DE2242429C2

DE2242429C2 - Motorischer Stellantrieb für Ventile oder dergleichen

Info

Publication number: DE2242429C2
Application number: DE2242429A
Authority: DE
Inventors: Juergen Dipl.-Ing. 7100 Heilbronn Baelz
Original assignee: Helmut Baelz GmbH
Current assignee: Helmut Baelz GmbH
Priority date: 1969-09-11
Filing date: 1972-08-29
Publication date: 1974-05-30
Also published as: DE2242429B1; DE2242429A1

Description

Der die zugeordnete Tellerfeder übergreifende

Ringflansch der Ringflanschscheibcn steht mit seiner

Stirnfläche bei unbelasteter Spindelmutter in einem

geringen vorbestimmten Abstand zu der zugeordne-

55 ten Ringnockenscheibe. Die Ringflanschscheiben und

Die Erfindung betrifft einen motorischen Stellan- die Ringnockenscheiben müssen verhältnismäßig

trieb für Ventile od. dgl. mit schubkraftabhängiger genau hergestellt werden, um die erforderliche Präzi-

Endlagenabschaltung durch einen entgegen Feder- sion der Abschaltung zu gewährleisten,

kraft auswandernden umlaufenden Teil, der über Der vorliegenden Zusatzerfindung liegt deshalb

einen Betätigungsmechanismus auf eiien Endschalter 60 die Aufgabe zugrunde, den motorischen Stellantrieb

einwirkt, wobei der auswandernde Teil mit einem gemäß dem Hauptpatent in seinem Aufbau gegen-

Betätigungsglied reibschlüssig kuppelbar ist, das aus über dem Stand der Technik weiter zu vereinfacher

zumindest einer gleichachsig zu dem auswandernden und insbesondere bei hoher Präzision der Abschal-

Teil gelagerten Nockenscheibe besteht, die mit einem tung die Möglichkeit zu eröffnen, den Bewegungswef

in ihren Bewegungsweg ragenden drehbar gelagerten 65 des auswandernden Teiles der zur Betätigung des je-

Betätigungshebel des Betätigungsmechanismus zu- weils zugeordneten Endschalters erforderlich ist

sammenwirkt, und der mit einem Antriebszahnrad praktisch beliebig zu verkleinern,

starr verbundene auswandernde Teil in einem Ge- Zur Lösung dieser Aufgabe ist der Stellantrieb

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gemäß der Zusalzerfindung dadurch gekennzeichnet, Hch gelagert, die durch zwei jeweils zwischen einem daß die glockenförmig und unmittelbar auf dem An- Zwischenring und dem Zahnrad 10 liegende ¹^f"¹-triebszahnrad abstützbar ausgebildete Nockenscheibe dem 18, 19 gegen die Innennnge der dem jeweiligen auf einem auf dem auswandernden Teil axial ver- Zwischenring benachbarten Kugellager 2ü, -j an_w_- schieblich gelagerten Zwischenring frei drehbar und 5 preßt sind. Die Innenringe der Kugellager zu ~i mit geringem axialem Spiel gelagert ist und der Zwi- stützen sich auf der anderen Seite gegen Wiceriagei schenring~durch die ihm zugeordnete, sich unmittel- in Gestalt von Seegerringcn 24, 25 ab, die in entsprebar auf dem Antriebszahnrad abstützende Tcllerfe- chenden Ringnuten des Außenmantels der bpinoeider gegen das benachbarte Axiallager anpreßbar ist, mutter 5 liegen. .

und daß die Nockenscheibe steis mit einer Schulter- io Die Zwischenringe 50 weisen jeweils einen zytinlläche mit dem zugeordneten Betätigungshebel in drischen Ansatz 51 kleineren Durchmessers auf. Aiii Eingriff bleibt. den zylindrischen Ansätzen 51 der beiden Zwiscnen-

