DE2320490C2

DE2320490C2 - Motorischer Stellantrieb für Ventile oder dergleichen mit schubkraftabhängiger Endabschaltung

Info

Publication number: DE2320490C2
Application number: DE19732320490
Authority: DE
Inventors: Juergen Dipl.-Ing. 7100 Heilbronn Baelz
Original assignee: Helmut Baelz GmbH
Current assignee: Helmut Baelz GmbH
Priority date: 1973-04-21
Filing date: 1973-04-21
Publication date: 1974-06-12
Also published as: DE2320490B1; DE2320490A1

Description

Die Erfindung betrifft einen motorischen Stcllantrieb für Ventile od. dgl. mit schubkraftabhängiger Endiagenabschaltung durch einen gegen Federkraft auswandernden Teil, der über ei'*cn Betätigungsmechanismus auf wenigstens einen Endschalter einwirkt und der in einem ortsfest gehaltenen Gehäuse dreh-.bar gelagert ist.

Ll/. motorischer Stellantrieb dieser Art ist beispielsweise in der deutschen Patentschrift 1 ¹MCi 043 beschrieben. Bei diesem bekannten Stellantrieb ist der auswandernde Teil durch eine mit einem Antrieb-,zahnrad einstückig ausgebildete Spindclmutter gebildet, die auf der unverdrehbar geführten Antricbsspindel des Ventilverschlußstückes sitzt und deren Antriebszahnrad über ein.-n Ritzel von einem auf das Gehäuse aufgesetzten Antriebsmotor aus verdreht werden kann. Die elastische Abstützung des auswandernden Teiles erfolgt hierbei durch Tcllerfcdern, welche auch den Maximalwert der Schubkraft festlegen, bei der die Endlagenabschaltung erfolgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen solchen motorischen Stellantrieb dadurch wesentlich zu vereinfachen, daß die Zahl der benötigten Bauteile verringert, die Montage erleichtert und auch der Platzbedarf des Stellantriebes verkleinert werden.

Zur Losung dieser Aufgahe L·' :!?■ motorische Stellantrieb gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der auswandernde Teil in der Achsrichtung der Schubkraft gegen einen federnd ausgebildeten Teil des Gehäuses selbst abgestützt ist.

Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß eigene Federn zur elastischen Abstützung des auswandernden Teiles entfallen, so daß sich eine besonders einfache Konstruktion ergibt.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Anordnung derart getroffen sein, daß das Gehäuse zweischalig ausgebildet und sein federnder TeU durch eine federelastische Gehäuseschale gebildet ist. Hierbei ist es möglich, beide Gehäuseschalen federelastisch zu machen, doch kann das Gehäuse auch derart aufgebaut sein, daß die andere Gehäuseschale starr ausgebildet ist.

Der auswandernde Teil kann hierbei in einem starren Lagergehäuse drehbar gelagert sein, das in eine der Gehäuseschaien eingefügt ist. Außerdem kann das Gehäuse ein an einer Ge:)äuseschale befestigte^, den auswandernden Teil führendes Anschlußstück tragen, über das das Gehäuse mit dem Ventil od. dgl. starr verbunden ist. Dieses Anschlußstück gestaltet eine sehr leichte Montage oder Demontage des ganzen Stellantriebes, beispielsweise bezüglich des Ventilgehäuses.

Der Betätigungsmechanismus kann mit Vorteil ein mit dem federnden Teil des Gehäuses gekuppeltes Belätigungsglied aufweisen, dem ein ortsfest gehaltenes Element zugeordnet ist. wobei durch die Relativbewegung zwischen diesem Element und dem Be'.dtigungsglied der Endschalter b'?täligbar ist. Bei der erwähnten zweischaligen Ausbildung des Gehäuses kann hierbei das Betätigungsglied ein mit dem Lagergehäuse starr verbundener steifer Rahmen sein, aiii ■ dem der Endschalter sitzt, während das ortsfest gehaltene Element ein an dem Anschlußstück gehaltertcr starrer Bügel ist, gegenüber dem der Endschalter bewegbar ist.

In der Zeichnung ist ein Auslülmmgsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen motorischen Stellantrieb für ein Ventil, in einer Seitenansicht, teilweise in sehematischer Darstellung und

F i g. 2 den Stellantrieb nach Fig. I im axialen Schnitt, in einer Seitenansicht und in einem anderen Maßstab.

Bei dem in den F i g. I und 2 dargestellten Ausführungsbeispici ist der neue motorische Stellantrieb einem bei 1 schematisch veranschaulichten Ventil zugeordnet, dessen im einzelnen nicht dargestelltes

Verselilußslück durch eine in einer zylindrischen Anschlußbuchse 3 des Gehäuses des Ventils I längsverschieblich geführte Spindel 2 verstellbar ist. Die Verstellung der Spindel 2 erfolgt durch den allgemein mit 4 bezeichneten Stellantrieb, der ein zylindrisches, die Spindel 2 umgebendes Anschlußstück 5 aufweist, das in einen Ständer 6 eingesetzt ist. der auf der anderen Seite auf die Anschlußbuchse 3 aufgesetzt ist. Die starre Verbindung des Ständers 6 mit dem Anschluüstück 5 und der Anschlußbuchse 3 geschieht durch nicht eingezeichnete Schrauben, die in entsprechende Umfangsrillen 7, 8 der Anschlußbüchse 3 und des Anschlußstückes S eingreifen.

