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Ventilantrieb mit wahlweiser Betätigung durch einen Elektromotor und
ein Handrad Die Erfindung betrifft einen Ventilantrieb mit wahlweiser Betätigung
durch einen Elektromotor und ein Handrad, bei dem eine unter Federkraft stehende,
auf einer Antriebswelle verschiebbare Kupplungsmuffe in Normalstellung ein ständig
mit dem Motor verbundenes, auf der Antriebswelle frei drehbar gelagertes Kupplungsrad
mit der Antriebswelle kuppelt, während bei Umschaltung der Muffe auf Handbetrieb
das Handrad mit der Antriebswelle unter gleichzeitiger Auskupplung des Motors hiervon
verbunden und die Kupplungsmuffe in dieser Stellung selbsttätig durch eine Sperre
verriegelt ist, die beim Anlaufen des Elektromotors aufgehoben wird.
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Ein Ventilantrieb dieser bekannten Art wird normalerweise durch den
angebauten Elektromotor betätigt, von dessen Motorwelle aus über eine Schnecke und
ein Schneckenrad die Antriebskraft über eine in Keilnuten auf der Antriebswelle
verschiebbare Kupplungsmuffe auf die Ventilspindel weitergegeben wird. Mit Hilfe
eines Handgriffes kann die Muffe gegen die Kraft einer Feder mit ihren stirnseitigen
Klauen außer Eingriff mit dem Schneckenrad und mit am gegenüberliegenden Ende der
Muffe angeordneten Zähnen in Eingriff mit einem Kegelrad am Ende der Welle des Handrades
gebracht werden. Da hierbei die Kupplungsmuffe gegen die Kraft der vorgenannten
Feder gehalten werden muß, ist eine Sperre vorgelagerten Hebel besteht, der mit
einem Finger in gesehen, die aus einem in seiner Mitte schwenkbar eine Ringnut an
der Muffe eingreift und der bei Verstellung der Muffe in die Stellung »Handantrieb«
mit einer am gegenüberliegenden Ende angeordneten Nase unter eine federnde Gegennase
greift, die ihn in der betreffenden Stellung und damit auch die Kupplungsmuffe in
Eingriff mit dem Handrad hält.
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Damit es nicht erforderlich ist, den Handantrieb durch einen besonderen
Handgriff wieder ab- und den Motorantrieb einzuschalten, ist bei der bekannten Einrichtung
die den Schwenkhebel haltende Nase nachgiebig in der Weise befestigt, daß sie von
einem an der vorbeiführenden Motorwelle angeordneten Nocken zur Freigabe des Schwenkhebels
ausgelenkt wird, wenn der Motor anläuft. Damit auch bei allen Stellungen der Motorwelle
der Schwenkhebel sicher verrastet wird, sind zwei Verrastungsnasen vorgesehen, welche
nacheinander in den Wirkungsbereich des Steuernockens kommen. Dennoch ist es aber
möglich, daß die Motorwelle beim Einschalten des Motors etwa eine halbe Umdrehung
bereits zurückgelegt hat, bis der Schwenkhebel freigegeben wird, und die Kupplungsmuffe
sich unter dem Druck der Feder in Eingriff mit dem Rad begeben kann. Bis dies erfolgt,
kann jedoch der Antriebsmotor schon eine erhebliche Drehzahl erreicht haben, so
daß der Eingriff der Klauen in die Gegenklauen von einem harten Stoß begleitet wird.
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Als nachteilig bei der bekannten Vorrichtung muß auch angesehen werden,
daß zur Verstellung der Kupplungsmuffe in die Stellung »Handantrieb« stets erst
ein besonderer Handhebel umgelegt werden muß, bevor das Handrad gedreht werden kann.
Es ergibt sich hierdurch die Notwendigkeit; insbesondere bei schlecht zugänglich
eingebauten Ventilantrieben, bei denen die das Handrad tragende Welle entsprechend
verlängert sein muß, auch den zusätzlichen Handhebel bis zum Handrad zu verlängern,
wodurch die Anordnung so schwer werden kann, daß eine Sperre, wie sie bei der bekannten
Einrichtung vorgeschlagen ist, nicht mehr ausreicht.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht daher zunächst
darin, den erwähnten Handantrieb durch Verschieben des Handrades allein einzuschalten
und gleichzeitig zu verhindern, daß der Motor während des Umschaltens bereits eine
gewisse Drehzahl erreicht.
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Es ist weiter bekannt, die Umschaltung auf Handantrieb bei einem Ventilantrieb
der hier vorliegenden Art dadurch vorzunehmen, daß das Handrad axial gegen die Kraft
einer Rückstellfeder verschoben wird und dabei den Motorantrieb abkuppelt und gleichzeitig
den Handantrieb einkuppelt.
