DE3606722A1

DE3606722A1 - Drive, in particular for operating valves with a fast-action device

Info

Publication number: DE3606722A1
Application number: DE19863606722
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr Ing Weyand; Carl Heinz Dipl Ing Haefele
Original assignee: Haefele carl Heinz dipl-Ing; Rheinische Armaturen und Maschinenfabrik Albert Sempell
Current assignee: Sempell GmbH
Priority date: 1986-03-01
Filing date: 1986-03-01
Publication date: 1987-09-10
Also published as: DE3606722C2

Abstract

When used on a quick-opening valve, the closing part (28) of the latter, for example, can be moved rapidly into the open position by a preloading spring (72) at the drive. To close the valve, use is made of a self-locking geared motor (88) with a toggle mechanism (54, 62) connected to its output. Provided between the geared motor (88) and the toggle mechanism (54, 62) is a clutch (82, 90) which, to open the valve, decouples the geared motor (88) from the operating spindle (46) which acts on the closing part (28). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Antrieb, insbesondere zur Betä tigung von Armaturen mit Schnellschalteinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a drive, in particular for Betä fittings with quick switching device according to Preamble of claim 1.

Derartige Antriebe finden z. B. in Verbindung mit schnell schließenden oder auch in Verbindung mit schnell öffnenden Ventilen Verwendung, wie beispielsweise das Bild 56 aus der Veröffentlichung "Absperrarmaturen und Sicherheitsarmaturen für Dämpfe und heiße Gase" von Carl Heinz Häfele, TÜV Handbuch 1 "Rohrleitungen in Kraftwerken", Verlag TÜV Rheinland, 1978 zeigt.Such drives find z. B. in connection with quick-closing or also in connection with quick-opening valves, such as the picture 56 from the publication "Shut-off valves and safety valves for vapors and hot gases" by Carl Heinz Häfele, TÜV manual 1 "Pipelines in power plants", publisher TÜV Rheinland, 1978 shows.

Bei diesen bekannten Antrieben für Armaturen mit Schnell schalteinrichtung wird die Vorspanneinrichtung durch eine mechanische oder hydraulische Verriegelung im gespannten Zu stand gehalten; wird die Verriegelungseinrichtung in einem Störfalle ausgelöst, so drückt die Vorspanneinrichtung die Last, nämlich das Verschlußteil der Armatur in die gewünschte Arbeitsstellung (Offen- oder Schließstellung).In these known actuators for fittings with quick switching device, the biasing device by a mechanical or hydraulic locking in the closed position stood firm; the locking device is in one Accident triggered, the pretensioner presses Load, namely the closure part of the fitting in the desired Working position (open or closed position).

Bei diesen bekannten Antrieben ist die Kraft der Vorspann einrichtung in der Bereitschaftsstellung durch die Verrie gelungseinrichtung aufgehoben, und die auf die zu bewegende Last (Verschlußteil) einwirkenden Kräfte ergeben sich aus schließlich aus den anderweitig auf die Last einwirkenden Kräften, im Falle eines Verschlußteiles aus dessen statischer Druckbeaufschlagung und aus den ggf. zusätzlich durch Anströ men mit dem gesteuerten Medium erhaltenen dynamischen Kräften.In these known drives, the force is the leader Setup in the standby position by the Verrie Gelungseinrichtung canceled, and that on the moving Forces acting on the load (closure part) result from finally from those otherwise acting on the load Forces, in the case of a closure part, from its static Pressurization and, if necessary, additionally by inflows dynamic forces obtained with the controlled medium.

Für manche Anwendungsfälle, insbesondere für Armaturen mit Schnellschalteinrichtung wie Schnellöffnungsventilen, ist es jedoch wünschenswert, wenn die Last, z. B. das Verschlußteil der Armatur, zusätzlich auch kraftschlüssig in die Bereit schaftsstellung gedrückt wird. Bei einem Schnellöffnungsven til bedeutet dies ein kraftschlüssiges Anlegen des Verschluß teiles an den zugeordneten Ventilsitz in der Bereitschafts stellung.For some applications, especially for fittings with Quick switching device like quick opening valves, it is however desirable if the load, e.g. B. the closure part the valve, also non-positively in the ready shaft position is pressed. With a quick opening vein til this means a frictional application of the closure part of the assigned valve seat in standby position.

Zur Erzeugung einer hohen Ventilschließkraft ist es an sich bei normalen Steuerventilen bekannt, die auf das Verschluß teil arbeitende Stellspindel unter Verwendung eines Knie hebelgetriebes in die Schließstellung hineinzubewegen. Der artige Ventile benötigen aber dann, wenn man nur Antriebs motoren kleiner Leistung verwenden will, verhältnismäßig viel Zeit sowohl zum Öffnen als auch zum Schließen.It is in itself to generate a high valve closing force known with normal control valves on the closure partially working adjusting spindle using a knee to move the lever gear into the closed position. The Valves like this, however, are required if you only have drive wants to use small power engines, relatively a lot of time to open as well as to close.

