DE1903015C3 - Druckmittelbetriebener Stellmotor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen druckmittelbetriebenen Stellmotor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs I.

Derartige Stellmotoren werden für viele Zwecke bei unterschiedlichen Einsatzbedingungen zum Steuern und Regeln von Maschinen und Einrichtungen, u. a. auch von Einspritzpumpen an Schiffsmotoren und Verstellpropellern von Schiffen, verwendet.

Die besonders in den genannten Einsatzfällen oftmals bestehende große räumliche Entfernung zwischen dem Betätigungsort und dem mit dem zu regelnden Gerät verbundenen Stellmotor bzw. die Umwandlung elektrischer Impulse in Druckmittelimpulse macht ein schnell ansprechendes, relativ verlustlos arbeitendes Betätigungsglied erforderlich. Zu diesem Zweck ist es bekannt, Stellmotoren durch Verändern einer elektrischen Stromstärke zu betätigen bzw. den Druckmittelfluß zu steuern.

Aus der US-PS 31 31 608 ist ein gattungsgemäßer druckmittelbetätigter Stellmotor bekannt Die der Kolbenrückstellfeder zugewandte Seite des Kolbens weist dabei die aus dem Gehäuse herausgeführte Betätigungsstange auf. Die elektrische Betätigungseinrichtung ist der Betätigurigsstangenseite des Gehäuses gegenüberliegend angeordnet Die der Kraft der elektrischen Betätigungseinrichtung entgegenwirkende Rückführeinrichtung besieht aus einer Zugfeder, die einerseits am Ventilglied und andererseits am Kolben

befestigt ist

Dieser bekannte Stellmotor weist die Nachteile auf, daß er zum einen, durch die kombinierte Anordnung einer Zug- und einer Druckfeder, relativ schwierig zusammenzumontieren ist und zum anderen durch die Anordnung der Zugfeder im Druckmittelraum oder auch in der Arbeitskammer recht schwierig zu warten ist Bei Aastausch der Zugfeder zwecks Veränderung der Stellcharakteristik oder einfach auch .-'weeks

ίο Auswechselung einer ermüdeten Feder ist es erforderlich, den Arbeitsraum zu reinigen und das Ventilglied auszubauen, um den Federanlenkpunkt zu erreichen.

Dieser bekannte Stellmotor kann nicht die Funktion eines Zwischengliedes zur pneumatischen oder hydraulischen Beaufschlagung nachgeschalteter Geräte übernehmen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Stellmotor zu schaffen, welcher in seinem Aufbau sehr einfach ist, und welcher außer zur mechanischen Betätigung eines mit ihm in Wirkverbindung stehenden, von ihm zu regelnden Gerätes zusätzlich noch als Zwischenglied zur pneumatischen oder hydraulischen Beaufschlagung nachgeschalteter Geräte eingesetzt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst

Durch die besondere Ausbildung des erfindungsgemäßen Stellmotors ist eine saubere und leichte Auswechselbarkeit der einzelnen Bauteile des Stellmotors möglich. Bedingt durch die kompakte Bauweise und die Anordnung von zwei Signalausgängen, einem Druckabnahmeanschluß und einer Betätigungsstange, ist die Ersetzbarkeit dieses Stellmotors vielseitiger als die bekannten Stellmotoren.

Zum Beispiel kann der erfindungsgemäße Stellmotor als Druckregler zwischen einem Druckerzeuger und einem Druckspeicher geschaltet werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen

*o des Erfindungsgegenstandes werden in den Unteransprüchen aufgezeigt

Anhand eines Ausführungsbeispiels wird der erfindungsgemäße Stellmotor nachfolgend näher beschrieben.

« Es zeigt:

F i g. 1 einen Teillängsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Stellmotor mit geöffnetem Druckabnahmeanschluß;
Fig.2 einen Teiüängsschnitt durch den Stellmotor

so nach F i g. 1 mit am Kolben angeordneter Betätigungsstange und geschlossenem Druckabnahmeanschluß.

