DE462117C - Elektromotorischer Antrieb fuer Ventile u. dgl. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektromotorischen Antrieb für Ventile u. dgl., der aus einem reversierbaren Motor und einem diesen mit dem Ventil kuppelnden mechanischen Zwischengetriebe besteht, das in den Ventilendstellungen durch einen in Abhängigkeit vom Motor angetriebenen Zeitschalter abgeschaltet wird. Die Erfindung besteht darin, daß die Kupplungseinrichtung, welche den Zwanglauf zwischen dem Motor und dem eigentlichen Ventilantrieb bestimmt, in Abweichung von einer anderen bereits vorgeschlagenen Anordnung dieser Art gewöhnlich außer Eingriff gehalten und erst im Augenblick der Motoreinschaltung durch eine in den Motorstromkreis geschaltete Elektromagnetspule eingerückt wird, welche in den Ventilendstellungen durch den Zeitschalter stromlos gemacht wird.

ao Bei der neuen Einrichtung ist infolgedessen jederzeit eine Ventilbewegung von Hand möglich, wenn der Motor ausgeschaltet ist, ohne daß zu diesem. Zweck zunächst eine Einwirkung auf Zwischengetriebeteile zu erfolgen hat.

Es wird weiterhin eine Gefährdung des Getriebes ausgeschlossen, wenn etwa bei Erreichung der Bewegungsendlagen eine Ausschaltung des Antriebsmotors nicht erfolgen sollte, weil in diesem Falle die die Kupplungseinrichtung steuernde Stromspule unter allen Umständen stromlos wird, so daß die Kupplungsklinke den Leerlauf zwischen Antriebsmotor und Ventil herstellen kann. Eine unmittelbare Beeinflussung des Motorstromes durch den Zeitschalter findet bei der neuen Ventilantriebsvorrichtung nicht statt. Der Motor kann eine ausschließlich von Hand bedienbare Schaltwalze besitzen, welche die Richtung des Motorumlaufes und die Nebenstromkreise festlegt. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist indessen eine Einrichtung getroffen, daß der Motorschalter in den Ventilendstellungen, wenn der Zwanglauf zwischen Motor und Ventilgetriebe aufgehoben wird, selbsttätig in seine Ausschaltstellung zurückgeht und den Motorstromkreis unterbricht, indem gleichzeitig mit dem Stromkreis der die Kuppelklinke steuernden Elektromagnetspule der Stromkreis eines elektromagnetischen Gesperres für die Schaltwalze unterbrochen wird.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, in welcher bedeutet:

Abb. i einen Schnitt durch den Ventilantrieb gemäß der Erfindung,

Abb. 2 einen Querschnitt nach der Linie 2-2 der Abb. 1,

Abb. 3 eine teilweise Draufsicht zu Abb. 1 bei abgenommenem Deckel, Abb. 4 eine Seitenansicht des Zeitschalters, Abb. 5 einen Schnitt senkrecht zu Abb. 4, Abb. 6 ein Schaltbild.

Zwischen der getriebenen Welle 1 und der treibenden Welle 2 sitzt ein Planetengetriebe 3, welches die erforderliche Geschwindigkeitsuntersetzung bewirkt. Die Welle 2 wird von dem iMotor 4 durch Vermittlung eines Schneckengetriebes 5, 6 angetrieben. Alle diese Teile sind in einem Gehäuse 7 untergebracht, an dem das Motorgehäuse durch Bolzen 8 befestigt ist. Die Welle 1 ist in einem Lager 9 des Gehäuses 7 gelagert und trägt auf einem Ansatz 10 die treibende Hohlwelle 2. Die Welle 11 der Antriebsschraube 6 ruht in Lagern 12 des Gehäuses 7 und ist mit der Motorwelle durch eine Kupplung 13 verbunden.

