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Stellantrieb Die Erfindung betrifft einen Stellantrieb mit einer
Antriebswelle für das Stellglied und mit einer zwischen einem elektrischen Antriebsmotor
und der Antriebswelle eingeschalteten Kupplung, die durch Steuerelemente beim Anlaufen
oder Abschalten des Antriebsmotores auslösbar ist, insbesondere für Gasventile.
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Bei Ventilantrieben, insbesondere für strömende Gase kommt es darauf
an, daß der Antrieb für das Öffnen des Ventiles nur dann wirksam werden kann, wenn
ein Befehl zum Öffnen des Ventiles vorliegt. Ist das nicht der Fall, so muß die
Gewähr dafür gegeben sein, daß das Ventil meist unter Federkraft einwandfrei und
sicher schließen kann. Zu diesem Zweck
soll nach Möglichkeit das
Getriebe für den Stellantrieb abgekuppelt werden, damit die Schließbewegung nicht
etwa durch klemmende Teile des Getriebes behindert werden kann.
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Es sind nun Stellantriebe der verschiedensten Art bekannt geworden,
bei denen ein relativ großer Aufwand zum Auslösen des Kupplungsvorganges notwendig
ist und es sind in der Regel besondere Elektromagneten o.dgl. vorgesehen, die mechanisch
bewegte Teile zum Auslösen der Kupplung betätigen. Der Aufwand zur Herstellung solcher
Ventile ist sehr groß und für Gasventile für geringere Durchsatzmengen nicht wirtschaftlich.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde einen
Stellantrisb, insbesondere für Gasventile zu schaffen, der in jedem Fall die Gewähr
für ein einwandfreies Auslösen der Kupplung gibt, dessen Konstruktionsaufwand jedoch
so gering wie möglich gehalten wird.
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Ausgehend von der Erkenntnis, daß auch der Antriebsmotor beim Anlaufen
ein elektromagnetisches Feld erzeugt, besteht die Erfindung darin, daß am Antriebsmotor
ein die Steuerelemente betätigender Kipphebel o.dgl. angeordnet ist, der mindestens
an einer Stelle aus magnetischem Material besteht und vom Motorfeld gegen die Kraft
einer Feder bewegbar ist.
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Durch diese Ausgestaltung wird in ganz einfacher Weise sichergestellt,
daß der Kipphebel beim Anlaufen des Motors über die Steuerelemente die Kupplung
betitigtr so daß die Antriebswelle den Ventilsitz bewegen kann. Sobald der Motor
abgescha tet ist, wird auch die Kupplung gelöst uiL das Ventil kann selbsttätig
wieder schließen.
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Besonders zweckmäßig ist es, wenn der Kipphebel Etn einer Blattfeder
anliegt, die als Rückstell@@@@ dient, und wenn diese Blattfeder gleichzeitig mit
einem Kontakt XFers*3hen 5;jt, der sich bedingt durch die Bewegung des Kipphehel@
beim Anlaufen
des Motors schließt, so daß beispielsweise auch eine
elektromagnetisch betätigte Kupplung auf diese Weise ausgelöst werden könnte.