Die bekannten Ausführungsformen dieser
Art sind jedoch insofern nachteilig, als der Handantrieb nur so lange eingeschaltet
bleibt, als das Handrad entsprechend angepreßt wird. Demgegenüber besteht die Erfindungsaufgabe
darin, den Handantrieb so auszugestalten, daß er bis zum Einschalten des Motors
wirksam bleibt.
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Zur Lösung der gestellten Aufgaben und Vermeidung der erwähnten Nachteile
wird bei einem Ventilantrieb der genannten Art erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß
die Kupplungsmuffe mit dem axial auf der Antriebswelle verschiebbaren Handrad verbunden
ist und daß die Sperre bei Verstellung in die den Handantrieb einkuppelnde Lage
zusätzlich zur Kupplungsmuffe mit dem ständig mit dem Motor verbundenen, gegen Federdruck
und auf der Antriebswelle verschiebbar gelagerten Kupplungsrad in Eingriff tritt
und die Kupplungsmuffe wie auch das Kupplungsrad gemeinsam bei Antrieb des Kupplungsrades
vom Motor her zur Rückseite in die dem Motorantrieb entsprechende Lage freigibt.
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Dieser Antrieb ist nicht nur für Ventile, sondern auch für Schieber
und andere tätige Verschlüsse geeignet.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Erfindung wird an Hand der Figuren näher erläutert. Es zeigt F
i g. 1 eine perspektivische, teilweise geschnittene Darstellung des erfindungsgemäßen
Antriebs, F i g. 2 einen Schnitt durch den Antrieb nach F i g. 1, mit abgewandeltem
Gehäuse, F i g. 3 eine Vorderansicht eines Details.
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Nach F i g. 1 und 2 hat der Antrieb ein Gehäuse 10. Der untere Teil
des Gehäuses 10 ist mit einer Deckplatte 11 versehen, durch die das untere Ende
der hohlen Antriebswelle 12 hindurchgeht. Ihr unteres Lager ist mit 13 bezeichnet.
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Die Antriebswelle 12 ist an ihrem unteren Ende mit einer drehbaren
Mutter 14 über Keilverbindungen 15 verbunden, so daß sich die Mutter 14 bei Drehung
der Antriebswelle 12 mitdreht. Die Mutter 14 ist in der Hülse 16 angeordnet,
die bei 17 mit Innengewinde versehen und an der Antriebswelle 12 befestigt ist.
Die Hülse 16 ist daher zusammen mit der Mutter und der Antriebswelle 12 drehbar.
Am unteren Ende der Hülse 16 ist ein nach innen vorstehender Flansch 18 angeordnet,
der die Mutter 14 in Verbindung mit der Antriebswelle 12 hält. Die Anordnung wird
durch eine Schraube 19 vervollständigt. Eine Ventilspindel 20 ist an ihrem oberen
Ende mit Außengewinde versehen und greift in die Mutter 14
ein, so daß sie
sich bei Drehung der Mutter 14, die von der Antriebswelle 12 auf diese übertragen
wird, verstellt. Der bei der Bewegung der Ventilspindel 20 auftretende Druck wird
über die Hülse 16 auf einen Bund 16A übertragen.
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Die Antriebswelle 12 ist an ihrem oberen Ende mit einem oder mehreren
Keilen 21 od. dgl. ausgestattet. Der Keil 21 wird in Normalstellung in Eingriff
mit einem Kupplungsrad 22 gehalten, das in Axialrichtung auf der Außenseite der
Antriebswelle 12 verschiebbar und mit einem ringförmigen Schlitz 23 ausgestattet
ist, der den Keil 21 übergreift. Das Kupplungsrad 22 steht ständig mit einer Schnecke
24 im Eingriff, die auf der Motorwelle 25 eines Elektromotors 26 mit umsteuerbarer
Drehrichtung sitzt. Der Elektromotor ist in einem waagerecht angeordneten Gehäuse
27 untergebracht, das am Gehäuse 10 befestigt ist. Ein auf der Motorwelle 25 angeordnetes
Paket von Federscheiben 25A, die von einer Mutter 25B gehalten werden, läßt
Axialbewegungen der Motorwelle 25 in beiden Richtungen in Abhängigkeit von einem
vorgegebenen Drehmoment auf Grund des Bewegungswiderstandes des Ventils zu. Diese
Axialbewegung der Motorwelle 25 wird zur Betätigung von Schaltern ausgenutzt.