Durch diese Anordnung läßt sich ein praktisch be- ringe 50 sind zwei als Betätigungsglieder fur den liebig kleiner Bewegungsweg des auswandernden noch zu beschreibenden Betätigungsmechanismus der Teiles bis zur Festklemmung der Nockenscheibe ein- 15 Endschalter- dienende Nockenscheiben 26, -7 drenstellen. Außerdem ist der jeder Nockenscheibe zu- bar sowie mit geringem axialem Spiel gel^a8^ert· ^u'^ese geordnete Zwischenring ein einfacher Konstruktions- aus federndem Material bestehenden Nockenscneitcil, der billig herstellbar ist. ben 26, 27 sind in der aus F1 g. 2 ersichtlichen weise

Es ist vorteilhaft, wenn die Axiallager Kugellager glockenförmig ausgebildet; sie übergreifen die 1 ellersind und der Zwischenring gegen den Innenring des 20 federn 18, 19 und können sich außerhalb dieser I eiihm benachbarten Kugellagers anpreßbar ist, so daß lerfedern unmittelbar auf der Stirnfläche des Zannradas Kugellager selbst entlastet ist. Die glockenför- des 10 abstützen.

mige Nockenscheibe selbst ist zweckmäßigerweise fe- Das Zahnrad IO mit der Spindelmutter 5 bildet zu-

dcrnd ausgebildet. Hierbei kann die glockenförmige sammen mit den Zwischenringen 50, den Tellerie-Nockenscheibe die zugeordnete Tellerfeder übergrei- 25 dem 18, 19, den Kugellagern 20, 21, den Secgerrinfcnd auf dem Anlriebszahnrad abstützbar sein. gen 24, 25 und den Nockenscheibcn 26, 27 eine Bau-

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des einheit, die zwischen den Hälften des Gehäuses!» Gegenstandes der Erfindung dargestellt. spielfrei gehalten ist, wobei die Kugellager 20, 21 so-

In der Zeichnung zeigt wohl die axiale als auch die radiale Lagerung des

Fig. 1 einen Stellantrieb gemäß der Erfindung in 30 Zahnrades 10 und der Spindelmutter5 übernehmen, einer Seitenansicht, " Neben dem Zahnrad 10 ist in dem Gehäuse 9 eine

Fig. 2 den Stellantrieb nach Fig. 1 im axialen Welle 28 drehbar gelagert, die bei 29 über das Oe-Schnitt in einer Seitenansicht, häuse 9 oben vorragt und mit einem Betätigungsarm

F i s. 3 den Stellantrieb nach F i g. 2 geschnitten 30 verbunden ist, der bei entsprechender Verdrehung längs der Linie A-B der Fi g. 2 in der Draufsicht, 35 der Welle 28 mit einem Mikroschalter 31 oder einem

Fig. 4 den Stellantrieb nach Fig. 2 geschnitten Mikroschalter 32 in Eingriff kommen kann, wie dies längs der Linie C-D der F i g. 3 in einer Seitenansicht im Hauptpatent näher beschrieben ist. und Die Verdrehung der Welle 28 erfolgt über einen

Fig. 5 a bis f eine Einzelheit bei Z des Stellan- Betätigungshebel in Gestalt einer an der Welle 28 betriebs nach Fig.3 in jeweils verschiedenen Betriebs- 40 festigten einseitig vorragenden Platte 35, welche eine zuständen, in der Draufsicht und in einem anderen U-förmige Aussparung aufweist und das Zahnrad 10 Maßstab. mit einem Arm 36 übergreift und einem Arm 37 un-

