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Die Erfindung betrifft eine Sicherhetsvorrichtung
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für Stellgeräte wie z.B. Ventile od. dgl., deren Stellglied, z.B.
ein Ventilkegel, von einem Elektromotor über ein Zahnrädergetriebe od.dgl. betätigt
und bei einer Störung der Stromversorgung des Elektromotors von einem in einer Bereitschaftsstellung
gehaltenen Federkraftspeicher od.dgl.
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in eine Sicherheitsstellung gebracht wird* in der beispielsweise das
betreffende Ventil geschlossen wird.
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Es ist bekannt, zu diesem Zweck Stellantriebe mit Sicherheitsstellung
zu verwenden, bei denen ein nrmaler elektrischer Getriebemotor über eine in seiner
Stromversorgungsleitung liegende elektromagnetische Kupplung mit dem Federkraftspeicher
bzw. dem Stellglied verbunden ist. DRei wird die Verbindung des Getriebemotors mit
dem Stellglied, z.B. mit der Ventilstange des Ventilkegeis. bei einem Stromausfall
oder bei anderen Gefahrensignalen od.dgl. von der Kupplung unterbrochen und dadurch
die Sicherheitsstellung des Stellgliedes herbeigeführt.
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Diese bekannten Stellantriebe mit Sicherheitsvorrichtung sind verhältnismäßig
kompliziert und teuer.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Sicherheitsvorrichtung
für Stellgeräte wie insbesondere
Ventile od.dgl zu schaffen, welche
zwar auch mit einem Federkraftspeicher arbeitet, aber wesentlich einfacher ausgebildet
ist, wenig Platz boansptucht und störungsfrei funktioniert.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein radial
verschiebbar gelagertes, normalerwelse mit einem benachbarten Getrieberad des Zahnrädergetriebes
od.dgl. in Eingriff stehendes Antriebsrltzel eines selbsthemmenden Elektromotors
von einer unter der Xraftwirkung eines im Stromkreis des Elektromotors liegenden
Elektromagneten in Yorspennung festgehaltenen und bei Stromausfall von dem Elektromagneten
freigegebenen Auslösefeder aus seinem Eingriff mit dem Getrieberad gelöst und dadurch
der Federkraftspeicher freigegeben wird.
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Gemäß einer besonders einfachen und zweckmäßigen Ausführungsform
der Erfindung kann das Antriebsritzel um einen des Elektromotors auf einem Hebeldrehpunkt
verschwenkbaren Hebel gelagert sein, dessen freier Hebelarm mit der Auslösefeder
zusammenarbeiten kann, z.B. bei deren Freigabe durch den Elektromagneten von einem
Federteller der Auslösefeder angehoben wird. Dabei Ist es gemäß einer
besonders
einfachen und praktischen Ausführung der Erfindung sehr vorteilhaft, den sebstnemmenden
Elektromotor zusammen mit seinem Antriebsritzel zu verschieben, z.B gemeinsam auf
dem verschwenkbaren Auslösehebel anzuordnen In jedem Falle ist es gemäß eine besonders
vorteilhaften Erfindungsmerkmal wesentlich, daß bei einer solchen Vorrichtung der
Kuppel vorgang an einer Stelle mit möglichst niedrigem Drehmoment erfolgen kann.
Ferner kann gegebenenfalls eine Handverstellung ohne zusätzliche Kupplung z.B. mittels
eines am Auslösehebel angeordneten Handgriffes vorgesehen sein, bei den die Kraft
des tialtemagnets von einer Bedienungsperson überwunden wird.
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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung besteht darin, den Antrieb
so auszubilden, daß dis Motore ritzel durch eine zusätzliche Verschiebe- oder Schwenkbewegung
wieder in ein weiteres Getriebezahnrad eingreiw fen kann. Damit können z.B eine
Bewegungsumkehr oder, bei entsprechenden Übertsetzungsverhältnissen der Getriebe,
unterschiedliche Stellgeschwindikeiten erzielt werden.
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Bei einer solchen Ausführung der Erfindung kann das Antriebsritzal
des Elektromotors auf einen @ um einen Drehpunkt verschwenkbaren Hebel derart zwischen
zwei einander gegenüberliegenden Getriebezahnrädern angeordnet sein, daß es durch
entsprechende Verschwenkung des Hebels wahlweise mit dem einen oder mit dem anderen
Getriebezahnrad in Eingriff bringbar ist. Hier kann auch der Motor mit seinem Motorritzel
derart z.B.
