DE19902434A1

DE19902434A1 - Stellantrieb, insbesondere zum Verstellen eines Ventils

Info

Publication number: DE19902434A1
Application number: DE19902434A
Authority: DE
Inventors: Olai Ihle; Martin Koechling
Original assignee: Buehler Motor GmbH
Current assignee: Buehler Motor GmbH
Priority date: 1999-01-22
Filing date: 1999-01-22
Publication date: 2000-07-27

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Stellantrieb, mit einem elektrischen Antriebsmotor, der über ein aus mindestens einer Schnecke und einem Schneckenrad bestehendes Getriebe eine mit einem Verstellglied gekoppelte Verstellspindel antreibt, welcher Antrieb ferner ein Zusatzzahnrad zur Wegerfassung des Verstellgetriebes aufweist. Ein bekanntes Getriebe dieser Art ist am Außenumfang einer mit dem Schneckenrad drehfest verbundenen und die Verstellspindel aufnehmenden Spindelmutter ein zusätzliches Gewinde vorgesehen, über das ein zusätzliches Zahnrad angetrieben wird. Über dieses zusätzliche Zahnrad wird die jeweilige Betriebsstellung des mit der Verstellspindel als Verstellglied gekoppelten Ventils erfaßt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stellantrieb der gattungsgemäßen Art dahingehend zu verbessern, daß die Stellungserfassung des Verstellgliedes mit weniger Elementen möglich ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Zusatzzahnrad direkt mit dem Gewinde der Verstellspindel in Eingriff steht und von ihr angetrieben wird, wobei die Verstellspindel verdrehgesichert ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Stellantrieb, insbesondere zum Verstellen eines Ventils, mit einem Gehäuse, einem darin gelagerten Antriebsmotor, der über ein aus mindestens einer Schnecke und einem Schneckenrad bestehendes Getriebe eine mit einem Verstellglied gekoppelte Verstellspindel antreibt, welcher Antrieb ferner ein Zusatzzahnrad zur Wegerfassung des Verstellgliedes aufweist.

Ein solcher Stellantrieb ist durch die DE-OS 36 15 285 bekannt. Bei diesem Antrieb ist am Außenumfang einer mit dem Schneckenrad drehfest verbundenen und die Verstellspindel aufnehmenden Spindelmutter ein zusätzliches Gewinde vorgesehen, über das ein zusätzliches Zahnrad angetrieben wird. Über dieses zusätzliche Zahnrad wird die jeweilige Betriebsstellung des mit der Verstellspindel als Verstellglied gekoppelten Ventils erfaßt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stellantrieb der gattungsgemäßen Art dahingehend zu verbessern, daß die Stellungserfassung des Verstellgliedes mit weniger Elementen möglich ist.

Die Lösung der gestellten Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das Zusatzzahnrad direkt mit dem Gewinde der Verstellspindel in Eingriff steht und von ihr angetrieben wird, wobei die Verstellspindel verdrehgesichert ist. Der Antrieb des Zusatzzahnrades durch die verdrehgesicherte Verstellspindel hat den Vorteil, das kein gesondertes Gewinderad vorgesehen werden muß.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist das Zusatzzahnrad mit einer Welle einstückig, die mit einem Drehpotentiometer in Verbindung steht. Durch diese Ausgestaltung wird die Teilezahl weiter verringert.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Welle so angeordnet, daß sie die Wandung des Gehäuses durchdringt, hierdurch ist es möglich von außen eine beliebige Positionsermittlungseinrichtung, wie ein Standardpotentiometer zu befestigen. Um diese Befestigung und die Drehmitnahme zu erleichtern ist das Ende der Welle mit einem Welle- Nabe-Verbindungsprofil versehen.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des Zahnrades besteht darin, daß dieses als Zahnradsegment ausgebildet ist, da nicht der volle Umfang durch die geringe Ventilbewegung ausgenutzt wird. Durch diese Maßnahme wird Bauraum eingespart. Weiter ist an der Welle eine Scheibe vorgesehen mit deren Hilfe sowohl eine axiale als auch eine radiale Lagerung der Welle in der Wandung des Gehäuses möglich ist. In einer besonders günstigen Ausbildung ist auch die Scheibe segmentförmig ausgebildet, wobei der Segmentwinkel größer als 180° beträgt, um die radiale Lagerung weiterhin zu gewährleisten. Der übrige Winkelbereich wird - axial versetzt - von dem Zahnradsegment ausgefüllt. Dadurch ist eine besonders einfache Entformung des relativ kompliziert geformten Teils aus dem Spritzgußwerkzeug möglich, da keine Hinterschnitte vorhanden sind.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen die Welle mit Hilfe der Positionsermittlungseinrichtung in einer Richtung axial zu lagern, wodurch weiter Lagerungsmittel eingespart werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine dreidimensionale Explosionsdarstellung des erfindungsgemäßen Stellantriebs und

Fig. 2 eine getrennte Darstellung der Getriebeelemente.

