DE3320603A1 - Betaetigungssystem mit elektrischem antrieb - Google Patents

Description

* β · I

- 3 BESCHREIBUNG:

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisch angetriebenes Betätigungssystem für ein Fluid-Regelventil mit achsial bewegbarem Venti1 stellorgan.

Ein Beispiel der gattungsgemäß vorausgesetzten Art ist das Betätigungssystem gemäß der Beschreibung der GB-Patentanmeldung 20 85 129 A. Nach dieser Beschreibung kannte man ein achsial bewegliches Stößelventil mit einer Betätigungsstange, die zusammen mit dem Stößel ein Teil bildet. In einem Falle hatte die Betätigungsstange eine Verzahnung, so daß sie nach Art einer Zahnstange mit einem über einen Elektromotor und ein Getriebe angetriebenes Zahnrad in Eingriff gelangen konnte. In einem anderen Ausführungsfall war die Stange als ein Segment eines Kreises bei einem Teil ausgebildet, welches vom Stellorgan durch eine Gelenkverbindung getrennt war. Beide Ausführungsbeispiele waren mit einer Feder ausgeführt, welche der Bewegung des Stößelventils aus einer Mittelstellung in beiden Richtungen entgegenwirkte. Die Feder war so ausgeführt, daß die auf das Stößelventil ausgeübte Kraft genügend groß war, um das Ventil in die Mittelstellung für den Fall einer Betriebsstörung oder für den Fall des Aufhö'rens des Steuersignals in.der normalen Betriebsweise zurückzuführen.

Das Stößelventil mußte mittels der Feder unter den ungünstigsten Umständen bewegbar sein, wie beispielsweise dann, wenn Fluid-Dichtungen des Steuerventils bei maximaler Beaufschlagung das Stößelventil berührten.

Es ist daher von wesentlicher Bedeutung, daß die Reibung bei einem Betätigungssystem oder während des Betriebes des Betätigungssystems so gering wie nur möglich gehalten wird.

Die Aufgabenstellung der Erfindung besteht darin, ein Betätigungssystem der als bekannt vorausgesetzten Art in einfacher und zuverlässiger Ausführung zu schaffen.
35

- 4-

Erfindungsgemäß ist daher bei dem Betätigungssystem mit elektrischem Antrieb für ein Fluid-Regelventil mit einem achsial bewegbaren Ventilstellorgan vorgesehen, daß eine erste und eine zweite Trommel mit im wesentlichen zueinander parallelen Achsen einen derartigen Abstand voneinander haben, daß zwischen ihren Umfangsflachen ein Spalt besteht, während eine Zunge sich zwischen den Trommeln bei entgegengesetzter Laufrichtung derselben erstreckt, wobei biegsame Teile einendig an der dazugehörigen Trommel befestigt sind, und ihre anderen Enden zwischen der Oberfläche der dazugehörigen Trommel und der Zunge verlaufen sowie an letzterer befestigt sind, und daß Antriebsmittel die Trommel in entgegengesetzten Richtungen synchron antreiben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfinuung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben, die das Betätigungssystem zusammen mit einem Fluid-Druck-Regelventil darstellt.

Das Ventil ist mit 10 bezeichnet und schließt ein achsial bewegbares Stößelventilteil 11 ein, welches in der zeichnungsgemäß dargestellten Mittelstellung von einer mit dem Bezugszeichen 12 versehenen Federeinheit gehalten ist. Die Bewegung des Teils aus der Mittelstellung in eine der beiden Richtungen führt dazu, daß die Feder in der Federeinheit zusammengedrückt wird, und daß sie dann das Teil in seine Mittelstellung zurückbringt, wenn die Betätigungskraft nicht mehr einwirkt. Das Teil 11 hat einen Betätigungsanschluß 13, der mit dem Stößel einteilig ausgeführt ist und in üblicher Weise aus dem Ventilgehäuse herausraqtjan den Enden des Stößels sind im Bereich ihrer zylindrischen Abschnitte Dichtungen vorgesehen, um die Gefahr von Leckverlusten des Ventils gering zu halten.

Das Betätigungssystem ist mit dem allgemeinen Bezugszeichen 14 versehen und besteht aus einem Paar Trommeln 15, 16, bei welchem die Drehachsen parallel zueinander verlaufen und einen derartigen Abstand voneinander haben, daß ein Spalt 17 zwischen den einander gegenüberliegenden Umfangsf lachen der Trommeln besteht. Weiterhin hat jede Trommel einen

3b verzahnten Abschnitt, über welchen die Trommeln im Eingriff derart

-δι stehen, daß sie sich synchron, jedoch in entgegengesetzten Richtungen, drehen, wie es durch die Pfeile veranschaulicht ist.

Ein Antriebsmotor 18 ist zu diesem Zweck über ein Reduziergetriebe mit einem Antriebszahnrad 19 ausgeführt, welches mit den Zähnen der Trommel 15 im Eingriff steht. Der Motor 18 ist reversierbar, so daß die beiden Trommeln 15 und 16 in jeder Richtung drehbar sind.

Durch den Spalt 17 erstreckt sich eine Zunge 21, die in einen Schlitz des Betätigungsanschlusses 13 eingreift und dort mittels eines Stiftes gehalten ist, wie schematisch an der Stelle 22 dargestellt wurde.