Das Planetenzwischengetriebe 3 besitzt ein mit der Welle 2 verkeiltes Stirnrad 3^a, ein dazu konzentrisches äußeres Zahnrad y mit Innenverzahnung und mit beiden kämmende Zwischenräder 3*, die auf Zapfen einer mit der Welle 1 verbundenen Tragscheibe 14 drehbar gelagert sind. Das Ringzahnrad y ist bei 15 in dem Gehäuse 7 drehbar gelagert und kann durch Vermittlung einer Klinke 16 undrehbar festgehalten werden, um den Zwanglauf zwischen Motor und Ventil herzustellen. Solange das Zahnrad 3^C sich drehen kann, läuft das Planetengetriebe leer und findet eine Ventilbewegung nicht statt. Es kann außerdem das Ventil bei stillstehendem Motor ohne weiteres von Hand bewegt werden.

Die Klinke 16 ragt in ihrer Arbeitsstellung (Abb. 2) mit ihrer Nase 18 in eine Umfangsnut 20 des Zahnrades 3^C, und in dieser Umfangsnut trägt das Zahnrad einen Anschlag 19, gegen den die in Arbeitsstellung getriebene Klinke 16 anzuschlagen vermag, um die Drehung des Zahnrades 3^C zu hemmen und den Getriebezwanglauf herzustellen. Die miteinander in Berührung tretenden Flächen der Künkennase 18 und des Anschlages 19 sind abgeschrägt, um in den Ventilendstellungen den Klinkenaushub zu erleichtern. Die Klinke 16 ist auf einem Zapfen 17 drehbar gelagert, dessen eines Ende in ein Auge 22 an der Innenseite des Gehäuses ragt (Abb. 3). Die Steuerung der Klinke erfolgt durch einen Kniehebel, dessen eines Glied 23 gelenkig mit dem Nasenteil der Klinke verbunden und durch einen Zapfen an den bei 26 drehbar gelagerten zweiten Arm 24 des Kniehebels angeschlossen ist. Eine Feder 27, die bei 28 am Gehäuse 7 verankert ist und am anderen Ende am Zapfen 25 angreift, sucht den Kniehebel in die Knickstellung zu begeben, in welcher die Nase 18 der Klinke 16 außerhalb der Bahn des Anschlages 19 steht. Ein. Arm 29 und ein verstellbarer Anschlag 30 (Abb. 2) begrenzen die Drehung des Kniehebels unter der Wirkung der Feder 27.

Die Klinke 16 steht daneben noch unter der Wirkung einer Stromspule 31, in welcher ein magnetisierbarer Kern 32 axial verschiebbar gelagert ist. Dieser Kern ist in einer Hülse 33 aus lichtmagnetischem Material untergebracht und mit seinem aus der Spule austretenden Ende 32* drehbar an den Verbindungszapfen 25 der beiden Kniehebelarme 23, 24 angeschlossen. Die Stromspule 31 und die Führungshülse 33 sind an einem Rahmen 34 gelagert. In diesen ist ein verstellbarer Anschlag 35 aus magnetisierbarem Metall eingeschraubt, der durch eine in einem Auge 37 des Rahmens sitzende Stellschraube 36 in seiner jeweiligen Lage gesichert wird. Wenn die Spule 31 erregt und der Stöpsel 35 magnetisiert wird, wird der Kern 32 entgegen der Wirkung der Feder 27 in die Spule 31 hineingezogen und die Klinke 16 entgegen dem Uhrzeigersinn so gedreht, daß ihre Nase 18 in die Bahn des Anschlages 19 tritt und den Umlauf des Zahnrades y hemmt, so daß der Getriebezwanglauf hergestellt und das Ventil durch den Motor nach Maßgabe der durch das zwischengeschaltete Planetengetriebe bedingten Geschwindigkeitsuntersetzung bewegt wird. Sowie die Erregung der Spule 31 aufhört, überwiegt wieder die aushebende Kraft der Feder 27, so daß die Klinke ausgehoben, der Zwanglauf unterbrochen und das Ventil selbst dann stdllgesetzt wird, wenn der Motor weiter- oder ausläuft.