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Wenn der Antrieb durch den Elektromotor 26 angetrieben wird, greift
die Schnecke 24 in den unteren Teil des Kupplungsrades 22 ein und überträgt hierbei
die Antriebskraft des Elektromotors 26 auf die Antriebswelle 12, wobei der Keil
oder die Keile 21 die Ventilspindel 20 mitnehmen. In F i g. 2 ist das Kupplungsrad
22 in seiner untersten Stellung abgebildet, in der es von den Keilen 21 getrennt
ist. Das Kupplungsrad 22 wird in dieser Stellung durch eine mit 28 bezeichnete Sperre
gehalten. Wenn die Sperre 28 vom Kupplungsrad 22 gelöst ist, bewegt sich dieses
nach oben und kommt mit dem Keil 21 auf Grund der Wirkung der Feder 29 in Eingriff.
Die Feder 29 ist in einem innenliegenden ringförmigen Raum 30 in einer Hülse 31
untergebracht, die mit der Antriebswelle 12 drehfest verbunden ist. Die Hülse 31
weist eine zweite Schnecke 32 auf, die ein Schneckenrad 33 auf einer Welle 34 antreibt.
Die Welle 34 wird somit bei Betätigung der Antriebswelle 12 ebenfalls gedreht und
dient dazu, zusätzliche Einrichtungen, wie beispielsweise Endschalter zu betätigen.
Das untere Ende der Hülse 31 ruht auf der Oberseite des Lagers 13, das in einem
Teil 35 befestigt ist. Das Teil 35 ist zwischen dem unteren Ende des Gehäuses 10
und dem Deckel 11 durch Schrauben 36 befestigt. Halteschrauben 37 für ein unteres,
die Ventilspindel 20 umgebendes Gehäuse sind vorgesehen.
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Zur Handbetätigung des Ventils dient ein Handrad 38, das zur Antriebswelle
12 gleichachsig angeordnet ist. Das Handrad 38 ist mittels Schrauben
39
auf dem oberen Ende einer Kupplungsmuffe 40 befestigt, die durch
eine obere Deckplatte 41 an der Oberseite des Gehäuses 10 hindurchgeht.
Das untere Ende der Kupplungsmuffe 40 umgibt dicht das obere Ende der Antriebswelle
12 und ist dieser gegenüber sowohl drehbar wie auch in Axialrichtung verschiebbar.
Das untere Ende der Kupplungsmuffe 40 ist mit einer rohrförmigen Verlängerung
42 ausgestattet, deren unteres Ende an der Oberseite des Kupplungsrades 22 anliegt.
Sie ist an zwei einander gegenüberliegenden Stellen ausgeschnitten und bildet zwei
teilringförmige Schlitze 43, von denen einer in F i g. 1 dargestellt ist und der
die Keile 21 auf der Antriebswelle 12 aufnehmen kann.
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Um den Antrieb von Hand zu bedienen, drückt die Bedienungsperson lediglich
das Handrad 38 nach unten, so daß die Verlängerung 42 der mit dem Handrad verbundenen
Kupplungsmuffe 40 mit dem Kupplungsrad 22 in Berührung kommt und dieses gegen
die Wirkung der Feder 29 so weit nach unten verschoben wird, bis es außer Eingriff
mit den Keilen 21 gekommen ist. Bei weiterer Abwärtsbewegung des Handrades 38 gelangen
die Schlitze 43 in der Verlängerung der Kupplungsmuffe 40 mit den Keilen
21
an der Antriebswelle 12 in Eingriff. Dies entspricht der in F i g. 2 abgebildeten
Stellung. Es wird darauf hingewiesen, daß die Schnecke 24 auf der Motorwelle
25 noch in Eingriffsverbindung mit dem Kupplungsrad 22 steht.
Um
den Antrieb in Handbetätigungsstellung zu halten, ist eine Sperre 28 vorgesehen.
Sie ist auf einer Verlängerung 44 der oberen Verschlußplatte 41 angeordnet.
Die Sperre 28 besteht aus einem schwenkbaren Hebel 45, der auf der Verlängerung
44 mit Hilfe eines Gelenkes 46 befestigt ist. Der Hebel 45 ist mit einem unten angeordneten
Finger 47 versehen, der durch den Hebel 45 hindurchgeht und dessen nach innen gerichtetes
Ende in eine Ringnut 48 in der Kupplungsmuffe 40 eingreift. Am Gelenk 46 ist ferner
eine Feder 49 angeordnet, deren Enden gekreuzt sind und an beiden Seiten des außenliegenden
Teils des Fingers 47 liegen. An der Verlängerung 44
ist ein Anschlag
50 befestigt, der zwischen die beiden Enden der Feder 49 vorsteht. Es wird darauf
hingewiesen, daß das untere Ende des Hebels 45 eine Endfläche 51 von rechteckigem
Querschnitt bietet, die mit der Stirnseite des Kupplungsrades 22 in Berührung kommt.