Durch die vorliegende Erfindung soll ein Antrieb, insbeson dere zur Betätigung von Armaturen mit Schnellschalteinrich tung, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 so weitergebil det werden, daß sein Abtriebsteil in der Bereitschaftsstel lung sicher verriegelt und mit großer Kraft in Richtung auf die Arbeitsstellung vorgespannt ist, zum Bewegen des Ab triebsteiles in die Bereitschaftsstellung ein Antriebsmotor geringer Leistung ausreicht, und gleichzeitig ein rasches Umschalten von der Bereitschaftsstellung in die Arbeitsstel lung unter der von der Vorspanneinrichtung erzeugten Kraft erhalten wird.The present invention is intended to drive, in particular for the actuation of fittings with quick switching device tung, according to the preamble of claim 1 be det that his stripping part in the standby locked securely and with great force in the direction of the working position is biased to move the Ab drive part in the standby position a drive motor low power is sufficient, and at the same time a quick one Switch from standby to work tion under the force generated by the pretensioner is obtained.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch einen Antrieb gemäß Anspruch 1.According to the invention, this object is achieved by a drive according to claim 1.

Bei dem erfindungsgemäßen Antrieb erfolgt das Hineinbewegen des Abtriebsteiles in die Bereitschaftsstellung unter Ver wendung eines Kniehebelgetriebes, wie an sich bei Antrieben für normale Steuerventile bekannt. Man erhält so eine hohe Kraftübersetzung bei Annäherung des Abtriebsteiles und der mit ihm verbundenen Last, beispielsweise eines Ventilver schlußteiles, an die Bereitschaftsstellung. Infolgedessen kann ein Antriebsmotor geringer Leistung verwendet werden, wie dies im Hinblick auf die Speisung des Antriebsmotors aus einer Batterie vorteilhaft ist. Letztere ist z. B. für Stör fälle in Kernkraftwerken zwingend vorgeschrieben.Moving in takes place in the drive according to the invention of the driven part in the standby position under Ver use of a toggle mechanism, as is the case with drives known for normal control valves. You get a high one Power transmission when the driven part approaches and load connected to it, for example a valve ver final part, to the standby position. Consequently a low power drive motor can be used like this in terms of feeding the drive motor a battery is advantageous. The latter is e.g. B. for sturgeon cases are mandatory in nuclear power plants.

Bei dem erfindungsgemäßen Antrieb wird der Antriebsmotor aus schließlich zum Bewegen des Abtriebsteiles in die Bereit schaftsstellung hinein verwendet; da erfindungsgemäß zwischen dem Antriebsmotor und dem getriebenen Teil des Kniehebelge triebes eine entsprechende Kupplung vorgesehen ist, können Kurbel und Stellspindel unter der Kraft der Vorspanneinrich tung viel schneller auf die Arbeitsstellung des Antriebes zu laufen, als dies der Antriebsmotor könnte.In the drive according to the invention, the drive motor is switched off finally to move the stripping section into the ready position shaft position used in; since according to the invention between the drive motor and the driven part of the toggle lever drive a corresponding clutch is provided, can Crank and adjusting spindle under the force of the pretensioner towards the working position of the drive much faster run than the drive motor could.

Es versteht sich, daß die erfindungsgemäße Lösung unter ande rem sowohl für schnell zu öffnende als auch für schnell zu schließende Ventile verwendet werden kann. Der Antrieb weist ingesamt sehr robusten und störungsunanfälligen Aufbau auf.It is understood that the solution according to the invention among others rem both for quick opening and quick closing closing valves can be used. The drive points overall very robust and failure-prone structure.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteran sprüchen angegeben.Advantageous developments of the invention are in Unteran sayings.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 4 wird er reicht, daß die Kurbel zunächst kraftschlüssig aus der Über totpunktstellung zurückbewegt werden kann, unter der dann ver mehrt einsetzenden Kraft der Vorspannfederanordnung anschlie ßend unbehindert und schnell in die Arbeitsstellung zurück laufen kann.With the development of the invention according to claim 4, he is is enough that the crank is initially non-positively from the over dead center position can be moved back, under which then ver Connect the force of the pre-tensioning spring assembly utting back into the working position quickly and without hindrance can run.

Die Weiterbildungen der Erfindung gemäß den Ansprüchen 5 und 7 sind im Hinblick auf ein sicheres Halten des Abtriebsteiles in der Bereitschafsstellung ohne aufwendige Verriegelungs mittel von Vorteil.The developments of the invention according to claims 5 and 7 are with regard to a secure holding of the driven part in the standby position without complex locking medium advantageous.

Bei einem Antrieb gemäß Anspruch 8 erhält man ein zuverlässi ges Bewegen des Abtriebsteiles aus seiner Bereitschaftsstel lung in seine Arbeitsstellung auch dann noch, wenn ein Feder satz der Federanordnung ausfallen sollte.With a drive according to claim 8, a reliability is obtained ges moving the stripping section from its standby position in its working position even when a spring set of spring assembly should fail.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 11 wird er reicht, daß auf das Abtriebsteil und die durch letzteres be wegte Last keine Kippmomente ausgeübt werden, welche zu einer Schwergängigkeit des Antriebs oder der durch ihn bewegten Last führen könnten. Im Falle eines Ventiles hätte dies ein nicht einwandfreies Dichten des Verschlußteiles auf dem Ventilsitz zur Folge.With the development of the invention according to claim 11, he is is enough that be on the stripping section and by the latter moved load no tilting moments are exerted which lead to a Stiffness of the drive or the load it moves could lead. In the case of a valve, this would not be one perfect sealing of the closure part on the valve seat result.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigtThe invention will now be described with reference to embodiments play explained with reference to the drawing. In this shows

Fig. 1 einen axialen Schnitt durch ein Schnellöffnungs ventil; Figure 1 is an axial section through a quick opening valve.

