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Elektromotorischer Antrieb für Ventile od. dgl. Die Erfindung betrifft
einen elektromotorischen Antrieb für Ventile od. dgl., bei dem zwischen dem Motor
und der das Verschlußstück tragenden Ventilspindel eine das von dem Motor ausgeübte
Drehmoment begrenzende drehmomentabhängige Kupplung angeordnet ist, die in den Endstellungen
des Verschlußstücks Endschalter zur Abschaltung des Motors betätigt.
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Antriebseinrichtungen der oben bezeichneten Art weisen für gewöhnlich
einen Antriebsmotor auf, der über Zahnradgetriebe und Kupplungen das Verschlußstück
in seine Schließ- bzw. Öffnungsstellung bewegt. Hierbei wird der Motorantrieb durch
Endschalter gesichert, d. h., diese Endschalter schalten den Motor immer aus, sobald
das Verschlußstück seine vorbestimmte Schließ- oder Öffnungsstellung erreicht hat.
Diese bekannte Anordnung ist jedoch mit dem Nachteil verbunden, daß infolge des
Verschleißes des Verschlußstücks oder auch ähnlicher Ursachen nur ein unzureichendes
Abschließen oder Öffnen des Ventils zu erreichen ist. Insbesondere kann das Verschlußstück
bei der Bewegung in seine Schließstellung im Augenblick des Ausschaltens des Motors
zwar seine vorbestimmte Endlage erreichen, jedoch infolge des erlittenen Verschleißes
den Durchlaß nicht mehr einwandfrei absperren.
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Zur Beseitigung dieser Schwierigkeiten ist daher gemäß dem Stand der
Technik bei einem solchen Ventilantrieb die Antriebswelle und Abtriebswelle gleichachsig
zueinander gelegt und durch eine nachgiebige Kupplung miteinander verbunden worden.
Diese elastische Kupplung besteht dabei aus zwei symmetrisch zu der einen Welle
gelagerten Hebeln, die unter der Einwirkung einer zwischen ihnen angeordneten Feder
zwei gegenüberstehende Ansätze zangenartig umgreifen, von denen der eine mit der
Antriebswelle und der andere mit der Abtriebswelle verbunden ist. Diese Bauart berücksichtigt
zwar die Forderung auf eine Begrenzung des von dem Motor ausgeübten Drehmomentes,
jedoch ist in diesem Fall zwischen den beiden Hebeln lediglich eine einzige Druckfeder
vorgesehen, die das Drehmoment aufnehmen und von dem einen Hebel auf den anderen
Hebel übertragen muß. Davon abgesehen, daß die Verwendung einer einzigen Feder,
die infolge der auf sie einwirkenden Kräfte durchaus einmal zu Bruch gehen kann,
eine gewisse Störungsanfälligkeit in sich birgt, so ist durch die Anordnung nur
einer einzigen, das Drehmoment übertragenden Feder auch nur eine relativ starre
Kupplung zu erreichen.
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In diesem Zusammenhang ist noch eine weitere Bauart eines solchen
elektromotorischen Antriebes bekanntgeworden, bei dem zwischen dem Motor und der
Ventilspindel eine Drehmomentkupplung angeordnet ist, deren beide aneinanderliegende
Scheiben lediglich unter der Wirkung einer einzigen Druckfeder stehen. Auch für
diese Ausbildung einer drehmomentabhängigen Kupplung gelten die obigen Ausführungen
in der gleichen Weise.
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Schließlich ist auch noch eine Antriebseinrichtung bekanntgeworden,
bei der eine übertragungskette vorgesehen ist, die den Motorantrieb auf die Kupplungsstange
des Ventilverschlusses überträgt und zugleich den Motor über Reibkupplungen od.
dgl. auskuppelt, sobald die Kupplungsstange bzw. der Ventilverschluß bei Bedarf
von Hand betätigt werden soll. Diese Übertragungskette ist jedoch äußerst kompliziert
und erfordert noch die zusätzliche Bedienung der erwähnten Kupplungen für den Handbetrieb.
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Diese bisher bestehenden Nachteile sollen gemäß der vorliegenden Erfindung
nunmehr beseitigt werden, der im wesentlichen die Aufgabe zugrunde
liegt,
eine Ausführungsform eines solchen elektromotorischen Ventilantriebes zu schaffen,
bei dem sich die drehmomentabhängige Kupplung einerseits durch eine geringe Störanfälligkeit
und große Robustheit auszeichnen, andererseits aber möglichst einfach und elastisch
ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, mit
der Abtriebswelle des Motors eine Kupplungstrommel zu verbinden, die ein auf Drehung
verbundenes, im Innern der Trommel in an sich bekannter Weise beiderseits entgegen
Federwirkung nur längsverschiebbares Schaltstück aufweist, das sowohl eine die Endschalter
betätigende Schaltstange trägt als auch eine zentrale mehrgängige Gewindebohrung
aufweist, in die ein mit der Ventilspindel auf Drehung verbundener Gewindezapfen
derart hineingreift, daß bei Erreichen der Endstellungen das Schaltstück zur Abschaltung
des Motors verschoben wird.
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Weitere Merkmale dieser Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen,
denen jedoch nur im Zusammenhang mit dem Hauptanspruch Bedeutung zukommt. Nachstehend
ist eine in der Zeichnung dargestellte beispielsweise Ausführungsform beschrieben.
Es zeigt F i g. 1 eine Seitenansicht eines mit dem elektromotorischen Antrieb versehenen
Ventils teilweise im Schnitt, F i g. 2 einen Ausschnitt aus der F i g. 1 in vergrößertem
Maßstab und F i g. 3 einen Querschnitt gemäß der Linie III-III nach F i g. 2.
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Das Ventil 1 weist ein Verschlußstück 2 auf, das auch die Form einer
Schieberplatte haben kann, sowie eine Ventilspindel 3 auf, die über einen Kupplungskopf
4 drehfest mit dem Gewindezapfen 7 des Antriebs verbunden ist. Der Antrieb selbst
besteht aus zwei Hauptteilen, nämlich aus dem Antriebskopf 12 und aus einer Kupplungstrommel
6.
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Der Antriebskopf 12 ist in beliebige Drehrichtung schwenkbar,
um so eine für die Montage oder andere Gelegenheiten geeignete Lage des Antriebsmotors
13 und des Handrades 18 zu erreichen. Außerdem ist der Antriebskopf 12 über Verbindungsflansche
5 an dem Gehäuse des Ventils 1 befestigt. Im Innern des Antriebskopfes 12 ist ein
Zahnradgetriebe vorgesehen, dessen Hauptwelle 15
über ein Stirnrad
14 mit der Antriebswelle des Motors 13 und über ein Schneckenradgetriebe
IG mit der Abtriebswelle 17 gekuppelt ist, wobei auf der Hauptwelle 15 das Handrad
18 zur Handbedienung des Ventils verkeilt ist. Das Zahnradgetriebe 14 befindet sich
in ständigem Eingriff, wobei zur Handbedienung durch das Handrad 18 keine weitere
Arbeit erforderlich ist. Die Abtriebswelle 17 ist dreh-und gleitfest mit der Kupplungstrommel
6 verbunden und zu Schmierzwecken abgedichtet.
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In der Kupplungstrommel 6. ist ein auf Gleitführungen 19 koaxial verschiebbares
Schaltstück 8 angeordnet. Dieses Schaltstück 8 weist eine axiale Mehrganggewindebohrung
auf; in die das Gewinde des mit der Ventilspindel 3 verbundenen Gewindezapfens 7
eingreift. Auf das. Schaltstück 8 wirken. vorgespannte Schraubenfedern 9, wobei
das Schaltstück 8 zwischen diesen Federn 9 angeordnet ist. Die Federn 9 üben eine
Kraft aus, die über die Gewindegänge das von der Kupplungstrommel 6 auf den Gewindezapfen
7 übertragene Moment ausgleicht. Auf dem Schaltstück 8 ist außerdem eine
Schaltstange 1.0 angeordnet, die koaxial durch die Abtriebswelle verlaufend aus
dem Antriebskopf 12
herausragt und die Endschalter 11 betätigt. Diese Endschalter
11 sind dabei außerhalb des Antriebskopfes 12 montiert, wodurch deren Anzahl
leie4 den jeweiligen Erfordernissen angepaßt werden kann.
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Der Betrieb der Antriebseinrichtung gemäß der Erfindung spielt sich
folgendermaßen ab: Die vom Motor 13 erzeugte Drehbewegung wird über das G&-triebe
14/16 auf die mit der Abtriebswelle 17 fest verbundene Kupplungstrommel 6 übertragen.
Diese Drehbewegung wird infolgedessen über den Gewindezapfen 7 und den Kupplungskopf
4 auch an die Ventilspindel 3 übertragen. Entsprechend dem bei der Bewegung des
Verschlußstücks 2 entstehenden Widerstandsmoment dreht sich das Schaltstück
8
zusammen mit der Kupplungstrommel 6 unter Mit nahme des Gewindezapfens 7,
wobei der Ausgleich dieses Momentes durch die Federn 9 bewirkt wird.
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Sobald nun das Verschlußstück 2 seine tatsächliche End- bzw. Anschlagstellung
erreicht hat, vergrößert sich das entgegenwirkende Widerstandsmoment, wodurch der
mittels der Federn 9 bisher aufrechterhaltene Ausgleich überwunden wird. Infolgedessen
dreht sich das Schaltstück 8 gleich einer Schraubenmutter auf dem Gewindezapfen
7 und verschiebt sich entgegen der Federkraft in axialer Richtung entlang der Gleitführungen
19. Zugleich aber verschiebt das Schaltstück 8 auch die auf ihm sitzende
Schaltstange 10, die hierdurch wunschgemäß die Endschalter Il betätigt.
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Bei dieser erfindungsgemäßen Anordnung ist auch der Umstand besonders
vorteilhaft, daß während der oben beschriebenen axialen Verschiebung. des Schaltstücks
8 die Federn 9 zusammengedrückt werden und somit eine entsprechende Druckkraft speichern,
die wieder den zur Auslösung der gegenläufigen Bewegung des Verschlußstücks 2 nötig
Anlaufmoment des. Motors 13 zugute kommt.