DE2728830B1

DE2728830B1 - Motorischer Antrieb,insbesondere fuer Stellventile

Info

Publication number: DE2728830B1
Application number: DE2728830A
Authority: DE
Inventors: Juergen Dipl-Ing Baelz
Original assignee: Helmut Baelz GmbH
Current assignee: Helmut Baelz GmbH
Priority date: 1973-05-07
Filing date: 1977-06-27
Publication date: 1978-07-20

Description

60

Das Hauptpatent betrifft einen motorischen Antrieb, insbesondere für Stellventile, mit einem die Schubbewegung einer Ventilspindel erzeugenden Stellmotor, dessen Gehäuse einen zu dem Betätigungsglied des Stellmotors koaxialen, hohlen Befestigungsansatz aufweist, an dem ein zu der Ventilspindel koaxialer, starrer Ständer befestigt ist, der mit einem entsprechenden, ebenfalls koaxialen Befestigungsansatz des Ventilgehäuses lösbar verbunden ist, wobei der Befestigungsansatz des Gehäuses und der Befestigungsansatz des Ventilgehäuses jeweils vorragende, zylindrische Zapfen sind und der zweiteilige Ständer beidseitig der Form der Befestigungsansätze angepaßte, getrennte Klemmschalen trägt, die an die Befestigungsansätze mittels Klemmschrauben lösbar anpreßbar sind.

Dadurch, daß bei diesem Antrieb der Ständer aus zwei gleichen Hälften symmetrisch aufgebaut ist, die über die Klemmschalen an die zylindrischen Zapfen des Ventilgehäuses und des Antriebsgehäuses anklemmbar sind, ergibt sich eine besonders rationelle Herstellung des Ständers, während andererseits eine sehr leichte Montage und Demontage des Antriebs bezüglich des Ventilgehäuses möglich ist, so daß eine sehr gute Wartungsmöglichkeit gewährleistet ist.

Über den Stellmotor kann das Ventil mit einer Stellgröße beaufschlagt werden. Es gibt jedoch Anwendungsfälle, bei denen es notwendig ist, die Ventilspindel des Stellventils durch mehr als eine Stellgröße zu beeinflussen.

Aufgabe der Zusatzerfindung ist es deshalb, den motorischen Antrieb nach dem Hauptpatent in dem Sinne weiterzubilden, daß er die Kupplung von mehr als einer Stellgröße mit dem Stellventil gestattet, wobei Aft der Antrieb, wie bei dem Hauptbatent, mit teJtttttt Gehäuse leicht ViHi dem SietivenÜl od, dgl. abneftlWJ läßt» während andererseits der Antrieb m j#d«f beliebigen Winkellage be*ü|lfeh des StellventHs aiN dem Ventilgehäuse verbindbar ist

Zur Lösung dieser Aufgabe ist der eingangs genannte motorische Antrieb erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der zweiteilige Ständer wenigstens ein Paar weiterer, getrennter Klemmschalen aufweist. In denen ein zylindrischer Befestigungsansatz des Gehäuses eines zweiten Stellmotors gehaltert ist und daß der zweite Stellmotor mit der Ventilspindel durch ein in dem Ständer gelagertes Getriebe gekuppelt ist

Über den zweiten Stellmotor kann eine zweite Stellgröße auf die Ventilspindel einwirken, wobei es grundsätzlich naturgemäß möglich ist, noch weitere zusätzliche Stellmotoren in der gleichen Weise mittels Klemmschalen an dem Ständer zu haltern und jeweils über ein Getriebe auf die Ventilspindel einwirken zu lassen.

Besonders einfache Verhältnisse ergeben sich, wenn das Getriebe ein Hebelgetriebe ist, doch ist es grundsätzlich denkbar, auch ein Zahnrad- oder Schnekkengetriebe bzw. ein Bewegungsgewinde, abhängig von der jeweiligen Ausbildung des Stellmotors, d. h. mit drehendem oder axial bewegtem Stellglied, vorzusehen.

Der zweite Stellmotor kann mit Vorteil seitlich an dem Ständer angeordnet sein.

