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Elektromotorischer Antrieb für Ventile Die Erfindung betrifft einen
elektromotorischen Antrieb fUr Ventile, Schieber oder dergl., wobei unter Zwischenschaltung
eines Untersetzungsgetriebes und eines Zwischengliedes ein Stellglied entgegen einer
Rückstellkraft von einer Ruhestellung in eine Arbeitsstellung bewegt, dort durch
eine Schaltvorrichtung der Antrieb ab- und eine elektromagnetische Bremseinrichtung
eingeschaltet wird und das Zwischenglied mittels einem fest auf der Abtriebswelle
des Getriebes angeordneten scheibenförmigen Kurbelarmes mitnehmbar ist.
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Derartige bekannte Antriebe müssen - um bei Sicherheitsventilen verwendet
werden zu können - bei Stromausfall irgendwie den Motor oder Teile des Untersetzungsgetriebes
vom Stellglied trennen, damit letzteres mittels dr ihm zugeordneten Peder, zwar
nicht schlagartig, aber dennoch schnell in seine Ruhestellung (Schließstellung)
zurückgeführt wird.
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Ein solcher bekannter Antrieb an einem Ventil ist im deutschen Gbm
Nr. 6.801.772 beschrieben. Bei dieser Einrichtung iet der Motor mit einem Schiebeanker
ausgerUstet, der bei Anschaltung an den Strom in das Magnetfeld des Stators hereingezogen
wird.
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Diese Lageänderung wird dabei zum Ankuppeln des auf der Welle des
Rotors sitzenden Abtriebsrades mit einem Antriebsrad des Untersetzungsgetriebes
verwendet. ber ein Kettenrad im Getriebe und eine Kette erfolgt dabei die Verstellung
des Stellgliedes. Am Ende des Versteliweges wird der Motor durch einen Schalter
ab und eine an das erste Antriebs rad angreifende elektromagnetische Bremse eingeschaltet.
Dabei muß der Rotor wieder zuruokgehen, um bei Schließbefehl das Antriebsrad am
Rücklauf nicht zu behindern.
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Abgesehen davon, daß die herstellung von Schiebeankermotoren aufwendig
und somit teuer ist, hat sich gezeigt, daß bei längerer Betriebsunterbrechung durch
die atmosphärischen EinflUsse das Öl in den Lagern verharzt und den geringen Einschubkräften
wirksam entgegenstehen.
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Auch ist die Einbaulage mit einem solchen Antrieb begrenzt, da die
schwache Feder den Rotor nicht in jeder Lage in seine Ruhestellung zuruckzubringen
vermag.
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Aufgabe der Erfindung ist es, unter Vermeidung der zuvor genannten
Mängel einen Antrieb fUr Ventile oder dergl. mit einem ein fachen Motor zu schaffen,
bei dem eine billige, in Jeder Lage arbeitende Kupplung ein Maximum sn Sicherheit
gewährleistet.
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Gemäß der Erfindung wird es erreicht dadurch, daß die den Kurbelarm
tragende Scheibe nuf der Abtriebswelle des getriebes drehbeweglich angeordnet ist
und Uber ein in Drehrichtung der Abtriebswelle wirkendos, un sich bekanntes Rastgesperre
mit der
Abtriebewelle in Wirkverbindung steht, und das Mittel vorgesehen
sind, welche die Schaltvorrichtung am Punkt des Wirksamwerdens des Freilaufes, d.i.,
nach Uberschreiten des Scheitelpunktes des Kurbelarmes, betätigen.
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Durch diese Anordnung bleibt der Motor immer im Eingriff mit dem Untersetzungsgetriebe
und die T.itgnahme des Kurbelarmes und dessen Freigabe erfolgt Uber das Rastgesperre.
Anstelle des Rastgesperres kann auch ein einseitig wirkender Klemmring in Art eines
Freilaufes Verwendung finden, Rofern dieser in der kleinen Ausführung auf dem Markt
erhältlich, bzw. preiswert herstellbar ist. Uber das Rastgesperre wird nun der Kurbelarm
Uber seinen höchsten Punkt im Drehkreis hinausgefUhrt und, kurz bevor der Freilauf
wirksam wird, durch die elektromagnetische Bremseinrichtung festgehalten. Das Festhalten
erfolgt hierbei, indem ein Winkelstück in eine Nut der den Kurbelarm tragenden Scheibe
einrastet, wodurch die Bremse mit nur geringen Kräften ausgestattet werden braucht.
Die Nut ist aber während des Umschaltens in Drehrichtung des Antriebes noch vor
dem .VinkelstUck, damit der etwas nachlaufende Motor den Kurbelarm noch sicher in
den Freilaufbereich bringen kann und Toleranzen im Umschaltvorgang ausgeglichen
werden.
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Nach einem anderen Merkmal der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die
verlängerte Achse auf der das Stellglied bewegt wird, den außersten Punkt der Auslenkung
auf der Antriebsseite des Kurbelarmes schneidet.
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Durch die Verlagerung der genannten Achse auf die Antriebsseite wird
erreicht, daß die gerade beim Antrieb auftretenden größeren seitlichen Kräfte gleichmäßiger
verteilt werden.
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Gänzlich unterbunden werden Jedoch die der Führung schädlichen seitlichen
Kräfte nach einem weiteren Merkmal, wobei das Zwischenglied eine Kette oder Seil
ist und eine oder mehrere Umlenkrolle/n vorgesehen sind.
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Damit einmal das Inruhestellunggehen des Stellgliedes nicht schlagartig
erfolgt, und zum anderen der Schwung beim Freilaufen den Kurbelarm nicht Uber seine
Ausgangsstellung hinausgeht, wird weiter vorgeschlagen, daß an der den Kurbelarm
tragenden Scheibe der eine Teil einer mechanischen Bremse und der andere Teil an
einer feststehenden Halterung angeordnet ist, und zwar so, daß ein Nachlaufen Uber
die Ruhestellung des Kurbelarmes verhindert wird.
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Zu diesem Zweck genügt eine Blattfeder in entsprechender Form an der
Scheibe, die kurz vor Erreichen der Ausgangsstellung des Kurbelarmes, und somit
des Stellgliedes, mit einer feststehenden Nocke oder einem Bolzen in Eingriff kommt.
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Die Erfindung wird nun an hand einer Zeichnung erläutert.
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Es zeigt in schematischer Darstellung die Fig.l einen Antrieb in Ausgangsstellung,
und Fig.2 diesen Antrieb in Arbeitsstellung.
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Der Antrieb besteht aus einem Motor mit Getriebe 1, aus dem eine Abtriebswelle
2 herausragt. Auf dieser Abtriebswelle 2 ist drehbeweglich eine Scheibe 3,mit einem
einen Kurbelarm 4 bildenden Bolzen versehen, angeordnet. Außerdem besitzt die Scheibe
3 einen Schaltnocken 5, eine Einrastnut 6 und ein Teil 7 einer Bremse. Die Scheibe
3 ist in Arbeitsrichtung Uber ein fest auf der Abtriebswelle 2 sitzendes Rnstgesperre
8 mit dem Antrieb verbunden.Am Kurbelarm 4 ist eine Kette 9 eingehangen,
die
mit ihrem anderen Ende an einer Stange eines nicht dargestellten Stellgliedes 10
befestigt ist. Feine zum Teil dargestellte Feder 11 belastet das Stellglied 10 in
Richtung Ruhestellung. An einem, allgemein mit 12 bezeichneten Gehäuseteil ist der
Antrieb angeordnet. Damit die Stange des Stellgliedes 10 nicht seitlich belastet
werden kann, ist eine Umlenkrolle 13 an einer am Gehäuse 12 befestigten Halterung
14 vorhanden. An dieser halterung 14 befindet sich aber auch das Teil 15 der mechanischen
Bremse. Eine elektromagnetische Bremseinrichtung 16 besteht aus einer Spule 17,
einem Anker 18 und einem am letzteren befestigten Winkel t9. Der Winkel 19 vermag
bei Erregung der Spule 17 in die Nut 6 der Scheibe 3 einzurasten und diese an der
Weiterbewegung zu hindern. Der Scheibe 3 ist weiter zugeordnet ein elektrischer
Umschalter 20, in der Art eines Mikroschalters.
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Dieser Schalter 20 besitzt einen Schalthebel 21 mit einer nicht näher
bezeichneten Rolle, welche an der Scheibe 3 entlang rollt, in den ochaltnocken 5
- hier eine Aussparung - gleitet und den Kontakt umlegt. Eine Leistung 22, von einem
nicht dargestellten Steuergerät kommend, fUhrt zum Umschaltkontakt im Schalter 20.
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In Ausgangsstellung verbindet der Umsohaltkontakt die Leitung 22 mit
einer zum Motor 1 führnden Leitung 23, während eine zur Spule 17 der elektromagnetischen
Bremse 16 fahrende Leitung 24 am Kontakt unterbrochen ist. Zur Vollständigkeit ist
noch eine vom Motor 1 und der Spule 17 kommende RUckleitung 25 angedeutet.
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Wird in der in Fig. 1 gezeigten Ausgangsstellung des Antriebes durch
ein Steuergerät die Leitung 22 an Spannung gelegt, so erhält der Motor 1 Uber die
Leitung 23 Strom und beginnt zu laufen. Dabei dreht sich die Abtriebswelle 2 im
Uhrzeigersinn und nimmt Uber das llastgesperre 8 die Scheibe 3 mit dem Kurbelarm
4 mit, wodurch das 3stellglied 10 Uber die Kette 9 gegen die Feder 11
bewegt
wird. Die Drehung der Scheibe 3 erfolgt so lange, bis der Schalthebel 21 in den
Schaltnocken 5 gleitet und den Umschaltkontakt im Schalter 20 umschaltet, dabei
die Leitung 23 trennt und die Leitung 24 zur Spule 17 verbindet. Der Schaltnocken
5 ist an der Scheibe 3 so angeordnet, daß der Schalthebel 21 erst reingleitet, wenn
der Kurbelarm 4 seinen höchsten Punkt Uberschritten hat und das Nachlaufen des nun
abgeschalteten Motors 1 den Kurbelarm 4 in den rtreilaufbereich bringt. Der Freilauf
wird durch die RUckstellkraft der Feder 11 des Stellgliedes 10 Uber die Kette 9
unteratUtzt. Da aber die Bremseinrichtung 16 erregt ist, liegt deren Winkel 19 des
Ankers 18 an der Scheibe 3, bis er in die Einrastnut 6 einfallen kann. Der hier
geschilderte Vorgang spielt sich innerhalb eines kurzen Zeitraumes und einer geringen
Drehung der Scheibe 3 ab.
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Wird nun der Antrieb ganz abgeschaltet, verläßt der 3tinkel 19 unter
der Wirkung einer nicht dargestellten Feder die Einrastnut 6 und die ender 11 vermag
durch den Kurbelarm 4 die Scheibe 3 Uber den Freilauf in Ausgangsstellung zu ziehen.
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Kurz vor Erreichen der Ausgangsstellung gelangt aber die Blattfeder
7 an das an der Halterung 14 befindliche Bremsteil 15, wobei die Drehbewegung und
Abwärtsbewegung der Scheibe 3 und des Stellgliedes 10 abgebremst werden.
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Das hier gezeigte Beispiel verändert die Lage des Stellgliedes 10
durch Anziehen. Ebenso kann, ohne den F.rfindungsedanken zu verlassen, das Stellglied
10 durch DrUcken oder schieben in seiner Lage verändert werden, wobei dann das Zwischenglied
9 starr ausgefUhrt, aber gelenkig mit dem Stellglied 10 verbunden sein.