In F i g. 1 ist der erfindungsgemäße Stellantrieb in tergreift, wie dies insbesondere aus F i g. 4 zu ersehen der Zuordnung zu einem Ventil 1 dargestellt, dessen ist. Die Länge der Arme 36, 37 ist derart gewählt Verschlußstück bei 2 veranschaulicht ist. Das Ventil- 45 daß sie mit der Nockenscheibe 26 bzw. 27 in Eingriff verschlußstück 2 ist an einer Gewindespindel 3 hefe- kommen können, so daß die Weile 28 zur Betätigung stigt, die durch eine Spindelmutter5 in noch zu be- der Schalter 31, 32 entsprechend verdreht werden schreibender Weise axial verstellbar ist. Mit der Ge- kann. Die Platte 35 weist im übrigen auf der den ..ι windespindel 3 ist eine Verdrehsicherung 6 verbun- men 36, 37 abgewandten Seite eine Flache 52 auf, den, welche sich gegen eine Säule7 abstützt, die zu- 50 auf der eine endseitig bei 53 (Fig. 3) an dem Oesammen mit einer entsprechenden Säule 8 ein den häuse 9 abgestützte Blattfeder 54 aufliegt, die die Stellantrieb enthaltendes zweiteiliges Gehäuse 9 trägt. Platte 35 und damit die Welle 24 elastisch in der Die Spindelmutter 5 ist einstückig mit einem eine Mittellage zwischen den beiden Schaltern 31, 32 Halt, gerade Stirnverzahnung aufweisenden Zahnrad 10 Die Spindelmutler 5 bildet mit der Gewindespin-

verbunden, welches über ein in dem Gehäuse 9 dreh- 55 del 3 ein Bewegungsgetriebe. Alternativ zu der Debar gelagertes Ritzel 13 eines bei 14 angedeuteten schriebencn Ausführungsform des neuen Stellantne-Motors in Umdrehung versetzt werden kann. Das bes könnte die Anordnung auch derart getroffen Zahnrad 10 weist eine solche axiale Länge auf, daß sein, daß das Zahnrad 10 starr mit einer Gewindedie Spindelmutter 5 mit dem Zahnrad 10 um einen spindel verbunden ist, während das VentilverscnluU-bestimmten Weg auswandern kann, ohne daß es mit 60 stück 2 seinerseits mit einer Spindelmutter verbunder dem Ritzel 13 außer Eingriff kommt. Auf dem zylin- ist, die mit der mit dem Zahnrad verbundenen Gedrischen Außenmantel der Spindelmutter 5 sind zwei windespindel wieder ein Bewegungsgetriebe bildet. Axiallager in Gestalt von zwei Kugellagern 20, 21 Die neue Stellvorrichtung wirkt wie folgt: Über

verschieblich geführt, die jeweils in angeformten steigt die an der Gewindespindel 3 angreitendi Lageransätzen 22, 23 des Gehäuses 9 verschieblich 65 Schubkraft, beispielsweise beim Auflaufen des Ven gehaltert sind tilverschlußstückes auf den Ventilsitz, die Vorspan

Auf dem zylindrischen Außenmantel der Spindel- nung einer der Tellerfedern 18, 19, beispielsweise de mutter 5 sind zwei Zwischenringe 50 axial verschieb- Tellerfeder 19, so wird diese Tellerfeder zusammen

gedrückt, während die Spindelmutter 5 mit dem Zahnrad 10 von dem in Fi g. 2 dargestellten Zustand ausgehend nach oben auszuwandern beginnt. Dadurch wird der Abstand zwischen dem oberen Zwischenring SO und der diesem zugewandten Stirnfläche des Zahnrades IO verkleinert, bis die Nockenscheibe 26 mit dem Zahnrad 10 und dem Zwischenring SO verklemmt ist, der seinerseits von der Tellerfeder 19 gegen den Innenring des Kugellagers 21 angepreßt ist. Damit ist die Nockenscheibe 26 mit dem Zahnrad 10 reibschlüssig gekuppelt, so daß das Zahnrad 10 die Nockenscheibe 26 im Drehsinn mitnimmt. Hierbei kommt der zwei vorzugsweise im Winkelabstand von 90° angeordnete Radiaiflächen 41 aufweisende Nocken 38 der Nockenscheibe 26 mit dem zugeordneten Arm 36 der Platte 35 in der aus Fig.5 ersichtlichen Weise in Eingriff, so daß die Piatte 35 und damit die Welle 28 verschwenkt werden, wie dies aus F i g. 5 b zu ersehen ist. Durch diese Verschwenkung der Welle 28 wird auch der Betätigungsarn* ^O entsprechend gedreht, so daß einer der Endschalter betätigt wird.