Die Wirkrichtung des zusätzlichen Stellmotors auf die Ventilspindel hängt von der jeweiligen Regelaufgabe ab, für die das Stellventil eingesetzt wird. Um zu vermeiden, daß für jede der beiden Wirkrichtungen unterschiedliche Ständer oder Antriebe auf Vorrat genommen werden müssen, kann die Anordnung derart getroffen sein, daß das Getriebe mit einer bezüglich der Ventilspindel umkehrbaren Wirkrichtung ausgebildet ist

Bei bestimmten Anwendungsfällen tritt das Bedürfnis auf, bei dem Stellventil eine Federvorspannung in der einen oder anderen Richtung vorzusehen. Dies kann in besonders einfacher Weise dadurch geschehen, daß die Ventilspindel gegenüber dem Ständer in einer Richtung federnd vorgespannt ist und die Vorspannungsfeder auf

ORIGINAL INSPECTED

einem zwischen den beiden Ständerteilen gehalterten Federwiderlager abgestützt ist. Die Wirkrichtung der Vorspannungsfeder kann dann bezüglich der Ventilspindel durch Veränderung der Lage des Federwiderlagers bezüglich der Ventilspindel umkehrbar sein. Hierbei ergeben sich konstruktiv sehr einfache Verhältnisse, wenn das Federwiderlager in Gestalt einer auf entsprechenden Schultern der beiden Ständerteile abgestützten, flachen Leiste ausgebildet ist, die ihrerseits federnd und endseitig mit einer Abkröpfung versehen sein kann. Die Leiste kann auch in Schlitzen der beiden Ständerteile gehaltert sein, wodurch die Montage wesentlich erleichtert wird. Schließlich ist es noch möglich, den Ständer als längsgeteiltes, zweischaliges Gehäuse auszubilden, so daß sich ein kompakter Aufbau ergibt und das in dem Ständer untergebrachte Getriebe nach außen zu allseitig geschützt ist.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 einen motorischen Antrieb gemäß der Erfindung, in perspektivischer Darstellung, teilweise auseinandergenommen,

Fig.2 den motorischen Antrieb nach Fig. 1, mit einem zugeordneten Stellventil, in einer Seitenansicht, im axialen Schnitt und in einem anderen Maßstab,

F i g. 3 den Antrieb nach F i g. 2, in einer Einbaustellung, mit umgekehrter Wirkrichtung des zweiten Stellmotors* in einer Darstellung entsprechend Fig.2 und

Fig.4 den Antrieb nach Fig.% in einem um 90° gedrehten axialen Schnitt in einer Seitenansicht

Der in den Figuren dargestellte motorische Stellantrieb dient zur Betätigung eines bei 50 (F i g. 2 bis 4) dargestellten Stellventils, dessen Verstellung durch Schubbewegungen einer Ventilspindel 1 geschieht. Das bei 2 (F i g. 4) dargestellte Gehäuse des Stellventils trägt einen zylindrischen Befestigungsansatz 3, der koaxial zu der Ventilspindel 1 angeordnet ist und eine randoffene Ausnehmung in Gestalt einer ringsumlaufenden Eindrehung 4 aufweist. Der Befestigungsansatz 3 kann entweder an einem in das Ventilgehäuse 2 eingesetzten Stopfbüchsenträger ausgebildet sein; er kann auch unmittelbar an dem Ventilgehäuse 2 sitzen.

Die Schubbewegung der Ventilspindel 1 kann durch einen ersten nicht weiter dargestellten Stellmotor erzeugt werden, der ein linear verstellbares Betätigungsglied 7 in Gestalt einer Betätigungsstange aufweist, das koaxial zu der Ventilspindel 1 verläuft und in einem koaxialen, hohlen, zylindrischen Befestigungsansatz 13 geführt ist, der an dem ebenfalls nicht weiter dargestellten Gehäuse des ersten Stellmotors zapfenartig vorspringend ausgebildet ist.

Der Befestigungsansatz 13 und damit dessen zugeordneter Stellmotor ist gegen das Ventilgehäuse 2 mittels eines zweiteiligen, starren Ständers 30 abgestützt, der in Gestalt eines längsgeteilten, zweischaligen Gehäuses ausgebildet ist und dessen beide Teile 30a, 30b endseitig jeweils Klemmschalen 31 tragen, welche in ihrer Gestalt der zylindrischen Form der beiden Befestigungsansätze 3,13 angepaßt sind. Die Klemmschalen 31 sind jeweils paarweise in der insbesondere aus F i g. I erschichtlichen Weise durch Schrauben 32 mit zugehörigen Muttern 32a miteinander verbunden, so daß sich eine feste Klemmverbindung mit dem jeweils zugeordneten Befestigungsansatz 3 bzw. 13 ergibt. Hierbei greifen die Schrauben 32 in die Eindrehung 4 des Befestigungsansatzes 3 und in eine entsprechende Eindrehung 33 des Befestigungsansatzes 13 ein, wodurch eine zusätzliche, formschlüssige Sicherheit gegeben ist.

