DE2539510A1 - Nut and screw valve spindle drive - has nut guide bars in flanges rotating about spindle and incorporating spindle bearings - Google Patents
Nut and screw valve spindle drive - has nut guide bars in flanges rotating about spindle and incorporating spindle bearingsInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Spindelgetriebe für Armaturen, insbesondere für Absperrklappen, bei dem die sich auf der Spindel auf und ab bewegende Spindelmutter gelenkig mit einem auf der Anttriebswelle der Armatur sitzenden Kurbelarm gegebenenfalls unter Zwischenschaltung von Lenkerhebeln in Eingriff steht und eine etwa 9o ° Schwenkbewegung auf die Antriebswelle der Armatur überträgt und zur Aufnahme der auf die Spindel einwirkenden Querkräfte in einer oder zwei parallel zur Spindel angeordneten Führungsstangen geführt ist.The invention relates to a spindle drive for fittings, in particular for butterfly valves, in which the spindle is located Up and down moving spindle nut articulated with a crank arm seated on the drive shaft of the valve, if necessary underneath Interposition of handlebars is engaged and about Transferring 90 ° swivel movement to the valve drive shaft and absorbing the transverse forces acting on the spindle in one or two guide rods arranged parallel to the spindle is guided.
Damit die auf die Spindelmutter einwirkenden Querkräfte nicht voll auf die Spindel des Spindelgetriebes sondern auch auf die Führungsstangen abgeleitet werden, müssen diese in genauem Abstand zur Spindel und genau prallel zu dieser im Spindelgetriebe eingebaut sein. Es ist bei derartigen Spindelgetrieben mit gegossenem Getriebegehäuse bekannt, die Führungsstangen in von außen in das Gehäuse eingebrachte Bohrungen einzusetzen. Das Einbringen derartiger genauer Bohrungen für die Führungsstangen in die Gußwandung des Getriebegehäuses ist aber sehr schwierig, da die gegenüberliegenden Bohrungen sich nur selten in einem Arbeitsgang bohren lassen. Vielmehr muß der sperrige Gehäusekörper von beiden Seiten einzeln gebohrt werden. Auch Maßungenauigkeiten lassen sich hierdurch häufig nictt; vermeiden.So that the transverse forces acting on the spindle nut are not fully to the spindle of the spindle drive but also to the guide rods, these must be at an exact distance from the spindle and be installed exactly parallel to this in the spindle gear. It is with such spindle drives with a cast gear housing known, the guide rods introduced into the housing from the outside Insert holes. The introduction of such precise bores for the guide rods in the cast wall of the gearbox housing is very difficult, however, as the holes opposite can only rarely be drilled in one operation. Rather, must the bulky housing body can be drilled individually from both sides. This also often means that dimensional inaccuracies cannot be eliminated; avoid.
Abgesehen hiervon kann es beim Einpressen der Klappenscheibe in den Klappenscheibensitz vorkommen, daß die Antriebswelle der Klappenscheibe infolge der hohen Spindelkräfte durch den angreifenden Kurbelarm an dem freien Wellenende im Elastizitätsbereich abgebogen wird, so daß der auf die Spindelmutter einwirkende Kurbelarm ver-Apart from this, when the valve disc is pressed into the valve disc seat, it can happen that the drive shaft of the valve disc due to the high spindle forces caused by the attacking The crank arm is bent at the free end of the shaft in the area of elasticity, so that the crank arm acting on the spindle nut
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kantet wird und dadurch Verklemmungen zwischen der Spindelmutter und den Pührungsstangen auslost, die den Wirkungsgrad des Spindelgetriebes nachteilig beeinflussen und das übertragbare Drehmoment stark herabsetzen.is canted and thereby triggers jamming between the spindle nut and the Pührungsstangen, which increases the efficiency of the spindle gear adversely affect and greatly reduce the transmittable torque.