Dies hat zur Folge, daß der Antriebsmotor 14 stillgesetzt wird. Die beschriebene Verschwenkung der Platte 35 aus der in F i g. 3 dargestellten Ruhestellung ist in Fi g. 5 im einzelnen erläutert:

F i g. 5 a und 5 d veranschaulichen jeweils die Ausgangsstellung, die der Ruhestellung der Platte 35 entspricht. Wird die Nockenscheibe 26 mit dem Zahnrad 10 reibschlüssig gekuppelt und damit mitgenommen, wie dies im einzelnen schon erläutert wurde, so wird der Arm 36 der Platte 35 im einen Drehsinn aus der Stellung nach F i g. 5 a in die Stellung nach Fig. 5b überführt. Im anderen Drehsinn ergeben sich entsprechende Verhältnisse: Die mit dem Zahnrad 10 reibschlüssig gekuppelte Nockenscheibe 27

ίο überführt den Arm 37 aus der Stellung nach F i g. 5 d in die Stellung nach F i g. S e.

Wegen des anhaftenden Fettes u. dgl. tritt eine gewisse Mitnahmewirkung ein, die bestrebt ist, eine nicht mit dem Zahnrad 10 reibschlüssig gekuppelte

Nockenscheibe 26 bzw. 27 zu verdrehen. Diese Mitnahmewirkung reicht nicht aus, die Welle 28 über die Platte 3S zu verdrehen. Um jedoch zu vermeiden, daß die mit dem Zahnrad 10 beim Einfahren in eine Endstellung jeweils ungekuppelte Nockenscheibe —

ao in F i g. 5 a, 5 b die Nockenscheibe 27 bzw. in F i g. 5 d, 5 e die Nockenscheibe 26 — zufälligerweise so stehen bleibt, daß die Platte 35 blockiert wird, ist die Anordnung derart getroffen, daß die Arme 36, 37 nicht auf den Nocken 38 auflaufen kön-

S5 nen, sondern stets an der Fläche 41 des Nockens 38 in Anlage bleiben, wie dies aus den Fig. 5 a bis 5 f zu ersehen ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

l 2 häuse mittels zweier beidseitig des Antriebszahnrades Patentansprüche: jeweils auf einem zylindrischen Bereich des auswandernden Teiles verschieblich angeordneter Axial-

1. Motorischer Stellantrieb für Ventile od. dgl. lager drehbar gelagert ist, welcne durch zwischen ihmit schubkraftabhängiger Endlagenabschaltung 5 nen wirkende Tellerfedern gegen zugeordnete Widerdurch einen entgegen Federkraft auswanderndfen lager an dem auswandernden Teil anpreßbar sind,
umlaufenden Teil, der über einen Betätigungsme- Dieser den Gegenstand des Hauptpatentes bilchanismus auf einen Endschalter einwirkt, wobei dende motorische Stellantrieb mit schubkraftabhänder auswandernde Teil mit einem Betätigungs- giger Endlagenabschaltung zeichnet sich durch eine glied reibschlüssig kuppelbar ist, das aus zumin- io besonders preisgünstige und platzsparende Hersteldest einer gleichachsig zu dem auswandernden lungsmögüchkeit aus; er weist den Vorteil auf, daß Teil gelagerten Nockenscheibe besteht, die mit bei verhältnismäßig kleinem Bewegungsweg des auseinem in ihren Bewegungsweg ragenden drehbar wandernden Teiles ein praktisch beliebig großer Begelagerten Betätigungshebel des Betätigungsme- tätigungsweg für den Endschalter vorgesehen werden chanismus zusammenwirkt, und der mit einem 15 kann.

