DE577982C

DE577982C - Kupplungseinrichtung zur voruebergehenden Kupplung der angetriebenen Spindelmutter mit der Spindel bei Absperrorganen mit an heb- und senkbarer Spindel angebrachtem Absperrkoerper, dessen Platten bzw. Platte durch die voruebergehende Kupplung der angetriebenen Spindelmutter mit der Spindel gegen die Dichtflaechen gedrueckt und von diesenabgezogen werden

Info

Publication number: DE577982C
Application number: DEP65248D
Authority: DE
Original assignee: POLTE FA
Current assignee: POLTE FA
Priority date: 1932-04-30
Filing date: 1932-04-30
Publication date: 1933-06-08
Also published as: DE610537C

Description

BibJiotheek Bur. Ind. Eigendom

19"JUL 1933

AUSGEGEBEN AlB
8. JUNI 1933

Es gibt verschiedene Ausführungen von Absperrorganen, insbesondere Absperrschiebern, bei denen ein Absperrkörper an einer heb- und senkbaren Spindel angebracht ist, dessen Ab-Sperrplatten bzw. -platte durch die vorübergehende Kupplung der angetriebenen Spindelmutter mit der Spindel gegen die Dichtflächen gedrückt und von diesen abgezogen werden. Unter diese Gattung von Absperrorganen fallen

z. B. diejenigen, bei denen das Andrücken und Abziehen der Platten gegen die Dichtflächen vermittels Exzenter, Kurvenscheiben oder Nocken erfolgt. Bisher war es zumeist üblich, die vorübergehende Kupplung der angetriebenen Spindelmutter mit der Spindel durch das Einschieben eines beide Teile starr verbindenden Riegels zu ermöglichen. Diese Ausführungsart besitzt jedoch, verschiedene Nachteile. Zunächst ist erforderlich, daß der Riegel nur in einer ganz bestimmten Stellung eingeschoben werden darf, um ein vorzeitiges Anpressen der Absperrplatten bzw. ein zu spätes Lösen der Kupplung zu vermeiden. Es sind daher teure Paßarbeiten erforderlich. Ferner kann der Riegel nicht momentan mit ganzer Fläche eingeschoben bzw. gelöst werden, so daß ein starker Kantenverschleiß am Riegel selbst sowie an der Riegelnut o. dgl. in der Spindelmutter bzw. Spindel entsteht und damit schon nach kurzer Betriebsdauer sich kostspielige Reparaturen ergeben.

Eine andere Ausführungsform der Kupplung bei dieser Gattung von Absperrorganen besteht darin, daß parallel zur Hauptspindel eine mit dem Antrieb der Spindel durch Zahnräder verbundene Bülfswelle angeordnet ist, mit der sich ein an der Spindel angebrachtes Glied im geeigneten Moment· bei voller Flächenauflage kuppelt. Diese Ausführung vermeidet zwar die Nachteile der Riegelanordnung, bedingt jedoch dafür eine besondere Hilfswelle mit einer größeren Anzahl übertragender Glieder.

Erfindungsgemäß werden diese Nachteile dadurch vermieden, daß während des Plattenanpressens bzw. Plattenabziehens oder auch während beider Vorgänge die Gewindereibung zwischen Spindel und Spindelmutter durch zusätzliche Belastung der Spindel erhöht wird. Die Erhöhung der Gewindereibung durch zusätzliche Belastung ist an sich bekannt; es wurde vorgeschlagen, durch Anordnung einer Schneckenfeder zwischen Spindelmutter, und einer zweiten auf der Spindel sitzenden Mutter eine zusätzliche Reibung "zwischen Spindel und Spindelmutter hervorzurufen und mittels dieser