Der Stellantrieb 4 weist, wie insbesondere aus F i g. 2 zu ersehen, ein zweischaligcs dosenartiges Gehäuse auf, dessen beide Gehäuseschalen 9. 10 an einem ringsumlaufenden Flansch mittels hei 11 angeileutetei Sehrauben fest miteinander \erbunue-n sind. Die untere Gehäuseschale 10 ist starr an dem Anschlußstück 5 befestigt, das zi: diesem Zwecke eine ringsumlaul'ende Nut Π aufweist, in die die Gehäusesehale 10 mit einer entsprechenden zentrischen «tl'fniingsberandung 13 eingreift. Außerdem ist mit eiern Anschlußstück 5 eine starre Verbindungsplatte

14 fest verbunden, die einen elektrischen Stellmotor

15 trägt, dessen Ritzel 16 durch eine entsprechende i'iifnung 17 der unteren Gehäuseschale 10 in das Gehäuseinnere ragt.

Das Ritzel 16 weist eine «erade Stirnverzahnuna auf. die mit einer entsprechenden Stirnverzahnung eines aeh-parallcl gelagerten Antriebszahnrades 18 in liingriff steht, das mit einer Spindelmutter 19 starr \erhunden oder einstückig ausgebildet ist. Die Spintlelmutler 19 ist mit ihrem Innengewinde auf ein entsprechendes Außengewinde 20 der Spindel 2 aufgeschraubt: sie ist auf der einen Seite mit einer z\lintlrisc'ien Lagerfläche 21 ausgebildet, über die sie in einem Gleitlager 22 des Anschlußstückes 5 drehbar und axial verschicbüch gelagert ist. Auf der anderen Seite ist auf die Spindclmutter 19 ein Kugellager 23 aufgesetzt, dessen Innenring durch zwei als Federringe ausgebildete Widerlager 24. 25 axial bezüglich tier Spindelmutter 9 fixier) ist. Das Kugellager 23 virkt gleichzeitig als Axial- und als Radiallager. Sein Außenring ist axial imvcrschieblich zwischen zwei l3ündcn 26. 27 eines starren Lugergchäiiscs 28 gehalten, welches mi! der oberen Gehäuseschale '■) starr verbunden ist. Zu diesem Zwecke ist das Lagergehäuse mit einer Umfangsnut 29 ausgebildet, in die ciie Berandung 30 einer entsprechenden öffnung :1er tibereil Gehäuseschale 9 einmcifl.

Das Lagergehäuse 28 ist außerdem mit einer zentrischen öffnung 31 entsprechender Qucrschnittsgesialt ausgebildet, durch die ein Vierkant 32 der Spindel 2 ragl. der axial verschieblich aber doch fest geführt ist.

Die beiden Gchüuscschalen 9. 10 bestehen aus einem fedcrclastischen Material, beispielsweise Federsiahl. In einer anderen Ausfiihrungsfortn könnte die Anordnung aber auch derart getroffen werden, daß lediglich eine der Gehäuseschalen 9. 10 federelaslisch ist, während die andere starr ausgebildet ist. Auch v.ärc es denkbar, lediglich einen Teil wenigstens einer der Gchäuseschalen 9. 10 im Bereiche des Anschluß'.tückcs 5 oiler des Lagergeliäuscs 28 federelaslisch auszubilden, so daß sich der Abstand zwischen dem Anschlußstück5 und dem Kugeliager 23 gegen Federkraft verändern kann.

Mh dem Anschlußstück 5 ist ein abgewinkelter j starrer Blechbügel 33 verbunden, der innerhalb de·, von den Gehäuseschalen 9, 10 begrenzten Räumelie«t und eine Betätigungszung" 34 aufweist, welche in der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise, zwischen die Betätigungsorgane zweier der Betätigungszunge 34

ίο zugeordneter, einander gegenüberliegend angeordneter Endschalter 35, 36 ragt, durch welche der Stellmotor 15 jeweils ausgeschaltet werden kann. Di. Endschalter 35. 36 sitzen auf einem winklig abgebogenen starren Blechrahmen 37, der mit dem Lagergehäuse 28 fest verbunden ist.

Der beschriebene Stellantrieb arbeitet wie folgt:
Nt der Stellmotor 15 eingeschaltet, so verdreh; eüber sein Ritzel 16 und das Aiitriebszahnracl 18 el·
Spindelmutier 19. womit :ie an dem Vierkant 32 ;:_:

der tiffining 31 des Lagergehäuses 28 unverdrehbar geführte Spindel 2 in der entsprechenden Achsrichtunsi verschoben wird. Steint nun die auf die Spinde! 2 einwirkende Schubkraft, beispielsweise dadurch, daß das Ventiherschlußstück des Ventils 1 in ei::..