Zur Vermeidung dieser Klemmkräfte ist bei einem Kniehebelgetriebe auch schon vorgeschlagen worden, den Kurbelarm und den Lenkerhebel durch ein Gelenklager miteinander zu verbinden. Ein derartiges Gelenklager zwischen Kurbelarm und Lenkerhebel ist aber baulich sehr aufwendig und vor allen Dingen zu kostspielig.To avoid these clamping forces, the crank arm and the handlebar lever have also been proposed in a toggle lever mechanism to be connected to each other by a spherical bearing. Such a spherical bearing between the crank arm and the handlebar lever is structural very complex and, above all, too expensive.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Spindelgetriebe zu schaffen, bei dem mit einfachsten Mitteln Klemmungen vermieden werden und mit geringstem Bearbeitungsaufwand die genaue Lage der Pührungsstangen zur Spindel gewährleistet ist.The invention is based on the object of creating a spindle drive in which jamming is avoided with the simplest of means and the exact position of the guide rods in relation to the spindle is guaranteed with a minimum of machining effort.
Die Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung darin gesehen, daß die Pührungsstange oder die Pührungsstangen oben und unten in einem Halteflansch gelagert sind, der mit seinem als Lager für die Spindel ausgebildeten Ringansatz konzentrisch in die Gehäusebohrung für die Spindel eingreift und um die Spindelachse drehbar ist.The solution to this problem is seen according to the invention in that the Pührungsstange or Pührungsstangen above and below are mounted in a retaining flange, which is designed as a bearing for the spindle ring shoulder concentrically in the housing bore engages for the spindle and is rotatable about the spindle axis.
Durch den Einbau der Pührungs stangen in um die Spindel drehbare Halteflansche lassen "sich die Pührungsstangen in einfachster Weise genau parallel zur Spindel und in genauem Abstand hierzu anordnen, da die beiden losen Halteflansche auf einer einfachen Bohrlehre gemeinsam gebohrt werden können, so daß ihre Bohrabstände absolut gleich sind. Die sonst erforderlichen aufwendigen Bohrungen in das sperrige Gehäuse können dadurch entfallen. Da der Ringansatz der Halteflansche gleichzeitg als Lager für die Spindel ausgebildet ist, ist die mittige Lagerung der Halteflansche exakt gewährleistet und besondere Gehäuselager für die Spindel sind nicht mehr erforderlich.By installing the guiding rods in retaining flanges that can be rotated around the spindle, the guiding rods are very easy to use Arrange exactly parallel to the spindle and at a precise distance from it, as the two loose retaining flanges are on a simple drilling jig can be drilled together so that their drilling distances are absolutely the same. The otherwise necessary, complex holes in the bulky housings can thus be omitted. Since the ring attachment of the retaining flanges is also designed as a bearing for the spindle is, the central mounting of the retaining flanges is exactly guaranteed and there are no special housing bearings for the spindle more required.
Durch die Verstellbarkeit der Halteflansche um die Spindelachse können die von den Halteflanschen getragenen Pührungsstangen frei um die Spindel schwenken, so daß auch bei einem Abbiegen des freienDue to the adjustability of the holding flanges about the spindle axis, the guide rods carried by the holding flanges can be free Pivot around the spindle, so that even when turning the free
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Wellenendes der Klappenwelle und damit bei einem Verkanten des auf dieser Welle sitzenden Kurbelarmes und der Lenkerhebel keine Klemmungen im Spindelgetriebe mehr auftreten. Sobald sich nämlich die Spindelmutter infolge eines Verkantens des Kurbelarmes verecken und sich in den Pührungsstangen verklemmen möchte, schwenken die Halteflansche und damit die Pührungsstangen um das Maß der Verkantung mit, so daß die Spindelmutter nach wie vor verkantungsfrei in den Führungsstangen geführt ist.Shaft end of the valve shaft and thus in the event of tilting the crank arm sitting on this shaft and the handlebar lever there are no more jams in the spindle gear. As soon Namely, the spindle nut gets stuck as a result of tilting the crank arm and wants to get stuck in the guide rods, swivel the retaining flanges and thus the guide rods by the amount of the tilt, so that the spindle nut remains as before is guided without tilting in the guide rods.
