch 3 ist eine elektromagnetische Einrichtung vorgesehen, welche eine Kupplungsvorrichtung betätigt. Die elektromagnetische Einrichtung besteht aus einem Elektromagneten 9, einem Anschlag 10 und einem Anker 11, der auf die Kupplungsvorrichtung, welche gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Kupplungsstift 12 ist, einwirkt. An Stelle einer elektromagnetischen Einrichtung zum Betätigen der Kupplungsvorrichtung kann auch eine elektrothermische Einrichtung verwendet werden. Der Kupplungsstift 12 ist so lang, daß er bei angezogenem Anker 11 mit seinem freien Ende in eine Öffnung 13 in der Wand des Gehäuseteiles 7 einrasten kann und im stromlosen Zustand des Elektromagneten 9, bei welchem der Anker 11, wie die Fig. 4 zeigt, durch eine Feder 14 an den Anschlag 10 gedrückt wird, aus der Öffnung 13 wieder ausrastet. Durch den Kupplungsstift 12 können somit der Flansch 3 und der Gehäuseteil 7 miteinander lösbar gekuppelt werden. Des weiteren weist der Flansch 3 einen Schaltarm 15 auf, der einen im Gehäuseteil 7 vorgesehenen Hilfsschalter 16 betätigt, welcher als Umschalter ausgebildet ist und aus einem Umschaltkontakt 17 sowie zwei- feststehenden Kontakten 18; 19 besteht. Der Umschaltkontakt 17 ist ein Federkontakt, welcher in Ruhestellung des Umschalters am feststehenden Kontakt 18 anliegt. Auf der Außenwand des Gehäuseteils 7 ist ferner eine Nase 20 angebracht, welche mit einem Anschlag 21 eines am Motor 2 befestigten Lagerbügels 22 zusammenarbeitet: Zur besseren übersicht sind in der Fig. 1 die elektromagretische Einrichtung, der Hilfsschalter 16 mit dem Schaltarm 15 sowie die Nase 20 und der Anschlag 21 nicht gezeichnet.
  • In der Fig. 5, welche den elektrischen Steuerteil der Rückstelleinrichtung darstellt, ist der Motor 2 über Netzleitungen 23, 24 an Speiseleitungen O, P angeschlossen, wobei der Motor 2 über die Netzleitung 23 unmittelbar mit der Speiseleitung O und über die Netzleitung 24 über mehrere Schalter mit der Speiseleitung P verbunden ist. Diese Schalter sind ein Steuerschalter 25, zwei Endschalter 29, 30 sowie ein Hilfsschalter 16. Der Steuerschalter 25 ist ein Umschalter; welcher den Motor 2 in an sich bekannter Weise, je nach Kontaktgabe seines Umschaltkontaktes 26, mit einem von zwei feststehenden Kontakten 27, 28 für die eine oder die andere Drehrichtung an die Speiseleitung P legt. Durch den Steuerschalter 25 wird die Netzleitung 24 in zwei Leiter 31, 32, von denen jeder für eine Drehrichtung des Motors 2 bestimmend ist, aufgeteilt, wobei im Leiter 31 der Endschalter 29 und im Leiter 32 der Hilfsschalter 16 vorgesehen sind. Die Endschalter 29, 30 haben die Funktion, den Motor 2 bei einer bestimmten Stellung des mechanischen Stellglieds auszuschalten. So trennt der Endschalter 29 beim vorliegenden Ausführungsbeispiel den Motor 2 bei geschlossenem Stellglied und der Endschalter 30 bei völlig offenem Stellglied von der Speiseleitung P ab. Der Hilfsschalter 16 ist im Leiter 32 zwischen dem feststehenden Kontakt 27 des Steuerschalters 25 und dem Endschalter 30 eingeschaltet und teilt den Leiter 32 in zwei Stromwege 33, 34 auf. In der Schaltstellung 17-19 (Betriebsstellung) des Umschaltkontaktes 17 des Hilfsschalters 16 und in der Schaltstellung 26-27 des Umschaltekontaktes 26 des Steuerschalters 25 wird der Leiter 32 durch den Stromweg 34 fortgesetzt und der Motor 2 bei geschlossenem Endschalter 30 für die eine Drehrichtung an die Speiseleitung P gelegt. In der Schaltstellung 18-17 der Umschaltkontakte 17 des Hilfsschalters 16, wird der Leiter 32 durch den Stromweg 33 fortgesetzt, welch letzterer den Endschalter 29 überbrückt, wodurch der Motor 2 für die andere Drehrichtung über den Steuerschalter 25 an die Speiseleitung P gelegt wird. Die Schaltstellung 18-17 nimmt der Umschaltekontakt 17 bei Spannungsausfall ein, wie in nachstehendem noch ausgeführt wird.
  • Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung ist folgende: In Ruhestellung der Einrichtung befindet sich, wie die Fig. 2 zeigt, der Kupplungsstift 12 mit seinem freien Ende, bei erregter elektromagnetischer Einrichtung, in der Öffnung 13. Dadurch ist die Motorantriebswelle 1 über den Flansch 3, den Kupplungsstift 12 und der Gehäuseteil 7 mit der Abtriebswelle 6 starr verbunden. Die Spiralfeder 4 ist aufgespeichert und der Schaltarm 15 hat den Umschaltkontakt 17 des Hilfsschalters 16 an den feststehenden Kontakt 19 angelegt. Der Endschalter 30 ist geschlossen, und der Endschalter 29 ist offen. Der Umschaltkontakt 26 des Steuerschalters 25 ist in der Mittelstellung.
  • Beim Eintreffen eines Steuerbefehls schließt der Umschaltkontakt 26 des Steuerschalters 25 den feststehenden Kontakt 27 und legt somit den Motor 2 über den Leiter 32, die Kontakte 17, 19 des Hilfsschalters 16, den Stromweg 34, den geschlossenen Endschalter 30, für die Arbeitsrichtung des mechanischen Stellgliedes, an die Speiseleitung P. Damit liegt der Motor 2 an der Netzspannung und beginnt in Arbeitsrichtung des mechanischen Stellglieds zu drehen. Da die Motorantriebswelle 1 mit der Abtriebswelle 6 durch den Kupplungsstift 12 starr verbunden ist, wird beim Anlaufen des Motors 2 dessen ganzes Drehmoment sofort auf die Abtriebswelle 6 übertragen. Der Motor 2 überträgt seine Drehbewegung über die Motorantriebswelle 1 und die Abtriebswelle 6 auf das mechanische Stellglied, welches dadurch in seine Betriebsstellung gebracht wird.
  • Bei Beginn der Drehbewegung des Motors 2 wird der Endschalter 29 geschlossen, so daß nunmehr jeder der beiden Endschalter 29 bzw. 30 mit dem ihrem im Steuerschalter 25 zugeordneten feststehenden Kontakt 27 bzw. 28 elektrisch leitend verbunden ist und der Steuerschalter 25 durch entsprechendes Umschalten seines Umschaltkontaktes 26 die Drehbewegung des Motors 2 und somit die Bewegung des mechanischen Stellgliedes nach der einen oder anderen Richtung steuern kann.
  • Sobald das mechanische Stellglied seine Endstellung, wie in der Fig. 3 gezeigt ist, erreicht hat, wird der Endschalter 30 geöffnet, und der Motor 2 kommt zum Stillstand. Da die Motorantriebswelle 1 mit der Abtriebswelle 6 starr verbunden ist, andererseits nach der Abschaltung des Motors 2 keine Kraft auf die Motorantriebswelle 1 einwirkt, wie dies beispielsweise bei den bekannten Einrichtungen durch die Speicherfeder der Fall ist, ist bei ausgeschaltetem Motor keine zusätzliche, z. B. magnetisch gesteuerte Haltevorrichtung für die Motorwelle nötig.
