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Einstellbare Verriegelung für Armaturen
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Die Erfindung betrifft eine einstellbare Verriegelung für Armaturen
mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.
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Eine solche Vorrichtung dient dazu, den Antrieb einer Armatur in den
beiden Endstellungen und in verschiedenen Zwischenstellungen zu verriegeln und so
die Armatur gegen ein unbeabsichtigtes Betätigen des Antriebes zu sichern. Bei einer
bekannten Verriegelung dieser Art (DE-OS 32 21 158) wird das dadurch erreicht, daß
die Verriegelungsbuchse mit einem Außengewinde versehen ist, in das die axiale Verzahnung
einer senkrecht verlaufenden Stellmutter eingreift. Die Stellmutter ist auf einer
Gewindespindel axial verschieblich gelagert und mit einer Umfangsnut versehen. Um
diese Umfangsnut kann ein an dem Sperriegel angebrachter Vorsprung nur dann eingreifen,
wenn der Sperriegel mit seinem vorderen Ende in eine der Ausnehmungen der Verriegelungsbuchse
einschiebbar ist. Die Stellung des Sperriegels kann über einen elektrischen Kontakt
zur Meldung " Armatur verriegelt oder entriegelt" abgegriffen werden. Diese Vorrichtung
erfordert eine Reihe von kompliziert zu fertigenden Teilen und ist damit aufwendig.
Die Einstellung der Verriegelungsstellungen ist nur mit Spezialwerkzeugen durch
geschultes Personal möglich.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verriegelung der gattungsgemäßen
Art zu schaffen, die einfache Bauteile erfordert, die auf Grund ihrer Bauart verschleißarm
sind, und derart zu vereinfachen, daß die Einstellung der Verriegelungsstellungen
ohne mechanische Manipulation durchzuführen oder nachträglich zu ändern ist und
zusätzlich zur Meldung " Armatur verriegelt oder entriegelt die augenblickliche
Stellung des Abschlußorganes an die Meßwarte gemeldet werden kann.
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Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Verriegelung durch die
kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der
Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Bei der angegebenen Verriegelung werden mit Permanentmagneten und
einem Meßwertaufnehmer einfache Bauteile verwendet. Unter Verwendung dieser Bauteile
ist es möglich, die Lage der radialen Bohrungen im Randbereich der Verriegelungsbuchse
in bezug auf den Sperriegel in der Weise anzuzeigen, daß die Impulse, die von den
Permanentmagneten ausgehen, über den Meßwertaufnehmer von einem Rechner als Teilumdrehungen
gezählt und angezeigt werden.
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Der Rechner ermöglicht eine Nullpunktjustierung und ein Festlegen,
nach wieviel Umdrehungen der Antrieb verriegelt werden kann.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird im folgenden näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 den Schnitt durch den oberen Teil einer Armatur
mit einer Verriegelung gemäß der Erfindung, wobei der Sperriegel zurückgezogen ist;
Fig. 2 einen anderen Schnitt durch die Verriegelung gemäß der Erfindung mit vorgeschobenem
Sperriegel und Fig. 3 ein Rechnerterminal über das ein in einer Verriegelung einer
Armatur nach der Erfindung untergebrachter MeßwerEufnehmer mit einem Rechner verbunden
ist.
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Von einer Armatur ist mit dem Antriebsflansch 1 nur der obere Teil
gezeigt. Aus dem Antriebsflansch der Armatur ragt eine steigende Spindel 2 heraus,
die an ihrem unteren Ende das Verschlußorgan der Armatur trägt. Die Spindel 2 ist
mit einem Außengewinde versehen, in das das Innengewinde einer Spindelmutter 3 eingreift.
Die Spindelmutter 3 ist drehbar und axial unbeweglich in dem Antriebsflansch der
Armatur gelagert.
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über eine oder mehrere Paßfedern 4 ist die Spindelmutter 3 mit einer
Verriegelungsbuchse 5 verbunden, an der das Handrad 6 zum Verstellen der Spindel
2 befestigt ist, Die Verriegelungsbuchse 5 ist ebenso wie die Spindelmutter 3 drehbar
gelagert und axial fixiert.
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Die Verriegelungsbuchse 5 ist von einem feststehenden Verrieyelungskörper
7 umschlossen. Der Verriegelungskörper 7 ist mit Hilfe von mehreren Klemmschrauben
8 zwischen zwei Flanschen, dem unteren Zentrierflansch 9 und dem oberen Klemmflansch
10 festgeklemmt. Der Verriegelungskörper 7 kann nach Lösen der Klemmschrauben 8
relativ zu der Verriegelungsbuchse 5 gedreht werden. Damit nicht bei einer solchen
Verdrehung zufällig eine Klemmschraube 8 das später noch beschriebene Schloß 12
behindert, sind zwei Paßfedern 4 vorgesehen, Diese Paßfedern 4 liegen unter einem
anderen Winkel zueinander als radiale Bohrungen 18.
