DE60109614T2

DE60109614T2 - Antriebsvorrichtung mit positionsanzeige

Info

Publication number: DE60109614T2
Application number: DE60109614T
Authority: DE
Inventors: Johannes Floris GROENEVELD
Original assignee: Ei O Matic BV; EI-O-MATIC BV
Current assignee: Ei O Matic BV; EI-O-MATIC BV
Priority date: 2000-06-28
Filing date: 2001-06-11
Publication date: 2006-02-02
Anticipated expiration: 2021-06-12
Also published as: AU2001274665A1; EP1295058A1; DK1295058T3; WO2001098699A8; WO2001098699A1; EP1295058B1; US6925958B2; DE60109614D1; JP4871483B2; JP2004501331A; ATE291713T1; NL1015551C2; US20030172754A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung, welche eine Antriebswelle umfasst, die drehbar in einem Gehäuse gelagert ist, wobei die Antriebsvorrichtung einen Positionsanzeiger für die Antriebswelle enthält, wobei sich an der Antriebswelle eine Nocke befindet, dessen Nockenfläche komplementär zu einem Ende eines Fühlerstiftes geformt ist, der sich in rechtem Winkel zu der Antriebswelle erstreckt, wobei dieses Ende unter Federdruck gegen die Nockenfläche gedrückt wird, all dies in einer solchen Weise, dass eine Bewegung des Fühlerstiftes in seiner Längsrichtung, die durch die Nockenfläche bei Drehung der Antriebswelle bewirkt wird, die Drehwinkelstellung der Antriebswelle anzeigt.
Antriebsvorrichtungen sind allgemein bekannt. In verschiedenen Anwendungen solcher Antriebsvorrichtungen ist es für den Benutzer wichtig, in der Lage zu sein, sich selbst über die Rotationsposition der Antriebswelle informieren zu können, da diese Position Information über den Zustand der Vorrichtung, welche angetrieben wird, zur Verfügung stellt. Ein Beispiel solch einer Vorrichtung ist eine Antriebsvorrichtung, welche für das Betätigen eines Schließelements eines Ventils eingesetzt wird.
Es ist bekannt, einen Positionsanzeiger auf einem freien Ende der Antriebswelle anzubringen, von dessen Positionsanzeiger die Winkelposition der Antriebswelle direkt abgelesen werden kann. Die Information über die Winkelposition kann auch einen wichtigen Parameter innerhalb eines Steuersystems bilden. Ein freies Antriebswellenende steht jedoch nicht immer zur Verfügung. Dies ist zum Beispiel der Fall, wenn beide Enden der Antriebswelle mit der Vorrichtung, welche angetrieben wird, verbunden sind oder verbunden werden können.
Eine Antriebsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1 ist aus der Japanischen Patentanmeldung JP 11 082805 A bekannt. In diesem Dokument ist eine ein Ventil manuell bedienende Maschine offenbart, welche eine Antriebswelle mit einer Nockenfläche um einen Teil ihres Umfangs umfasst. Diese Nockenfläche wirkt mit einem Fühlerstift zusammen, welcher unter Federdruck gegen die Nockenfläche gedrückt wird. Die Längsposition des Fühlerstifts ist eine Anzeige über den Winkelversatz der Antriebswelle. Der Nachteil der oben beschriebenen Konfiguration besteht darin, dass jedes Spiel in der Lagerung der Antriebswelle die Position des Fühlerstifts beeinflusst, was seine Anzeige weniger verlässlich werden lässt.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Antriebsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff bereitzustellen, wobei die Anzeige des Fühlerstifts nicht durch ein mögliches Spiel in der Lagerung der Antriebswelle beeinflusst werden kann.
Um diese Aufgabe zu lösen, ist die Antriebsvorrichtung gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass der Fühlerstift beweglich in einem Lagerelement gelagert ist, welches in einer Richtung, die im rechten Winkel zur Mittelachse der Antriebswelle verläuft, beweglich ist und welches unter Federdruck gegen eine Fläche der Antriebswelle gedrückt wird, die sich konzentrisch um ihre Mittelachse herum erstreckt. Mit solch einer Ausführungsform beeinflusst kein Spiel in der Lagerung der Antriebswelle die Beziehung zwischen der Winkelposition der Antriebswelle und der Position des Fühlerstifts in Bezug auf das Lagerelement. Aus diesem Grund kann ein Fühler vorteilhafterweise auf dem Lagerelement angebracht sein.
Die Erfindung wird nun genauer mit Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen erklärt.
1 ist eine schematische Ansicht von auseinander gezogenen Teilen einer bekannten Antriebsvorrichtung und Teil eines Ventils, mittels welchem die Antriebsvorrichtung geöffnet und geschlossen werden kann.
2 zeigt schematisch die Antriebswelle, welche mit einem Erfassungssystem für den Winkelversatz der Antriebswelle ausgestattet ist.
3 ist eine Ansicht, welche der 2 entspricht, wobei die Antriebswelle um 90° gedreht wurde.
Mittels eines nicht beschränkenden Beispiels wird nun eine Beschreibung einer Antriebsvorrichtung, welche geeignet für die Umsetzung der Erfindung ist; mit Bezugnahme auf 1 vorgenommen.