  • Bei Spannungsausfall wird der ständig an Spannung O, P liegende Elektromagnet 9 entregt, und die Feder 14 drückt den Anker 11 an den Anschlag 10, wodurch der Kupplungsstift 12 aus der Öffnung 13 gleitet, so daß die Motorantriebswelle 1 und die Abtriebswelle 6 entkuppelt werden. Da die Spiralfeder 4, wie vorstehend erwähnt und wie im nachstehenden noch näher erläutert wird, bereits aufgel'ad'en war, kann sie sich jetzt entspannen und dreht die Abtriebswelle 6 und mit dieser das mechanische Stellglied in die Ausgangslage zurück. Diese Ausgangslage ist durch den am Lagerbügel 22 vorgesehenen Anschlag 21 bestimmt, an welchen die am Gehäuseteil ? angeordnete Nase 20 in der Ausgangslage der Abtriebswelle 6 anzuliegen kommt, so daß sie nicht weiterdrehen kann. Die Motorantriebswelle 1 verbleibt in der Stellung, welche sie vor Spannungsabfall eingenommen hatte.
  • Durch die rückläufige Drehbewegung der Abtriebswelle 6 wird der Umschaltkontakt 17 des Hilfsschalters 16 vom Schaltarm 15, welcher den Umschaltkontakt 17 bisher an den feststehenden Kontakt 19 gedrückt gehalten hatte, gelöst und federt auf den feststehenden Kontakt 18 zurück. Die Vorrichtung nimunt somit nach Spannungsausfall und Zurückdrehen der Abtriebswelle 6 in ihre Ausgangslage die in der Fig. 4 gezeigte Stellung ein. Die elektromagnetische Einrichtung ist jetzt entregt, der Kupplungsstift 12 aus der Öffnung 13 herausgezogen, die Spiralfeder 4 entspannt und der Hilfsschalter 16 mit seinem Umschaltkontakt 17 an den feststehenden Kontakt 18 gelegt.
  • Nach Rückkehr der Spannung und bei vorhandenem Steuerbefehl »Öffnen« wird der Motor 2 über den Steuerschalter 25, den Hilfsschalter 16 und den Stromweg 33 eingeschaltet und stellt die Motorantriebswelle 1 ebenfalls in die Ausgangslage zurück. Dabei wird die Rückstellfeder bzw. Spiralfeder 4 wieder gespannt. Außerdem wird die elektromagnetische Einrichtung wieder erregt, der Anker 11 angezogen und der Kupplungsstift 12 mit seinem freien Ende gegen die Innenwand des Gehäuseteiles 7 gedrückt. Durch die Drehung des mit der Motorantriebswelle 1 verbundenen Flansches 3 schleift das Ende des Kupplungsstiftes 12 auf der Innenwand des Gehäuseteiles 7, bis sein freies Ende, in der Ausgangslage der Motorantriebswelle 1, in die im Gehäuseteil 7 vorgesehene Öffnung 13 einrastet. Außerdem ist auch der Schaltarm 15 so weit herangedreht worden, daß er den Umschaltkontakt 17 des Hilfsschalters 16 von dem Kontakt 18 wieder auf den Kontakt 19 umlegt. Dadurch wird der Motorstromkreis umgeschaltet, der Endschalter 29 ist in der Ausgangslage der Vorrichtung geöffnet und der Endschalter 30 geschlossen, so daß wieder die Anschlagstellung der Vorrichtung vorliegt und das Steuerprogramm wieder einsetzen kann.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist in der Fig. 6 eine Nullspannungs-Rückstelleinrichtung dargestellt, welche nach dem gleichen Prinzip arbeitet wie die im vorstehenden beschriebene Einrichtung, jedoch abweichend von der letzteren durch zusätzliche mechanische Teile erweitert ist. Außerdem weisen bei dieser Einrichtung dar als Flansch 3 ausgebildete Antriebsteil und der Gehäuseteil 7 eine andere Form auf. Die Kupplungseinrichtung ist hier auf einem mit der Abtriebswelle 6 befestigten und als Träger 107 ausgebildeten Antriebsteil angeordnet. Bei dieser Nullspannungs-Rückstelleinrichtung ist es einerseits möglich, die