Kupplungseinrichtung das Anlüften eines Hahnkükens bei ^-Umdrehung der Spindel sowie für das Drehen des Kükens bei einer weiteren ^-Umdrehung der Spindel herbeizuführen. Eine derartige Einrichtung eignet sich jedoch nicht für Absperrschieber, da das Kuppeln von Spindel und Spindelmutter erst nach längerer Hub- oder Senkbewegung der Spindel eintreten darf (Hubbewegung = Längsbewegung der to Spindel in die Öffnungsstellung, Senkbewegung = Längsbewegung der Spindel in die Schließstellung). Es sind vielmehr völlig andere Mittel notwendig, um vor Beginn oder nach Beendigung des Hubes in der Öffhungs- oder Schließstellung eine durch Anpressen genügend große Reibungskraft hervorzurufen. Eine sehr starke Gewindepressung erhält man z. B. durch den Einbau eines geeigneten Mittels, durch das man eine axiale Bewegung der Spindel verhindert. Die Reaktionsbelastung auf die Gehäuseteile, die durch Erhöhung des Spindeldrucks oder -zuges auftritt, wird je nach Erfordernis durch ein Lager mit rollender oder gleitender Reibung übertragen.

Zur Verhinderung der Längsbewegung der Spindel kann in verschiedener Weise vorgegangen werden. Es können z. B. ein oder mehrere an. der Spindel angelenkte Fallen, die sich an dem Bund einer durch Kugellager am Gehäuse abgestützten Buchse verhaken und dadurch die zusätzliche Reibungskraft zum Abziehen der Platten hervorrufen, angeordnet werden. Das Lösen der Fallen von dem Bund bei Beendigung des Abziehvorganges der Platten erfolgt z. B. durch am Gehäuse starr angebrachte Leitkurven, an denen die durch das Verhaken an der Drehung der Spindel teilnehmenden Fallen entlang gleiten.

Da die Größe der Reibungskraft und damit des axialen Zuges oder Schubes abhängig ist von der Größe des Öffnungs- bzw. Schließmomentes der Platten, und da das Schließmoment unmittelbar vor dem Schließvorgang und das Öffnungsmoment nach dem Abziehen der Platten fast Null ist infolge des Druckausgleiches auf beiden Seiten der abzusperrenden Platten, ist auch der auf der Falle lastende Druck beim Einhaken bzw. Lösen der Falle fast gleich Null, Es kann somit ein Verschleiß der Fallen sowie des Bundes nicht eintreten.

Vorteilhaft ist es, dafür Sorge zu tragen, daß die Sicherung gegen Drehung der Spindel während der Senk- und Hubbewegung in der Übergangsstelle zur Drehbewegung derart nachgiebig ist, daß sie bei den Drehbewegungen der Spindel während des Andrückens bzw. Abziehens der Platten zurückweicht, aber dem durch die Reibung an der Spindel ausgeübten Drehmoment beim Senken bzw. Heben der Spindel standhält.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung, die infolge ihrer Einfachheit besonders vorteilhaft ist, besteht darin, daß unverrückbar an der Spindel ein oder mehrere Rollen vorgesehen sind, die während der Senk- bzw. Hubbewegung der Spindel in einer senkrechten Führungsbahn laufen und zur Erzeugung der das Kuppeln von Spindel und Spindelmutter' herbeiführenden zusätzlichen Reibungskraft gegen waagerechte Führungsflächen sich anpressen. Es ist auch möglich, nur eine waagerechte Führungsfläche beim Plattenabziehen zu benutzen, während beim Plattenandrücken eine in bekannter Weise am freien Ende der Spindel befindliche Anschlagscheibe einen harten Anschlag zum Kuppeln von Spindel und Spindelmutter herbeiführt. Zweckmäßig ist es, zur Verringerung der für die Übertragung des Anpreß- bzw. Abziehmomentes erforderlichen zusätzlichen Reibungskraft die Anschlagscheibe konisch auszubilden und während des Anpreß- bzw. Abziehvorganges der Platten in ein entsprechend geformtes Widerlager in einen Teil des Triebwerkes, z. B. in die Nabe der Spiridehnutterantriebsscheibe eingreifen zu lassen. -...""

Die beiliegenden Zeichnungen veranschaulichen das Wesen der Erfindung beispielsweise in Anwendung auf mit Kupplung eingerichteten Schiebern.