Der Stromkreis der Stromspule 31 wird durch einen Zeitschalter geschaltet, der auf der einen Seite des Gehäuses 7 gelagert ist und von dem die treibende Welle 2 tragenden Ansatz der getriebenen Welle 1 durch Vermittlung eines epizyklischen Untersetzungs-Zwischengetriebes 38 angetrieben wird. Gemäß Abb. ι ist der Wellenansatz 10 seitlich des Schneckentriebes 5, 6 in einer am Gehäuse befestigten Platte 39 gelagert. Das Untersetzungsgetriebe besteht aus einem an der Platte 39 befestigten Zahnrad 40 und Zwischenzahnrädern 41, 42, die auf einem Zapfen 43 sitzen und von denen ersteres mit dem Zahnrad 40, letzteres mit dem Zahnrad 44 einer zur Welle i^c gleichachsigen Welle 45 kämmt. Der Tragzapfen 43 der Zwischenzahnräder 41, 42 ist exzentrisch zum

Wellenansatz io auf einem Arm 46 derselben gelagert. Die Welle 45 nimmt an ihrem einen Ende in einer zentralen Bohrung das äußere Ende des Wellenansatzes 10 auf (Abb. ι). Sie selbst ist in einer am Gehäuse 7 befestigten Platte 47 gelagert, durch eine Packung 48 gedichtet und außerhalb der Platte 47 mit Knaggen 49, 50 versehen, die Schaltglieder 51 bzw. 52 steuern. Die Knaggen 49 und 50 sind auf der Welle 45 so befestigt, daß ihre relative Winkelstellung geändert werden kann.

Die Schaltglieder 51 und 52 sitzen auf Zapfen 53 und 54 der Platte 47 (Abb. 4 und 5). Das Schaltglied 51 ist mit zwei Kontaktfingern 55, 56, das Schaltglied 52 mit zwei Kontaktfingern 57, 58 versehen. Von diesen schalten die Kontaktfinger 56 und 58 in noch zu erläuternder Weise den Strom-

ao kreis von die jeweilige Ventilstellung anzeigenden elektrischen Lampen, die Kontaktfinger 55 und 57 den Stromkreis der Spule 31 bzw. der elektromagnetischen Sperre der Motorschaltwalze. Die Kontaktfinger 55 und 56 arbeiten mit Festkontakten 59, 60, die Kontaktfinger 57 und 58 mit Festkontakten 62, 63 zusammen, die auf Zapfen 61 bzw. 64 der Platte 47 gelagert sind (Abb. 1, 4, 5). Mit ihren Schaltgliedern sind diese Kontaktfinger durch Vermittlung von Isolierplatten 65 verbunden, welche auf einem um Zapfen 53 und 54 drehbaren Tragteile 66 gelagert sind. Jeder Tragteil ist mit einem eine Rolle 67 tragenden Ansatz versehen. Die Rolle des Schaltgliedes 51 liegt in der Bahn der Knagge 49, die des Schaltgliedes 52 in der Bahn der Knagge 50. Jedes Schaltglied kann in seiner Stronaschlußstellung durch eine auf einem Zapfen 69 der Platte 47 gelagerte Klinke 68 gesperrt werden. Federn 70 suchen die Schaltglieder in die Stromunterbrechungsstellung und die zugehörige Klinke in die Sperrstellung zu bewegen. Diese Federn 70 sitzen zwischen Augen 71 der Tragteile 66 und Ansätzen 72 ihrer Klinken, die mit Klinkenschaltteilen 73 versehen sind. Die Schaltteile 73 sitzen drehbar auf den Zapfen 69 und sind mit einem nach unten ragenden Ansatz 74 und einem nach oben ragenden Ansatz 75 versehen, der sich gegen einen einstellbaren Anschlag 76 des Ansatzes 72 zu legen vermag. Der der Klinke des Schaltgliedes 51 zugeordnete Ansatz 74 ist in der Bahn der Knagge 49, der der Klinke des Schaltgliedes 52 zugeordnete Ansatz 74 in der Bahn der Knagge 50 angeordnet; die Schaltteile 73 werden durch Federn 77 mit ihrem Anschlag 76 in Anlage gehalten.

Der die Klinke 16 steuernde Kniehebelmechanismus ist in einem Gehäuseansatz 80 untergebracht, der von einem Deckel 81 abgeschlossen wird und mit einer Öffnung 82 für die Einführung der Leitungsdrähte versehen ist. In dem Gehäuseansatz 80 ist ferner eine Tafel 83 mit den Anschlußklemmen gelagert. Die Motorleitungen gehen durch eine öffnung 84, die Leitungen des Zeitschaltermechanismus durch Öffnungen 85 und 86 der Platte 47 hindurch (Abb. i). Der Zeitschalter sitzt in einem Gehäuse 87, das

durch Schrauben 88 an der Platte 47 be-. festigt ist.