1 zeigt schematisch eine Antriebsvorrichtung 1, welche an sich bekannt ist, wobei die Antriebsvorrichtung eine Verbindungsfläche 2 auf ihrer Unterseite umfasst, welche eine Öffnung definiert, durch welche das untere Ende einer Antriebswelle 3 zugänglich ist, wie mittels eines Pfeils A gekennzeichnet.
Unter Verwendung eines Verbindungsstücks 4 kann das Antriebselement auf einem Flansch 5 eines Ventils 6 angebracht werden. Ein Verschlusselement, welches in dem Ventil gelagert ist und welches herkömmlicherweise aus einer Scheibe, einer Kugel oder einem Stopfen bestehen kann, ist an einer Welle 7 angebracht, die über den Flansch vorragt, wobei die Welle einen Endteil 8 von quadratischem Querschnitt umfasst. Der quadratische Endteil 8 kann in einem quadratischen Loch 10 aufgenommen sein, welches im Verbindungsstück 9 ausgebildet ist. Das Verbindungsstück 9 bildet einen Teil der Antriebswelle 3 zur Verbindung mit dem Endteil 8. Wie in der Figur gezeigt, ragt ein Ende der Antriebswelle 3 allgemein über das Gehäuse in der bekannten Ausführungsform hinaus, auf der Seite des Gehäuses, welche fern von der Verbindungsfläche liegt, zum Zwecke des Verbindens von Positionsanzeigern oder Ähnlichem daran.
Die Bestimmung der Position der Antriebswelle findet mittels des Mechanismus statt, welcher in 2 und 3 gezeigt ist.
Wie in den Figuren gezeigt, ist ein scheibenförmiges Element 25 an der Antriebswelle 3 angebracht, wobei das scheibenförmige Element einen zylindrischen Teil 26, dessen äußerer Umfang sich konzentrisch um die Mittelachse 3' der Welle 3 erstreckt, als auch einen Nockenteil 27 umfasst, welcher einstückig mit diesem ausgebildet ist und welcher eine gekrümmte Nockenfläche 28 miteinschließt, die sich über einen Teil davon erstreckt. Die Kurvenfläche 28 ist komplementär zum Ende des Fühlerstifts 29 geformt, der sich im rechten Winkel zur Mittelachse der Antriebswelle erstreckt. Der Fühlerstift 29 ist beweglich in seiner Längsrichtung in einer Führungshülse 32 aufgenommen, welche aus zwei Teilen 30 und 31 besteht, wobei die Führungshülse in einer gestuften Bohrung 33 aufgenommen ist, welche im Gehäuse der Antriebsvorrichtung ausgebildet ist.
Im Inneren des Führungsstifts befindet sich eine Druckfeder 34, welche den Fühlerstift 29 umgibt, wobei die Feder zwischen einer Schulter 35, welche im Inneren der Führungshülse ausgebildet ist, und einem Ring 36, welcher am Fühlerstift angebracht ist, eingespannt ist, all dies in einer Weise, dass die Feder 34 dazu neigt, das Ende des Fühlerstifts 29 in Anpresskontakt mit der Nockenfläche 28 zu halten.
Die Führungshülse 32 ist beweglich in einer Richtung parallel zur Längsrichtung des Stifts 29 in der Bohrung 33, die im Gehäuse 1 ausgebildet ist, eingesetzt. Die Führungshülse ist dadurch durch eine Druckfeder 37, welche zwischen einer Schulter 38, welche auf der Führungshülse ausgebildet ist, und einer Abdeckung (nicht gezeigt) eingespannt, welche die Bohrung 33 im Gehäuse abschließt, all dies in einer Weise, dass die Feder versucht, das Ende des Führungshülse 32 in Anpresskontakt mit dem äußeren Umfang des kreisförmigen Teils 26 des scheibenförmigen Elements 25 auf die Art zu halten, die in 2 und 3 gezeigt wird.
Es versteht sich von selbst, dass der Fühlerstift 29 nach außen bei Drehung der Antriebswelle 3 um einen Winkel von 90° von der Position, welche in 2 gezeigt ist, auf die Position geschoben wird, die in 3 gezeigt ist, wobei die Drehung allgemein mit der Drehung des Verschlusselements eines Ventils, welches mit der Antriebswelle verbunden ist, zwischen einer Offen-Position und einer Geschlossen-Position oder umgekehrt übereinstimmt, wobei die Strecke, über die der Stift 29 nach außen geschoben wird, abhängig vom Winkel ist, um welchen die Antriebswelle sich gedreht hat. Die Bewegung des Fühlerstifts 29 kann zum Beispiel mittels eines Sensors 40, welcher auf einem Ende der Führungshülse 32 angebracht ist, erfasst und mittels des Sensors geeignet angezeigt werden.
Wie in 2 und 3 gezeigt, kann jedes Spiel in der Lagerung der Antriebswelle 3 zu einer Verschiebung in der Position der Mittelachse 3' der Antriebswelle 3 bei Drehung der Antriebswelle führen. Als eine Folge verschieben sich der äußere Umfang des scheibenförmigen Elements 26 und daher die Führungshülse 32 in eine Richtung parallel zur Bewegungsrichtung des Fühlerstifts 29. Daher beeinflusst eine mögliche Verschiebung der Mittelachse 3' der Antriebswelle 3 nicht die relative Bewegung zwischen dem Fühlerstift 29 und der Führungshülse 32, welche den Fühlerstift trägt und auf welcher der Sensor 40 angebracht ist, so dass solch eine Bewegung der Welle 3 das Ergebnis der Messung des Winkelversatzes nicht beeinflusst.