Es zeigt

Abb. ι einen Längsschnitt durch eine Kupplungseinrichtung, in der die zusätzliche Reibungskraft durch Verhaken einer Falle erzeugt wird. Die rechte Seite der Abb. 1 ist um 45 ° aus der Projektionsebene heraus gedreht, so daß ein Schnitt nach A-B-C der Abb. 2 entsteht. Abb. 2 zeigt einen Schnitt nach D-E der Abb. i, jedoch ohne die Verdrehung von 45 ° der rechten Seite,

Abb. 3 einen Schnitt nach. F-G der Abb. 1 ohne die Verdrehung von 45°,

Abb. 4 einen Längsschnitt durch eine Kupplungseinrichtung, in der durch an der Spindel starr angebrachte Rollen die zusätzliche Reibungskraft erzeugt wird, . . Abb. 5 einen Schnitt nach H-J der Abb. 4. In den Abbildungen bedeutet I die durch die axial festliegende Spindelmutter 2 heb- und senkbare Spindel. Zum Antrieb der Spindelmutter 2 dient die Antriebsscheibe 3. An der 11c Spindel 1 ist starr ein Glied 4 angebracht, an welchem nach Abb. 2 zwei zweckmäßig einander sich gegenüberliegende Fallen 5 angelenkt sind. Die Fallen stehen unter der Wirkung je einer Feder 6, die das Bestreben hat, iij die Nase 7 der Fallen 5 in radialer Richtung zur Spindel zu drücken. An dem Gliede 4 ist ferner eine Führungsfläche 8 vorgesehen,. die während der Hub- und Senkbewegung der Spindel ein Verdrehen der letzteren durch Umfassen eines 12c am Gehäuse 9 angebrachten Führungsstückes verhindert. An der Übergangsstelle von der

Senkrecht- zur Drehbewegung ist eine nachgiebige Sicherung ii vorgesehen, die jedoch dem durch die Reibung an der Spindel ausgeübten Drehmoment ■ beim Heben und Senken der Spindel standhält. Durch den Einbau der nachgiebigen Sicherung ii ;wird erreicht, daß die Spindel bis zum letzten Moment der Heb- und Senkbewegung. die sichere Führung bei voller Auflage der Führungsfläche 8 beibehält.

ίο In dem Gehäuseteil g^a ist ferner eine sich an dem Gehäuse durch ein Kugellager 12 abstützende Buchse 13 vorgesehen, die an ihrer der Falle 5 zugekehrten Seite einen bundförmigen Ansatz 14 aufweist. Unterhalb des bundförmigen Ansatzes 14 ist auf dem Gehäuseteil 9° noch eine Kurvenscheibe 15 mit zwei Kurven 15° und 15* angeordnet, gegen die sich in der Schließstellung des Schiebers die Fallen 5 mit ihren Auflageflächen 5°-anlegen.

Zur Aufnahme der Reaktionsbelastung des auf die Spindel ausgeübten Zuges dient ein Kugellager 16, das die Spindelmutter 2 gegen das Gehäuse 9 abstützt.

An dem freien Ende der Spindel 1 ist in bekannter Weise eine Anschlagscheibe 17 aufgesetzt und durch die Mutter 18 gesichert. -

Die Wirkungsweise der Kupplungseinrichtung ist folgende:
Beim Abwärtsbewegen der Spindel wird diese durch die Führungsfläche 8 am Gliede 4 auf dem Führungssteg 10 des Gehäuses 9 ' gegen Drehung gesichert und bewegt sich soweit abwärts, wie es die Abb. 1 zeigt. In dieser Stellung wird ein weiteres Senken der Spindel durch das Aufsetzen der Anschlagscheibe 17 auf die Spindelmutter 2 bzw: die Antriebsscheibe 3' verhindert. -Durch die Weiterbewegung der Antriebsscheibe 3 muß sich somit die Spindell mit der Spindelmutter 2 drehen. Die Sicherung 11 weicht bei dieser Drehung zurück. Durch die Drehung der Spindel werden dann in bekannter Weise die Absperrplatten bzw. die Absperrplatte vermittels Exzenter, Kurvenscheiben oder Nokken gegen ihre Dichtungsringe im Gehäuse des Schiebers angepreßt.