Kupplungsvorrichtung, welche hier ebenfalls aus dem Kupplungsstift 12 besteht, mit verhältnismäßig geringer Kraft betätigen zu können, und andererseits zu verhindern, daß die Abtriebswelle 6 nach der Entkuppelung durch den Kupplungsstift 12 von der Motorantriebswelle I. nach Maßgabe der in der Spiralfeder 4 aufgespeicherten Kraft schlagartig in ihre Ausgangslage zurückgedreht wird. Diese Nullspannungs-Rückstell'einrichtung weist als zusätzlich mechanische Teile einen Windflügel 36 auf, an dem axial ein Zahnrad 37 angeflanscht ist, welches mit einem Zahnrad 38 kämmt, dessen Achse 39 in zwei Platinen 40, 41 des Trägers 107 gelagert ist. Auf der Achse 39 ist ein Zahnrad 42 lose gelagert, welches mit einem auf der Motorantriebswelle aufgepreßten Antriebsteil, der hier als Zahnrad 103 ausgebil'd'et ist, kämmt. Auf der Achse 39 ist ferner eine Schleppfeder 44 angeordnet, welche die Achse 39 umfaßt und deren Ende am Zahnrad 42 befestigt ist. Dadurch wirkt die Schleppfeder 44 für die eine Drehrichtung der Achse 39 für das auf dieser befestigte Zahnrad 38 als Freilaufvorrichtung, so daß die Teile 36, 38, 39 in dieser Drehrichtung nicht angetrieben werden, während für die andere Drehrichtung die Schleppfeder 44 als Kupplung wirkt und die Teile 38, 39 mitdreht.
  • In der Fig. 6 ist die Einrichtung in ihrer Ausgangslage gezeigt. Der Windflügel 36 liegt bei erregtem Elektromagneten 9 am freien Ende des Kupplungsstiftes 12 an. Dadurch ist die Motorantriebswelle 1 über die Zahnräder 103 und 42, die Schleppfeder 44 und die Zahnräder 38 und 37 sowie den Träger 107, an welchem, wie bereits erwähnt, der Kupplungsstift 12 mit der elektromagnetischen Einrichtung befestigt ist, mit der Abtriebswelle 6 starr verbunden. Die Spiralfeder 4 ist aufgeladen, und der Schaltarm 15 legt den in der Fig. 6 nicht dargestellten Umschaltkontakt 17 des Hilfsschalters 16 an den ihm zugehörigen feststehenden Kontakt 19 an. Der Endschalter 30 ist geschlossen und der Endschalter 29 offen.
  • Die elektrische Steuerung der Einrichtung geht bei Eintreffen eines Steuerimpulses in gleicher Weise vor sich, wie vorstehend bereits beschrieben. Da die Motorantriebswelle 1 mit der Abtriebswelle 6 starr verbunden ist, wird das mit letzterer verbundene mechanische bzw. hydraulische Stellglied bei eintreffenden Steuerimpulsen in seine Arbeitsstellung gebracht. Hierbei wirken insbesondere der Kupplungsstift 12 als auch die Schleppfeder 44 als die die Motorantriebswelle 1 und die Abtriebswelle 6 und die Spiralfeder 4 als verbindende Teile, und zwar ungeachtet, welche Drehrichtung die Motorantriebswelle hat.
  • Bei. Spannnungsausfall wird der Elektromagnet 9 stromlos, der Kupplungsstift 12 gibt den Windflügel 36 frei, und die aufgeladene Spiralfeder 4 kann nunmehr, abgestützt mit ihrem einen Ende 5 auf der Motorantriebswelle 1, mit ihrem anderen Ende 6 über den Träger 107 auf die Abtriebswelle 6, in ihre Ausgangslage zurückdrehen. Durch die Drehbewegung des . Trägers 107 läuft das lose auf der Achse 39 gelagerte Zahnrad 42 auf dem nun feststehenden Zahnrad 103 ab und überträgt seine Drehbewegung über die Schleppfeder 44 auf die Achse 39, so daß auch diese mitdreht und über die Zahnräder 38,37 den Windflügel 36 betätigt, durch dessen zu überwindender Luftwiderstand über die vorerwähnten Teile dem zu plötzlichen Entspannen der gespeicherten Spiralfeder 4 Widerstand entgegengesetzt wird.