Claims

Antriebsvorrichtung, die eine Antriebswelle (3) umfasst, die drehbar in einem Gehäuse gelagert ist, wobei die Antriebsvorrichtung einen Positionsanzeiger für die Antriebswelle enthält, wobei sich an der Antriebswelle ein Nocken (27) befindet, dessen Nockenfläche komplementär zu einem Ende eines Fühlerstiftes (29) geformt ist, der sich im rechten Winkel zu der Antriebswelle erstreckt, wobei dieses Ende unter Federdruck gegen die Nockenfläche gedrückt wird, all dies in einer solchen Weise, dass eine Bewegung des Fühlerstiftes (29) in seiner Längsrichtung, die durch die Nockenfläche bei Drehung der Antriebswelle (3) bewirkt wird, die Drehwinkelstellung der Antriebswelle anzeigt, dadurch gekennzeichnet, dass der Fühlerstift (29) beweglich in einem Lagerelement (32) gelagert ist, das in einer Richtung, die im rechten Winkel zur Mittelachse der Antriebswelle verläuft, beweglich ist und das unter Federdruck gegen eine Fläche (26) der Antriebswelle gedrückt wird, die sich konzentrisch um ihre Mittelachse herum erstreckt.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerelement (32) aus einer Führungsbuchse besteht, in welcher der Fühlerstift (29) beweglich aufgenommen ist.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung des Fühlerstiftes (29) durch einen Sensor (40) erkannt wird.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (40) an dem Lagerelement (32) angebracht ist.