Bei der Abwärtsbewegung der Spindel· hat sich jedoch die Falle 5, von oben kommend, über den angeschrägten Bund 14 geschoben,- so daß sie bei Beginn der Drehbewegung mit ihrer Nase 7 unterhalb des Bundes 14 liegt. - Wird nun zum Öffnen des Schiebers die Antriebsscheibe 3 in umgekehrter Richtung gedreht, so legen sich die Nasen 7 der Fallen 5 gegen den Bund 14 und verhindern somit eine Längsbewegung der Spindel. Die verhinderte Längsbewegung der Spindel wirkt sich in dem Entstehen eines Axialzuges in der Spindel aus, der so groß wird, daß die durch den Zug hervorgerufene Reibungskraft an der Spindel ein Drehmoment entstehen läßt, das gleich dem. Abziehmoment der Schieberplatten von ihren Sitzen wird. Der Schieber öffnet sich demzufolge. Sowie die Öffnung auch nur in geringem Maße stattgefunden hat, tritt auf beiden Seiten der Absperrplatten ein Druckausgleich ein, so daß das Abziehmoment der Platten sich ver- " ringert und demzufolge auch der axial wirkende Zug in der Spindel. Ist der Schieber so weit geöffnet, daß nunmehr die Senkrechtbewegung der Platten erfolgen kann, so ist das Abziehmoment, wie bereits oben ausgeführt, fast Null und damit auch der auf die Nasen 7 der Fallen 5 wirkende Druck, so daß die Fallen 5 sich leichtdurch die Kurven 15 von dem Bünde 14 lösen lassen. 75·

Das geringe Spiel, das in der Schließstellung der Platten zwischen der Nase 7, der Falle 5 und dem Bunde 14 vorhanden ist, führt beim Öffnen des Schiebers zunächst zu einer Senkrechtbewegungder Spindel.- Diese geringe Senkrechtbewegung ist jedoch unbedeutend und wird durch Spiel, das die Platten an den Exzentern, Kurven, Nocken o. dgl. aufweisen, ausgeglichen.

Naturgemäß kann die Einrichtung bei Beibehaltung des Grundgedankens auch in anderer Weise durchgeführt sein.

Eine Ausführungsform, die sich durch besondere Einfachheit auszeichnet und jedwede beweglichen Teile, die in irgendeiner Weise "90 gesteuert werden müssen, vermeidet, ist in ' Abb. 4 dargestellt.
Die Bezugszeichen entsprechen, soweit es sich um dem gleichen Zweck dienende Teile handelt, denen in den Abb. 1 bis 3. Die Spindel ist mit i, die Spindehnutter mit 2, die Antriebsscheibe mit 3, das an der Spindel starr angebrachte Glied mit 4°, das Gehäuse mit 9 bzw. g^a, das Kugellager zur Aufnahme der Reaktionsbelastung mit 16 und die Mutter zur Sicherung der Anschlagscheibe 17 mit 18 bezeichnet.
Bei dieser Ausführungsart sind an dem an

■ der Spindel starr angebrachten Gliede 4" Rollen 19 vorgesehen, die während der Längsbewegung der Spindel in Führungsflächen 20 laufen (Abb. 5) und sich zur Erzeugung der das Kuppeln von Spindel und Spindehnutter herbeiführenden zusätzlichen Reibungskraft gegen waagerechte Führungsflächen 21 anpressen. Die Ausführung kann nun derart getroffen werden, > daß beim Schließen des Schiebers die am freien Ende der Spindel angebrachte Anschlagplatte sich wiederum auf die Spindelmutter 2 bzw. ; die Nabe der Antriebsscheibe 3 fest aufsetzt und "dadurch die Mitnahme der Spindel durch die Spindelmutter erzwingt, oder aber, wie mit den gestrichelten Linien angedeutet, die Rollen 19 "setzen sich auf die Führungsflächen 21" hart auf und hindern somit die Längsbewegung der Spindel. Durch die auf die eine oder andere Weise an der Längsbewegung gehinderte Spindel entsteht wiederum ein axialer Schub bzw.

Druck, der die Mitnahme der Spindel durch die Spindelmutter herbeiführt. Zur Übertragung der Reaktionsbelastung auf den Gehäuseteil 9 bei axialer Druckbelastung der Spindel dient ein Kugellager 22.

