DE19530377C2 - Elektrischer Reversierantrieb für Regelventile - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Reversierantrieb für Regelventile, - mit
Gehäuse,
Getriebemotor,
im Gehäuse drehbar gelagerter Buchse mit Innenge­ winde und
auf und nieder bewegbarer Stellspindel mit einem Außengewindeabschnitt,
wobei die Buchse von dem Getriebemotor rotierend antreibbar ist und das Außengewinde der Stellspindel in das Innenge­ winde der Buchse eingreift und wobei die Buchse sowie die Stellspindel aus metallischen Werkstoffen bestehen.

Reversierantriebe des beschriebenen Aufbaus sind aus der Praxis bekannt. Im Rahmen der bekannten Maßnahmen ist die Gewindepaarung von Spindel und Buchse fettgeschmiert. Es werden ausreichende Standzeiten mit mehr als einhundert­ tausend Schaltzyklen über den vollen Hub erreicht, ohne daß ein Nachschmieren erforderlich ist. In bezug auf seine Standzeit bedarf der Reversierantrieb keiner Verbesserung.

Auf den Ventilkörper eines Regelventils wirken hohe Kräfte, die auf die Stellspindel übertragen werden. Damit die er­ forderlichen Stellkräfte aufgebracht und gehalten werden können, müssen Motoren mit großer Antriebsleistung installiert werden. Das ist unbefriedigend.

Aus DE 37 33 117 A1 ist ein Dynamikdruck- oder Staudruck- Luftlager bekannt, das ein Hülsenelement sowie ein koaxial in dem Hülsenelement angeordnetes Wellen- oder Achselement umfaßt. Bei der Drehung von Hülsenelement und Wellenelement wird in einen zwischen beiden Elementen festgelegten Zwischenraum Luft eingeführt, deren dynamischer Druck oder Staudruck auf die Innenfläche des Hülsenelementes und die Mantelfläche des Wellen- oder Achselementes einwirkt. Die Innenfläche des Hülsenelementes oder die Mantelfläche des Wellen- oder Achselementes wird mit einem Keramikmaterial beschichtet. Damit soll der Verschleiß vermindert werden, dem die Welle bzw. Achse oder das Hülsenelement unterliegt. Mit einem elektrischen Reversierantrieb, bei dem eine Stellspindel mit ihrem Außengewinde in das Innengewinde einer Buchse eingreift und bei dem somit ein intensiver bzw. inniger Kontakt zwischen den Gewindeabschnitten statt­ finden, haben die aus DE 37 33 117 A1 bekannten Maßnahmen wenig gemeinsam.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elek­ trischen Reversierantrieb der eingangs beschriebenen Art so weiterzubilden, daß bei vorgegebener Antriebsleistung des Getriebemotors höhere Stellkräfte übertragen werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß entweder das Außengewinde der Stellspindel oder das Innengewinde der Buchse eine reibwertreduzierende Gleitbeschichtung in Form eines mit der Metalloberfläche des Trägermaterials fest verbundenen Hartfilms aufweist. - Geeignete Gleitbeschich­ tungen sind an sich bekannt. Sie bestehen aus aushärtenden Filmbildners mit Schmierstoff-Pigmenten und Additiven, bei­ spielsweise Molybdändisulfid, Graphit, PTFE, Bornitriden, Polyamid und/oder Metalloxiden. Besonders geeignet ist eine Gleitbeschichtung, die unter Belastung einen glasartigen, verschleißfesten Gleitfilm bildet. Die Gleitbeschichtung hat zweckmäßig eine Dicke von weniger als 50 µm. Im Rahmen der bekannten Maßnahmen wird die Gleitbeschichtung einge­ setzt als wartungsfreie Dauerschmierung, wobei im Rahmen der herrschenden Lehre die Gleitbeschichtung auf beide mit­ einander in Kontakt stehende Gleitflächen aufgebracht wird.

Überraschend können bei vorgegebener Antriebsleistung die von der Stellspindel übertragenen Stellkräfte beachtlich gesteigert werden, wenn das Außengewinde der Stellspindel oder das Innengewinde der Buchse erfindungsgemäß mit einer reibwertreduzierenden Gleitbeschichtung ausgerüstet sind. Bevorzugt ist die Gleitbeschichtung an dem Außengewinde der Stellspindel. Es hat sich gezeigt, daß die Kombination einer gleitbeschichteten Stellspindel mit einer metal­ lischen, unbeschichteten Buchse eine Vergrößerung der Stellkräfte um mehr als 35%, bezogen auf metallische Werkstoffpaarungen mit Fettschmierung, ermöglicht. Beson­ ders gute Ergebnisse werden dann erzielt werden, wenn die Gleitbeschichtung auf eine gehärtete Metalloberfläche aufgebracht ist und mit einer Hartmetallfläche des Gegenstückes zusammenwirkt.

