DE1222798B - Druckmittelbeaufschlagter Stellantrieb mit Feder als Rueckstellkraft - Google Patents

Description

• Druckmittelbeaufschlagter Stellantrieb mit Feder als Rückstellkraft Die Erfindung betrifft einen druckmittelbeaufschlagten Stellantrieb mit Kolben oder Membrane sowie mit einer Feder als Rückstellkraft. Solche Stellantriebe haben den Nachteil, daß an den Führungen der Antriebsspindel, durch das Schiefdrücken der Feder verursacht, eine starke Reibung auftritt. Dies ist am besten ersichtlich aus den Kenn-Men eines solchen Antriebes, bei dem jeweils die Linie für den steigenden und fallenden, vom Druckmittel herrührenden Druck in Anhängigkeit vom Hub aufgenommen wird. Sie verlaufen in einem Abstand voneinander. Es liegt also eine Hysterese vor, die offensichtlich größtenteils eine Folge der durch die Feder verursachten Reibung ist. Bei Stellantrieben von Regelgeräten, die eine feinfühlige Regelung verlangen, wirkt sich eine solche Hysterese jedoch besonders nachteilig aus.
• Zur Beseitigung dieses Nachteiles wurde schon versucht, durch besonders sorgfältige Bearbeitung oder durch geeignete Werkstoffauswahl für die aufeinandergleitenden Teile die Reibung an den Führungen herabzudrücken. Diesel Bemühungen brachten aber nicht den gewünschten Erfolg. Auch konstruktive Versuche in dieser Hinsicht oder lange bzw. mehrere und besonders geformte Führungen für die Stellantriebsspiudel beseitigten die Hysterese nicht oder verringerten die Reibung nur unwesentlich. Die weiterhin verwendeten, genau hergestellten und sehr teueren Federn konnten hier ebenfalls nicht abhelfen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu vermeiden und ein Schiefdrücken der Feder zu verhindern.
• Erfindungsgemäß wird dies durch die Abstützung mindestens eines Federendes mittels Federteller auf einer an sich bekannten raumbeweglichen Kugellagerung erreicht.
• Dadurch wird neben einer wesentlichen Herabsetzung aller Reibung eine pendelnde Abstützung der Feder erreicht, die ein Verklemmen der Stellantriebsspindel ausschaltet. Ein weiterer Vorteil der vorgeschlagenen Bauart ergibt sich insofern, als die für das Spannen der Feder sonst erforderliche Arretierung am Federteller in Wegfall kommt.
• Besonders gute Verhältnisse werden erhalten, wenn gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung die Mittelpunkte der Radien der raumbeweglichen Kugellagerung mit den Mittelpunkten der jeweiligen Federauflage zusammenfallen.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 einen senkrechten Schnitt durch das Federgehäuse eines Stellantriebes und F i g. 2 eine besondere Unterlage der Feder in vergrößertem Maßstab.
• Das an dem zu betätigenden Gerät (nicht gezeichnet) befestigte Gestänge 1 ist nach oben durch eine Stellspindel 2 verlängert, deren Ende beispielsweise einen mit einer Membrane 3 ausgerüsteten Kolben bzw. Teller trägt. Die Membrane 3 ist zwischen dem Gehäuseunterteil 4 und dem Gehäusedeckel 5 eingespannt. Im Deckel ist in an sich bekannter Weise eine Öffnung 6 zum Zu- bzw. Abführen des Druckmediums in den über dem Membrankolben 3 liegenden Raum 7 aus ihm.
• Unterhalb der Membrane 3 ist die Stellspindel 2 von einer Feder 8 umgeben, welche eine Rückstellkraft beim Abzug des Drucknüttels aus dem Raum 7 ausübt. Die Feder 8 ruht beiderseits auf zwei Federtellem 9. Abgestützt sind die Federteller gegenüber der Spindel 2 auf kalottenartigen Bauelementen 10, unter Zwischenschaltung je einer Kugellagerung 11. Dabei ist die Gegenseite des kalottenartigen Bauelementes 10 als konkaver, schalenartiger Ring 12 ausgebildet, der in einem Ansatz 13 jedes Federtellers 9 eingebettet ist.
• Die in der F i g. 2 dargestellte Auflage der Feder unterscheidet sich von der vorhergehend erläuterten dadurch, daß die Feder 8 mit ihren Enden in je einem auf der Tragfläche des Federtellers 9 verschiebbaren, nur etwa die letzte Federwindung festhaltenden Kranz 14 eingelegt ist. Der Kranz hat einen Abstand von dem Außenmantel des Federtelleransatzes 13. Durch mehrere auf den Umfang verteilte Stellschrauben 15 können die Federenden bei Bedarf so eingestellt bzw. verschoben werden> daß die Federkraftmittelpunkte an den Federenden mit den Federtellerachsen in der Federauflageebene zusammen allen. Hierdurch wird die anteilmäßige, reibungsverursachende Seitenkraft auf die Spindefführung vermieden.
• Durch die vorliegende Erfindung können auch komplizierte Kupplungen, wie sie sonst bei Stellantrieben an der Verbindungsstelle zwischen Antriebsspindel und Spindel des zu betätigenden Gerätes zur Vermeidung von Kleinmungen nötig waren, in Wegfall kommen.
• Die F i g. 1 zeigt einen direkt, und einfachwirkenden Stellantrieb mit Membrane. Ebenso läßt sich die Erfindung auch bei umgekehrt wirkenden Stellantrieben verwenden. An Stelle eines Antriebes mit Membrane kann auch ein Kolbenantrieb, direkt und umgekehrt wirkend, sowie doppeltwirkende Antriebe mit Feder, mit den Merkmalen der Erfindung versehen werden.

Claims (1)

1. Patentanspräche: 1. Druckmittelbeaufschlagter Stellantrieb mit Kolben oder Membrane sowie mit einer Feder als Rückstellkraft, gekennzeichnet durch die Abstützung mindestens eines Federendes mittels Federteller (9) auf einer an sich bekannten raumbeweglichen Kugellagerung (11). 2. Stellantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelpunkte der Radien der raumbeweglichen Kugellagerungen (11) mit den Mittelpunkten der Federauflagen zusammen. fallen. 3. Stellantrieb nach Ansprach 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelpunkt des Radius der im Bereich der Membrane (3) liegenden Kugellagerung mit dem Mittelpunkt der Membrane (3) oder bei Kolbenantrieben ohne Membrane mit dem Zentrum des Kolbens zusammenfällt. 4. Stellantrieb nach Anspruch 1 und einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (8) vom Federtellbr (9) jeweils durch ein Zwischenstück oder Kranz (14) in Abstand gehalten ist. 5. StelIantrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenstück (14) einstellbar ist.