Der Stellmotor weist an der Stromeingangsseite 1 einen nicht näher dargestellten Elektromagneten auf, dessen Stößel 2 auf ein im Gehäuse 3 des Stellmotors axial geführtes Steuerglied 4 eines Steuerventils einwirkt Zur Beaufschlagung des Stellmotors steuert das Steuerglied 4 mit einem kolbenförmigen Dichtkörper 5 den Druckmittelstrom vom Druckmitteleintrittskanal 6 zum Verbindungskanal 7 und zur Druckmittelabfuhr vom Stellmotor die Rückströmung des Druckmittels vom Verbindungskanal 7 zum Austrittskanal 8. In den F i g. 1 und 2 ist die zuletzt erwähnte Stellung des Steuergliedes 4 zur Druckmittelabfuhr dargestellt Der Verbindungskanal 7 verläuft zum Teil achsenparallel in

es der Gehäusewandung 3 des Stellmotors und endet in einem Zylinder 9, in dem ein vom Druckmittel beaufschlagbarer Kolben 10 gegen die Kraft einer Feder 11 verschiebbar angeordnet ist Der Kolben 10 ist

im Zylinder 9 abgedichtet geführt und an seiner inneren Stirnfläche zur Abstützung einer von der Feder 11 umschlossenen Stellfeder 12 stufenartig abgesetzt Die Stellfeder 12 ist zwischen dem Kolben 10 und einer mit dem Steuerglied 4 in Wirkverbindung stehenden Stellplatte 13 verspannt Der Zylinder 9 ist über eine Bohrung 14 mit der Atmosphäre verbunden. Der Druckmittelstrom durch den Verbindungskanal 7 kann mit Hilfe einer Einstellschraube 15 mehr oder weniger gedrosselt werden. An der druckmittelbeaufschlagbaren Seite des Kolbens 10 ist eine Betätigungsstange angeordnet, deren außerhalb des Gehäuses befindlicher Teil 17 abnehmbar ausgeführt ist

In F i g. 1 ist der Stellmotor mit einem vom achsparallel verlaufenden Teil des Verbindungskanals 7 aus die Gehäusewandung 3 des Stellmotors durchdringenden, geöffneten Druckentnahmeanschluß 16 dargestellt

Der abnehmbare Teil der Betätigungsstange ist entfernt In Fig.2 ist der Druckabnahmeanschluß verschlossen und die Betätigungsstange komplett montiert

Ober einen schwenkbar gelagerten Hebel 18 dient sie zur mechanischen Verstellung nicht dargestellter nachgeschalteter Einrichtungen. Ein zur Lagerung des Hebels 18 dienender Lagerbock 19 ist an der Gehäusewandung 3 lösbar befestigt

Die Wirkungsweise des Stellmotors ist folgende:

In den Fig. 1 und 2 der Zeichnung ist der Stellmotor druckentlastet dargestellt Der Verbindungskanal 7 ist mit dem Austrittskanal 8 verbunden, während die Feder

11 dem Kolben 10 in seine rechte Endstellung gegen die Stirnwand des Gehäuses 3 drückt Der Stellmotor wird durch Einleiten eines elektrischen Stromes betätigt, wobei der Stößel 2 des Elektromagneten das Steuerglied 4 nach rechts bewegt Dadurch unterbricht der Dichtkörper 5 den Durchgang vom Verbindungskanal 7 zum Austrittskanal 8 und damit die Druckentlastung des Kolbens 10 und öffnet den Verbindungskanal 7 zum Eintrittskanal 6. Gleichzeitig verschiebt das Steuerglied 4 die mit ihm in Wirkverbindung stehende Stellplatte 13 und spannt somit die sich einerseits auf der Stellplatte 13 und andererseits am Kolben 10 abstützende Stellfeder

12 vor. Vom Eintrittskanal 6 strömt das Druckmittel durch den geöffneten Verbindungskanal 7 zum Kolben 10, der gegen die Kraft der Feder 11 nach links bewegt wird. Gleichzeitig wird die Stellfeder 12 vom Kolben 10 weiter vorgespannt, und zwar so weit, bis die durch die. vorgegebene Stromstärke erzeugte Stellkraft und die Kraft der Stellfeder 12 sich im Gleichgewichtszustand befinden, womit das Steuerglied 4 über die Stellplatte 13 und die Stellfeder 12 vom Kolben 10 nach links zurückgeschoben wird, so daß der Dichtkörper 5 in die den Verbindungskanal 7 abschließende Stellung geht Es kann kein weiteres Druckmittel in den Verbindungskanal 7 einströmen.