Beim Öffnen, des Schiebers legen sich die Rollen 19 gegen die oberen Führungsflächen 21⁰ fest an und erzwingen wiederum eine durch die zusätzliche Reibungskraft herbeigeführte Mitnähme der Spindel 1 durch die Spindelmutter 2. Zur Verringerung der für die Übertragung des Anpreß- bzw. Abziehmomentes erforderlichen axialen Druck- oder Schubkraft in der Gewindespindel ist es vorteilhaft, die am freien Ende der Spindel befindliche Anschlagscheibe 17° konisch auszubilden und während des Anpreß- bzw. Abziehvorganges der Platten in ein entsprechend geformtes Widerlager in einen Teil des Triebwerkes — z. B., wie in Abb. 4 dargestellt,

ao um die Nabe der Antriebsscheibe 3 herum — greifen zu lassen. Diese konisch ausgebildete Anschlagscheibe kann selbstverständlich auch Verwendung finden bei einer Ausführungsform gemäß den Abb. 1 bis 3.

Naturgemäß kann auch bei der Ausführungsform nach Abb. 4 und 5 unter Beibehaltung des Grundgedankens die bauliche Durchbildung der Kupplungseinrichtung in noch anderer Weise vorgenommen werden. Wesentlich bei allen Ausführungsformen ist stets, daß durch zusätzliches Belasten der Spindel während des Anpreß- oder Abziehvorganges der Platten ein axial wirkender Zug oder Druck in der Spindel zur Erzeugung einer das Kuppeln von Spindel und Spindehnutter herbeiführenden zusätzlichen Reibungskraft im Gewinde hervorgerufen wird.

Claims

Patentansprüche:

i. Kupplungseinrichtung zur vorübergehenden Kupplung der angetriebenen Spindehnutter mit der Spindel bei Absperrorganen mit an heb- und senkbarer Spindel angebrachtem Absperrkörper, dessen Platten bzw. Platte durch die vorübergehende Kupplung der angetriebenen Spindehnutter mit der Spindel gegen die Dichtflächen gedrückt und von diesen abgezogen werden, dadurch gekennzeichnet, daß während des Plattenanpressens bzw. Plattenabziehens oder auch während beider Vorgänge die Gewindereibung zwischen Spindel und Spindehnutter durch zusätzliche Belastung der Spindel erhöht wird.
2. Kupplungseinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß an der Spindel (1) ein oder mehrere Fallen (5) angelenkt sind, die sich während des Abziehvorganges der Platten an einem Bund (14) einer durch Kugellager (12) am Gehäuse (9⁰) abgestützten Buchse (13) verhaken und dadurch die zusätzliche Reibungsart hervorrufen.
3. Kupplungseinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (9⁰) mit Leitkurven (15°, 15*) ausgestattet ist, die die durch das Verhaken an der Drehung der Spindel (1) teilnehmenden Fallen (5) bei Beendigung des Abziehvorganges der Platten von dem Bund (14) der Buchse (13) lösen. '
4. Kupplungseinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherung (11) der Spindel (1) gegen Drehung an der Übergangsstelle von der Senk- und Hubbewegung in' die Drehbewegung derart federnd ausgebildet ist, daß sie bei der Drehbewegung der Spindel (1) während des Andrückens bzw. Abziehens der Platten zurückweicht, aber dem durch die Reibung an der Spindel (1) ausgeübten Drehmomente beim Heben bzw. Senken der Spindel standhält.
ζ. Kupplungseinrichtung nach Anspruch ι, dadurch gekennzeichnet, daß unverrückbar an der Spindel (1) eine oder mehrere Rollen (19) vorgesehen sind, die während der Hubbzw. Senkbewegung der Spindel (1) zwischen senkrechten Führungsflächen (20) laufen und zur Erzeugung der das Kuppeln von Spindel (1) und Spindelmutter (2) herbeiführenden zusätzlichen Reibungskraft gegen waagerechte Führungsflächen (21) sich anpressen.
6. Kupplungseinrichtung nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß nur eine waagerechte Führungsfläche (21⁰), und zwar zum Zwecke des Plattenabziehens vorhanden ist, während zum Zwecke des Plattenandrückens das freie Ende der Spindel (1) in an sich bekannter Weise eine Anschlagscheibe (17) aufweist.
7. Kupplungseinrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagscheibe (17°) konisch ausgebildet ist und während des Anpreß- bzw. Abziehvorganges der Platten in oder um ein entspre- _log chend geformtes Widerlager in einen Teil des Triebwerkes — z. B. in die Nabe der Antriebsscheibe (3) — greift.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen