DE2342425A1

DE2342425A1 - Nockenbetaetigte elektrische schaltoder steuervorrichtung, insbesondere fuer stellventile

Info

Publication number: DE2342425A1
Application number: DE19732342425
Authority: DE
Inventors: Juergen Dipl Ing Baelz
Original assignee: Helmut Baelz GmbH
Current assignee: Helmut Baelz GmbH
Priority date: 1973-08-22
Filing date: 1973-08-22
Publication date: 1975-03-27
Also published as: DE2342425C3; DE2342425B2

Description

Patentanwälte Dipl.· Ing. W. Scherrmann Dr.- Ing. R. Roger

7300 Esslingen (Neckar), Fabrikstraße 24, Postlach 348

22. AugUSt, 1973 Telefon

³ Stuttgart (0711)356539

PA 67 ruhe

Telegramme Patentschutz Esslingenneckar

Firma Helmut Balz GmbH, 7100 Heilbronn (Neckar), Koepffstr.

Nockenbetätigte elektrische Behalt- oder Steuervorrichtung, insbesondere für Stellventile

Die Erfindung betrifft eine nockenbetätigte elektrische Schalt- oder Steuervorrichtung, insbesondere für Stellventile mit wenigstens einem elektrischen Schalter und einer, mit dessen Betätigungsorgan zusammenwirkenden verstellbaren Nockenscheibe sowie mit einer zugeordneten drehbar gelagerten und von außen verstellbaren Betätigungswelle.

Beispielsweise bei Stellventilen, die in Regelkreisen als Stellglieder eingebaut sind, tritt häufig die Aufgabe auf, in Abhängigkeit von der Stellbewegung des Stellventils eine oder mehrere elektrische Schalthandlungen vorzunehmen und/oder einen für die Stellung des Stellventiles kennzeichnenden elektrischen Meßwert zu gewinnen, der z.B. einer Rückführung zugeführt wird. Zu diesem Zwecke sind elektrische Schaltvorrichtungen bekannt, die nach Art einer Nockenwalze ausgebildet sind, die zur Betätigung nockengesteuerter Schaltoder Steuerelemente eingerichtet ist. Eine solche Nockenwalze ist beispielsweise in der DT-AS 1 927 481 beschrieben.

Bei einer Nockenwalze, die aus mehreren konzentrisch zueinander angeordneten und mit einer koaxial dazu verlaufenden Betätigungswelle verspannten Nockenscheiben besteht, sind die zugeordneten elektrischen Schalt- oder Steuerelemente grundsätzlich im radialen Abstand außerhalb der Nockenscheiben angeordnet, wobei die Schalt- oder Steuerelemente ortsfest

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gehalten sind und die Nockenscheiben eine relative Drehbewegung ausführen können.

Diese Anordnung bedingt grundsätzlich einen erheblichen Platzbedarf. Außerdem macht sie in der Regel ein eigenes Gehäuse erforderlich, das die elektrischen Schalt- oder Steuerelemente und die zugeordneten Nockenscheiben außen umgibt und gegen Verschmutzung oder andere Beeinträchtigung schützt. Bei einer Verstellung der Nockenscheiben, wie sie zur Veränderung des Schaltzeitpunktes gelegentlich erforderlich ist, ist es unerläßlich, dieses Gehäuse abzunehmen oder zu öffnen. Darüber hinaus ist die erreichbare Rchaltgenauigkeit bei derartigen mit Schaltwalzen arbeitenden Schaltvorrichtungen häufig in unerwünschtem Maße begrenzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine nockenbetätigte elektrische Schalt- oder Steuervorrichtung zu schaffen, die sich bei kleinem Platzbedarf durch hohe Schaltgenauigkeit und robuste Bauweise auszeichnet und die eine einfache Verstellung oder Einjustierung der Schaltzeitpunkte gestattet.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die eingangs genannte elektrische Schalt- oder Steuervorrichtung gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenscheibe als Ringnockenscheibe mit innenliegenden Nockenbahnen ausgebildet ist, die in einstellbarer Winkellage auf einer Grundplatte lösbar festgeklemmt ist und daß der in dem von der Ringnockenscheibe innen begrenzten Raum angeordnete elektrische Schalter auf einem mit der Betätigungswelle drehfest verbundenen Träger befestigt ist.