Der auf diese Weise im Verbindungskanal 7 ausgeregelte Druck steht gemäß dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 am Druckabnahmeanschluß 16 zur Beaufschlagung nachgeschalteter Einrichtungen zur Verfügung. Beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 wird der vom Kolben 10 zurückgelegte Weg als mechanische Verstellgröße durch die Betätigungsstange 17 auf einen schwenkbar gelagerten Hebel 18 übertragen, der wiederum zum Verstellen nicht dargestellter Einrichtungen dient

Bei sich änderndem Druck bzw. bei einem Druckabfall im System wird durch den zurückweichenden Kolben 10 abermals entsprechend der ursprünglich vorgegebenen Stromstärke eine Verschiebung des SteuergLcds 4 ausgelöst, so daß durch die vom Dichtkörper 5 freigegebene öffnung des Verbindungskanals 7 erneut so lange Druckmittel nachströmen kann, bis der Gleichgewichtszustand wieder hergestellt ist und der Kolben 10 das Steuerglied wieder in die den Verbindungskanal 7 abschließende Stellung bringt

Beim Druckabbau, d. h. beim Absenken der elektrischen Eingangsgröße wird das Steuerglied 4 durch die noch immer unter Vorspannung stehende Stellfeder 12 in die linke Endstellung zurückbewegt bis die Stellplatte 13 am Gehäuse 3 zum Anschlag kommt Der Dichtkörper 5 gibt den Durchgang vom Verbindungskanal 7 zum Austrittskanal 8 frei, so daß Druckmittel abströmen kann. Der Kolben 10 wird dabei durch die Feder 11 in seine rechte Endstellung bis zum Anschlag an die Stirnwand des Gehäuses 3 zurückgedrückt.

Es sei noch erwähnt daß der Stellmotor sowohl mit einem geöffneten Druckabnahmeanschluß 16 als auch gleichzeitig mit der mechanischen Stellvorrichtung 17, 18 gemäß F i g. 2 ausgestattet sein kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Druckmittelbetriebener Stellmotor mit einem in einem Gehäuse ausgebildeten Zylinder, in dem ein eine einseitig aus dem Gehäuse herausgeführte Betätigungsstange aufweisender Kolben durch das Druckmittel gegen die Kraft einer Feder verschiebbar angeordnet ist, mit einem im Gehäuse der Betätigungsstangenseite gegenüberliegend vorgesehenen Steuerventil zur Steuerung der Druckmittelzu- bzw. -abfuhr zum bzw. vom Kolben über einen im Gehäuse angeordneten Verbindungskanal, mit einer elektrischen Betätigungseinrichtung zum Auslenken des Steuergliedes des Steuerventils und mit einer eine Stellfeder aufweisenden, zwischen Kolben und Steuerglied angeordneten Rückführeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungskanal (7) einen die Gehäusewand durchdringenden, verschließbaren Druckabnahmeanschluß (16) aufwessi, daß die druckmittelbeaufschlagbare Fläche des Kolbens (10) auf der Betätigungsstangenseite des Kolbens (10) vorgesehen ist, daß die Feder (11) auf der der Betätigungsstangenseite gegenüberliegenden Seite des Kolbens (10) angeordnet ist und sich einerseits am Kolben (10) und andererseits an einem Gehäusesteg abstützt, und daß die Feder (11) koaxial zur Stellfeder (12) diese umschließend angeordnet ist

2. Stellmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckabnahmeanschluß von einem parallel zum Zylinder verlaufenden Abschnitt des Verbindungskanals {7) abzweigt

3. Stellmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der außerhalb des Gehäuses befindliche Teil der Betätigungsstange (17) abnehmbar ausgeführt ist