Fig. 2 schematische Darstellungen der Mechanik zum Bewe gen des Verschlußteiles des in Fig. 1 gezeigten Schnellöffnungsventiles in der Arbeitsstellung bzw. der Bereitschaftsstellung des Ventiles; Fig. 2 are schematic representations of the mechanics for moving the closure part of the quick-opening valve shown in Fig. 1 in the working position or the ready position of the valve;

Fig. 3 einen axialen Teilschnitt durch ein abgewandeltes Schnellöffnungsventil und Fig. 3 is a partial axial section through a modified quick opening valve and

Fig. 4 schematische Darstellungen der Mechanik des Schnell öffnungsventiles nach Fig. 3 in der Arbeitsstel lung bzw. der Bereitschaftsstellung. Fig. 4 is a schematic representation of the mechanics of the quick opening valve of FIG. 3 in the working position or the standby position.

Das in Fig. 1 gezeigte Schnellöffnungsventil hat ein insge samt mit 10 bezeichnetes Ventilgehäuse, zu welchem ein Ge häuseunterteil 12, ein mittleres Gehäuseteil 14 sowie ein Antriebsgehäuseteil 16 gehören. In dem mittleren Gehäuseteil 14 ist eine Ventilkammer 18 ausgebildet, in deren Boden ein Ventilsitz 20 dicht eingesetzt ist. Letzterer kommuniziert mit einem im Gehäuseunterteil 12 ausgebildeten Einlaßkanal 24. In der Umfangswand des mittleren Gehäuseteiles 14 ist ein mit der Ventilkammer 18 in Verbindung stehender Auslaß kanal 26 vorgesehen.The quick opening valve shown in Fig. 1 has a total of 10 designated valve housing, to which a Ge lower housing part 12 , a central housing part 14 and a drive housing part 16 belong. In the middle housing part 14 , a valve chamber 18 is formed, in the bottom of which a valve seat 20 is inserted tightly. The latter communicates with an inlet channel 24 formed in the lower housing part 12 . In the circumferential wall of the central housing part 14 is a with the valve chamber 18 communicating outlet channel 26 is provided.

Mit dem Ventilsitz 20 arbeitet ein Verschlußteil 28 zusam men, welches verkippbar in einem Antriebsbecher 30 einsitzt. Letzterer ist von einem Stößel 32 getragen, der in einem mittigen rohrförmigen Führungsabschnitt 34 einer Deckel platte 36 geführt ist. Letztere ist zwischen das mittlere Gehäuseteil 14 und das Antriebsgehäuseteil 16 eingespannt.With the valve seat 20 , a closure member 28 works together, which is tiltably seated in a drive cup 30 . The latter is carried by a plunger 32 which is guided in a central tubular guide section 34 of a cover plate 36 . The latter is clamped between the middle housing part 14 and the drive housing part 16 .

Das in Fig. 1 oben liegende Ende des Stößels 32 trägt einen Federsitz 38, an welchem ein Tellerfederstapel 40 angreift. Letzteres ist am Boden eines becherförmigen Federgehäuses 42 abgestützt, in dessen Innerem der Federsitz 38 entgegen der Kraft des Tellerfederstapels 40 verschiebbar ist. Durch einen Sprengring 44 ist der Federsitz 38 unverlierbar im Inneren des Federgehäuses 42 gehalten.The end of the plunger 32 located at the top in FIG. 1 carries a spring seat 38 , on which a stack of disc springs 40 engages. The latter is supported on the bottom of a cup-shaped spring housing 42 , in the interior of which the spring seat 38 can be displaced against the force of the plate spring stack 40 . The spring seat 38 is held captively inside the spring housing 42 by a snap ring 44 .

Das Federgehäuse ist fest am unteren Ende einer Stellspindel 46 angebracht, welche sowohl in der Nachbarschaft des Feder gehäuses 42 als auch bei ihrem in Fig. 1 oben liegenden freien Ende unter Verwendung von Linearkugelbüchsen 48, 50 am Antriebsgehäuseteil 16 geführt ist. Die beiden geführten Abschnitte der Stellspindel 46 sind durch einen sich unter die Zeichenebene von Fig. 1 erstreckenden, U-förmigen Spin delabschnitt 52 verbunden, innerhalb dessen ein nachstehend noch genauer zu beschreibendes Kniehebelgetriebe unterge bracht ist.The spring housing is fixedly attached to the lower end of an adjusting spindle 46 which is guided both in the vicinity of the spring housing 42 and at its free end lying above in FIG. 1 using linear ball bushings 48 , 50 on the drive housing part 16 . The two guided sections of the adjusting spindle 46 are connected by a U-shaped spin del section 52, which extends below the plane of FIG. 1, within which a toggle lever mechanism to be described in more detail below is accommodated.

Zu diesem Kniehebelgetriebe gehört ein Pleuellenker 54, des sen in Fig. 1 unten liegendes Ende über einen Gelenkzapfen 56 und Rollenlager 58 gelenkig mit der Stellspindel 46 ver bunden ist. Das getriebene, in Fig. 1 oben liegende Ende des Pleuellenkers 54 ist über ein weiteres Rollenlager 60 von einem exzentrischen Kurbelabschnitt 62 einer insgesamt mit 64 bezeichneten Kurbelwelle her angetrieben.This toggle lever mechanism includes a connecting rod 54 , the sen in Fig. 1 below the end of a hinge pin 56 and roller bearing 58 is articulated ver with the adjusting spindle 46 connected. The driven end of the connecting rod 54 in FIG. 1 is driven via an additional roller bearing 60 by an eccentric crank section 62 of a crankshaft, denoted overall by 64 .