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Für Stellantriebe yon Gasventilen hat sich jedoch eine Ausführungsform
als besonders einfach und betriebssicher erwiesen, die mit einer als Kupplung dienenden
Schlingfeder versehen ist, welche die Antriebswelle umgibt und mit einem Ende an
einem auf der Antriebswelle lose sitzenden und mit dem Antriebsmotor verbundenen
Rad angebracht ist, während das andere Ende an einer Naltescheibe befestigt ist,
die über eine Überlastsicherung mit einem Rastrad gekoppelt ist, in das ein Sperrhaken
eingreift. Greift bei dieser Ausführungsform der Sperrhaken in das Rastrad ein,
dann wird ein Ende der Schlingfeder festgehalten, so daß bei laufendem Antriebsmotor
die Schlingfeder in ihrem mittleren Teil zusammengezogen wird und dabei die Antriebswelle
mitnimmt. Löst der Sperrhaken aus, so wird das Ende der Schlingfeder freigegeben,
die damit ihren Reibungsschluß mit der Antriebswelle auflöst. Diese einfache aber
sichere Kupplung kann durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung in nahezu optimaler
Weise ergänzt werden, wenn der Sperrhaken als Kipphebel mit einer magnetischen,
am Motorstator anlegbaren Platte ausgebildet ist und unmittelbar vom Motorfeld angezogen
wird. Zusätzliche Betätigungsglieder für den Sperrhaken entfallen und, da auch die
Kupplung sehr einfach ausgebildet ist, entsteht ein äußerst preiswerter sicherer
Stellantrieb, der auch für Gasventile kleinerer Leistung geeignet ist. Bei dieser
Ausführungsform kann die Überlastsicherung in bekannter Weise als eine Reibungskupplung
ausgebildet sein.
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In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen
schematischen Querschnitt durch einen Ventilantrieb !mit einer als Schlingfeder
ausgebildeten
Kupplung und einen vom elektromagnetischen Motorfeld
betätigten Sperrhaken und Fig. 2 den Längsschnitt gemäß der Linie II/II durch die
Ausführungsform der Fig. 1.
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In den Figuren 1 und 2 ist ein Gasventilantrieb gezeigt, der eine
in nicht näher dargestellter Weise gelagerte Antriebswelle 1 für die Verstellung
eines Ventilsitzes besitzt, auf der lose drehbar ein Zahnrad 2 angeordnet ist, das
mit der Antriebswelle 3 eines Asynchronmotors 4 in Wirkverbindung steht. In das
Zahnrad 2 eingehängt ist das Ende 5a einer Schlingfeder 5, die mit ihrem mittleren
Teil über die Antriebswelle 1 gezogen ist und zwar so, daß sie im entspannten Zustand
frei auf der Antriebswelle 1 rutscht. Das andere Ende 5 b der Schlingfeder 5 ist
an einer Halte scheibe 6 befestigt, die ebenfalls lose auf der Antriebswelle 1 sitzt,
über eine Tellerfeder 7 aber in Reibungsschluß mit einem ebenfalls drehbar auf der
Antriebswelle 1 sitzenden Rastrad 8 liegt, dessen Drehbewegung von einem Sperrhaken
9 in der dargestellten Lage gehindert ist. Der Sperrhaken 9 ist auf einer aus magnetischen
Material hergestellten Platte 10 angeordnet, die mit ihrem abgewinkelten Teil 11
zusammen einen Kipphebel bildet, deimdie zwischen den Teilen 10 und 11 gebildete
Kante schwenkbar ist. Dieser Kipphebel ist von der Kraft einer rückstellenden Blattfeder
12 aus der Sperrstellung mit dem Rastrad 8 heraus bewegbar, wenn der Asynchronmotor
4 stromlos ist und die magnetische Platte 10 nicht von dem entsthenden Motorfeld
in der dargestellten Lage gehalten wird.
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An der Blattfeder 12 ist außerdem noch ein Kontakt 13 angeordnet,
der der dargestellten Lage Berührung hat mit einem weiteren Kontakt, der an dem
Blattfederteil 14 angeordnet ist. Auf der Antriebswelle 1 befindet sich schließlich
noch das fest angeordnete Abtriebsrad 15, das in nicht
naher dargestellter
Weise mit dem Ventjlantrieb zusammenwirkt.
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Die Wirkungsweise des neuen Stellantriebes ist folgende: In der dargestellten
Lage ist, wie bereits erwähnt wurde, das Rastrad 8 durch den Sperrhaken 9 an einer
Drehbewegung gehindert. Der Antriebsmotor 4 ist eingeschaltet, so daß der Sperrhaken
in der gesperrten Lage gehalten ist, weil die Magnetplatte 10 an dem Motorstator
anliegt. Durch die im Uhrzeigersinn erfolgende Drehbewegung des Zahnrades 2, das
mit dem Motor 4 verbunden ist, wird auch das Ende 5a der Schlingfeder im Uhrzeigersinn
bewegt, so daß sich deren Mittelteil zusammenzieht, weil das Ende 5b über das Rastrad
8, die Reibungskupplung 7 und das Rad 6 festgehalten wird. Die Drehbewegung des
Zahnrades 2 wird somit über die Schlingfeder 5 an die Antriebswelle 1 übertragen,
die sich ebenfalls im Uhrzeigersinn dreht und über das Abtriebsrad 15 die Öffnungsbewegung
eines Gasventiles einleitet. Die gezeigte überlastsicherung, die aus der Tellerfeder
7 und dem Rad 6 besteht, hat bei dieser Ausführungsform den Zweck, ein Weiterdrehen
der Schlingfeder 5 mit dem Rad 6 zu ermöglicßnund gleichzeitig dabei für ein weiteres
Festhalten des -tndes5b zu ru sorgen, solange eine Bewegung im Uhrzeigersinn erfolgt.
Soll diese öffnungebewegung beendet und das Gasventil wieder schließen, weil beispielsweise
der Brennstoffbedarf für einen Thermostat gesteuerten Raumheizofen zunächst gedeckt
ist, dann wird der elektrische Antrebsmotor 4 abgeschaltet. Die rückstellende Blattfeder
12 drückt in diesem Moment den Teil 11 der Magnetplatte 10 gegen den Motorstator,
SD daß sich der Sperrhaken 9 aus dem Rastrad 8 löst und das Rastrad zusammen mit
dem Rad 6 und dem Ende 5b der Schlingfeder freigegeben wird, Aufgrund ihrer Eigenspannung
dreht sich die Schlingfeder 5 nun wieder auf, bis sie'auf der Antriebswelle 1 rutscht;
das Ventil kandaher unter Federkraft schließen, wobei lediglich die Antriebswelle
1 mitbewegt werden mu. Das übrige Getriebe ist abgekuppelt.
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Wird der Motor nun wieder eingeschaltet, so wiederholt sich das Arbeitsspiel
in umgekehrter Weise; das Rastrad 8 wird verriegelt, das Ende 5b der Schlingfeder
festgehalten, die sich somit auf der Antriebswelle 1 festklemmt und diese mitbewegt.
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Wie aus den Figuren ersichtlich ist, wird parallel mit dem Sperrvorgang
des Rastrades 8 und dem damit verbundenen Kupplungsvorgang auch jeweils der Kontakt
13 betätigt. Durch die gewählte verteilhafte Ausgestaltung wird es daher einmal
möglich, eine Kupplung auf mechanische Weise lediglich durch das Anlaufen eines
Elektromotors auszulösen, ohne daß zusätzliche Steuerelemente nötig sind, und zum
anderen kann gleichzeitig mit dem An- oder Abschalten des Antriebes auch noch ein
weiteres Signal~über den Kontakt 13 gegeben werden. So ist es beispielsweise denkbar,
daß an Stelle einer Schlingfederkupplung bei einem anderen Antrieb über die Betätigung
des Kontaktes 13 beispielsweise eine Elektromagnetkupplung o.dgl. ausgelöst wird,
wobei in diesem Fall dann der Sperrhaken 9 entfallen kann.
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Auch für eine solche Aus£ührungsform wären erfindungsgemäß keine zusätzlichen
Steuergeräte zum Auslösen des Einschaltimpulses für die Kupplung nötig. Selbstverständlich
ist jed.ch das gezeigte AusfUhrungebeixpil wegen seiner Einfachheit besonders vorteilhaft
und eignet sich gerade auch für Gtrentilstellantriebe mit kleineren Abmessungen.