' In dem Schaltdiagramm (Abb. 6) sind die beiden Hauptleitungen mit L¹, L- bezeichnet, j der Motor 4 durch seinen Ankert und seine Serienfeldwicklung F veranschaulicht. Eine Schaltwalze 90 steuert den Lauf des Motors und seine Umlaufrichtung sowie den Stromkreis der Spule 31. Die Schaltwalze kann aus ihrer Ausschaltstellung in zwei Anschalt-Stellungen bewegt werden, in deren einem sie den Rechtsumlauf, in deren anderem sie den Linksuinlauf des Motors 4 veranlaßt. Sie sucht sich unter der Einwirkung· einer in Abb. 6, oben, angedeuteten Rückholfeder in der Ausschaltstellung zu halten und kann in ihren beiden Anschaltstellungen durch ein elektromagnetisches Gesperre 91, 91" gesperrt werden. Wenn dessen Stromspule 91« stromlos wird, kehrt die Schaltwalze selbsttätig in ihre Ausschaltstellung zurück, so daß der Motor stillgelegt wird. Sofern ein derartiges elektromagnetisches Schaltwalzengesperre und selbsttätige Mittel zur Rückführung der Schaltwalze in ihre Ruhestellung nicht vorgesehen werden, muß die Schaltwalze von Hand bewegt werden. Eine unmittelbare Einwirkung des Zeitschalters auf den Motorstromkreis findet nicht statt. Es kann also auch im Verlauf einer Ventilbewegung diese jederzeit unterbrochen werden, indem man die_ Schaltwalzensperrung von Hand aufhebt.

Die Schaltwalze besitzt eine Reihe von Festkontakten 92 bis 99 und zugehörige bewegliche Kontakte 100 bis 106 von der in Abb. 6 angedeuteten Anordnung. Der Kontakt 97 ist durch eine Leitung 113 an den Kontakt 57, der Kontakt 96 durch eine Leitung an die von den Schaltern 56 und 58 gesteuerten Leitungen der Anzeigenlampen 116 und 117 angeschlossen. Von dieser Leitung geht ein Nebenstromkreis ab zum Kontakt 98. Dieser Nebenstromkreis umfaßt die Leitung in, einen Widerstand/·¹, die Spule91« und eine Leitung 112. Die Kontakte 104, 105 und 106 stehen durch eine Leitung dauernd in stromleitender Verbindung. Die Leitung 113 verläuft über den Kontakt 57 und eine Leitung 114 zur Spule 31 und von da zur Hauptleitung L¹, die über die Feldwicklung F und eine Leitung 109 an den Kontakt 94 an-

geschlossen ist. Der Festkontakt 99 ist über die Leitung 115, den Kontakt 55 und die Leitung· 114 gleichfalls an die Spule 31 angeschaltet. Die beiden Lampenstromkreise besitzen gemäß Abb. 6 eine gemeinsame Rückleitung zur Hauptleitung ZA; der Anker .4 ist durch Leitungen 107, 108 an die Festkontakte 93 bzw. 95 angeschlossen.