Fig. 1 zeigt einen Stellantrieb 1, mit einem Gehäuse 11a, 11b, einem Antriebsmotor 10, einer Motorwelle 7, einem Schneckenrad 2 das ein Innengewinde 5 aufweist und eine mit einer Nut 14 als Teil einer Verdrehsicherung versehene Spindel 6, ein Zusatzzahnrad 4, das mit einer Welle 8 einstückig ist. Die Welle 8 ist mit einem Welle-Nabe-Verbindungsprofil 13 und mit einer Scheibe 15 versehen und durchdringt die Wandung 12 des Gehäuses 11a. Das Gehäuse 11a, 11b weist Aufnahmeelemente 17a, 17b zur Aufnahme des Antriebsmotors 10 und Motoranschlüsse 16a, 16b zur elektrischen Verbindung des Antriebsmotors 10 mit externen Anschlüssen auf. Das Schneckenrad 2 ist mit Lagerbünden 18 versehen, die in entsprechende Gegenlager im Gehäuse 11a, 11b aufgenommen werden. Die Verdrehsicherung der Verstellspindel 6 wird durch vorspringende Teile 20 am Gehäuse 11a, 11b, die in die Nut 14 der Verstellspindel 6 eingreifen, gewährleistet.

In Fig. 2 sind die Getriebeelemente im Eingriff dargestellt. Dabei wird das Antriebsmoment durch den Antriebsmotor 10 erzeugt und über die Schnecke 7 auf das Schneckenrad 2 übertragen. Das Schneckenrad 2 ist über das Innengewinde 5 mit der Verstellspindel 6 verbunden und bewegt dieses aufgrund der Verdrehsicherung linear in Richtung der Spindelachse. Das Zusatzzahnrad greift in das Außengewinde 3 der drehfesten Verstellspindel ein und wird von deren Linearbewegung in Drehung versetzt. Diese Drehung wird über die Welle 8 auf eine Positionsermittlungseinrichtung übertragen. Zur axialen als auch radialen Lagerung der Welle 8 dient die Scheibe 15. Sowohl das Zusatzzahnrad 4, als auch die Scheibe 15 sind segmentartig ausgebildet, wobei sie über den Umfang der Welle 8 - axial versetzt - komplementär angeordnet sind, so daß sich an den Winkelbereich, in dem das Zusatzzahnrad 4 angeordnet ist der Winkelbereich in dem die Scheibe 15 angeordnet ist anschließt.

Bezugszeichenliste

1

Stellantrieb

2

Schneckenrad

3

Gewinde der Verstellspindel

4

Zusatzzahnrad

5

Innengewinde des Schneckenrads

6

Verstellspindel

7

Schnecke am Motor

8

Welle

9

Drehpotentiometer

10

Antriebsmotor

11

a,

11

b Gehäuse

12

Wandung

13

Welle-Nabe-Verbindungsprofil

14

Nut

15

Scheibe

16

a,

16

b Motoranschlüsse

17

a,

17

b Aufnahmeelemente

18

Lagerbund

19

Gegenlager

Claims

1. Stellantrieb, insbesondere zum Verstellen eines Ventils, bestehend aus einem Gehäuse, einem darin gelagerten Antriebsmotor, der über ein aus mindestens einer Schnecke und einem Schneckenrad bestehendes Getriebe eine mit einem Verstellglied gekoppelte Verstellspindel antreibt, welcher Antrieb ferner ein Zusatzzahnrad zur Wegerfassung des Verstellgliedes aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusatzzahnrad (4) direkt mit dem Gewinde (3) der Verstellspindel (6) in Eingriff steht und von ihr angetrieben wird, wobei die Verstellspindel (6) verdrehgesichert ist.

2. Stellantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusatzzahnrad (4) mit einer Welle (8) einstückig ist, die mit einem Drehpotentiometer (9) in Verbindung steht.

3. Stellantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (8) die Wandung (12) des Gehäuses (11a) durchdringt.

4. Stellantrieb nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle mit einem Welle-Nabe-Verbindungsprofil (13) versehen ist.

5. Stellantrieb nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusatzzahnrad (4) als Zahnradsegment ausgebildet ist.

6. Stellantrieb nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (8) mit einer Scheibe (15) einstückig ist, die zu ihrer Lagerung dient.

7. Stellantrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (15) als Scheibensegment ausgebildet ist.

8. Stellantrieb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Scheibensegment der Scheibe (15) einen Winkel von mehr als 180° einnimmt.

9. Stellantrieb nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (15) sowohl zur axialen als auch zur radialen Lagerung der Welle (8) dient.

10. Stellantrieb nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnradsegment des Zahnrades (4) und das Scheibensegment der Scheibe (15) komplementär zueinander über den Umfang der Welle und axial getrennt voneinander angeordnet sind.

11. Stellantrieb nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (8) in der Wandung (12) des Gehäuses (11a) gelagert ist.

12. Stellantrieb nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehpotentiometer (9) die Welle (8) in einer Axialrichtung lagert.