Dadurch,daß der elektrische Schalter in dem von der Ringnockenscheibe begrenzten Innenraum angeordnet ist, ergibt sich ein kleiner Platzbedarf, während andererseits der Schalter

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von vorneherein geschützt untergebracht ist. Auch läßt sich die Ringnockenscheibe nach Lösung der Verklemmung mit der Grundplatte in einfacher Weise auf die jeweils gewünschte Winkellage einstellen und sodann wieder verklemmen.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Anordnung derart getroffen, daß die Ringnockenscheibe mit der Grundplatte durch eine mit der Grundplatte verspannte haubenartige Deckplatte unter Ausbildung eines geschlossenen Gehäuses verklemmt ist. Da, wie bereits erv/ähnt, die Ringnockenscheibe nach Lösung der Verspannung mit der Grundplatte zur Verstellung des SchaItZeitpunktes gegenüber der Grundplatte verdreht werden kann, ist ein öffnen des gemeinsam mit der haubenartigen Deckplatte gebildeten Gehäuses für diesen Einjustiervorgang nicht erforderlich.

Die Betätigungswelle ist mit Vorteil in der Grundplatte drehbar gelagert, während dem scheibenartigen Träger eine Drehbegrenzung innerhalb des von der Ringnpckenscheibe innen begrenzten Raumes zugeordnet ist. Im übrigen ist zweckmässigerweise zumindest zwischen der Ringnockenscheibe und der Deckplatte eine Dichtscheibe angeordnet, die gewährleistet, daß eine einwandfreie reibschlüssige Fixierung der Ringnockenscheibe im festgespannten Zustand gegeben ist.

Die neue Schalt- oder Steuervorrichtung kann mehrere konzentrisch zueinander angeordnete Ringnockenscheiben aufweisen, die unter Zwischenlage von Dichtscheiben gegeneinander und gegen die Grund- und die Deckplatte verspannt sind, wobei die zugeordneten elektrischen Schalter mit in der entsprechenden Höhenlage liegenden Betätigungsorganen auf dem Träger befestigt sind. Auf diese VTeine ist es möglich, von der Drehbewegung der Betätigungswelle mehrere Schalthandlungen abzuleiten.

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Hierbei kann wenigstens eine Dichtscheibe zumindest einen nach innen ragenden und mit dem Träger zusammenwirkenden Drehbegrenzungsanschlag aufweisen. Dieser Drehbegrenzungsanschlag kann von einem angeformten Nocken gebildet sein, durch den ein die Deckplatte mit der Grundplatte verspannender Zuganker verläuft. Durch diese Ausbildung wird eine besondere konstruktive Stabilität der Drehbegrenzung mit einfachen Mitteln erzielt.

Um eine exakte Drehbegrenzung in beiden Drehrichtungen zu haben, kann es zweckmäßig sein, daß die Dichtscheibe zwei um 180 gegeneinander versetzte Drehbegrenzungsanschläge aufweist.

Wenn beispielsweise die Drehbewegung der Betätigungswelle ein direktes Maß für die Hubbewegung der Ventilspindel eines Stellventiles ist und es erforderlich ist, eine für diese Drehbewegung kennzeichnende elektrische Meßgröße durch ein entsprechend drehbetätigtes elektrisches Steuerelement zu erzeugen, kann die neue Schalt- oder Steuervorrichtung zu diesem Zwecke derart abgewandelt werden, daß sie eine in einstellbarer Winkellage entsprechend festgeklemmte, mit einer innenliegenden Verzahnung versehene Ringscheibe aufweist, in deren Verzahnung ein Ritzel eines auf dem Träger angeordneten drehbetätigten elektrischen Steuerelementes, beispielsweise eines Rückführpotentiometers, eingreift.

Weitere vorteilhafte Merkmale und Eigenschaften des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles.

In der Zeichnung zeigen:

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Fig. 1 eine elektrische Schalt- und Steuervorrichtung gemäß der Erfindung in der Draufsicht, bei abgenommener Deckplatte,

Fig. 2 die Vorrichtung nach Fig. 1 geschnitten längs der Linie E-F der Fig. 3 in der Draufsicht,

Fig. 3 die Vorrichtung nach Fig. 1 geschnitten längs der Linie AtB der Fig. 1 in einer Seitenansicht und

Fig. 4 die Vorrichtung nach Fig. 1 geschnitten längs der Linie C-D der Fig. 1 in einer Seitenansicht.

Die in den Figuren dargestellte Schalt- und Steuervorrichtung weist eine massive kreisförmige Grundplatte 1 auf, an der eine Nabe 2 angeformt ist, die eine durchgehende Lagerbohrung enthält, in welcher eine Betätigungswelle 3 drehbar gelagert ist. Die Betätigungswelle 3 ist drehfest mit einem scheibenartig ausgebildeten, quer zu der Betätigungswelle 3 verlaufenden Träger 4 verbunden, dessen spezielle Gestalt insbesondere aus Fig. 1 zu ersehen ist. Der Träger 4 kann beispielsweise aus Isoliermaterial bestehen oder aber durch eine entsprechend gestaltete dünne Metallplatte gebildet sein.