Nimmt man an, daß die Schaltwalze aus der in Abb. 6 dargestellten Lage heraus nach rechts bewegt wird, so wird der Motor 4 durch einen Stromkreis in Bewegung versetzt, der von Leitung ZA über die Kontakte 92, 100, 93, die Leitung 107, den Ankert, die Leitung 108, die Kontakte 95, 102, 94, die Leitung 109 und die Feldwicklung F zur Hauptleitung L? verläuft. Gleichzeitig wird ein Nebenstromkreis geschlossen von der Leitung D- über die Leitung 110, .Leitung 111, Widerstand/-¹, Spule 91«, Leitung 112, Kontakt 98, Kontakt 104, Kontakt 97, Leitung 113, Kontakt 57, Leitung 114, Spule 31 zur Hauptleitung ZA Geschlossen wird ferner ein Nebenstromkreis von der Leitung ZA, Leitung 110 über eine der Lampen 116, 117 und die zugehörigen Kontakte 56, 58 zur Hauptleitung L². Es wird also· gleichzeitig mit dem Anlassen des Motors eine Erregung der Spulen 31 und 91« bewirkt, so daß die Klinke 16 eingerückt wird und den Getriebezwanglauf herstellt und gleichzeitig die Schaltwalze in ihrer einen Anschaltstellung gesperrt wird. Gleichzeitig erglühen die Lampen 116, 117, sofern die beiden Kontakte 56 und 58 geschlossen sind. Ist der eine oder andere Kontakt geöffnet, so erhält nur die eine Lampe Strom, so daß man aus der Tätigkeit der beiden Lampen. 116, 117 jederzeit die jeweüige Stellung des Ventils erkennen kann. Sofern der Kontakt 57 durch den Zeitschalter geöffnet wird, wird der Stromkreis der Spule 31 bzw. der Schaltwalzensperrspule 9 i^a unterbrochen, so daß der Getriebezwanglauf durch die Feder 27 aufgehoben und die Schaltwalze durch Zurücktreten des Riegels 91 in ihre Ruhestellung zurückbewegt werden kann.

Bewegt man die Schaltwalze aus der in

Abb. 6 dargestellten Ruhestellung nach links, so läuft der Motor 4 in entgegengesetzter Richtung um. Sein Stromkreis verläuft dann von der Hauptleitung D über den Kontakt 92, Leitung 110, die Kontakte 96, 103 und 95, Leitung 108, Anker A, Leitung 107, Kontakte 93, 101, 94, Leitung 109 und Feldwicklung F zur Hauptleitung L². Gleichzeitig wird wieder der Nebenstromkreis über die Spulen 91° und 31 sowie über die Lampen 116 und 117 hergestellt, und zwar verläuft" der von der Hauptleitung Z.¹ über die Leitung 100, Leitung in, Widerstand r¹, Spule 91°, Leitung 112, Kontakte 98, 105, Kontakte 106, 99, Leitung 115, Kontakt 55, Leitung 114, Spule 31 zur Hauptleitung D. Der Lampenstromkreis wird genau, wie weiter oben beschrieben, von diesem Stromkreis abgezweigt. Auch hier wird der Motor durch Unterbrechung des Schaltwalzengesperre- und Klinkenspulennebenstromkreises dadurch unterbrochen, daß die Schaltwalze selbsttätig in ihre Ruhestellung zurückkehrt. Wenn beide Lampen 116 und 117 erregt sind, so zeigt dies den Schluß der beiden Kontakte 56 und 58 an, d.h. daß sich das Ventil in einer Zwischenstellung befindet. Erlischt die eine oder andere Lampe, so ist daraus ersichtlich, daß die zugehörige Ventilendstellung erreicht worden ist und der Zeitschalter in Tätigkeit trat, um die Lampe durch Öffnen des zugehörigen Kontaktes 56, 58 zum Erlöschen zu bringen.

Wenn der Motor durch Herstellung der obenerwähnten Stromkreise in Drehung versetzt worden ist, so bewegt er durch Vermittlung des Schneckentriebes 5, 6 die Spindel 1 und die Zeitschalterwelle 45 in rechts- oder ünkssinnige Bewegung. Nimmt man gemäß Abb. 4 an, daß die Schaltglieder 51 und 52 geschlossen sind, so erfaßt bei einer begrenzten Drehbewegung der Welle 45 im Uhrzeigersinne die Knagge 50 den Ansatz 74 des dem Schaltglied 52 zugeordneten Schaltteiles 73, wodurch die diesem Element zugeordnete Klinke geschaltet wird. Hierbei wird das Schaltglied 52 unter der Wirkung der Feder 72 geöffnet, und es verbleibt während der ' Rücklaufbewegung der Welle 45 in einer dem Uhrzeigersinn entgegengesetzten Richtung in dieser Stellung. Bei Beginn der Rücklaufbewegung der Welle 45 in einer dem Uhrzeigersinn entgegengesetzten Drehrichtung gibt die Knagge 50 die Klinke 68 des Schaltgliedes 52 frei, und. dieses Schaltglied wird durch Eingriff der Knagge und der Rolle 67 in die Schlußstellung bewegt. Nach einer begrenzten Drehung der Welle 45 in der dem Uhrzeiger entgegengesetzten. Drehrichtung erfaßt die Knagge 49 den Ansatz 74 des dem Schaltglied zugeordneten. Künkenschaltteiles 73, wodurch das Schaltglied geöffnet wird. Bei der anfänglichen Rücklaufbewegung der Knagge 49 im Uhrzeigersinne wird der Klinkenschaltteil freigegeben und die Rolle 67 des Schaltgliedes 51 erfaßt, wodurch dieses Schaltglied geschlossen wird.