Die Kurbelwelle 64 ist über Kugellager 66, 68 derart im An triebsgehäuseteil 16 gelagert, daß ihre Achse die Bewe gungsachse der Stellspindel 46 unter rechtem Winkel schnei det.The crankshaft 64 is mounted on ball bearings 66 , 68 in such a way in the drive housing part 16 that its axis cuts the movement axis of the adjusting spindle 46 at a right angle.

Im in Fig. 1 rechts gelegenen Endabschnitt der Kurbelwelle 64 ist eine Ausnehmung 70 vorgesehen, in welcher das innen liegende Ende einer Spiralfeder 72 festgelegt ist. Deren radial äußeres Ende findet in einem gehäusefesten Federsitz 74 Aufnahme.In the end section of the crankshaft 64 on the right in FIG. 1, a recess 70 is provided, in which the inner end of a spiral spring 72 is fixed. Its radially outer end is accommodated in a spring seat 74 fixed to the housing.

Das in Fig. 1 links gelegene Ende der Kurbelwelle 64 trägt eine Feder 76, die sich durch komplementäre Nuten einer An schlaghülse 78, einer Feldführungshülse 80 und eines trei benden Magnetkupplungsteiles 82 hindurch erstreckt.The left in Fig. 1 end of the crankshaft 64 carries a spring 76 which extends through complementary grooves to an impact sleeve 78 , a field guide sleeve 80 and a floating magnetic coupling part 82 therethrough.

Auf der Außenfläche der Anschlaghülse 78 läuft über ein Rol lenlager 85 frei beweglich ein Antriebszahnkranz 84, der mit dem Abtriebsritzel 86 eines Getriebemotors 88 kämmt. Der Getriebemotor 88 ist unter den hierbetrachteten Kräften selbsthemmend und kann z. B. aus der Kombination eines Elek tromotors und eines Planetengetriebes oder eines Schneckengetrie bes bestehen. Auf den Antriebszahnkranz 84 ist ein treibendes Magnetkupplungsteil 90 unter Zwischenschaltung eines Distanz ringes 92 drehfest derart aufgesetzt, daß es zusammen mit dem Antriebszahnkranz 84 frei gegenüber der durch die Bau elemente gebildeten Einheit verdrehbar ist, wenn die durch die beiden Magnetkupplungsteile 82 und 90 gebildete Magnetkupplung ausgerückt ist.On the outer surface of the stop sleeve 78 runs on a Rol lenlager 85 freely movable, a drive sprocket 84 which meshes with the output gear 86 of a geared motor 88 . The geared motor 88 is self-locking under the forces considered here and can e.g. B. consist of the combination of an electric motor and a planetary gear or a worm gear bes. On the drive sprocket 84 is a driving magnetic coupling part 90 with the interposition of a spacer ring 92 rotatably placed so that it is freely rotatable together with the drive sprocket 84 relative to the unit formed by the construction when the magnetic coupling formed by the two magnetic coupling parts 82 and 90 disengaged is.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, sind die Magnetkupplungs teile 82 und 90 auf den einander gegenüberliegenden Stirn flächen mit einer Stirnflächenverzahnung 94 bzw. 96 verse hen. In das Magnetkupplungsteil 82 ist eine Wicklung 98 ein gelassen, welche bei Erregung ein Magnetfeld aufbaut, durch welches das treibende Magnetkupplungsteil 90, welches durch eine nicht näher gezeigte Feder in die ausgerückte Stellung vorgespannt ist, in Eingriff mit dem getriebenen Magnet kupplungsteil 82 gebracht werden kann.As can be seen from the drawing, the magnetic coupling parts 82 and 90 are hen on the opposite end faces with an end face toothing 94 and 96 verses. In the magnetic coupling part 82 , a winding 98 is left in, which builds up a magnetic field when excited, through which the driving magnetic coupling part 90 , which is biased into the disengaged position by a spring, not shown, can be brought into engagement with the driven magnetic coupling part 82 .

Es versteht sich, daß man anstelle der oben beschriebenen Magnetkupplung auch eine federnd in die eingerückte Stellung vorgespannte Magnetkupplung verwenden kann, welche durch Be aufschlagung einer Wicklung ausgerückt werden kann, wobei in diesem Falle nur die Steuerschaltung für die Wicklung der Magnetkupplung abgewandelt zu werden braucht.It is understood that instead of those described above Magnetic clutch also resiliently in the engaged position can use preloaded magnetic coupling, which can be replaced by Be opening a winding can be disengaged, in in this case only the control circuit for winding the Magnetic coupling needs to be modified.

Die Anschlaghülse 78 hat einen Anschlagfinger 100, der radial über einen Anschlagbund 102, der zum axialen Positionieren des Antriebszahnkranzes 84 dient, übersteht und mit zwei ein ander bezüglich der Achse der Kurbelwelle 64 im wesentlichen gegenüberliegenden gehäusefesten Anschlägen 104, 106 zusam menarbeitet. Von diesen Anschlägen gibt der Anschlag 104 die in Fig. 1 wiedergegebene Schließstellung (Bereitschafts stellung) des Schnellöffnungsventiles vor, während der An schlag 106 die Stellung der beweglichen Ventilteile in der Offenstellung (Arbeitsstellung) des Schnellöffnungsventiles vorgibt.The stop sleeve 78 has a stop finger 100 which protrudes radially over a stop collar 102 , which is used for the axial positioning of the drive sprocket 84 , and works together with two stops 104 , 106 which are substantially opposite one another with respect to the axis of the crankshaft 64 . Of these stops, the stop 104 specifies the closed position (ready position) of the quick-opening valve shown in FIG. 1, while the stop 106 specifies the position of the movable valve parts in the open position (working position) of the quick-opening valve.

Die Arbeitsweise des unter Bezugnahme auf Fig. 1 obenstehend beschriebenen Schnellöffnungsventiles wird nun unter zusätz licher Bezugnahme auf die schematischen Darstellungen von Fig. 2 beschrieben. In Fig. 2 sind Teile der Mechanik, die zum Schließen des Schnellöffnungsventiles bzw. zum Auslösen desselben dienen und obenstehend unter Bezugnahme auf Fig. 1 schon erläutert wurden, wieder mit denselben Bezugszeichen versehen.The operation of the quick opening valve described above with reference to FIG. 1 will now be described with additional reference to the schematic representations of FIG. 2. In FIG. 2, parts of the mechanism which serve to close the quick-opening valve or to trigger it and which have already been explained above with reference to FIG. 1 are again provided with the same reference symbols.

Fig. 2b zeigt die Lage der verschiedenen Bauteile der Ventil mechanik unmittelbar am Ende des Schließvorganges. Zum Schlie ßen des Schnellöffnungsventiles wurde der selbsthemmende Ge triebemotor 88 bei eingerückten Magnetkupplungsteilen 82, 90 so erregt, daß die Kurbelwelle 64 im Uhrzeigersinne gedreht wird. Bei dieser Bewegung wird die starke Spiralfeder 72 ge spannt. Diese Spannbewegung wird kurz vor demjenigen Zeit punkt beendet, zu welchem der Kurbelabschnitt 62 seine untere Totpunktlage erreichen würde. Dieser Endpunkt der Schließbe wegung wird durch Zusammenarbeiten des Anschlagfingers 100 mit dem Anschlag 104 vorgegeben. Das Erreichen dieser End lage des Anschlagfingers 100 wird durch einen Fühler 108 festgestellt, welcher dann die Energiezufuhr zum Getriebe motor 88 unterbricht. Da letzterer unter den hier betrach teten Kräften selbsthemmend ist, verbleiben die verschiedenen Antriebselemente in der in Fig. 2 gezeigten Stellung, bis in der mit dem Schnellöffnungsventil versehenen Anlage Be triebsbedingungen festgestellt werden, die ein rasches Öffnen des Schnellöffnungsventiles erforderlich machen. Fig. 2b shows the position of the various components of the valve mechanism immediately at the end of the closing process. To close the quick opening valve, the self-locking gear motor 88 was energized with the magnetic coupling parts 82 , 90 engaged so that the crankshaft 64 is rotated clockwise. During this movement, the strong coil spring 72 is tensioned ge. This tensioning movement is terminated shortly before the point in time at which the crank section 62 would reach its bottom dead center position. This end point of the closing movement is predetermined by cooperation of the stop finger 100 with the stop 104 . Reaching this end position of the stop finger 100 is determined by a sensor 108 , which then interrupts the energy supply to the gear motor 88 . Since the latter is self-locking under the forces considered here, the various drive elements remain in the position shown in FIG. 2 until operating conditions are determined in the system provided with the quick-opening valve, which necessitate rapid opening of the quick-opening valve.

Hierzu wird die Erregung der Wicklung 98 der Magnetkupplung beendet, wodurch das treibende Magnetkupplungsteil 90 außer Eingriff mit dem getriebenen Magnetkupplungsteil 82 gebracht wird, wie in Fig. 2 bei a) angedeutet. Die Spiralfeder 72 bewegt nun die Stellspindel 46 unter ihrer hohen Vorspannung sehr rasch aus der in Fig. 2 bei b) gezeigten Bereitschafts stellung in die in Fig. 2 bei a) gezeigte Arbeitsstellung. Letztere ist durch Inanlagekommen des Anschlagfingers 100 an den Anschlag 106 präzise vorgegeben.For this purpose, the energization of the winding 98 of the magnetic coupling is ended, as a result of which the driving magnetic coupling part 90 is brought out of engagement with the driven magnetic coupling part 82 , as indicated in FIG. 2 at a). The spiral spring 72 now moves the adjusting spindle 46 very quickly under its high pretension from the standby position shown in FIG. 2 at b) into the working position shown at a) in FIG. 2. The latter is precisely specified by the stop finger 100 coming into contact with the stop 106 .

Aufgrund der oben im einzelnen beschriebenen Ausbildung der Stellmechanik für das Ventilverschlußteil ist es möglich, bei sehr geringem Leistungsbedarf des Getriebemotors 88 sehr hohe Ventilschließkräfte zu erzeugen, da sowohl im Getriebemotor und insbesondere im nachgeschalteten Kniehebelgetriebe, wel ches durch den Kurbelabschnitt 62, den Pleuellenker 54 und die Stellspindel 46 gebildet ist, eine hohe Kraftübersetzung erhalten wird. In der Praxis kann man mit einem Antriebsmo tor, welcher eine elektrische Leistungsaufnahme von nur 20 bis 30 Watt hat, eine Ventilschließkraft von 2 t erzielen. Derartige geringe Leistungsaufnahmen des Antriebsmotors sind im Hinblick auf die Energieversorgung aus einer Batterie vorteilhaft. Die Batterieversorgung wird von den Normen für Kernkraftwerke im Hinblick auf die Aufrechterhaltung der Ar beitsfähigkeit bei Störfällen gefordert.Due to the design of the actuating mechanism for the valve closure part described in detail above, it is possible to generate very high valve closing forces with a very low power requirement of the geared motor 88 , since both in the geared motor and in particular in the downstream toggle lever mechanism, which is caused by the crank section 62 , the connecting rod arm 54 and the adjusting spindle 46 is formed, a high power transmission is obtained. In practice, a valve closing force of 2 t can be achieved with a drive motor that has an electrical power consumption of only 20 to 30 watts. Such low power consumption of the drive motor is advantageous with regard to the energy supply from a battery. The battery supply is required by the standards for nuclear power plants with a view to maintaining workability in the event of accidents.

Die sich aus der hohen Weguntersetzung bzw. Kraftübersetzung ergebende, im Vergleich zur Öffnungszeit verhältnismäßig große Ventilschließzeit ist für die Praxis kein nennenswer ter Nachteil, da das Schließen des Schnellöffnungsventiles, also sein Zurückstellen aus der Arbeitsstellung in die Bereit schaftsstellung nicht unter kritischen Bedingungen erfolgt. Der Öffnungsvorgang erfolgt dagegen bei dem oben beschriebe nen Schnellöffnungsventil völlig unabhängig von der Trägheit der mechanischen Antriebselemente und ohne nennenswerte Rei bungswiderstände in sehr kurzer Zeit.The result of the high gear reduction or power transmission resulting, compared to the opening time Long valve closing times are not worth mentioning in practice ter disadvantage, because the closing of the quick opening valve, So its returning from the working position to the ready position position is not carried out under critical conditions. The opening process, however, takes place in the above NEN quick opening valve completely independent of the inertia the mechanical drive elements and without any noteworthy Rei resistance in a very short time.

Aus der Zeichnung ist auch gut ersichtlich, daß die oben im einzelnen beschriebene Betätigungsmechanik sehr kompakt baut, so daß Batterien derartiger Schnellöffnungsventile auf kleinem Raum zusammengestellt werden können. Der kompakte Aufbau des beschriebenen Schnellöffnungsventiles ermöglicht es auch, dieses Ventil als Vorsteuerventil an anderen, größeren Ven tilen anzubringen. Neben der direkten Verwendung als elektrisch gesteuertes schnellöffnendes Sicherheitsventil und als Vor steuerventil läßt sich das oben beschriebene Ventil auch als Regelventil mit überlagerter Schnellöffnungs- oder Schnell schließfunktion verwenden.From the drawing it is also clear that the above in individually described actuating mechanism builds very compact, so that batteries of such quick opening valves on a small Space can be put together. The compact structure of the described quick opening valve also enables this valve as a pilot valve on other, larger ven to attach. In addition to direct use as an electric controlled quick opening safety valve and as a pre Control valve can also be used as the valve described above Control valve with superimposed quick opening or quick use the locking function.

In Abwandlung des oben beschriebenen Ausführungsbeispieles kann man den in Fig. 1 rechts gelegenen Endabschnitt der Kurbelwelle 64 verlängern und an diesem Endabschnitt zwei weitere Spiralfedern angreifen lassen, ähnlich wie dies in Fig. 1 für die Spiralfeder 72 im einzelnen gezeigt ist. Die Federn werden so bemessen, daß zwei oder gar nur eine dieser Federn die für das schnelle Öffnen des Ventiles notwendige Kraft bereitstellen. Auch bei Ausfall einer der Spiralfedern oder zweier Spiralfedern arbeitet dann das Schnellöffnungs ventil noch einwandfrei. In a modification of the exemplary embodiment described above, the end section of the crankshaft 64 located on the right in FIG. 1 can be extended and two further coil springs can be engaged on this end section, similar to that shown in FIG. 1 for the coil spring 72 in detail. The springs are dimensioned so that two or even only one of these springs provide the force required for the valve to open quickly. Even if one of the coil springs or two coil springs fails, the quick-opening valve will still work perfectly.

Bei einem weiter abgewandelten Ausführungsbeispiel kann man anstelle einer einzigen Magnetkupplung (Magnetkupplungsteile 82 und 90) auch zwei Magnetkupplungen vorsehen, welche bei einem praktischen Ausführungsbeispiel axial hintereinander liegend räumlich angeordnet sind und bezüglich der Kraft übertragung mechanisch so geschaltet sind, daß schon das Um schalten einer einzigen Kupplung vom einen Betriebszustand in den anderen die Kurbelwelle 64 freigibt. Damit bleibt die Funktionsfähigkeit auch bei Ausfall einer der Magnetkupplun gen bzw. der dieser zugeordneten Steuerschaltung voll erhal ten.In a further modified embodiment, instead of a single magnetic coupling (magnetic coupling parts 82 and 90 ), two magnetic couplings can also be provided, which in a practical exemplary embodiment are arranged axially one behind the other and are mechanically connected with respect to the force transmission such that the switching of a single one is already carried out Clutch from one operating state to the other releases the crankshaft 64 . This means that the functionality remains fully intact even if one of the magnetic couplings or the control circuit assigned to it fails.

Bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel sind Bau teile, welche unter Bezugnahme auf Fig. 1 schon erläutert wurden, wieder mit denselben Bezugszeichen versehen. Sie brauchen hier nicht noch einmal im einzelnen beschrieben zu werden.In the embodiment shown in Fig. 3 construction parts, which have already been explained with reference to Fig. 1, again with the same reference numerals. You do not need to be described here again in detail.

Zum Vorspannen der Stellspindel 46 in die Offenstellung ist ein Tellerfederstapel 110 vorgesehen, welcher am Boden einer Federkammer 112 des Antriebsgehäuseteiles 16 abgestützt ist und über einen Federsitzring 114 und einen Sprengring 116 am oberen Ende der Stellspindel 46 angreift.For biasing the adjusting spindle 46 into the open position, a plate spring stack 110 is provided which is supported on the bottom of a spring chamber 112 of the drive housing part 16 and engages via a spring seat ring 114 and a snap ring 116 at the upper end of the adjusting spindle 46 .

Anstelle der in Fig. 1 gezeigten Magnetkupplung ist zwi schen den Getriebemotor 88 und die Kurbelwelle 64 eine spe zielle Klauen-Freilaufkupplung eingefügt. Zu dieser gehört eine getriebene Kupplungshülse 118, welche die Feder 76 der Kurbelwelle 64 aufnimmt und einen axialen Kupplungsfinger 120 aufweist. Letzterer arbeitet mit einem axialen Kupp lungsfinger 122 zusammen, der auf dem Antriebszahnkranz 84 vorgesehen ist. Letzterer ist wieder über ein Rollenlager 85 frei drehbar auf die Kupplungshülse 118 aufgesetzt.Instead of the magnetic coupling shown in FIG. 1, a special claw one-way clutch is inserted between the geared motor 88 and the crankshaft 64 . This includes a driven clutch sleeve 118 , which receives the spring 76 of the crankshaft 64 and has an axial clutch finger 120 . The latter cooperates with an axial clutch finger 122 , which is provided on the drive ring gear 84 . The latter is again freely rotatable on the coupling sleeve 118 via a roller bearing 85 .

Fig. 4 zeigt bei b) die Stellung der verschiedenen Antriebs elemente in der Bereitschaftsstellung des Schnellöffnungs ventiles. Um diese Stellung zu erreichen, wird der Getriebe motor so erregt, daß er die Kurbelwelle 64 im Uhrzeigersinne bewegt. Diese Bewegung erfolgt beim jetzt betrachteten Aus führungsbeispiel über den Totpunkt des durch Kurbelabschnitt 62, Pleuellenker 54 und Stellspindel 46 gebildeten Kniehe belgetriebes hinweg bis zu der in Fig. 4 b) gezeigten Stel lung. Letztere ist durch einen mit der Kurbelwelle 64 mit bewegten Anschlagfinger 100 und einen gehäusefesten Anschlag 104 vorgegeben. Da das Kniehebelgetriebe durch den Teller federstapel 110 in der gezeigten Stellung gegen den Anschlag 104 verriegelt ist, kann man nach dem "Spannen" des Schnell öffnungsventiles den Getriebemotor 88 wieder im Gegenuhr zeigersinne in Drehung versetzen, bis der Kupplungsfinger 120 in Drehrichtung gesehen unmittelbar vor dem Kupplungs finger 122 liegt. Das Erreichen dieser Stellung wird durch einen Stellungsfühler 126 überwacht, der durch sein Anspre chen den Getriebemotor 88 ausschaltet. Fig. 4 shows at b) the position of the various drive elements in the ready position of the quick opening valve. To achieve this position, the gear motor is excited so that it moves the crankshaft 64 clockwise. This movement takes place in the now considered exemplary embodiment from the dead center of the toggle linkage formed by crank section 62 , connecting rod 54 and adjusting spindle 46 , up to the position shown in FIG. 4 b). The latter is predetermined by a stop finger 100 which is moved with the crankshaft 64 and a stop 104 which is fixed to the housing. Since the toggle lever mechanism is locked by the plate spring stack 110 in the position shown against the stop 104 , after the "tensioning" of the quick-opening valve, the gear motor 88 can be rotated counterclockwise again until the clutch finger 120 is seen in the direction of rotation immediately before Clutch finger 122 lies. Reaching this position is monitored by a position sensor 126 , which switches off the geared motor 88 by addressing it.

Zum Auslösen einer Schnellöffnung wird der Getriebemotor 88 über die in Fig. 4 bei b) gezeigte Stellung hinaus im Ge genuhrzeigersinne erregt, so daß der Kupplungsfinger 120 den Kupplungsfinger 122 mitnimmt und das Kniehebelgetriebe unter zusätzlicher Kompression des Tellerfederstapels 110 in die Totpunktstellung hinein und über diese hinausbewegt. Nach Überschreiten der Totpunktlage des Kniehebelgetriebes kann sich der Tellerfederstapel 116 nunmehr entspannen und die Stellspindel 46 und das Verschlußteil 28 sehr rasch in die Offenstellung bewegen. Diese Bewegung erfolgt völlig unab hängig von der Trägheit und Hemmung des Getriebemotors 88, da der Kupplungsfinger 122 unbehindert dem Kupplungsfinger 120 voreilen kann.To trigger a quick opening, the geared motor 88 is excited in the counterclockwise direction beyond the position shown in FIG. 4 at b), so that the clutch finger 120 takes the clutch finger 122 with it and the toggle lever mechanism with additional compression of the plate spring stack 110 into the dead center position and over it moved out. After the dead center position of the toggle lever mechanism has been exceeded, the plate spring stack 116 can now relax and the adjusting spindle 46 and the locking part 28 can move very quickly into the open position. This movement takes place completely independently of the inertia and inhibition of the geared motor 88 , since the clutch finger 122 can lead the clutch finger 120 freely.

Auch bei dem Schnellöffnungsventil nach Fig. 3 hat man so mit ein sehr rasches Öffnen bei durch einen Antrieb geringer Leistung einstellbarer hoher Schließkraft. Auch dieses Ven til läßt sich direkt als Sicherheitsventil, als Vorsteuer ventil und als Überström/Regelventil mit Schnellöffnungs charakter verwenden, wobei stets eine sehr große Schließ kraft für das Ventilverschlußteil zur Verfügung steht.Also, in the quick-opening valve of FIG. 3, it has so adjustable with a very rapid opening at low power by a drive high closing force. This valve can also be used directly as a safety valve, as a pilot valve and as an overflow / control valve with quick-opening character, whereby a very large closing force is always available for the valve closure part.

In weiterer Abwandlung der Erfindung kann man anstelle des in Fig. 1 gezeigten Getriebemotors 88 einen Bremsmotor ver wenden.In a further modification of the invention, a brake motor can be used instead of the geared motor 88 shown in FIG. 1.

Claims

1. Drive, in particular for actuating fittings with quick-switching device, with a releasable between a ready position and a working position releasable stripping part, which works in particular on the closure part of a quick-switching valve, in order to shift the last working position between a standby position and a working position; with a biasing spring assembly working on the output part; with a tensioning device for moving the driven part in the ready shaft position under tensioning the biasing spring arrangement, and with a controllable locking device by means of which the driven part can be locked against the force of the biasing spring assembly in the ready position, characterized in that the tensioning device one about an axis of the output part ( 46 ) has a vertical axis rotatable crank ( 62 ), the free end of which is connected in an articulated manner ( 54, 56 ) to the driven end of the output part ( 46 ) and which in the standby position essentially corresponds to the axis of the output part ( 46 ) is aligned so that the latter and the crank ( 62 ) form a toggle lever mechanism, and that between the crank ( 62 ) and a driving part ( 86 ) of the tensioning device a clutch ( 82 , 90 ; 120 , 122 ) is connected, which after loosening the locking device an unobstructed loading because of the driven part ( 46 ) under the force of the pre span spring ( 72 ; 110 ) permits.

2. Drive according to claim 1, characterized in that the coupling is a magnetic coupling ( 82 , 90 ).

3. Drive according to claim 1, characterized in that the clutch is a one-way clutch ( 120 , 122 ).

4. Drive according to claim 3, characterized in that the coupling has two coupling fingers ( 120 , 122 ) rotating around the same axis with the same eccentricity.

5. Drive according to one of claims 1 to 4, characterized in that the clamping device has a self-locking drive ( 88 ).

6. Drive according to claim 5, characterized in that the self-locking drive comprises a brake motor or a drive motor to a downstream self-locking gear ( 88 ).

7. Drive according to one of claims 1 to 6, characterized in that the crank ( 62 ) is moved over the dead center of the toggle lever mechanism in the standby position and the parts of the toggle lever mechanism in the standby position by a fixed stop ( 104 ) against the force the biasing spring arrangement ( 72 ; 110 ) are supported.

8. Drive according to one of claims 1 to 7, characterized in that the biasing spring arrangement ( 72 ; 110 ) has a plurality of independently, in parallel on the output part ( 46 ) working spring sets ( 72 ; 110 ), a subset of the spring sets is sufficient for the rapid movement of the driven part ( 46 ) and the load ( 28 ) to be moved by it from the ready position to the working position.

9. Drive according to one of claims 1 to 8, characterized in that the biasing spring arrangement comprises a torsion spring arrangement, in particular one, preferably a plurality of parallel-connected spiral springs ( 72 ) which engage on a shaft ( 64 ) connected to the crank ( 62 ) fen and are supported on the drive housing ( 10 ).

10. Drive according to one of claims 1 to 8, characterized in that the biasing spring arrangement ( 110 ) acts in wesent union in the direction of the axis of the driven part ( 46 ), is supported on the drive housing ( 10 ) and directly or via the crank on the Output part ( 46 ) attacks.

11. Drive according to one of claims 1 to 10, characterized in that the driven part ( 46 ) on the Antriebsge housing ( 10 ) is axially guided and that the crank is formed by an eccentric shaft section ( 62 ) which is at the free end of a connecting rod ( 54 ) attacks, which in turn is articulated with the driven part ( 46 ) connected.

12. Drive according to one of claims 1 to 11, characterized by a joined compensation spring arrangement ( 40 ) in the force path between the driven end of the driven part ( 46 ) and the load ( 28 ) to be moved.