Durch den Einbau der Pührungsstangen in die drehbaren Halteflansche lassen sich die Pührungsstangen auch leicht montieren und können ohne Schwierigkeiten ausgewechselt werden. Im Gegensatz zum Gehäuse lassen sich die Halteflansche leicht und genau bearbeiten, wodurch die Herstellungskosten erheblich verringert werden.By installing the guide rods in the rotating retaining flanges the guide rods can also be easily installed and exchanged without difficulty. In contrast to the housing the retaining flanges can be machined easily and precisely, which significantly reduces manufacturing costs.
Eine Weiterentwicklung der Erfindung wird darin gesehen, daß die Pührungsstangen in Durchgangsbohrungen der Halteflansche eingesetzt sind und sich fast bis zur rohgegossenen Gehauseinnenwand des Getriebes erstrecken, wodurch die Pührungsstangen nur noch roh auf Länge geschnitten zu werden brauchen und sich an der Gehäusewand abstützen können.A further development of the invention is seen in the fact that the guide rods are inserted into through-holes in the retaining flanges are and extend almost to the unfinished inner wall of the housing of the transmission extend, whereby the Pührungsstangen only need to be cut raw to length and to the Can support the housing wall.
Vorzugsweise ist der Kurbelarm auf der Antriebswelle der Armatur verschiebbar angeordnet, so daß bei der Abbiegung der Antriebswelle auch eine in Achsrichtung der Antriebswelle wirkende Nachgiebigkeit vorhanden ist.The crank arm is preferably arranged displaceably on the drive shaft of the fitting, so that when the drive shaft is bent there is also a flexibility acting in the axial direction of the drive shaft.
Zweckmäßigerweise sind die parallel zum Ringansatz verlaufenden und zur Aufnahme der Pührungsstangen dienenden Bohrungen der Halteflansche im geringstmöglichen Abstand von der Spindelachse angeordnet, wodurch das Spindelgetriebe auch besonders klein baut. Beim Lagern der Pührungsstangen im Getriebegehäuse dagegen würde sich wegen des Spindellagerflansches ein größerer Abstand von Spindelachse zur Pührungsstangenbohrung und damit eine sperrigere Bauweise ergeben.Appropriately, the parallel to the ring extension and serving to accommodate the guide rods are the holes Retaining flanges are arranged at the smallest possible distance from the spindle axis, making the spindle gear particularly small builds. When the guide rods are stored in the gear housing, on the other hand, there would be a greater distance due to the spindle bearing flange from the spindle axis to the guide rod bore and thus a bulky construction result.
Weiterhin wird für ein Spindelgetriebe mit einem den Schließhub der auf der Spindel laufenden Spindelmutter begrenzenden, auf der Spindel aufgeschraubten und zwischen Pührungsstangen liegendenFurthermore, for a spindle gear with a closing stroke of the spindle nut running on the spindle is limited screwed onto the spindle and lying between guide rods
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Gewindemutternpaar als einstellbarer Hubanschlag vorgeschlagen, die Gewindemuttern auf ihrem zylindrisch ausgebildeten Mantel mit auf dem Umfang verteilten Radialbohrungen zum Einstecken eines Einstellstiftes zu versehen und in einer der beiden Muttern mehrere auf der Stirnfläche verteilte axiale Gewindebohrungen anzuordnen, in die sich an der Stirnseite der Gegenmutter abdrückende Kontergewindestifte einschraubbar sind. Durch diese Ausbildung braucht auch kein Platz mehr zwischen Kontermuttern und Führungsstangen zum Einschieben eines Maul- oder Hakenschlüssels vorgesehen zu werden, so daß die Führungsstangen noch dichter an die Spindel herangesetzt werden können, wodurch sich eine noch gedrungenere Bauweise ergibt. Die beiden Kontermuttern werden beim Einschrauben der axialen Stiftschrauben auseinandergepreßt, so daß sie sich sicher auf dem Spindelgewinde festklemmen und beim Weiterdrehen der Spindel nicht lösen können.Pair of threaded nuts proposed as an adjustable stroke stop, the threaded nuts on their cylindrical shell with radial bores distributed around the circumference