Endstelhing einfährt, an, so beginnt die Spindelmu:- ter 19 in der einen oder der anderen Richtung auszuwandern. Um diese Auswanderungsbcwegung de; Spindelmutter 19 und des An'.riebszahnrades 18 /u ermöglichen, ist die Stirnverzahnung des Ritzel- ! (1

mit einer entsprechenden Länge ausgeführt. Bei dieser Auswanderungsbcwegiing der Spindelmutter 19 wird über das Kugellager 23 das ! agergchäuse 28 mitgenommen, so daß über die mit dem Lagergehäuse 28 starr verbundene Gehäuseschale 9 die beiden federelastischen Gehäuseschalen 9. 10 eine elastische Verformung erfahren, der ein·.- entsprechende, über das Kugellager 23 auf die Spindelmutter 19 entgegen der Schubkraft einwirkende Federkraft entspricht. Gleichzeitig wird bei der Auswanderungshewegung der Spindelmutier 19 wegen der durch das Kugellager 23 bewirkten, in Achsrichtung formschliissigen Kupplung zwiseiien der Spindelmutler 19 und dem Lagergehäuse 28 der axiale Abstand /wischen dem Lagergehäuse 28 und dem AnschlußstiickS verändert, was einer entsprechenden Relativbewegung zwischen der Betälinungszunge 34 und den beiden Endschaltern 35. 36 entspricht.

Die Grüße des von der Spindelmutter 19 gegen die von den Gehäuseschalen 9. 10 ausgcübic elastische Federkraft bis zur Abschaltung zurückgelegten Auswanderungsweges ist durch entsprechende Einjustierung des Abstandes zwischen den Endschaltern 35. 36 und der Betiitigungsziinge 34 einstellbar. Sowie der der jeweiligen Richtung des Auswanderungsweges zugeordnete Endschalter 35 bzw. 36 von der Betätigungsziingc 34 betätigt wird, wird der Stellmoto. 15 abgeschaltet.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel bildet die Spindelmutter 19 den auswandernden Teil. Es wären auch Alisführungsformen denkbar, bei denen clic Spiiiücl 2 mit einem Innengewinde ausuebildet und der auswandernde Teil durch eine Spindel gebildet würde. Auch ließe sich an Stelle des Bewegungsgewindes 19, 20 ein Schneckengetriebe od. dgl. den-

G5 ken.

Hierzu 1 Blatt Zeichnunoen

Claims

Patentansprüche:

1. Motorischer Stellantrieb für Ventile od. dgl. mit schuhkraftabhängiger Endlagenabschaltung : durch einen gegen Federkraft auswandernden Teil, der über einen Betätigungsmechanismus auf wenigstens einen Endschalter einwirkt und der in einem ortsfest gehaltenen Gehäuse drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß ic der auswandernde Teil in Achsrichtung der Schubkraft gegen einen federnd ausgebildeten Teil des Gehäuses (9, 10) selbst abgestützt ist.

2. Stellantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (!>, 10) zweischa- i; üg ausgebildet und sein federnder Teil durch wenigstens eine federelastische Gehäuseschale <zebiltlet ist.

3. Stellantrieb nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß die andere Gehäuseschale starr ausgebildet ist.

4. Stellantrieb nach Anspruch 2 oder 3. dadurch gekennzeichnet, daß der auswandernde Teil (19) über ein Axiallager (23) in einem starren Lagergehäuse (28) drehbar gelagert ist. das in as eine der Gehäuseschaien (9) eingefügt ist.

5. Stellantrieb nach Anspruch 2 oder 3. dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (9. 10) ein an einer Gehäuseschale (!0) befestigtes, den auswandernden Tei'. (19) führendes Anschlußstück (5) trag!, über das da^k Gehäuse (9. 10) mit dem Veniil (1) od. dgl. starr \erbunden ist.

(). Stellantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß der Betäii· gunusmechaii'iMiuis ein mit dem federnden Teil des Gehäuses (9. 10) gekuppeltes Bctatigungs- »iied (37) aufweist, dem ein ortsfest gehaltenes Element (H. 34) zugeordnet ist und daß durch die Relativbewegung zwischen diesem Element (33, 34) und dem Bclätigungsglicd (37) der Endschalter (35 b/.w. 36) betätigbar ist.

7. Stellantrieb nach einem der Ansprüche 4 bis 6. dadurch gekennzeichnet, daß das Bctätigimgsglicd ein mit dem Lagergehäuse (28) starr verbundener steifer Rahmen (37) ist, auf dem der Endschalter (35 bzw. 36) sitzl und daß das ortsfest gehaltene Element ein an dem Anschlußstück (5) gehaltener starrer Bügel (33, 34) ist, gegenüber dem der Endschalter (35 bzw. 36) bewegbar ist. ,-9

S. Stellantrieb nach Anspruch!, dadurch gekennzeichnet, daß sein Stellmotor (15) außerhalb des Gehäuses (9. 10) starr gehalten ist und daß der Stellmotor (15) mit einem Antriebsritzcl (16) durch eine entsprechende öffnung (17) in das Gehäuse raut.