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Der Zentrierflansch 9 ist an dem Antriebsflansch 1 befestigt. Der
Verriegelungskörper 7 bildet zusammen mit den Flanschen 9, 10 und den Klemmschrauben
8 eine Einheit, die in vorgegebenen Größen erstellt und an Armaturen mit genormten
Antriebsflanschen 1 angebracht werden kann.
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Der Klemmflansch 10 weist die gleiche Form auf wie der Antriebsflansch
1, so daß mehrere Einheiten übereinander angeordnet werden können,
Der
Verriegelungskörper 7 weist eine Bohrung auf, in der ein Sperriegel 11 verschiebbar
angeordnet ist. Der Sperrriegel 11 ist mit dem Zylinder eines Schlosses 12 verbunden
und wird durch ein Betätigen eines Schlüssels 13 vorgeschoben oder zurückgezogen.
Der Schlüssel 13 kann nur in der vorgeschobenen Stellung des Sperriegels 11 abgezogen
werden.
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In dem Verriegelungskörper 7 ist senkrecht zu dem Sperrriegel 11 ein
Hubmagnet 14 angeordnet. Der Hubmagnet 14 weist einen Kern auf, der durch die Kraft
einer Feder ausgefahren ist. Der Kern des Hubmagneten 14 ist mit einem Stössel 15
verbunden, der in einer geneigten Längsnut 16 des Sperriegels 11 geführt ist. Am
Ende der Längsnut 16 ist in dem Sperriegel 11 eine Ausnehmung 17 vorgesehen, in
die der Stössel 15 einrastet, wenn sich der Sperriegel 11 in der zurückgezogenen
Stellung befindet. Erst wenn diese Arretierung durch Erregen des Hubmagneten 14
gelöst ist, kann der Sperriegel 11 eingerückt werden.
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Die Verriegelungsbuchse 5 weist auf ihrem Umfang mehrere Ausnehmungen
in Form von radialen Bohrungen 18 auf. Diese radialen Bohrungen 18 fluchten je nach
der Winkelstellung der Verriegelungsbuchse 5 mit der Bohrung für den Sperriegel
11. Vorzugsweise sind acht radiale Bohrungen 18 vorgesehen, die gleichmäßig über
den Umfang verteilt sind.
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In der Verriegelungsbuchse 5 sind weiterhin Permanentmagneten 19 untergebracht.
Die Anzahl und die Verteilung der Permanentmagneten 19 entspricht derjenigen der
radialen Bohrungen 18, so daß jedem Permanentmagneten 19 eine radiale Bohrung 18
zugeordnet ist.
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In der Höhe der Permanentmagneten 19 ist in dem Verriegelungskörper
7 ein induktiver Meßwertaufnehmer 20 untergebracht. Der Meßwertaufnehmer 20 erhält
jeweils einen Impuls,
wenn bei einer Drehung der Verriegelungsbuchse
5 ein Permanentmagnet 19 an dem Meßwertaufnehmer 20 vorbeigeführt wird. über den
Meßwertaufnehmer 20 kann daher erkannt werden, wenn eine radiale Bohrung 18 fluchtend
vor die Bohrung es Sperriegels 11 gelangt ist.
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Der Meßwertaufnehmer 20 kann mit einem Rechner 21 verbunden sein.
Von dem Rechner werden die Impulse als Teilumdrehungen gezählt und digital auf einer
Digitalanzeige 22 angezeigt, die von dem Meßwertaufnehmer 20 bei dem Durchgang eines
Permanentmagneten 19 aufgenommen werden. Der Rechner 21 ermöglicht eine Nullpunktjustierung
und eine Festlegung nach wieviel Umdrehungen des Handrades 6 verriegelt werden kann.
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Der Rechner 21 kann mit dem Hubmagneten 14 in der Weise gekoppelt
sein, daß der Hubmagnet 14 die Arretierung durch den Stössel 15 erst dann freigibt,
wenn sich die Verriegelungsbuchse 5 und damit die Spindel 2 in einer bestimmten
Stellung befindet.
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Der Stössel 15 des Hubmagneten 14 arretiert den Sperriegel 11 automatisch,
sobald das Handrad 6 gedreht und die Verriegelungsstellung verlassen wird.
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Die beschriebene Verriegelung wird als komplette Einheit mit steckendem
Schlüssel 13 in Stellung entriegelt, auf die Armatur montiert und elektrisch angeschlossen.