for inserting a To provide adjustment pin and several in one of the two nuts to arrange distributed axial threaded bores on the end face into which counter-threaded pins are pressed off on the end face of the counter nut are screwable. This training also means that there is no longer any need for space between lock nuts and guide rods to be provided for inserting an open-end wrench or hook wrench, so that the guide rods are even closer to the spindle can be used, which results in an even more compact design. The two lock nuts are screwed in the axial studs are pressed apart so that they are securely clamped onto the spindle thread and as you continue to turn the spindle cannot loosen.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert, das die Zeichnung erkennen läßt. Es zeigen:Further details of the invention are explained in more detail using an exemplary embodiment which can be seen in the drawing. Show it:
Fig. 1 das erfindungsgemäße Spindelgetriebe im Längsschnitt, Fig. 1 the spindle gear according to the invention in longitudinal section,
Fig. 2 das Spindelgetriebe im Schnitt nach Linie II-II der Fig. 1 undFig. 2 the spindle drive in section along line II-II of Figs. 1 and
Fig. 3 eine Ansicht auf die Kontermuttern für die Getriebespindel im Schnitt nach Linie III-III der Fig. 1Fig. 3 is a view of the lock nuts for the gear spindle in section along line III-III of Fig. 1
Das dargestellte Kniehebelgetriebe besteht im wesentlichen aus dem Gehäuse 1, der Gewindespindel 2, der Spindelmutter 3* dem an der Antriebswelle 4 der Armatur angreifenden Kurbelarm 5* 'den den Kurbelarm 5 mit der Spindelmutter 3 verbindenden Lenkerhebeln 6, sowie den beiden Führungsstangen 7 und 8. Das Gehäuse 1 ist zur Aufnahme der Gewindespindel 2 mit den Lagernaben 9 und Io versehen. Oben und unten sind die Halteflansche 11 und 12 vorgesehen, die je zwei Bohrungen 13 für die Aufnahme der Führungsstangen 7 und besitzen. Die Gewindespindel 2 ist in dem gleichzeitig als Lager dienenden Ringansatz 14 der Halteflansche 11 und 12 drehbar gelagert. Dieser Ringansatz kann sich auch in der Gehäusebohrung drehen, so daß sich die Führungsstangen J und 8 bei auftretenden Verkantungen am Kurbelarm 5 selbsttätig in Umfangsrichtung einsteilen können.The toggle mechanism shown consists essentially of the housing 1, the threaded spindle 2, the spindle nut 3 *, the crank arm 5 * 'which engages the drive shaft 4 of the fitting, the link arms 6 connecting the crank arm 5 with the spindle nut 3, and the two guide rods 7 and 8 The housing 1 is provided with the bearing hubs 9 and Io to accommodate the threaded spindle 2. The retaining flanges 11 and 12 are provided above and below, each of which has two bores 13 for receiving the guide rods 7 and 7. The threaded spindle 2 is rotatably mounted in the ring shoulder 14 of the retaining flanges 11 and 12, which is also used as a bearing. This ring attachment can also rotate in the housing bore, so that the guide rods J and 8 can automatically align themselves in the circumferential direction when tilting occurs on the crank arm 5.
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Die Bohrungen 13 in den Halteflanschen 11 und 12 für die Aufnahme der Pührungsstangen 7 und 8 sind in geringstmöglichem Abstand von dem Ringansatz 14 angeordnet, so daß der Abstand der Führungsstangen zur Spindel 2 sehr klein gehalten wird. Diese Bohrungen 13 gehen glatt durch und die Führungsstangen 7 und 8 stützen sich in axialer Richtung an der unbearbeiteten Innenwand 15 des Gehäuses ab. Die Führungsstangen können daher grob auf Länge geschnitten in die Halteflansche eingebaut werden.The holes 13 in the retaining flanges 11 and 12 for the recording the Pührungsstangen 7 and 8 are in the least possible Distance from the ring attachment 14 arranged so that the distance the guide rods to the spindle 2 is kept very small. These holes 13 go through smoothly and the guide rods 7 and 8 are supported in the axial direction on the unmachined inner wall 15 of the housing. The guide rods can therefore be rough cut to length and built into the retaining flanges.
