DE2010432B2

DE2010432B2 - MOTORIZED ACTUATOR FOR VALVES OR THE LIKE WITH PUSH FORCE DEPENDENT END POSITION SWITCH-OFF

Info

Publication number: DE2010432B2
Application number: DE19702010432
Authority: DE
Inventors: 7100 Heilbronn Balz Jürgen
Original assignee: Helmut Baelz GmbH
Current assignee: Helmut Baelz GmbH
Priority date: 1969-09-11
Filing date: 1970-03-05
Publication date: 1971-04-08
Also published as: DE2010432A1; DE1946043B2; DE1946043A1

Description

Die Erfindung betrifft einen motorischen Stellantrieb für Ventile od. dgl. mit schubkraftabhängiger Endlagenabschaltung durch einen entgegen Federkraft auswandernden.:umlaufenden Teil, der über einen Betätigungsmechanismus auf einen Endschalter einwirkt und nach einem kurzen vorbestimmten Auswanderungsweg selbsttätig mit einem koaxial frei drehbar gelagerten Betätigungsglied kuppelbar ist, das durch den umlaufenden auswandernden Teil in Drehrichtung mitnehmbar und dabei mit dem Betätigungsmechanismus in Eingriff bringbar ist, wobei der auswandernde Teil ein mit einer Spindelmutter starr verbundenes Zahnrad ist, auf dem zwei koaxiale, durch Abstandsbolzen in festem vorbestimmtem Abstand zueinander gehaltene Tellerscheiben um einen vorbestimmten Weg bezüglich des Zahnrades axial verschieblich gelagert sind, die sich über Tellerfedern gegen Lager der Spindelmutter bestützen, und das Betätigungsglied aus einer Ringnockenscheibe besteht, die mit einem in ihren Bewegungsweg ragenden, drehbar gelagerten Betätigungshebel des Betätigungsmechanismus in Eingriff bringbar ist. The invention relates to a motorized actuator for valves od. The like. With thrust-dependent end position shutdown by an opposing spring force Auswandernden .: revolving part that is activated by an actuating mechanism on a Limit switch acts and automatically after a short predetermined migration path can be coupled with a coaxially freely rotatably mounted actuating member, which by the circumferential migrating part can be taken along in the direction of rotation and thereby with the Actuating mechanism is engageable, wherein the migrating part is a with a spindle nut rigidly connected gear, on which two coaxial, through Spacer washers held at a fixed predetermined distance from one another mounted so as to be axially displaceable by a predetermined distance with respect to the gear wheel are supported by disc springs against the bearings of the spindle nut, and that Actuator consists of an annular cam, which is in its path of movement protruding, rotatably mounted operating lever of the operating mechanism in engagement can be brought.

Dieser den Gegenstand der Hauptpatentanmeldung bildende Stellantrieb zeichnet sich u. a. dadurch aus, daß bei sehr kleinem Bewegungsweg des auswandernden Teiles ein praktisch beliebig großer Bewegungsweg für den Endschalter vorgesehen werden kann. This actuator, which is the subject of the main patent application is characterized, inter alia. characterized in that with a very small movement path of the emigrant Part of a practically arbitrarily large movement path provided for the limit switch can be.

Ziel der Zusatzerfindung ist es, diesen Stellantrieb in dem Sinne weiterzubilden und zu verbessern, daß der Bewegungsweg des auswandernden Teiles noch weiter verkleinert wird. The aim of the additional invention is this actuator in the sense to train and improve that the path of movement of the migrating part is reduced even further.

Zu diesem Zwecke ist der Stellantrieb gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Tellerfedern und den jeweils benachbarten Lagern eine federnde Ringüanschscheibe auf die Spindelmutter frei drehbar koaxial gelagert ist, deren die zugeordnete Tellerscheibe übergreifender Ringflansch mit seiner Stirmqäche bei unbelasteter Spindelmutter in einem geringen vorbestimmten Abstand zu der zugeordneten Ringnockenscheibe steht. To this end, the actuator is in accordance with the present invention characterized in that between the disc springs and the respectively adjacent A resilient ring washer is mounted on the spindle nut so that it can rotate freely and coaxially is stored, which the associated plate washer overlapping ring flange with its face surface with an unloaded spindle nut in a low predetermined Distance to the assigned ring cam disk is.

Durch entsprechende Bemessung der Ringflanschscheibe kann ein besonders kleiner Auswanderungsweg der Spindelmutter bis zur Kupplung des Antriebszahnrades mit der jeweiligen Ringnockenscheibe eingestellt werden. Insbesondere ist dieser Auswanderungsweg unabhängig von dem Spiel, das zwischen den durch die Abstandsbolzen gehaltenen Tellerscheiben und den Stirnflächen des Antriebszahnrades bestehen muß. A special Small migration path of the spindle nut to the coupling of the drive gear can be set with the respective ring cam disk. In particular, this is Emigration route regardless of the play between the spacer bolts held plate washers and the end faces of the drive gear must exist.

Weitere vorteilhafte Merkmale und Eigenschaften des Gegenstandes der Zusatzerfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles. Es zeigt Fig. 1 einen Stellantrieb gemäß der Erfindung im axialen Schnitt, in einer Seitenansicht, entsprechend der Schnittlinie A-B der Fig. 2, Fig. 2 den Stellantrieb nach Fig. 1, geschnitten längs der Linie C-D der Fig. 1, in der Draufsicht, Fig. 3 den Stellantrieb nach F i g. 1 bei abgenommener Haube in der Draufsicht, Fig.4 eine Einzelheit bei X des Stellantriebes nach Fig. 1, in einem anderen Maßstab, Fig. 5 die Federkennlinie einer Tellerfeder des Stellantriebs nach Fig. l und Fig. 6 a bis f eine Einzelheit bei Z des Stellan- triebs nach F i g. 2, in jeweils verschiedenen Betriebszuständen, in der Draufsicht und in einem anderen Maßstab. Further advantageous features and properties of the object the additional invention result from the following description of one in the Drawing illustrated embodiment. 1 shows an actuator according to the invention in axial section, in a side view, corresponding to the Section line A-B of Fig. 2, Fig. 2 the actuator according to Fig. 1, sectioned longitudinally the line C-D of FIG. 1, in plan view, FIG. 3 the actuator according to FIG. 1 with the hood removed in plan view, FIG. 4 a detail at X of the actuator According to FIG. 1, on a different scale, FIG. 5 shows the spring characteristic of a disc spring of the actuator according to Fig. 1 and Fig. 6 a to f a detail at Z of the actuator drove according to FIG. 2, in different operating states, in plan view and on a different scale.

Die Axialbewegung der der Einfachheit halber nicht weiter dargestellten, mit dem Ventilverschlußstück gekuppelten, unverdrehbar geführten Gewindespindel geschieht durch eine Spindelmutter 5, die einstückig mit einem eine gerade Verzahnung aufweisenden Antriebszahnrad 10 verbunden ist, das über ein Zahngetriebe mit einem bei 13 angedeuteten Ritzel von einem Motor 14 in Umdrehung versetzt werden kann. Die Verzahnung ist derart ausgebildet, daß das Antriebszahnrad 10 einen bestimmten Weg auswandern kann, ohne außer Eingriff zu kommen. The axial movement of the not shown for the sake of simplicity, non-rotatably guided threaded spindle coupled to the valve closure piece happens through a spindle nut 5, which is integral with a straight toothing having drive gear 10 is connected, which via a toothed gear with a at 13 indicated pinion can be set in rotation by a motor 14. The toothing is designed such that the drive gear 10 has a certain Can emigrate away without disengaging.

Auf den zylindrischen Außenmantel der Spindelmutter 11 sind zwei Tellerscheiben 15, 16 verschieblich gelagert, die durch Abstandsbolzen 17, welche in entsprechenden Bohrungen des Antriebszahnrades 10 verschieblich geführt sind, im festen Abstand derart miteinander verbunden sind, daß zwischen den Tellerscheiben und den Stirnflächen des Antriebszahnrades 10 ein vorbestimmtes Spiel besteht. Auf die Tellerscheiben 15, 16 drücken zwei Tellerfedern 18, 19, welche sich indirekt gegen zwei Kugellager 20, 21 abstützen, die auf dem zylindrischen Außenmantel der Spindelmutter 5 verschieblich geführt und im übrigen in einem angeformten Lageransatz 22, 23 der Hälften 9 a, 9 b eines Gehäuses 9 verschieblich gehaltert sind. On the cylindrical outer surface of the spindle nut 11 are two Disc washers 15, 16 displaceably supported by spacer bolts 17 which are guided displaceably in corresponding bores of the drive gear 10, are connected to each other at a fixed distance that between the plate washers and the end faces of the drive gear 10 have a predetermined play. on the cup washers 15, 16 press two cup springs 18, 19, which are indirectly against two ball bearings 20, 21 supported on the cylindrical outer surface of the Spindle nut 5 slidably guided and otherwise in a molded bearing approach 22, 23 of the halves 9 a, 9 b of a housing 9 are slidably supported.

Zwischen die Tellerfedern 18, 19 und die Kugellager 20, 21 sind zwei federnde Ringflanschscheiben 50, 51 eingefügt, die auf dem zylindrischen Außenmantel der Spindelmutter 5 frei drehbar gelagert sind und mit ihrem Ringflansch 51 a bzw. 50 a die Tellerscheiben 15, 16 übergreifen. Außerhalb der Abstandsbolzen 17 sind auf dem Antriebszahnrad 10 zwei Betätigungsglieder in Gestalt zweier Ringnockenscheiben26, 27 frei drehbar gelagert, wobei die Abstandsbolzen 17 die radiale Lagerung der Ringnockenscheiben 26, 27 übernehmen. Die Anordnung ist derart getroffen, daß die Stirnflächen der Ringßansche 50a, 51 a in einem kleinen Abstand zu den Ringnockenscheiben 26, 27 stehen, wenn die Gewindespindel unbelastet, d. h. die Spindelmutter 5 nicht ausgewandert ist. Dieser Abstand ist kleiner als das Spiel zwischen den Tellerscheiben 15, 16 und den Stirnflächen des Antriebszahnrades 10. Between the disc springs 18, 19 and the ball bearings 20, 21 are two resilient annular flange washers 50, 51 inserted on the cylindrical outer jacket the spindle nut 5 are freely rotatable and with their annular flange 51 a or 50 a the plate washers 15, 16 overlap. Outside the spacer bolts 17 are on the drive gear 10 two actuators in the form of two ring cam disks26, 27 freely rotatably mounted, the spacer bolts 17 being the radial mounting of the annular cam disks 26, 27 take over. The arrangement is made such that the end faces of the Annular flanges 50a, 51a at a small distance from the annular cam disks 26, 27 stand when the threaded spindle is unloaded, d. H. the spindle nut 5 has not emigrated is. This distance is smaller than the play between the cup washers 15, 16 and the end faces of the drive gear 10.

Der Stellantrieb wirkt grundsätzlich in der Hauptpatent anmeldung näher beschriebenen Weise. Wirkt auf die Gewindespindel eine Schubkraft, so wird nach überschreiten der Vorspannung der Tellerfedern 15, 16 die Spindelmutter axial bewegt, wobei die Tellerfedern zusammengedrückt werden. Bei dieser Auswanderungsbewegung drückt der Ringflansch50a bzw. 51 a nach Zurücklegung des eingestellten, sehr kleinen Auswanderungsweges die zugeordnete Ringnockenscheibe 27 bzw. 26 gegen das Antriebszahnrad 10, so daß die reibschlüssige Mitnahme erfolgt. Durch entsprechende Bemessung des Abstandes zwischen der Stirnfläche der federnden Ringflansche und der zugeordneten Ringnockenscheibe kann exakt festgelegt werden, an welchem Punkt der in F i g. 5 dargestellten Federkennlinie die Mitnahme der Ringnockenscheibe einsetzen soll. The actuator works in principle in the main patent registration described in more detail. If a thrust force acts on the threaded spindle, then after exceeding the bias of the disc springs 15, 16, the spindle nut axially moves, whereby the disc springs are compressed. With this emigration movement presses the ring flange 50a or 51a after covering the set, very small one Emigration path the associated annular cam disk 27 and 26 against the drive gear 10, so that the frictional entrainment takes place. By appropriately dimensioning the Distance between the end face of the resilient ring flange and the associated Annular cam disk can be determined exactly at which point the in F i g. 5 the spring characteristic shown should start the entrainment of the ring cam disk.

Der Auswanderungsweg braucht nur ein Bruchteil des Weges A der Federkennlinie zu sein. The emigration route only takes a fraction of route A of the spring characteristic to be.

Die jeweils mitgenommene Nockenscheibe 26 bzw. The cam disk 26 or

27 dreht über einen angeformten Nocken38 und einen Betätigungshebel 35 eine in dem Gehäuse 9 drehbar gelagerte Welle 28 die einen Betätigungsarm 30 trägt, welcher in der aus F i g. 3 ersichtlichen Weise einen Mikroschalter 31 oder einen Mikroschalter 32 betätigen kann.27 rotates via an integrally formed cam38 and a Actuating lever 35 a shaft 28 rotatably mounted in the housing 9 and one actuating arm 30 carries, which in the from F i g. 3 shows a microswitch 31 or a microswitch 32 can operate.

Der Betätigungshebel 35 weist einen das Antriebszahnrad 10 übergreifenden Arm 36 und einen das Antriebszahnrad 10 untergreifenden Arm 37 auf (vgl. Fig. 4). Die Arme 36, 37 tragen jeweils einen einseitig angeordneten, vorragenden Betätigungsfinger 36 a, 37 a, der in der aus F i g. 6 ersichtlichen Weise mit den Nocken 38 der Nockenscheibe 26, 27 in Eingriff kommen kann. Die Betätigungsfinger 36 a, 37 a sind im übrigen an gegenüberliegenden Seiten der Arme 36, 37 angeordnet, wodurch verhindert wird, daß die nicht eingeklemmte Nockenscheibe bei Ausschwenken des Betätigungshebels 35 durch fremde Einflüsse vorbeigleiten kann. The actuation lever 35 has a drive gear 10 that crosses Arm 36 and an arm 37 engaging under the drive gear 10 (see FIG. 4). The arms 36, 37 each carry a projecting actuating finger arranged on one side 36 a, 37 a, which in FIG. 6 evident way with the cams 38 of the cam disk 26, 27 can come into engagement. The actuating fingers 36 a, 37 a are moreover arranged on opposite sides of the arms 36, 37, which prevents that the cam disk is not clamped when the operating lever is swiveled out 35 can slip by due to outside influences.

Zwischen den Kugellagern 20, 21 und den federnden Ringflanschscheiben 50, 51 sind Ausgleichsscheiben 53 angeordnet, die es gestatten, den Auswanderungsweg bis zur Kupplung mit einer Nockenscheibe 26, 27 genau einzujustieren. Between the ball bearings 20, 21 and the resilient ring flange washers 50, 51 compensating disks 53 are arranged, which allow the emigration to be precisely adjusted up to the coupling with a cam disk 26, 27.

Claims

Patent claims:

1. Motorized actuator for valves or the like.

with thrust-dependent end position switch-off by a counter Spring force migrating circumferential part, which has an actuating mechanism acts on a limit switch and after a short predetermined migration path can be automatically coupled to an actuating member that is freely rotatably mounted on the same axis is, which can be carried along by the revolving migrating part in the direction of rotation and can be brought into engagement with the actuating mechanism, the emigrating Part a with a spindle nut rigidly connected gear wheel, on which two coaxial, cup washers held at a fixed predetermined distance from one another by spacer bolts mounted so as to be axially displaceable by a predetermined distance with respect to the gear wheel are supported by disc springs against the bearings of the spindle nut, and that Actuator consists of an annular cam, which is in its path of movement protruding, rotatably mounted operating lever of the operating mechanism in engagement can be brought (patent application P 19 46 043.6-12), characterized in that between the disc springs (18, 19) and the respective adjacent bearing (20, 21) have a resilient Ring flange washer (50, 51) on the spindle nut (5) freely rotatable coaxially is stored, whose the associated plate washer (16, 17) overlapping annular flange (50 a, 51 a) with its end face with an unloaded spindle nut in a small a predetermined distance from the associated annular cam disk (26, 27).

2. Actuator according to claim 1, characterized in that the Cam disks (26, 27) over the spacer bolts (17) on the drive gear (10) are rotatably mounted.

3. Actuator according to claim 1 or 2, characterized in that between the resilient ring flange disks (50, 51) and the bearings (20, 21), shims (53) are arranged.

4. Actuator according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the cam disks (26, 27) an actuating lever (35) with two each one actuating arms (36a, 37a) which protrude on one side and are arranged on the outside and carry actuating arms (36,37).