  • Nach Rückkehr der Netzspannung wird der ; Elektromagnet 9 erregt und Kupplungsstift 12 wieder betätigt. Gleichzeitig dreht durch entsprechendes Umschalten des Hilfsschalters 16 die Motorantriebswelle 1, bei Stillstand der Abtriebswelle 6, in ihre Ausgangslage zurück, wobei nunmehr die Spiralfeder 4 wieder aufgeladen wird. Der Kupplungsstift 12 liegt jetzt wieder am Windflügel 36 an, bewegt diesen jedoch nicht, da der Träger 107 stillsteht. Durch die Drehbewegung der Motorantriebswelle 1 wird das Zahnrad 103 gedreht, welches mit dem lose f auf der Achse 39 gelagerten Zahnrad 42 kämmt. In dieser Drehrichtung rutscht die Schleppfeder 44 auf der Achse 39, die stillsteht. Somit kann das Zahnrad 42 ungehindert drehen.
  • Ein besonderer Vorteil der beschriebenen Null- t spannungs-R'ückstelleinrichtung gegenüber den bekannten Einrichtungen ist, daß bei ihr das Antriebsdrehmoment des Motors nicht vermindert wird und daher sein volles Nenndrehmoment zum Verstellen des Stellgliedes verfügbar ist. Dies ist auch deshalb beachtenswert, weil nunmehr die Spiralfeder, welche die Rückstellung des Stellglieds bei Spannungsausfall bewirkt, kräftig sein kann, und zwar kann. sie bis zum vollen Antriebsdrehmoment ausgelegt werden. Das Antriebsdrehmoment wirkt nur dann auf die Spiralfeder ein, wenn. diese nach der Rückstellung des Stellgliedes infolge eines Spannungsausfalles aufgeladen wird. Daraus ergibt sich, daß die Spiralfeder ungeachtet des jeweiligen Betriebszustandes des Stellgliedes stets aufgeladen bleibt und nicht bei jedem Arbeitszyklus von neuem aufgespeichert werden muß. Außerdem erfolgt die Aufladung der Spiralfeder bei ausgekuppelter Belastung. ES ist daher nicht nur möglich, mit einem kleineren Motor eine größere effektive Versteilkraft für das Stellglied zu erzielen, sondern es kann darüber hinaus auch die als Rückstelleinrichtung wirkende Spiralfeder kräftiger ausgeführt sein, womit ein sicheres und schnelles Zurückstellen des Stellglieds in seine Ausgangslage bei Spannungsausfall gewährleistet ist.

Claims (7)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Nullspannungs-Rückstelleinrichtung für einen elektromotorischen Antrieb von Stellgliedern mit einer Spiralfeder als Speicher für die Rücksterilkraft und mit einer Kupplung, die bei Spannungsrückgang die Motorantriebswelle von der das Stellglied tragenden Abtriebswelle trennt, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiralfeder (4) mit ihrem einen Ende (5) an der Motorantriebswelle (1) und mit ihrem anderen Ende (8) an der Antriebswelle (6) befestigt ist, daß die Kupplung (9 bis 14) nur in derjenigen Relativstellung der AbtriebsweIle (1) zur Abtriebswelle (6) einrückbar ist, bei der die Spiralfeder (4) voll gespannt ist, und da.ß ein Hilfsschalter .(16) mit von der Relativlage der Antriebswelle (1) zur Abtriebswelle (6) abhängigem Schaltzustand seiner Kontakte (17 bis 19) vorgesehen ist, welcher bei allen Relativstellungen, in denen die Kupplung (9 bis 14) nicht einrückbar ist, einen Hilfsstrompfad (27, 32, 17, 18, 33) derart schließt, daß der Motor (2) bei Wiederkehr der Spannung und gegebenem Steuerbefehl unabhängig von der befohlenen Drehrichtung stets zunächst im Drehsinn der Rückstellung des Stellgliedes bis in die Stellung läuft, in der die Kupplung (9 bis 14) einrückbar ist.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kupplungsglied ein vorzugsweise elektromagnetisch oder elektrothermisch betätigbarer Kupplungsstift (12) dient, des in einem auf der Motorantriebswelle (1) befestigten Flansch (3) verschiebbar gelagert ist und bei eingerückter Kupplung in eine Bohrung (13) eingreift, die in der zugleich den einen Befestigungspunkt der Spiralfeder (4) enthaltenden Wandung eines auf der Abtriebswelle (6) befestigten Gehäuses (7) vorgesehen ist.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Dämpfungsglied, insbesondere ein Windflügelrad (36) vorgesehen ist, welches die unter dem Einfluß der Spiralfeder (4) erfolgende Rückstellbewegung dämpft.