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Das Handrad 38 wird normalerweise von der Feder 52 in seiner obersten
unwirksamen Stellung gehalten. Die Feder 52 ist in der Kupplungsmuffe
40
angeordnet und drückt auf eine Scheibe 53, die auf einem Dichtungsring
54 am oberen Ende der Antriebswelle 1.2 aufruht. Die oberste Stellung, die
die Kupplungsmuffe 40 einnehmen kann, ist in F i g. 3 strichpunktiert eingezeichnet.
Hieraus ergibt sich, daß der Finger 47 sich auf Grund seines Eingriffs in
die Ringnut 48 nach oben dreht. Hierdurch wird der eine Schenkel der Feder 49 gespannt,
so daß sie beim Niederdrücken des Handrades den Hebel 45 wieder in seine wirksame
senkrechte Stellung bringt, wie dies in ausgezogener Linie in F i g. 3 abgebildet
ist. Wenn das Handrad 38 vollständig nach unten gedrückt ist, steht der Hebel 45
senkrecht, wie abgebildet, oberhalb des Kupplungsrades 22. Wenn das Handrad
38 losgelassen wird, geht das Kupplungsrad 22 nach oben und kommt mit der Endfläche
51 des Hebels 45 in Berührung, wodurch die Anordnung in Handbetätigungsstellung
gehalten wird und das Handrad nunmehr bei Drehung die Antriebswelle 12 antreibt.
In dieser Stellung liegt der Finger 47 an der Unterseite der Ringnut
48 an, um die Rückkehr des Handrades in unwirksame Stellung unter der Wirkung
der Feder 52 zu verhindern (F i g. 2).
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Wenn der Elektromotor 26 eingeschaltet wird, dreht sich das
Kupplungsrad 22 sofort je nach der Richtung, in der der Motor umläuft, mit. Bei
Drehung des Kupplungsrades 22 wird der Hebel 45 um das Gelenk 46 in der einen oder
anderen Richtung, wie in F i g. 3 abgebildet, verschwenkt. Das Kupplungsrad 22 kann
sich nunmehr unter der Wirkung der Feder 29 nach oben verschieben, wobei diese Bewegung
die Aufwärtsbewegung des Handrades 38 unter dem Einfluß seiner eigenen Feder 52
unterstützt. Wenn sich die mit dem Handrad verbundene Kupplungsmuffe 40 nach oben
bewegt, nimmt sie den Finger 47, der in die Ringnut 48 eingreift;
mit und dreht somit den Hebel 45 in die in F i g. 3 gestrichelt eingezeichnete
unwirksame Stellung.
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Wie F i g. 1 zeigt, gehen die elektrischen Leitungen durch eine Öffnung
60 in einem Teil 61 des Gehäuses 10, das durch eine Platte 62 verschlossen ist.
Die Leitungen sind an Kontakten 63 an einer Trennwand 64 befestigt. Bei der abgewandelten
Ausführungsform nach F i g. 2 ist der Teil 61 des Gehäuses 10 mit einem Fortsatz
65 ausgestattet, um Verlängerungsstücke 66 befestigen zu können. Jedes Verlängerungsstück
66 ist mit einem entsprechenden Fortsatz 65 versehen, um ein weiteres Verlängerungsstück
oder eine Verschlußplatte 67 anbringen zu können. Eine Öffnung 68 ist in einem Verlängerungsstück
66 vorgesehen, um die elektrischen Leitungen durchführen zu können. Dieses Verlängerungsstück
kann mit einer mittig angeordneten Hülse 69 versehen sein, in die ein stopfenartiges
Teil eingesetzt wird, in welchem die Kontakte eingebettet sein können. Eine derartige
Anordnung kann aus Gründen der Feuersicherheit oder für andere Zwecke erforderlich
sein.
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Die untere Welle 34, die von der Schnecke 32 aus angetrieben wird,
.führt in ein weiteres, waagerecht angeordnetes Gehäuse 70. Diese Welle 34 dient
dazu, um Hilfseinrichtungen, wie z. B. Endschalter, die im elektrischen Stromkreis
liegen, zu betätigen. Die Motorwelle 25 reicht ebenfalls in das Gehäuse 70 und betätigt
drehmomentabhängige Schalter, die ebenfalls zur elektrischen Einrichtung des Motors
gehören.
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Wie dargestellt ist, kann am Gehäuse 70 eine optisch ablesbare
Vorrichtung in Form eines Zeigers 72 angeordnet sein, der verstellt wird, um die
Stellung der Ventilspindel 20 anzugeben. Diese Einrichtung ist nicht Gegenstand
der Erfindung.