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Schwenkbarer Stellantrieb Die Erfindung betrifft einen schwenkbaren
Stellantrieb mit längsbeweglicher Schubstange bzw. Spindel, der mit einer mit ihm
in mechanischer und/ oder Steuermittelwirkverbindung stehenden Steuer-oder Regeleinrichtung
zusammengebaut ist.
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Besonders auf dem Gebiet der Automation setzt man, wenn größere Hübe
auf-zu-gesteuert oder geregelt werden sollen, sogenannte Stehzylinder ein. Dies
sind Antriebsaggregate, bei denen sich in einem Zylinder ein leichtgängiger Kolben
bewegt, der durch ein gasförmiges Medium, wie Luft, Stickstoff u. dgl., oder aber
ein flüssiges Medium, wie etwa Wasser, C51 u. dgl., druckbeaufschlagt wird.
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An Stelle eines Kolbens ist auch die Verwendung von Membranen mit
einem kolbenartigen Membranträger bzw. Membrantellern bekannt. Bei größeren Hüben
kommen zwischen Kolben und Zylinderwand bzw. dem zylindrischen Teil des Membrandeckels
abrollende, vorgeformte Membranen zur Anwendung. Es sind dies sogenannte Rollmembranen.
Diese Kolben- und Membranantriebe, kurz Stellantriebe genannt, werden einfach wirkend
und doppeltwirkend gebaut. Bei ersteren erfolgt das Rückstellen durch eine Feder,
einen federartig wirkenden oder durch einen konstanten Gegendruck.
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Um eine genaue Zuordnung des Kolbenhubes zu dem Stelldruck bzw. Stellsignal
zu erzielen, werden zusammen mit dem Stellantrieb Regeleinrichtungen, wie Stellungserzwinger
einschließlich Steuermittelumformer, herangezogen. Solche Einrichtungen stehen mit
dem Stellantrieb in mechanischer Wirkverbindung und sind mit ihm durch Druckmittelleitungen
verbunden.
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Auch bei elektrohydraulischen und elektropneumatischen Stehantrieben
können solche Regeleinrichtungen oder Steuereinrichtungen zur Verwendung kommen.
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Die Stellantriebe werden unter anderem dazu benutzt, um bei Spindeln
eine hin- und hergehende Bewegung zu erzielen. Die Lagerung des Antriebes erfolgt
dabei in bekannter Weise durch Anschrauben an starre Flansche oder Konsole, wobei
die treibende und getriebene Spindel in einer Achse liegen. Schwieriger liegt dagegen
der Fall, wenn der Stellantrieb schwenkbar angeordnet sein muß, weil das anzutreibende
Gerät nur durch Drehen einer Welle beispielsweise über einen Hebel mit 60° Drehwinkel
betätigt werden kann. In solchen Fällen werden die Stellantriebe am Ende hinter
der Steuer- bzw. Regeleinrichtung mit einem Gabelstück nebst Bolzen versehen, wodurch
der Antrieb schwenkbar wird und der Hebelbewegung an der Verbindungsstelle folgen
kann. Eine solche Anordnung bedingt, daß man über die Steuer- bzw. Regeleinrichtung
hinweg eine kraftschlüssige Verbindung des Gabelstückes mit dem Stellantrieb herstellen
muß, die nur mit großem Aufwand und umständlich erreicht werden kann. Bei den Steuer-
und Regeleinrichtungen handelt es sich um empfindliche Geräte, die einer Kapselung
bedürfen. Eine solche Kapselung muß jedoch abnehmbar sein, da derartige Steuer-
bzw. Regeleinrichtungen eingestellt werden müssen. Die Einstellung gestaltet sich
durch die Abnahme der Kapselung sehr schwierig wegen der hinderlichen kraftschlüssigen
Verbindung des Gabelstückes mit dem Stellantrieb. Aus dem gleichen Grunde ist auch
die Abnahme der Steuer- bzw. Regeleinrichtung, d. h. des Zusatzgerätes, vom Stellantrieb
sehr umständlich und überhaupt erst nach vorheriger Demontage der kraftschlüssigen
Verbindung möglich.
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Es wurde auch bereits versucht, seitlich am Stellantrieb ein drehbares
Lager mit Bolzen anzubringen. Diese Ausführung hat jedoch den Nachteil, daß auf
die Schubstange bzw. Stellantriebsspindel Seitenkräfte einwirken, die für die Funktion
und Lebensdauer nachteilig sind. Hinsichtlich der Funktion schaden die Seitenkräfte
deshalb, weil dadurch ein Klemmen und zusätzliche Reibung auftreten, wodurch eine
feinfühlige Regelung und eine genaue Stellungszuordnung unmöglich werden. Die Lagerung
wird durch die Seitenkräfte stark beansprucht, was mit erheblichem die Lebensdauer
verminderndem Verschleiß und weiteren Funktionsbeeinträchtigungen verbunden ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen schwenkbaren Stellantrieb
so zu verbessern, daß die genannten Nachteile vermieden werden.
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Gemäß der Erfindung ist bei einem schwenkbaren Stehantrieb die Lagerung
kugelförmig ausgebildet,
wobei die Stellantriebsachse durch den
Kugelinittelpunkt geht und dieser Kugelmittelpunkt zwischen Stehantrieb und Steuer-
oder Regeleinrichtung und die in einem Zwischenstück angeordnete mechanische und/oder
Steuermittelwirkverbindung zwischen Stellantrieb und Steuer- oder Regeleinrichtung
innerhalb des Lagers liegt: In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
schematisch in einer Längsansicht mit teilweisem Schnitt dargestellt.
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Stellantrieb 1 ist mit einer Steuer- oder Regeleinrichtung 2 und dem
für die mechanische und/oder Steuermittelwirkverbindung"erforderlichen Zwischenstück
3 ausgestattet. An dem Zwischenstück 3 befindet sich ein. kugelförmig ausgebildetes
Lager 4, dessen Kugelmittelpunkt 7 in der Stellantriebsachse 6 und zwischen Stellantrieb
1 und Einrichtung 2 liegt. Das Lager 4 ist mit einer Konsole 5 versehen, die z.
B. durch Schrauben die Befestigung an einem Gerät oder an einer Wand gestattet.
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Durch diese erfindungsgemäße Lagerung wird ermöglicht, der Kappe an
der Steuer- oder Regeleinrichtung 2 eine einfache Form zu geben, wobei die Abdichtung
keinerlei Schwierigkeiten bereitet. Außerdem ist die Kappe leicht zu entfernen und
die Einrichtung 2 für die Einstellung gut zugänglich sowie die Einrichtung 2 selbst
leicht abnehmbar. An der Stellantriebsspindel8 treten außerdem keine seitliehen
Kräfte bzw. zusätzliche Lagerreibungen auf, so daß eine feinfühlige Regelung bzw.
Steuerung und Schonung der Lager möglich ist. Schließlich kann das äußere Ende der
Stellantriebsspindel 8 außer Bewegungen in einer Ebene auch räumliche Bewegungen
ausführen, ohne daß ein Klemmen eintritt. Diese Bewegungsfreiheit bringt weitere
Vorteile mit sich, so etwa beliebige Befestigungsmöglichkeiten der Konsole 5 zur
Stellantriebsspindel 8, weil die Konsole 5 um die Achse 6 drehbar und um den Kugehnittelpunkt
7 schwenkbar ist.