Der Befestigungsansatz 3 und der Befestigungsansatz 13 sind außerdem jeweils mit einer rechteckigen Ringnut 44 bzw. 45 ausgebildet, der ein entsprechender, rechteckig profilierter, schulterartiger Steg 46 bzw. 47 an den Klemmschalen 31 zugeordnet ist. Die Anordnung ist derart getroffen, daß bei in die Ringnuten 44,45 eingreifenden Stegen 46,47 die beiden Befestigungsansätze 3, 13 und damit das Ventilgehäuse 2 und der

to zugeordnete erste Stellmotor in dem richtigen Abstand stehen und außerdem die beiden Ständerteile 30a, 306 einander derart zugeordnet sind, daß die Schrauben 32 in die zugeordneten Löcher eingesetzt werden können.

Das Betätigungsglied 7 des ersten Stellmotors ist mit

is der Ventilspindel 1 durch eine lösbare formschlüssige Kupplung, beispielsweise eine Gewindeverbindung oder eine formschlüssige Zapfenverbindung, in der Weise gekuppelt, daß die auf das Betätigungsglied 7 ausgeübte Stetlkraft auf die Ventilspindel 1 übertragen wird.

An den beiden Teilen 30a, 30£>des starren Ständers 30 ist seitlich ein Paar weiterer Klemmschalen 31a angeordnet, in denen ein zylindrischer Befestigungsansatz 13a des Gehäuses eines nicht weiter dargestellten zweiten Stellmotors gehaltert ist. Die Halterung geschieht in analoger Weise zu der Halterung des Befestigungsansatzes 13 des ersten Stellmotors durch die Klemmschalen 31. Zu diesem Zwecke ist der Befestigungsansatz 13a ebenfalls mit einer rechteckigen Ringnut 44a und einer Eindrehung )$ ausgebildet, von denen die Ringnut 44a mit einem entsprechend rechteckig profilierten, schulterartigen Steg 46a und die Eindrehung 33a mit Befestigungsschrauben 320 zusammenwirken. Den Befestigungsschrauben 320 sind

Schraubenmuttern 320a zugeordnet.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist lediglich ein Befestigungsansatz 13a eines zweiten Stellmotors veranschaulicht. Es sind aber auch Ausführungsformen denkbar, bei denen in entsprechender Weise auch auf anderen Seiten des Ständers weitere Klemmschalen zur Halterung entsprechender Befestigungsansätze zusätzlicher weiterer Stellmotoren vorgesehen sein können.

Der dem zweiten Befestigungsansatz 13a zugeordne-

te zweite Stellmotor weist ein Betätigungsglied 7a auf, das durch den Stellmotor in Achsrichtung hin- und herverstellt werden kann. Über das Betätigungsglied 7a und ein Hebelgetriebe 51 ist der zweite Stellmotor mit der Ventilspindel 1 gekuppelt. Das Hebelgetriebe 51

so besteht aus einem zweiarmigen Winkelhebel 52, der auf einer Welle 53 sitzt, die quer zu der Ventilspindel 1 verläuft und endseitig über entsprechende Wellenzapfen in den beiden Ständerteilen 30a, 306 drehbar gelagert ist. Der Winkelhebel 52 ist endseitig mit halbkugeligen Druckstücken 54 ausgebildet, von denen sich das eine gegen die Stirnfläche des Betätigungsgliedes 7a und das andere gegen eine Ringschulter der Ventilspindel 1 abstützt. Auf diese Weise ist das Betätigungsglied 7a mit der Ventilspindel 1 lediglich in einer Wirkrichtung formschlüssig gekuppelt, d. h. wenn die Ventilspindel 1 durch das andere Betätigungsglied 7, bezogen etwa auf F i g. 2, nach unten verstellt wird, wird dadurch das zweite Betätigungsglied 7a nicht beeinflußt.

Während bei der Ausführungsform nach F i g. 2 eine

nach links gerichtete Vorschubbewegung des Betätigungsgliedes 7a eine nach unten gerichtete Stellbewe gung der Ventilspindel I hervorruft, ist bei der Ausführungsform nach F i g. J die Wirkrichtung umge-

kehrt, d. h. die nach links gerichtete Betätigungswirkung des Betätigungsgliedes 7a ergibt eine nach oben gerichtete Stellbewegung der Ventilspindel 1. Dies ist dadurch erreicht, daß die Welle 53 bezüglich der Quermittellinie des Ständers 30 in der in den Figuren dargestellten Weise seitlich versetzt ist, so daß durch eine um 180° gedrehte Montage des ansonsten symmetrischen Ständers 30 die Umkehrung der Wirkrichtung zustande kommt.