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auf einem verschwenkbaren Auslöse hebel gelagert sein, daß die Vorrichtung
außer bei den Eingriffsstellungen mindestens eine Mittelstellung einnehmen kann,
bei der das Motorritzel nicht in ein Gegenzahnrad eingrift. Eine solche Mittelstellung
kann z.B. durch einen Anschlag, welcher mechanisch oder elektromechanisch betätigt
werden kann, festgelegt werden.
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Eine Sicherheitsvorrichtung gemäß der Erfindung weist als neu und
vorteilhaft das bereits erwähnte Merkmal auf, daß die mechanische Trennung zwischen
dem salbsthemmenden Elektromotor und dem Betriebe an einer Stelle durchführbar ist,
an der ein besonders niedriges bzw.
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das geringste Drehmoment vorhanden ist. Dadurch wird auch der Verschleiß
der Teile gemindert. Es ist ferner
nicht notwendig, eine besondere
Vorkehrung für den Fall zu treffen, daß einmal bem Einrücken des Ritzels Zahn auf
Zahn stehen sollte, Die Trennung des Motorritzels vom zugehörigen Getriebezahnrad
erfolgt zweckmäßig in radialer Bewegungsrichtung, was eine sehr einfache Konstruktion
ermöglicht.
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Es ist gemäß einer Variante der Erfindung auch möglich, den Elektromotor
der Vorrichtung ortsfest anzuordnen und dabei zwischen dem Antriebsritzel desselben
und einem Zahnrad Jes Getriebes ein Zwischenzahnrad oder Zwischenritzel verschiebbar
bzw. verschwenkbar anzuordnen. Der Auskuppelvorgang, welcher baim Ausfall der Hilfsenergie
bzw. des elektrischen Stromes ausgelöst wird, erfolgt hier durch das Ausrücken des
Zwischenritzels.
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Weitere Erfindungsmerkmale sind aus der nachfolgenden Aus?Uhrungsbeschreibung
ersichtlich bzw. in den Unter ansprüchen gekennzeichnet.
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In der Zeichnung ist die Erfindung in verschiedenen Ausführungsformen
beispielsweise veranschaulicht.
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Abb 1 7eige schematisch eine Sicherheitsvorrich tung mit verschwenkbarem
Motor für ein Ventil, Abb. 2 zeigt in einem Ausschnitt eine Variante der Sicherheitsvorrichtung,
und Ab 3 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Sicherheitsvorrichtung mit ortsfest
angeordnetem Motor.
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Bei der in Abb. 1 dargestellten Sicherheitsvorrichtung ist ein selbsthemmender
Elektromotor 1 mit seinem Antriebsritzel 2, welches mit einem Getriebezahnrad 3
zusammenarbeiten kann, auf einem Hebelarm 20 gelagert, der um eine Achse 21 drehbar
ist. Das Antriebsritzel 2 wird normalerweise von einer Haltefeder 5, deren Federteller
22 auf das freie Ende 6 des Hebelarmes 20 wirkt, im Eingriff mit dem Getriebezahnrad
3 gehalten. Das Ende 6 des Hebelarmes 20 ragt in einen Schlitz 23 des Gehäuses 24
und wirkt als Anschlag, der den richtigen Achsabstand zwischen dem Antriebsritzel
2 und dem Getrieberad 3 sichert.
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Durch eine Drehbewegung des Hebelarmes 20 um die Achse 21 kann das
Antriebsritzel 2 radial aus dem Getriebezahnrad 3 herausgeschwenkt werden, wodurch
der Elektromotor 1 von dem Getriebe getrennt wird. Dies geschieht mit Hilfe einer
Auslösefeder 7, deren Federn teller 25 dem freten Ende 6 des Hebelarmes 20 auf dessen
der Haltefeder 5 entgegengesetzten Seite gegenüberwiegt. Die Auslösefeder 7 wird
von einem im Stromkreis des Elektromotors 1 liegenden Elektromagneten 4, dessen
Tauchanker 26 mit dem Federteller 25 verbunden ist, in einer unwirksamen Stellung,
aber gespannt. festgehalten, solange Strom durch die Speiseleitung des Elektromotors
1 fließt.