Das dargestellte Spindelgetriebe ist als Stellantrieb für eine Absperrklappe vorgesehen und in der in Fig. 1 gezeigten Getriebestellung befindet sich die Klappenscheibe in der durch die Markierung l6 gekennzeichneten Schließstellung. In der um 9o ° geschwenkten Offenstellung der Klappenscheibe befindet sich die Spindelmutter j5 in Höhe der Markierung 17 in der strichpunktierten Stellung. Die auf die Spindel 2 einwirkenden Kräfte sind bei Erreichen der Schließendstellung der Klappenscheibe durch die Kniehebelwirkung am größten. Durch die Führungsstangen 7 und 8 werden diese Querkräfte mit aufgenommen. Um Überlastungen der elastischen Klappenscheibendichtung zu vermeiden, muß der Hub der Spindelmutter 2 in der Schließendstellung durch einen sicheren, einstellbaren Hubanschlag begrenzt sein, der erst bei dichter Klappe wirksam werden darf. Dieser Hubanschlag wird durch zwei auf die Gewindespindel aufgeschraubte Muttern l8 und 19 gebildet, die außen rund ausgebildet sind und auf dem Umfang verteilte Radialbohrungen 2o besitzen, in die zur Einstellung Stifte eingesteckt werden können. Da kein Maul- oder Hakenschlüssel mehr erforderlich ist, kann der Abstand der Führungsstangen 7 und 8 noch geringer und die Bauweise somit noch gedrungener gehalten werden. Um eine absolut sichere Arretierung der beiden Kontermuttern l8 und 19 zu erzielen, iot die obenliegende Mutter l8 mit vier axialen Gewindebohrungen 21 versehen, in die Gewindestifte 22 mit Innensechskant eingeschraubt sind. Diese Gewindestifte 22 stützen sich an der Stirnseite der Gegenmutter 19 ab, so daß die Muttern 18 und 19 beim Anziehen der Gewindestifte 22 auseinandergepreßt und damit durch Aufhebung des Flankenspiels auf dem Gewinde der Spindel 2 blockiert werden. Hat sich die elastische Klappenscheibendichtung durch Verschleiß verändert, so lassen sich die Muttern 18 und 19 leicht neu einstellen.The spindle gear shown is intended as an actuator for a butterfly valve and is in the gear position shown in FIG. 1 the valve disc is in the closed position indicated by the marking l6. In the pivoted by 90 ° In the open position of the valve disc, the spindle nut j5 is at the level of the marking 17 in the dot-dash position. The forces acting on the spindle 2 are due to the toggle action when the valve disc reaches the closed end position the biggest. These transverse forces are also absorbed by the guide rods 7 and 8. To overload the elastic To avoid the valve disc seal, the stroke of the spindle nut must 2 must be limited in the closed end position by a safe, adjustable stroke stop, which is only activated when the flap is tight may take effect. This stroke stop is formed by two nuts l8 and 19 screwed onto the threaded spindle are round on the outside and have radial bores 2o distributed around the circumference, into which pins are inserted for adjustment can be. Since an open-end wrench or hook wrench is no longer required, the distance between the guide rods 7 and 8 can be even smaller and the design can thus be kept even more compact. In order to ensure an absolutely secure locking of the two lock nuts l8 and 19 achieve, iot the overhead nut l8 with four axial threaded holes 21 provided, are screwed into the threaded pins 22 with hexagon socket. These threaded pins 22 are supported at the end face of the lock nut 19 so that the nuts 18 and 19 are pressed apart when the threaded pins 22 are tightened and thus blocked by eliminating the backlash on the thread of the spindle 2. Has the elastic disc seal changed by wear, the nuts 18 and 19 can easily be readjusted.
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