In Verbindung mit den Trommeln 15 und 16 stehen biegsame Teile 23, 24. Die biegsamen Teile sind Metallbänder und erstrecken sich in entgegengesetzten Richtungen um die Trommel herum. Ein Ende ist bei jedem Band mit der Trommel befestigt; das Band 23 ist an,der Stelle 25 mittels eines geeigneten Stiftes an die Trommel

15 angeschlossen, während das Band 24 an der Stelle 26 mit der Trommel

16 verbunden ist. Die Bänder durchsetzen den Spalt 17 zwischen der Zunge 21 und der jeweils dazugehörigen Trommel; das Band 23 ist an der Zunge in Nähe des Betätigungsanschlusses an der Stelle 27 befestigt. Das Band 24 ist am entgegengesetzten Ende der Zunge 21 an der Stelle 28 befestigt. Die Trommeln sind derart beabstandet, daß die Bewegungsachse der Zunge mit der Bewegungsachse des Betätigungsanschlusses und des Ventilteils übereinstimmt.

Wenn sich während des Betriebes die Trommeln drehen,überträgt das eine oder das andere der Bänder eine Zugkraft, die den Stößel aus seiner Mittelstellung zu bewegen sucht. Wenn die Trommeln beispielsweise in der dargestellten Pfeilrichtung gedreht werden, wird die Zugkraft durch das Band 24 übertragen , welche seinerseits die Bewegung auf die Zunge 21 derart überträgt, daß die Zunge nach links geschoben wird und dabei zugleich den Stößel 11 nach links zieht. Wenn die Trommeln in der entgegengesetzten Richtung drehen, gelangt das Band 23 unter Zugspannung, woraufhin der Stößel nach rechts verschoben wird. Diese Anordnung ist derart getroffen, daß die Federeinheit

OOZUDUO

bei Abschaltung des Elektromotors den Stößel in die Mittelstellung drückt.wobei eine entsprechende Drehung der Trommeln eintritt.

Bei der dargestellten Anordnung, bei welcher die Drehachsen der Trumpf mein bezüglich der Zunge in einer Normalebene verlaufen, wird seitlicher Druck auf den Betätigungsanschluß 13 und den Stößel 12 im wesentlichen eliminiert, so daß die Reibungsverluste, die be.i der Einwirkung einer seitlichen Kraft auf den Stößel auftreten,minimiert werden.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel berühren die "Bänder die .dazugehörigen Trommeln um mehr als den halben Trommel umfang jeweils dann, wenn der Stößel sich in seiner h:^J.telstellung befindet. Die Bewegung des Ventilteils läßt sich beschleunigen, wenn der Trom-

■Lg meldurchmesser vergrößert wird, jedoch können die Trommeln aus der Mittelstellung lediglich nur etwa eine halbe Umdrehung ausführen, weil sonst das Band auf der es aufnehmenden Trommel überlappen und von der das Band abgebenden Trommel abgezogen würde.

Die Betätigungseinrichtung läßt sich auch bei anderen Ventilformen vorsehen, die beispielweise einen längeren Stellweg haben; wenn die Verwendung von Trommeln mit geringerem Durchmesser angebracht ist, können die Bänder auch durch Drähte ersetzt sein, die in schraubenförmigen Nuten in den Umfangen der Trommeln vorgesehen sind.

Bei dieser Anordnung ist es erforderlich, zur Vermeidung einer seitlich auf das Betätigungsteil einwirkenden Belastung sicherzustellen, daß die Trommeln sich während ihrer Drehung achsial bewegen, so daß die Stelle,anwelcher der Draht die Nut verläßt oder in diese hineingelangt, weiterhin in der Bewegungsachse des Betätigungsteils liegt. Dies kann dadurch erreicht werden das die Trommeln mit Führungsstiften im Gewindeeingriff stehen, so daß sie sich während der Drehung achsial entlang den Führungsstiften verschieben.

Claims (5)

1. Betätigungssystem mit elektrischem Antrieb

   1JBetatigungssystern mit elektrischem Antrieb für ein Fluid-RegelventiT mit achsial bewegbarem Ventilstellorgan, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste und eine zweite Trommel(15, 16)mit im wesentlichen zueinander parallelen und derart voneinander beabstandeten Drehachsen vorgesehen sind, daß zwischen ihren Umfangsflachen ein Spalt besteht, während eine Zunge (21) sich zwischen den Trommeln (15, 16) bei entgegengesetzter Laufrichtung derselben erstreckt, wobei biegsame Teile (23, 24) einendig an je einer Trommel (15, 16) befestigt sind und an ihren anderen Enden zwischen der Oberfläche der dazugehörigen Trommel (15, 16) und der Zunge verlaufen sowie an letzterer befestigt sind, und daß Antriebsmittel die Trommel in entgegengesetzten Richtungen synchron antreiben.
2. 2. Betätigungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommeln (15, 16) Zahnkranzabschnitte besitzen, die miteinander in Eingriff stehen und die Trommeln entgegengesetzt zueinander drehen.
3. 3. Betätigungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die biegsamen Teile aus Metallstreifen bestehen.
4. 4. Betätigungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsachse der Zange mit der Bewegungsachse des Stel!organs Übereinstimmt.

   ο ο £ υ Q u
5. 5. Betätigungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die biegsamen Teile aus Drähten bestehen, für deren Aufnahme die Trommeln schrau benförmige Nuten aufweisen.