DE2429662A1 - Axialkraft-verstaerker - Google Patents

Description

• "Axialkraft-Verstärker" Für die Betätigung von Schiebern, Ventilen und ähnlichen Armaturen mit Handrad oder Stellantrieb ist es bekannt, das eingeleitete Drehmoment über eine Spindelmutter und Gewindespindel in eine Axialkraft umzuwandeln. Diese Axialkraft ist normalerweise nicht über den gesamten Hub konstant. Sie steigt beim Schließvorgang kurz vor Erreichen der Endlage an. Zum Öffnen eines Schiebers kann bei Beginn kurzzeitig eine wesentlich größere Axialkraft auftreten. Diese größere Kraft muß jedoch nur auf einige wenige millimeter Weg aufgebracht werden.
• Wegen dieser nur kurzzeitig auftretenden Axialkraft muß z.B.
• bei elektrischen Stellantrieben der Antriebsmotor entsprechend groß ausgelegt werden.
• Man hat versucht, diese Verhältnisse durch Anwendung des sogenannten "Hammerschlag-Effektes" " zu verbessern. Dieser "Hammerschlag-Effekt" besteht darin, daß in dem mechanischen Getriebe zwischen Gewindebuchse und Motor eine künstliche "Getriebelose", beispielweise durch Anwendung einer Klauenkupplung mit viel Winkelspiel, angewendet wird, die es gestattet, den Motor beim Anfahren auf volle Drehzahl hochlaufen zu lassen bevor die Gewindebuchse angetrieben wird. Hierdurch entsteht ein Schlageffekt, der beim Öffnen eines Ventils zusätzlich die kinetische Energie des Motorläufers ausnützt.
• Die bei diesem Vorgang zusätzlich gewonnene Axialkraft ist im wesentlichen abhängig von der Elastizität der Ubertragungsteile zwischen Motor und anzutreibendem Schieber oder dergl.
• Da diese Axialkraft nicht definierbar ist, kann sie entweder zu gering sein um den Schieber zu lösen oder sie kann durch die Schlagwirkung eine Beschädigung der Ubertragungsteile herbeiführen. Außerdem ist das Arbeitsvermögen aus der kinetischen Energie des Motors, bezogen auf den Weg der Axialkraft, überlicherweise weniger als 1 mm.
• Aufgabe der Erfindung ist es nunmehr, eine genau definierte verstärkte Axialkraft auf einen vorher bestimmten Weg festzulegen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Gewindemutter mit einem Innengewinde und einemAußengewinde versehen ist, wobei die Steigungen beider Gewinde annahernd gleich sind und das Außengewinde als Kugelgewinde ausgebildet ist.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Axial-Verstärkers dargestellt. Die obere Hälfte des Bildes zeigt die Einrichtung bei geschlossenem Schieber.
• Die Gewindebuchse 1 liegt mit ihrer Stirnfläche am Bund 6 des Antriebsrades 5 an.
• Die untere Hälfte des Bildes zeigt die Gewindebuchse 1 an der Stirnfläche 7 des Gewinderinges anliegend. Dabei hat die Gewindebuchse 1 mit der Schieberspindel 3 den Wegabstand 8 zurückgelegt.
• Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: Befindet sich der Schieber in der Schließendstellung, so liegt die Gewindebuchse 1 an dem Bund 6 des Antriebsrades 5 an (obere Bildhälfte). Soll der Schieber aufgefahren werden, so wird das Rad 5 in Pfeilrichtung gesehen links herum gedreht. Beide Gewinde sind mit Linkssteigung versehen. Gleiche Steigung vorausgesetzt, wird wegen der geringeren Reibungswiderstände die Gewindemutter 1 mit der Schieberspindel 3 zunächst durch das Kugelgewinde gegen die Schulter 7 des Gewinderinges gedrückt.
• Hierbei hat die Gewindebuchse 1 zusammen mit der Schieberspindel 3 den Weg 8 zurückgelegt. Hat die Gleitspindel den Wirkungsgrad 0,25 und die Kugelspindel den Wirkungsgrad 0,75 und sind beide Steigungen gleich, so hat die Gewindebuchse 1 mit Schieberspindel 3 auf dem Weg 8 die dreifache Axialkraft wie die Schieberspindel 3 allein, wenn sie nach der Anlage der Gewindebuchse 1 an der Schulter 7 nur durch das Innengewinde 2 durch das gleiche Drehmoment angetrieben wird.
• Ein ähnlicher Verstärkungseffekt läßt sich erzielen, wenn an Stelle des Kugelgewindes 4 ein Gleitgewinde mit kleinerer Steigung als die Steigung des Innengewindes 2 verwendet wird.
• Bei etwa gleichem Wirkungsgrad kann dann im Verhältnis der Steigungshöhe eine größere Axialkraft im Bereich des Weges 8 erzielt werden. Man benötigt Jedoch mehr Umdrehungen am Rad 5 um den Weg 8 zu durchfahren.

Claims (2)

1. Patentansprüche

   Einrichtung zur Verstärkung einer Axialkraft mit Gewindespindel und Mutter, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gewindemutter (1) mit einem Innengewinde (2) und einem Außengewinde (4) versehen ist, wobei die Steigungen beider Gewinde (2, 4) annähernd gleich sind und das Außengewinde (4) als Kugelgewinde ausgebildet ist.
2. 2. Einrichtung zur Verstärkung einer Axialkraft mit Gewindespindel und Mutter, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle eines Kugelgewindes (4) ein Gleitgewinde mit einer Steigung, die kleiner als die Steigung des Innengewindes (2) ist, verwendet wird.

   L e e r s e i t e