Antriebszahnrad starr verbundene auswandernde In einer bevorzugten Ausführungsform dieses Teil in einem Gehäuse mittels zweier beidseitig Stellantriebes ist die Anordnung derart getroffen, des Antriebszahnrades jeweils auf einem zylin- daß der auswandernde Teil ein mit einer Spindclmutdrischen Bereich des auswandernden Teiles ver- ter starr verbundenes Zahnrad ist, auf dem zwei schieblich angeordneter Axiallager drehbar gela- 20 gleichachsige durch AbstandsboJzen im festen vorbegert ist, welche durch zwischen ihnen wirkende stimmten Abstand zueinander gehaltene Tullerfedcrn Tellerfedern gegen zugeordnete Widerlager an um einen vorbestimmten Weg bezüglich des Zahnrädern auswandernden Teil anpreßbar sind (nach des axial verschieblich gelagert sind, die sich über Patent I946Ü43), dadurch ge kenn- Federn gegen Lager der Spindelmutter abstützen, zeichnet, daß die glockenförmig und unmit- 25 Hierbei ist zwischen einer Tellerscheibe und der zutelbar auf dem Antriebszahnrad (10) abstützbar geordneten Stirnfläche des Zahnrades jeweils eine ausgebildete Nockenscheibe (26, 27) auf einem Nockenscheibe frei drehbar gelagert, die beim Ausauf dem auswandernden Teil (5) axial verschieb- wandern der Spindelmutter und des Zahnrades mit lieh gelagerten Zwischenring (50) frei drehbar der momentanen auf die der Spindelmutter zugeord- und mit geringem axialen Spiel gelagert ist und 30 nete Spindel einwirkenden Schubkraft gegen die ihr der Zwischenring (50) durch die ihm zugeord- benachbarte Tellerscheibe anpreßbar ist.
nete, sich unmittelbar auf dem Antriebszahnrad Die durch Abstandsbolzen im festen vorbestimm-(10) abstützende Tellerfeder (18, 19) gegen das ten Abstand zueinander gehaltenen Tcllerscheiben benachbarte Axiallager (20, 21) anpreßbar ist, sind konstruktiv etwas aufwendig; außerdem wäre es und daß die Nockenscheibe (26, 27) stets mit 35 für bestimmte Anwendungsfälle erwünscht, den Auseiner Schulterfläche (41) mit dem zugeordneten wanderungsweg des auswandernden Teiles, der zui Betätigungshebel (36, 37) in Eingriff bleibt. Verklemmung der Nockenscheibe erforderlich ist,

2. Stellantrieb nach Anspruch 1, dadurch ge- weiter zu verkleinern.

kennzeichnet, daß die Axiallager Kugellager (20, Eine solche Verkleinerung des Auswanderungswe-

21) sind und der Zwischenring (50) gegen den In- 40 ges wird bei einem weitercntwickelten motorischen

nenring des ihm benachbarten Kugellagers an- Stellantrieb gemäß der im Zusatzverhältnis zu dem

preßbar ist. Hauptpatem stehenden deutschen Patentschrift

3. Stellantrieb nach Anspruch 1 oder 2, da- 2 010 432 dadurch erreicht, daß zwei federnde, glokdurch gekennzeichnet, daß die glockenförmige keilförmige Ringflanschscheiben eingefügt sind, die Nockenscheibe (26, 27) federnd ausgebildet ist. 45 auf zwei Betätigungsglieder in Gestalt zweier Ring-

4. Stellantrieb nach Anspruch 3, dadurch ge- nockenscheiben, welche frei drehbar gelagert sind kennzeichnet, daß die glockenförmige Nocken- und auf dem Antriebszahnrad aufliegen, einwirken, scheibe (26, 27) die zugeordnete Tellerfeder (18, so daß sich die Ringflanschscheiben randseitig auf 19) übergreifend auf dem Antriebszahnrad (10) den Ringnockenscheiben abstützen und diese gegen abstützbar ist. 50 das Antriebszahnrad verklemmen können.