Im Einbauzustand steckt der Schlüssel 13 im Schloß 12, das heißt, der Sperriegel
11 ist eingefahren und das Handrad 6 kann gedreht werden. Der Hubmagnet 14 arretiert
durch den mit Federkraft ausgefahrenen Kern und den Stössel 15 den Sperriegel 11,
so daß dieser nicht ausgefahren und der Schlüssel nicht abgezogen werden kann.
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Die an dem äußeren Umfang in die Verriegelungsbuchse 5 eingesetzten
Permanentmagnete 19 geben beim Vorbeidrehen Impulse an den induktiven Meßwertaufnehmer
20.
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Bei acht Permanentmagneten 19 entspricht jeder Impuls einer achtel
Drehung.
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Durch ;Anschluß eines externen Rechners können die durch den Rechner
21 erfaßten Umdrehungen in prozeßrelevante Daten, zum Beispiel prozentualer Durchfluß,
umgewandelt werden.
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Zur Justierung einer Endstellung (zum Beispiel Stellung ZU) wird die
Armatur in dieser Stellung gefahren. Damit in dieser Stellung ein Permanentmagnet
19 einen Impuls an den induktiven Meßwertaufnehmer 20 gibt, kann der Verriegelungskörper
7 nach dem Lösen der Klemmschrauben 8 entsprechend gedreht werden. Nach der Freigabe
durch einen Schlüsselschalter 23 und dem Drücken eines Nullpunktschalters 24 wird
das Zählwerk des Rechners auf Null gestellt. Jetzt kann das Verschlußorgan der Armatur
durch Drehen des Handrades 6 in die Stellung gebracht werden, die verriegelt werden
soll. Nach Erreichen der gewünschten Verriegelungsstellung, wobei Sprünge von Achtelumdrehungen
einstellbar sind, wird die Verriegelungsstellung durch Drücken eines Verriegelungsschalters
25 im Rechner gespeichert. Nach Abziehen des Schlüsselschalters 23 sind die gespeicherten
Daten durch Unbefugte nicht mehr zu ändern.
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In der Stellung, in der verriegelt werden kann, leuchtet in einer
Textanzeige 26 des Rechners ein Signal auf.
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Der Rechner 21 gibt gleichzeitig den Befehl, den Kern des Hubmagneten
14 anzuziehen, so daß der Sperriegel 11 freigegeben wird. Der Sperriegel 11 kann
jetzt durch Drehen des Schlüssels 13 in eine der am äußeren Umfang der Verriegelungsbuchse
5 vorhandenen radialen Bohrungen 18 gefahren und der Schlüssel 13 abgezogen werden.
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Die Armatur kann mit dem Schlüssel 13 des Schlosses 12 jederzeit auch
bei Ausfall der Stromversorgung aus dem Netz oder der Hilfsbatterie wieder entriegelt
werden.
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Die Endstellung des Sperriegels 11 kann durch einen Elldschulter abgetastet
werden, so iaß inc elektrische Meldung der Stellung " verriegelt " oder " entriegelt
möglich ist.Bei Bedarf kann der Rechner die Anzahl der Umdrehungen elektrisch weiterleiten.
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Die Lage des Stößels 15 kann mechanisch zur Betätigung eines Mikroschalters
oder direkt in Verbindung mit der Spule des Hubmagneten 14 zur Anzeige der Stellung
des Sperriegels 11 herangezogen werden.
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Im Zusammenspiel der zwei Paßfedern 4, die 22,50 zueinander versetzt
sind und der am Umfang der Verriegelungsbuchse 5 vel-t:eilten radialen Bohrungen
18 kann cier Verriegelungskörper 7 zur Justierung des Nullpunlite-i so getreht werden,
daß die Klemmschrauben 8 und das Schloß 12 nicht kollidieren und das Schloß 12 gut
zugänglich ist.
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Bei der Forderung nach Verriegelung beider Endstellungen bzw. mehrerer
Zwischenstellungen muß der Rechner einen Speicher für mehrere Verriegelungsstellungen
haben. In Verbindung der Endlagenmeldung des Sperriegels 11 und der Meldung der
Anzahl der Umdrehungen durch den Rechner 21 kann auf einer Meßwarte festgestellt
werden, in welcher Stellung die Armatur verriegelt ist.
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Wirdeine Verriegelung gefordert, bei der nur in Stellung AUF oder
in Stellung ZU verriegelt werden darf und der durch das Verriegeln freiwerdende
Schlüssel in der Meßwarte abzugeben ist, können zwei Verriegelungseinheiten übereinander
gesetzt werden.