Der Ventilspindel 1 ist eine konzentrische Druckfeder 56 zugeordnet, die innerhalb des von dem Ständer 30 gebildeten Gehäuses angeordnet ist und sich einenends über einen Federteller 57 gegen eine Ringschulter 58 des mit der Ventilspindel 1 gekuppelten Betätigungsgliedes 7 abstützt. An ihrem anderen Ende ist die '5 Druckfeder 56 auf einem Federwiderlager 59 abgestützt, das in Gestalt einer federnden schmalen, dünnen Leiste ausgebildet ist, die endseitig in Schlitzen 60 (Fig. 1) der beiden Ständerteile 30a, 306 gehaltert ist. Die Leiste ist ihrerseits im Endbereich bei 61 in der aus F i g. 4 ersichtlichen Weise etwas abgekröpft, während unterhalb des Federwiderlagers 59 im Abstand eine weitere Ringschulter 62 auf dem Betätigungsglied 7 vorgesehen ist.

Bei einer Verstellung der Ventilspindel 1 — bezogen

auf F i g. 2 — nach unten zu wird die Druckfeder 56 gespannt, so daß sie nach Wegfall der von dem Betätigungsglied 7 oder 7a ausgeübten Stellkraft die Ventilspindel 1 wieder in die Neutralstellung zurückführt, wie sie in F i g. 2 veranschaulicht ist.

Bei der Ausführungsform nach Fig.3 ist die Wirkrichtung der Druckfeder 56 umgekehrt

Der Zusammenbau des Stellantriebes ist sehr einfach, weil lediglich die beiden Ständerhälften 30a, 306 mittels der Schrauben 32, 320 derart zusammengefügt werden müssen, daß die Befestigungsansätze 13,13a, 3 zwischen den Klemmschalen 31 bzw. 31a ordnungsgemäß gehaltert sind. Bei diesem Zusammenfügen der beiden Ständerhälften 30a, 306 wird gleichzeitig die Welle 53 endseitig in die beiden Lagerbohrungen der Ständerhälften 30a, 306 eingefügt, während das Federwiderlager 59 in die Schlitze 60 eingeschoben wird. Durch die Abkröpfung 61 wird dabei die das Federwiderlager 59 bildende Leiste etwas durchgebogen, mit dem Ergebnis, daß die Druckfeder 56 eine axiale Vorspannung erhält

Über die den Betätiungsgliedern 7, 7a zugeordneten Stellmotoren kann die Ventilspindel 1 mit zwei an sich beliebigen Stellgrößen beaufschlagt werden, wobei die Beaufschlagung auch nach dem Prinzip der sogenannten Maximalauswahl erfolgen kann.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Motorischer Antrieb, insbesondere für Stellventile, mit einem die Schubbewegung einer Ventilspindel erzeugenden Stellmotor, dessen Gehäuse einen zu dem Betätigungsglied des Stellmotors koaxialen, hohlen Befestigungsansatz aufweist, an dem ein zu der Ventilspindel koaxialer, starrer Ständer befestigt ist, der mit einem entsprechenden, ebenfalls koaxialen Befestigungsansatz des Ventilgehäuses lösbar verbunden ist, wobei der Befestigungsansatz des Gehäuses und der Befestigungsansatz des Ventilgehäuses jeweils vorragende, zylindrische Zapfen sind und der zweiteilige Ständer beidseitig der Form der Befestigungsansätze angepaßte, getrennte Klemmschalen trägt, die an die Befestigungsansätze mittels Klemmschrauben lösbar anpreßbar sind, nach Patent 23 22 940, dadurch gekennzeichnet, daß der zweiteilige Ständer (30) wenigstens ein Paar weiterer getrennter Klemmschalen (3ta) aufweist, in denen ein zylindrischer Befestigungsansatz (Ha) des Gehäuses eines zweiten Stellmotors gehaltert ist und daß der zweite Stellmotor mit der Ventilspindel (1) durch ein in dem Ständer (30) gelagertes Getriebe (51) gekuppelt ist.

2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Stellmotor seitlich an dem Ständer (30) engeordnet ist.

3. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe (51) mit einer bezüglich der Ventilspindel (1) umkehrbaren Wirkrichtung ausgebildet ist

4. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilspindel (1) gegenüber dem Ständer (30) in einer Richtung federnd vorgespannt ist und daß die Vorspannungsfeder (56) auf einem zwischen den beiden Ständerteilen (30a, 30b) gehalterten Federwiderlager (59) abgestützt ist.

5. Antrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkrichtung der Vorspannungsfeder (56) bezüglich der Ventilspindel (1) durch Veränderung der Lage des Federwiderlagers (59) bezüglich der Ventilspindel (1) umkehrbar ist.

6. Antrieb nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Federwiderlager (59) in Gestalt einer auf entsprechenden Schultern der beiden Ständerteile (30a, 30b) abgestützten, flachen Leiste ausgebildet ist

7. Antrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich- so net, daß die Leiste federnd und endseitig mit einer Abkröfung (61) ausgebildet ist.

8. Antrieb nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiste in gegenüberliegenden Schlitzen (60) der beiden Ständerteile (30a, 30b) gehaltert ist.