Auf der dem Träger 4 abgewandten Seite ist die Betätigungswelle 3 durch einen Seegerring 5 gegen eine axiale Verschiebung gesichert. Sie trägt ein Klemmstück 6, an dem ein Hebel 7 befestigt ist, der einen Längsschlitz 8 aufweist, in den ein mit der Ventilspindel eines nicht dargestellten Stellventiles gekuppelter Bolzen eingreift, der den Hebel 7 in Abhängigkeit von der Hubbewegung der Ventilspindel um die Achse der Betätigungswelle 3 verdreht, sodaß auch die Betäti- , gungswelle 3 eine entsprechende Drehbewegung erfährt.

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Auf die Grundplatte 1 sind eine Ringscheibe 9 und zwei Ringnockenscheiben 10 gleichen Außen- und Innendurchmessers koaxial zueinander unter Zwischenlage von dünnen Dichtscheiben 11 aufgesetzt, wobei auf dem Ganzen ebenfalls unter Zwischenlage einer Dichtscheibe 11 eine haubenartige Deckplatte 12 sitzt, die durch durchgehende Zuganker in Gestalt von in die Grundplatte 1 eingeschraubten Stehbolzen 13 mittels aufgesetzter Hutmuttern 14 mit der Grundplatte 1 verspannt ist. Die Ringscheibe 9 und die Ringnockenscheiben 10 bilden gemeinsam' mit der Grundplatte 1 und der Deckplatte 12 in der aus den Figuren ersichtlichen Weise ein vollständig abgeschlossenes Gehäuse, das wegen der Dichtscheiben 11 staub- und erforderlichenfalls wasserdicht ist. In die Ringscheibe 9 und in die Ringnockenscheiben 10 sind konzentrische Eindrehungen eingearbeitet, von denen eine in Fig. 4 mit 15 bezeichnet ist und in denen die Dichtscheiben 11 liegen, sodaß eine einwandfreie gegenseitige Ausrichtung der Ringnockenscheiben 10 mit der Ringscheibe 9 sowie mit der Grundplatte 1 und der Deckplatte 12 gewährleistet ist.

Die Ringnockenscheiben 10 tragen auf der Innenseite wenigstens eine Nockenbahn 16 (Fig. 1),die mit dem Betätigungsorgan 17 eines jeweils zugeordneten elektrischen Schalters 18 zusammenwirkt. Die den beiden in Fig. 3 darbestellten Ringnockenscheiben 10 entsprechenden elektrischen Schalter 18 sind aufeinandersitzend auf dem Träger 3 mittels Schrauben 19 derart befestigt, daß ihre Betätigungsorgane 17 in der Höhe der jeweils zugeordneten Nockenbahn 16 sich befindet.

Die Ringscheibe 9 trägt auf ihrer Innenseite eine an einem sektorartigen Vorsprung 20 ausgebildete Verzahnung 21, in die das Ritzel 22 eines auf dem Träger 3 angeordneten Rückführpotentiometers 23 eingreift. Die elektrischen Anschluß-

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drähte 24 der Schalter 18 und des Rückführpotentiometers sind an zwei durch entsprechende Eohrungen der Deckplatte 12 verlaufende Durchführungen 25 angeschlossen; sie weisen im übrigen eine solche Länge auf, daß sie durch die Drehbewegung des Trägers 3 nicht beeinträchtigt werden können.

Die Dichtscheiben 11 tragen auf der Innenseite angeformte Nocken 26 (Fig. 1, 2), die jeweils eine Durchgangsbohrung aufweisen, durch welche ein Stehbolzen 13 verläuft. Jede Dichtscheibe 11 ist mit zwei um 180° gegeneinander versetzten Nocken 26 versehen. Die Nocken 26 bilden zwei Drehbegrenzungsanschläge/ die mit entsprechenden Anschlagflächen 27 des Trägers 3 zusammenwirken und die Drehbewegung des Trägers 4 auf einen für die Betätigung der Schalter 18 bzw. die Verstellung des Rückführpotentiometers 23 erforderlichen Wert in beiden Drehrichtungen begrenzen.

Wird die Betätigungswelle 3 durch den Hebel 7 im einen oder anderen Drehsinn verdreht, so laufen die Betätigungsorgane 17 der beiden Schalter 18 auf die Nockenbahnen 16 auf, wodurch die Schalterbetätigung ausgelöst wird. Gleichzeitig erfolgt eine der Drehbewegung entsprechende Verdrehung des Ritzels 22, sodaß das Pückführpotentiometer 23 in fester Abhängigkeit von der Drehbewegung der Betätigungswelle 3 verstellt wird. Die Einstellung des Schaltzeitpunktes der beiden Schalter 18 kann in der Weise geschehen, daß die Hutmuttern 14 gelöst werden, sodaß die reibschlüssige Verklemmung zwischen den Ringnockenscheiben 10 und den zugeordneten Dichtscheiben 11 und damit mit der Grundplatte 1 und der Deckplatte 12 gelöst wird. Hierauf lassen sich die Ringnockenscheiben 10 - wie übrigens auch die Ringscheibe 9 · von außen her exakt in die jeweils gewünschte Winkellage einstellen, was dadurch erleichtert werden kann, daß auf der Umfangsflache beispielsweise der Grundplatte 1 eine

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Kalibrierung angebracht ist, die mit einer entsprechenden Marke auf der Außenseite der Ringnockenscheiben 10 und der Ringscheibe 9 zusammenwirkt. Nach der Einstellung der jeweils gewünschten Winkellage werden die Ringnockenscheiben 10 und die Ringscheibe 9 durch Festziehen der Hutmuttern 14 bezüglich der Grundplatte 1 fixiert.

Die Grundplatte 1 kann .im übrigen derart ausgebildet sein, daß sie zum unmittelbaren Anbau an ein Ventilgehäuse geeignet ist.

Dadurch, daß die Dichtscheibe 11 durch die Stehbolzen 13 gegenüber der Grundplatte 1 und der Deckplatte 12 drehfest fixiert ist, ist gewährleistet, daß beim Lösen der Hutmuttern 14 die einzelnen Ringnockenscheiben und die Ringscheibe 9 einzeln verdreht werden können, ohne daß eine Mitdrehung jeweils benachbarter Ringnockenscheiben 10 bzw. Ringscheiben 9 erfolgt.

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Claims

Patentansprüche

1. Nockenbetätigte elektrische Schalte oder Steuervorrichtung, insbesondere für Stellvent'ile, mit wenigstens einem
elektrischen Schalter und einer mit dessen Betätigungsorgan zusammenwirkenden, verstellbaren Nockenscheibe sowie mit
einer zugeordneten, drehbar gelagerten und von außen verstellbaren Betätigungswelle, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenscheibe als Ringnockenscheibe (10) mit innenliegenden Nockenbahnen (16) ausgebildet ist, die in einstellbarer
Winkellage auf einer Grundplatte (1) lösbar festgeklemmt ist und daß der in dem von der Ringnockenscheibe (10) innen
begrenzten Raum angeordnete elektrische Schalter (18) auf
einem mit der Betätigungswelle (3) drehfest verbundenen
Träger (4) befestigt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnockenscheibe (10) mit der Grundplatte (1) durch eine mit der Grundplatte (1) verspannte, haubenartige Deckplatte (12) unter Ausbildung eines geschlossenen Gehäuses verklemmt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungswelle (3) in der Grundplatte (1) drehbar gelagert und dem scheibenartigen Träger (4 ) eine Drehbegrenzung (26, 27) innerhalb des von der Ringnockenscheibe (10)
innen begrenzten Raumes zugeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet,- daß zumindest zwischen der Ringnockenscheibe (10) und der Deckplatte (12) oder der Grundplatte (1) eine Dichtscheibe (11) angeordnet ist.

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5. Vorrichtung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß sie mehrere konzentrisch zueinander angeordnete Ringnockenscheiben (10) auf v/eist, die unter Zwischenlage von Dichtscheiben (11) gegeneinander und gegen die Grund- und die Deckplatte (1, 12) verspannt sind und daß die zugeordneten elektrischen Schalter (18) mit in der entsprechenden Höhenlage liegenden Betätigungsorganen (17) auf den Träger (4) befestigt sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5 dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Dichtscheibe (11) zumindest einen nach innen ragenden, mit dem Träger (4) zusammenwirkenden Drehbegrenzungsanschlag (26^ aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, daß der Drehbegrenzungsanschlag von einem angeformten Nocken (26) gebildet ist, durch den ein die Deckplatte (12) mit der Grundplatte (1) verspannender Zuganker (13) verläuft.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7 dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtscheibe (11) zwei um 180 ■ Drehbegrenzungsanschläge (26) aufweist.

daß die Dichtscheibe (11) zwei um 180 gegeneinander versetzte

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß sie eine in einstellbarer Winkellage entsprechend lösbar festgeklemmte, mit einer innenliegenden Verzahnung (21) versehene Ringscheibe (9) aufweist, in deren Verzahnung (21) ein Ritzel (22) eines auf dem Träger (4) angeordneten drehbetätigten elektrischen Steuerelementes (23) eingreift.

1Ö. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnockenscheibe (10) eine mit einer feststehenden Kalibrierung zusammenwirkende Markierung trägt.

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