  4. 4.. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Windflügelrad (36) auf der Abtriebswelle (6) drehbar gelagert ist und mittels eines an ihm. befestigten Zahnrades (37) mit einem auf der Motorantriebswelle (1) befestigten Zahnrad (103) über eine mit einem Freilauf ausgerüstete Zwischengelegewelle (38, 39, 42) verbunden ist, welche drehbar in; einem auf der Abtriebswelle (6) befestigten Träger (107) gelagert ist, der zugleich einen verschiebbar darin gelagerten Kupplungsstift (12) trägt, der bei vorhandener Netzspannung in, das Windflügelrad (36) eingreift.
  5. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Freilauf für die ZwischengeJegewelle (38, 39, 42) eine auf diese aufgeschobene Schleppfeder (44) dient, die mit dem einen Ende (45) in einem lose auf dem Schaft (39) der Zwischengelegewelle sitzenden Zwischengelegezahnrad (42) befestigt ist und mit dem anderen Ende die Zwischengelegewelle einseitig sperrt.
  6. 6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte (17 bis 19) des als. Umschalter ausgebildeten Hilfsschalters (16) auf einem mit der Abtriebswelle (6) fest gekuppelten Abtriebsteil (7), ein zur Betätigung des Hilfsschalters (16) dienender Schalterarm (15) dagegen auf einem mit der Motorantriebswelle (1) fest gekuppelten Antriebsteil (3) befestigt ist, derart, daß der Umschaltkontakt (17) des Hilfsschalters (16) sowohl in der Ausgangsstellung (Fig. 2) als auch in der Arbeitsstellung (Fig. 3) des Antriebs unter dem Einfuß des Schaltarms (15) an dem einen, bei entspannter Spiralfeder (4) jedoch unter Federwirkung an dem anderen festen Kontakt (19 bzw. 18) des Hilfsschalters (16) anliegt.
  7. 7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in den beiden Zuleitungen (31 bzw. 34) zu ziem Motor (2) für die eine oder die andere Drehrichtung Endausschalter (29 bzw. 30) liegen, von denen der für die Arbeitsdrehrichtung bestimmte Endschalter (30) mit dem einen festen Kontakt (19) des Hilfsschalters (16) in Reihe liegt, während der andere feste Kontakt (18) des Hilfsschalters (16) unmittelbar an die für die entgegengesetzte Motordrehrichtung bestimmte Speiseklemme des Motors (2) angeschlossen ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Zeitschrift für Instrumentenkunde, 1959, 8, S. 207; Relaisbuch des VDEW, 6. Auflage, Stuttgart 1959, S. 25; britische Patentschrift Nr. 101362.
DEL39669A 1961-07-18 1961-07-29 Nullspannungs-Rueckstelleinrichtung fuer einen elektromotorischen Antrieb von Stellgliedern Pending DE1147303B (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1584505A1 (de) * 2004-04-07 2005-10-12 Behr GmbH & Co. KG Klappenantrieb, insbesondere für Luftklappen

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB101362A (en) * 1916-01-26 1916-09-14 Igranic Electric Co Ltd Improvements in Electric Circuit Controllers.

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