Aus vorstehender Darlegung ist ersichtlich, daß die Grenzen, bei denen die Schaltglieder 51 und 52 in die Offenstellung bewegt werden, geändert werden können, indem man die Winkelstellung der Knaggen 49 und 50 auf der Welle 45 ändert, und daß relative Teileinstellungen dieser Grenzen durch Verstellung der Anschläge 76 erfolgen können, wo-

durch die Winkelstellung der Ansätze 74 mit [ Bezug auf die ihnen zugeordneten Klinken j geändert werden.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Elektromotorischer Antrieb für Ventile u. dgl., bestehend aus einem reversierbaren Motor und einem diesen mit dem Ventil kuppelnden mechanischen Zwischengetriebe, das in den Ventilendstellungen durch einen vom Motor angetriebenen Schalter außer Wirkung gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Wirksamkeit des Zwischengetriebes schaltende Kupplungseinrichtung (18) in der Anlaßstellung gewöhnlich außer Eingriff gehalten und beim Einschalten des Motors durch einen Elektromagneten eingerückt wird, welcher in den Ventilendstellungen durch die Getriebeschalter stromlos gemacht wird.

2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung des Motors und der Schaltklinkensteuerspule

(31) durch eine Schaltvorrichtung-(90) erfolgt, welche in je einer Schaltstellung den Umlauf des Motors (4) mit jeweils entgegengesetzter Drehrichtung veranlaßt und in beiden Schaltstellungen einen die Stromspule (31) erregenden Nebenstromkreis schließt.

3. Antrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die Stromkreise der Schaltklinkensteuerspule (31) eine elektromagnetische Arretierung (91, 91«) für die Schaltwalze (90; geschaltet ist, welche bei Herstellung der Motorstromkreise die Schaltwalze so lange in ihrer jeweiligen Schaltstellung arretiert, bis der Zeitschalter bei Erreichung der Ventilendlage den Sitromspuienkreis unterbrachen und die Wirkungslosigkeit des Zwischengetriebes herbeigeführt hat.

4. Antrieb nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltwalze (90) unter der Einwirkung einer Rückholvorrichtung steht, welche sie in einer mittleren Motorabschaltstellung zu halten sucht und in diese Stellung selbsttätig befördert, wenn der Zeitschalter durch Unterbrechung des Stromspulenkreises die elektromagnetische Arretierung (91, 91«) aufhebt.

5. Antrieb nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitschalter bei seinem Umlauf in der einen Richtung den einen von zwei die Stromspule (31) steuernden Schaltern (55, 57) öffnet, um die Stromspule (31) stromlos zu

• machen, und bei seinem Umlauf in entgegengesetzter Richtung zunächst diesen Schalter wieder schließt, bevor er den anderen der beiden Schalter öffnet.

6. Antrieb nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitschalter bei jeder seiner Bewegungen je einen = Schalter von zwei Schaltergruppen (55, 57 bzw. 56, 58) betätigt, von denen die eine Gruppe die Stromspule (31J, die andere Gruppe eine optische Anzeigevorrichtung (116, 117) steuert, welche die Endstellungen des Ventils optisch anzeigt.

7. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlageflächen des beweglichen Anschlages (18) und des Getriebeanschlages (ig) derart abgeschrägt sind, daß sie die Unterbrechung des Gerrieb ezwanglauf es beim Versagen der Rückholfeder durch Keil wirkung herbeiführen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen