DE1550516B2 - Elektromotorischer antrieb fuer stellglieder - Google Patents

Description

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Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel noch näher sind der Zwischenantrieb 1 mit dem Hubglied 9, der

erläutert. Dabei zeigt Gewindespindel 7 und der Federvorrichtung 15, sowie

Fig. 1 die Ansicht eines erfindungsgemäßen An- die Schaltvorrichtung 2 mit der Skalenscheibe 24, den

triebes mit Teilschnitten und Mitnehmerscheiben 26, dem Schaltrad 28 und den

Fig. 2 die Draufsicht auf die Schaltvorrichtung 5 Endlagenschaltern 38 und 39.

•des neuen Antriebes gemäß Fig. 1. Nicht nur das Hubglied 9, sondern auch die Ge-Wie Fig. 1 veranschaulicht, besteht der er- windespindel7 sind im Gehäuse 13 des Zwischenfindungsgemäße Antrieb aus einem Zwischentrieb 1, antriebs 1 axial verschieblich gelagert. Beim Schließen einer Schaltvorrichtung 2 und einem Motor 3, welcher des Ventils bewegt sich, aus der in Fig.l gezeigten mit einem Stirnrad- oder Schneckengetriebe 4 ge- ίο Stellung heraus, das Hubglied 9 abwärts, so lange, koppelt ist. Die austreibende Getriebewelle 5 ist bis der Ventilteller 47 im Ventilsitz 48 aufsitzt, Diese kraftschlüssig mittels eines Keiles 6 mit einer Ge- Bewegung kommt durch die Drehung der Gewindewindespindel 7 verbunden. Die Gewindespindel 7 ist spindel 7 gegenüber dem feststehenden Hubglied 9 über eine Mutter 8, welche undrehbar in einem Hub- zustande. In dem Augenblick, in dem die Abwärtsglied 9 sitzt, über eine Kupplungsmuffe 10 fest mit 15 bewegung des Hubgliedes 9 blockiert ist, der drehende der Ventilspindel 11 verbunden. Das Hubglied 9 ist Antrieb der Gewindespindel 7 jedoch noch fortundrehbar durch einen Keil 12 in einem Gehäuse 13 gesetzt wird, muß die Gewindespindel 7 nach oben geführt. Die Gewindespindel 7 ist mittels eines ausweichen, wobei sie über die Drucklager 14 das Kugellagers 14 im Gehäuse des Zwischentriebes 1 ge- Tellerfedernpaket 15 zusammendrückt. Wird nach lagert. Ein Tellerfedernpaket 15 liegt auf einem 20 einem bestimmten Hub der Gewindespindel 7 der An-Distanzring 16 auf und ist dadurch über das Lager . trieb stillgesetzt, dann wird die Schließkraft des Ven-14 mit der Gewindespindel 7 verbunden. Eine Hülse tils einzig und allein durch das Tellerfedernpaket 15 17 dient zur Zentrierung des Tellerfedernpakets 15 aufgebracht. Die Größe dieser Kraft ist abhängig von und wird in einem Druckring 18 geführt, wobei der dem Weg, um den das Tellerfedernpaket 15 zu-Druckring 18 in einem Drucklager 19 liegt, welches 25 sammengedrückt worden ist.

wiederum durch eine Sicherung 20 gegen axiale Ver- Um das Ventil aus seiner vollgeöffneten Stellung Schiebung im Gehäuse des Zwischentriebes 1 ge- in die Schließstellung zu bringen, muß die Antriebshalten wird. Eine Mutter 21 verbindet über eine spindel 5 eine ganz bestimmte Anzahl von Um-Distanzhülse 22 das Lager 14 fest mit der Gewinde- drehungen vollbringen, um einerseits den vorgegebespindel 7. Die austreibende Getriebewelle 5 ist an 3° nen Hub des Hubgliedes 9 und zusätzlich dazu die ihrem gegenüberliegenden Ende 23 verlängert aus- Axialbewegung der Gewindespindel 7 zu bewirken, geführt. Ersichtlich hängt die Schließkraft des Ventils nur von Die Schaltvorrichtung 2 mit einer Skalenscheibe der Axialbewegung der Gewindespindel 7 ab, die sich 24 besteht aus einer Hülse 25, welche fest mit der zu der Hubbewegung des Hubgliedes 8 hinzuaddiert, verlängerten Getriebewelle 23 verbunden ist und zur 35 Dieser Gesamthub kann zur Variierung der Schließ-Aufnahme von Mitnehmerscheiben 26 sowie eines kraft des Ventils nur so weit geändert werden, wie die Stellringes 27 und der Skalenscheibe 24 dient. Gewindespindel 7 ausgelenkt wird, die Bewegung des Im Gehäuse des Getriebes 4 ist ein Schaltrad 28 Hubgliedes 9 dagegen ist für die Schließkraft des Venmit einer Schaltnocke 29 drehbar gelagert. Das tils unbeachtlich.

Schaltrad 28 weist auf seiner oberen Fläche einen 40 Die Antriebsspindel 5 muß also, um den Gesamt-Schaltstift 30 auf. Auf einem Bolzen 33 sind Brems- hub zu bewirken, eine ganz bestimmte Anzahl von backen 31', 32 drehbar gelagert und werden mittels Umdrehungen zwischen der vollgeöffneten Stellung eines Zugelementes 34 gegenseitig an das Schaltrad des Ventils und dessen Schließstellung ausführen. In 28 angepreßt und üben im Bereich 35 dadurch auf beiden Extremstellungen muß dafür gesorgt werden, das Schaltrad 28 eine bestimmte Bremskraft aus, um 45 daß der Elektromotor 3 rechtzeitig abgeschaltet wird, somit ein Verdrehen des Schaltrades 28, bedingt durch Dies besorgt die Schaltvorrichtung 2. Deren Schaltdie Reibung zwischen den Mitnehmerscheiben 26, rad 28 betätigt über den Nocken 29 und die Bremsdem Stellring 27 und der Hülse 25 zu verhindern. backen 31 bzw. 32 den für die jeweilige Drehrichtung Taster 36, 37 von Endlagenschaltern 38, 39 liegen zugehörigen Endschalter 38 oder 39. Das Schaltrad auf schrägen Flächen 40, 41 der Bremsbacken 31, 50 28, das drehbar auf der Antriebswelle 5 bzw. deren 32 e auf. verlängertem Ende 23 sitzt, darf also nur dann be-Die Mitnehmerscheiben 26 sind ringförmig aus- tätigt werden, wenn die Extremstellungen erreicht geführt und weisen auf ihrer Mantelfläche einen sind. Da diese jeweils erst nach mehreren Umzylinderförmigen Stift 42 auf. Die Mitnehmerscheiben drehungen der Antriebswelle 5 erreicht werden, ist 26 sind vorzugsweise aus Kunststoff gespritzt. Die 55 eine besondere Vorrichtung erforderlich, die die Um-Skalenscheibe 24 hat an ihrer Mantelfläche eine drehungen der Antriebswelle 5 abzählt und dann erst logarythmische Maßeinteilung 43 vorzugsweise mit das Schaltrad 28 betätigt. Die maßgeblichen Teile einer hunderter Dekade. Der Stellring 27 hat eben- dieser Vorrichtung sind die Mitnehmerscheiben 26. falls auf seiner Mantelfläche einen Markierungspunkt Sieht man einmal von der Umfangsverschiebung 44 und einen mit ihm fest verbundenen Schaltstift 45. 60 durch die Breite der Mitnehmer 42 ab, so ist einer Schaltschütze und Druckkontakte können in der Umdrehung der Antriebswelle 5 eine Mitnehmer-Schaltvorrichtung 2 eingebaut sein oder sich je nach scheibe 26 zugeordnet. Da die äußere Mitnehmer-Forderung in einem zentralen Kommandostand, wie scheibe in Form des Stellrings 27 fest mit der Anes z. B. bei Kraftwagen üblich ist, befinden. triebswelle 5 verbunden ist, wird bei Anlage aller Der in der F i g. 1 und 2 beschriebene elektro- 65 Mitnehmer 42 aneinander ein Kraftschluß zwischen motorische Antrieb mit der Schaltvorrichtung 2 hat dem Stellring 27 und dem Schaltrad 28 hergestellt, folgende Wirkungsweise: das die Endschalter 38 bzw. 39 betätigt.

Die wesentlichen Teile, auf die es dabei ankommt, Die Variierung des Gesamthubes um den Betrag,

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um den die Tellerfedern 15 mehr oder weniger gespannt werden, sollen, um andererseits die Schließkraft des, Ventils zu verändern, wird durch den Stellring 27 in folgender Weise bewirkt:

Das Ventil wird in Schließstellung gebracht, ohne daß die Gewindespindel 7 bereits ihre Axialbewegung begonnen hat, d. h., daß die Tellerfedern 15 noch keine Schließkraft aufbringen; in dieser Stellung werden die .Mitnehmerscheiben 26 und der Stellring 27 so angeordnet, daß alle Mitnehmer 42 aneinander anliegen und Kraftschluß zwischen dem Mitnehmer 45 des Stellrings,27 und dem Mitnehmer 30 des Schaltrades 28 in Schließdrehrichtung besteht; dabei wird das Schaltrad 28 gerade so weit verdreht, daß der Schaltnocken 29_: den Endschalter für die Schließstellung, entweder 38 oder 39, gerade betätigt; in dieser Stellung. wird jetzt der Stellring 27 noch einmal von dsm Kraftschluß mit der Antriebswelle 5 gelöst und entgegen der Schließdrehrichtung verdreht, so daß der Mitnehmer des Stellrings 27 erst dann wieder im Kraftschluß mit den übrigen Mitnehmern der Mitnehmerscheiben 26 und damit auch des Schaltrades 28 kommt, wenn die Antriebswelle 5 weiter in Schließrichtung verdreht wird, wobei sich jetzt die Gewindespindel 7 entgegen der Federkraft des Tellerfedernpakets 15 verschiebt. Durch diese Maßnahme wird die Abschaltung des Elektromotors 3 erst dann bewirkt, wenn das Tellerfedernpaket 15 die gewünschte Spannung erhalten hat und damit die vorbestimmte Schließkraft erreicht ist. Die vorstehend geschilderte Verdrehung des Stellrings 27 ist also ein Maß für die Auslenkung der Tellerfedern 15, es ist deshalb eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung, die Größe der Verdrehung des Stellringes 27 gegenüber der feststehenden Skalenscheibe 43 sichtbar zu machen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

1 2 Patentansprüche: uncj einer Federvorrichtung zum Aufbringen der

1. Elektromotorischer Antrieb für Stellglieder, Schließkraft für das Stellglied, wie das Verschlußz. B. Ventile, mit einer mit einem Hubglied zu- stück.

sammenwirkenden Gewindespindel und einer Bei derartigen Antrieben dient die Federvorrich-Federvorrichtung zum Aufbringen der Schließ- 5 tung dazu, ein elastisches Glied zwischen dem kraft für das Stellglied, wie das Verschlußstück, Elektromotor und dem Stellglied zu bilden, damit dadurch gekennzeichnet, daß die Ge- beim Auffahren des Stellgliedes gegen seinen Anwindespindel (7) auf ihrer Antriebswelle (5) gegen schlag, z. B. eines Ventiltellers gegen den Ventilsitz, die Kraft eines die Federvorrichtung bildenden die Antriebsteile nicht beschädigt werden. Die Feder-Tellerfedernpakets (15) axial verschieblich ist und io vorrichtung ermöglicht eine Verschiebung des Stellder Hub der Gewindespindel (7) durch eine auf gliedes gegenüber der Gewindespindel, die üblicherder Antriebswelle (5) angeordnete und von deren weise in axialer Richtung unverschieblich gelagert Umdrehungen gesteuerte Schaltvorrichtung (2) ist. Die Schließkraft des Stellgliedes wird deshalb von für den Elektromotor (3) einstellbar ist. der Federvorrichtung aufgebracht und ist von deren

2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 15 Auslenkung abhängig. Bei den bekannten Vorrichzeichnet, daß die Schaltvorrichtung (2) aus einem tungen wird die Auslenkung der Federvorrichtung am freien Ende (23) der Antriebswelle (5) ge- durch das Schwungmoment der Antriebsteile und das lagerten Schaltrad (28) mit einem Schaltnocken Kippmoment des Elektromotors bestimmt. Eine (29), dem in jeder Drehrichtung je ein Endlagen- ständig wiederholbare Einstellung bestimmter schalter (38, 39) zugeordnet ist, und aus einer ao Schließkräfte für das Stellglied ist bei den bekannten wählbaren Anzahl von Mitnehmerscheiben (26) Antrieben nicht möglich.

mit je einem Mitnehmer (42), von denen die be- Es ist auch schon bekannt, zur Sicherung der Annachbarten Mitnehmerscheiben (26) zugehörigen triebsvorrichtung bei Absperrschiebern über die AusMitnehmer aneinander angreifen, besteht und die lenkung einer Federvorrichtung einen Überlastdem Schaltrad (28) abgewandte Mitnehmer- 25 schalter zu betätigen. Hierbei wird ein Teilerfedernscheibe mit der Antriebswelle (5) lösbar verbun- paket verwendet, das um einen bestimmten Betrag den ist. zusammengedrückt werden muß, damit der Überlast-

3. Antrieb nach Anspruch 2, dadurch gekenn- schalter anspricht. Diese Sicherungsvorrichtung ist zeichnet, daß das Schaltrad (28) und die Mit- zwischen der Schieberstange und Antriebsmechanisnehmerscheiben (26) auf einer auf das Wellen- 30 mus des Absperrschiebers angeordnet, wobei die ende (5) aufgesteckten Hülse (25) angeordnet Schließkraft des Schiebers nicht unmittelbar von der sind. - Federvorrichtung aufgebracht, sondern von dieser

4. Antrieb nach Anspruch 2 oder 3, dadurch lediglich übertragen wird. Daher ist eine Verändegekennzeichnet, daß das Schaltrad (28) gegen rung der Schließkraft über die Sicherungsvorrichtung Reibungsmitnahme durch einseitig angelenkte, 35 nicht möglich, vielmehr muß entweder die Kennlinie einander gegenüberliegende und durch ein Zug- des Tellerfedernpakets oder der Schaltweg des Überelement (34) angedrückte Bremsbacken (31, 32) lastschalter dieser Vorrichtung verändert werden, gesichert ist. wenn mit einer anderen Schließkraft gearbeitet wer-

5. Antrieb nach Anspruch 4, dadurch gekenn- den soll.

zeichnet, daß die Bremsbacken (31, 32) an ihren 40 Weiterhin sind drehmömentabhängige Schalter befreien Enden .Schrägflächen (40, 41) besitzen, auf kannt, die als Zwischenglied in der Kraftübertragung denen Taster (36) 37) der Endlagenschalter (38, bei Stellantrieben angeordnet sind. Sie dienen dem 39) zur Übertragung der Schaltbewegung des sicheren Abschalten des Antriebes für das Stellglied Schaltnockens (29) über die Bremsbacken auf den bei Überschreiten eines bestimmten Drehmomentjeweiligen Endschalter aufliegen. 45 wertes, so daß bei ihrem Ansprechen die Stellkraft

6. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, für das Stellglied abgeschaltet wird. Hierbei können dadurch gekennzeichnet, daß die äußere, dem auch sich gegen die Kraft einer oder mehrerer Federn Schaltrad (28) abgewandte Mitnehmerscheibe abstützende Schalterelemente vorgesehen sein, die (26) als feststellbarer Stellring (27) mit einer - entsprechenden Federvorrichtungen bringen jedoch Markierung (44) ausgebildet ist, dem nach außen 50 nicht die Schließkraft für das jeweilige Stellglied auf. hin eine lösbare Skalenscheibe (24") mit einer dem Daher ist es Aufgabe der Erfindung, einen elektro-Weg-Kraft-Verhältnis des Tellerfedernpakets pro- motorischen Antrieb für Stellglieder zu schaffen, bei portionalen Maßeinteilung (43) benachbart ist. dem unter Auslastung des Antriebsrnötöis bis zu

7. Antrieb nach einem der. Ansprüche 2 bis .6, seinem Kippmoment und Auffangen des Sehwungdadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmer- 55 momentes der Antriebsteile die Schließkraft des Stellscheiben (26) aus Kunststoff gespritzt sind. gliedes innerhalb bestimmter Grenzen frei wählbar

8. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 7, eingestellt werden kann.

dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindespindel Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen (7), das Hubglied (9) und die Federvorrichtung Antrieb für Stellglieder dadurch gelöst, daß die Ge-(15) in einem Zwischenantrieb (1) zusammen- 60 windespindel auf ihrer Antriebswelle gegen die Kraft gefaßt sind, dem ein Getriebe (4) vorgeschaltet eines die Federvorrichtung bildenden Tellerfedernist, wobei die Schaltvorrichtung (2) auf der dem pakets axial verschieblich ist und der Hub der Ge-Zwischenantrieb (1) abgewandten Seite des Ge- windespindel durch eine auf der Antriebswelle antriebes (4) angeordnet ist. geordnete und von deren Umdrehungen gesteuerte

65 Schaltvorrichtung für den Elektromotor einstellbar ist.

Die Erfindung betrifft einen elektromotorischen Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus

Antrieb für Stellglieder, z. B. Ventile, mit einer mit den Unteransprüchen.

einem Hubglied zusammenwirkenden Gewindespindel Die Erfindung wird nachstehend an Hand der