In weiterer Ausgestaltung eines Reversierantriebes, dessen Getriebemotor ein Zahnradgetriebe aufweist und dessen Buchse über eine Zahnradpaarung mit dem Getriebemotor verbunden ist, lehrt die Erfindung, daß jeweils ein Zahnrad eines jeden Zahnradpaares der Anordnung ebenfalls mit einer reibwertreduzierenden Gleitbeschichtung ausgerüstet ist.

Durch die erfindungsgemäße Lehre ergeben sich beachtliche Vorteile. Elektrische Reversierantriebe für Regelventile können für vorgegebene Stellkräfte mit leistungsschwächeren Antrieben ausgerüstet werden. Im Ergebnis resultieren kleinbauende Reversierantriebe mit geringem Energiebedarf.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlich erläutert. Die einzige Figur zeigt in schematischer Darstellung den Längsschnitt durch einen elektrischen Reversierantrieb für Regelventile. Zum grundsätzlichen Aufbau des Reversierantriebs gehören ein Gehäuse 1, ein Getriebemotor 2, eine im Gehäuse 1 drehbar gelagerte Buchse 3 mit Innengewinde 4 und eine auf und nieder bewegbare Stellspindel 5 mit einem Außengewindeabschnitt 6. Die Buchse 3 sowie die Stellspindel 5 bestehen aus metallischen Werkstoffen, vorzugsweise aus gehärtetem Stahl. Die Buchse 3 ist von dem Getriebemotor 2 rotierend antreibbar. Das Außengewinde 6 der Stellspindel 5 greift in das Innengewinde 4 der Buchse 3 ein, wodurch die Stellspindel 5 bei einer Drehbewegung der Buchse 3 axial verstellbar ist.

Das Außengewinde 6 der Stellspindel 5 weist eine reibwert­ reduzierende Gleitbeschichtung in Form eines mit der Metalloberfläche des Trägermaterials fest verbundenen Hartfilms auf. Die Gleitbeschichtung besteht aus aus­ härtenden Filmbildnern mit Schmierstoffpigmenten und Additiven, beispielsweise Molybdändisulfid, Graphit, Bornitriden, Metallpigmenten u. dgl.. Unter Belastung bildet die Gleitbeschichtung einen glasartigen, ver­ schleißfesten Gleitfilm. Das Innengewinde 4 der Buchse 3 ist metallisch und vorzugsweise gehärtet.

Der Getriebemotor 2 weist ein Zahnradgetriebe mit üblichen, hier nicht dargestellten Zahnradpaarungen auf. An der Stirnseite der Buchse 3 ist ein Zahnrad 7 fest angeschlossen, welches in das Zahnradgetriebe des Getriebemotors 2 eingreift. Jeweils ein Zahnrad 7 eines jeden Zahnradpaares ist zweckmäßig ebenfalls mit einer reibwertreduzierenden Gleitbeschichtung ausgerüstet und wirkt mit einer Hartmetallfläche eines Gegenzahnrades zusammen. Es empfiehlt sich ferner, sämtliche Gleitbe­ schichtungen auf gehärteten Metalloberflächen aufzubringen.

Claims (3)

1. Elektrischer Reversierantrieb für Regelventile, - mit
Gehäuse,
Getriebemotor,
im Gehäuse drehbar gelagerter Buchse mit Innengewinde und
auf und nieder bewegbarer Stellspindel mit einem Außengewindeabschnitt,
wobei die Buchse von dem Getriebemotor rotierend antreibbar ist und das Außengewinde der Stellspindel in das Innengewinde der Buchse eingreift und wobei die Buchse sowie die Stellspindel aus metallischen Werkstoffen bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß entweder das Außengewinde (6) der Stellspindel (5) oder das Innengewinde (4) der Buchse (3) eine reibwertreduzierende Gleitbeschichtung in Form eines mit der Metalloberfläche des Trägermaterials fest verbundenen Hartfilms aufweist.

2. Reversierantrieb nach Anspruch 1, wobei der Getriebe­ motor ein Zahnradgetriebe aufweist und die Buchse über eine Zahnradpaarung mit dem Getriebemotor verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Zahnrad (7) eines jeden Zahnradpaares der Anordnung ebenfalls mit einer reib­ wertreduzierenden Gleitwertbeschichtung ausgerüstet ist.

3. Reversierantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitbeschichtung auf eine gehärtete Metalloberfläche aufgebracht ist und mit einer Hartmetallfläche des Gegenstückes zusammenwirkt.