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Mit der Ventilstange 27 des Ventilkegels 28 eines Durchgangsventils
29 ist der Federteller 30 einer Kraftspeicherfeder 8 verbunden. Die Kraftspeicherfeder
8 wird normalerweise, solange das Antriebsritzel 2 in das Getrieberad 3 eingreift,
fn gespannter Bereit schaftsstellung gehalten, da der Elektromotor 1 direkt gegen
den Federkraftspeicher a-rbeltet. Wenn atier bei einem Ausfall oder einer Abschaltung
des Speisestromes
die Magnetkraft des Elektromagneten 4 erlischt,
dann entspannt sich die Auslösefeder 7 und drückt mit ihrem Federteller 25 derart
gegen das Hebelende 6, daß der Hebelarm 20 im Uhrzeigersinn verschwenkt und dabei
das Antriebsritzel 2 von dem Getriebezahnrad 3 getrennt wird. Damit ist auch der
Elektromotor 1 abgekuppelt, der Federkraft speicher wird freigegeben und die Kraftspeicherfeder
8 drückt über den Federteller 30 und die Ventilstange 27 den Ventilkegel 28 in seine
Schließstellung. Dabei wird das Getriebe durchgedreht,so daß die Betriebereibung
u.a. zur Dämpfung der Schließbewegung dient.
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Bei der in Abb. 2 unter Fortlassung #x# der übrigen Teile der Sicherheitsvorrichtung
gezeigten Ausbildung der Erfindung ist das Antriebsritzel 9 des Elektromotors auf
einem um einen Drehpunkt 10 verschwenkbaren Hebel 11 derart zwischen zwa einander
gegenüberliegenden Betribezahnrädern 10 und 13 angeordnet, daß es durch entsprechende
Verschwenkung des Hebels ## ## 11 wahlweise entweder mit dem Getriebezahnrad 12
oder, wie in Abb. 2 zu sehen ist, mit dem Getriebezahnrad 13 in Eingriff gebracht
werden kann. Mit einer solchen Vorrichtung kann z.Bf eine Bewegungsumkehr des Stellgliedes,
oder
durch Wahl verschiedener Übersetzungsverhältnisse der beiden Getriebe, eine unterschiedliche
Stellgeschwindigkeit des Stellgliedes erzielt werden. Es kann auch eine neutrale
Mittelstellung eingenommen werden, welche z.B. mittels eines mechanisch oder elektromechanisch
betätigbaren, in der Zeichnung nicht naher dargestellten Anschlages bestimmt werden
kann.
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Die Abb. 3 veranschaulicht eine weitere Lösung der eingangs gestellten
Aufgabe. Bei dieser Sicherhetisvorrichtung wird ein ortsfest angeordneter Elektromotor
31 verwendet, dessen Motorritzel 32 mit einem Zwischenritzel 15 zusammenarbeitet.
Das Zwischenritzel 15 steht mit einem Getrieberad 16 in Eingriff und ist auf dein
einen Hebelarm eines doppelarmigen Hebels 19 ZeZ lagert, der um die Achse 33 des
Getrieberades 16 drehbar ist. Der andere Hebelarm des doppelarmigen Hebels 19 kann
mit dem Federteller 34 der Auslösefeder 35 eines Elektromagneten 14 zusammenarbeiten,
welcher im Stromkreis des Elektromotors 31 liegt und, wie bei Abb, 1 beschrieben,
wirkt. Die Ausrückbewegung des Zwischenritzels 15 erfogt also auf einem Kreisbogen
wn das erste Getriebrad 16, Mit Hilfe eines Anschlages 87 wird der
richtige
Achsabstand zwischen den Ritzel.; 32 und tS gewährleistet. Eine Haltefeder 18 sichert
bei eingezogenem Elektromagneten 14 die Anlage de, Hebels 19 an dem Anschlag 17.
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Schließlich kann auch eine Handverstellung der Vorrichtung ohne zusitzliche
Kupplung vorgesehen werden, bei der diefgagnetkraft des Haltemagneten durch manuelle
Betätigung überwunden werden kann. Ein Beispiel hierfür ist in Abb. 1 mit einem
am Hebelende 6 des Hebels 20 angeordneten Handgriff 36 gezeigt.
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Im Ilbrigen beschränkt sich die Erfindung nicht auf die vorstehend
beschriebenen und in der Zeichnung schematisch veranschaulichten Ausführungsbeispiele1
sondern sie umfaßt auch alle Varianten und Modifikationen der Sichert heitsvorrichtung
im Rahmen der wesentlichen Erfindungsmerkmale.