-
Elektrischer Antrieb für Absperrorgane Die Erfindung betrifft einen
elektrischen Antrieb für Absperrorgane mit vom Drehmoment abhängiger Schaltung und
nachgiebiger Abstützung der Spindel. Diese Art des elektrischen Antriebes wird für
Absperrorgane deshalb bevorzugt, weil sie in ihrer. Wirkungsweise dem Handantrieb
am nächsten kommt und ein richtiges Dichtpressen der Absperrkörper ermöglicht. Die
'Schaltung in Abhängigkeit vom Drehmoment bringt es aber mit sich, daß das zum Wiedenöffnen
zur Verfügung stehende Drehmoment oftmals ,nicht die Größe des Schließmoments erreichen
kann, weil beim Schließen die kinetische Energie der bewegten Massen zur Wirkung
kommt, während beim Öffnen zwischen den festgeklemmten Teilen ruhende Reibung herrscht:
Es muß daher oftmals ein Elektromotor von feiner Stärke und :damit Größe verwendet
werden, die erheblich über den durchschnittlichen Bedarf hinausgeht. Das macht sich
um so unangenehmer bemerkbar, je kleiner die Absperrorgane sind, insbesondere also
bei Ventilen. Diese Schwierigkeiten werden gemäß der Erfindung dadurch' behoben;
daß zwischen Spindellager und nachgiebiger Abstützung lein Kieilgetriebie eingeschaltet
ist, in dem die Spindelmutter schwenkbar gelagert ist und der Grad der Verschwenkbarkeit
durch die nachgiebigen, Glieder bestimmt wind. Die Wirkung der Schraubten beruht
bekanntlich, wie die der Keile, auf den Gesetzen der schiefen Ebiene; Schrauben
und Keile sind verwandt und lassen sich auseinander herleiten. .
-
Gegenüber einer bekannten Ausführung eines vom Dnehmom@ent abhängigen
elektrischen Antriebes, die darin besteht, daß die Spindel durch eine Feder in axialer
Richtung # abgestützt wird, hat die Erfindung durch die Zwischenschaltung eines
Keilgetriebes denn Vorzug, daß auf die nachgiebigen Glieder, z. B. die Federn, nur
eine Teilkraft des Rückstoßes zur Wirkung kommt. Unter Berücksichtigung, daß insbesondere
bei großen Massen und bei den heute üblichen schnellen öffnun.gs- und Schließzeiten
die aufzufangendekinetische
Energie ganz erheblich sein kann, bedeutet
dies einen großen Vorzug, weil bei der bekannten Ausführung eine sehr große Feder
verwendet werden muß. ..
-
Eine besonders einfache Lösung dieses Gedankens der Zwischenschaltung
,eines Keilgetriebes wird gemäß der Erfindung dadurch verwirklicht, da.ß edie Spinde
;mutier schwenkbar gelagert ist. Es wird also das in der Spindeelmutter sowieso
befiädliche Gewinde, das einen Keiltrieh darstellt, für die soeben bezeichnete Aufgabe
verwendet. Die Anbringung eines besonderen Gewindes; die zur Verwirklichung dieses
Gedankens auch möglich wäre, erübrigt sich damit. Dieses . Gewinde ist im allgemeinen
mit einer solchen flachen Steigung ausgebildet, daß Selbstsperrung ein.-tritt. Auf
diese Weise wird ;gleichzeitig eine besonders große Kraft von den Federn. abgenommen.
Dazu kommt, daß man an' der Spindelmutter lohne viel Platzbedarf einen Hebelarm
mit .großer Übersetzung anbringen kann, durch den .die Federbeanspruchung weiter
erheblich verringert wird.
-
Durch die schwenkbare Anordnung der Spindelinutter wird aber außerdem
noch ein großer Fortschritt besonderer Eigenart erreicht. Um dies zu teerdeutlichen,
seien zunächst die Verhältnisse an der @obenerwäh:nten bekannten nachgiebigen Lagerung,-
der Spindel erörtert. Hier wird beim Abschalten die Feder zusamm@engepreßt. Die
.dieser Zusammenpressung entsprechende Spannkraft der Feder bestimmt die Größe der
Reibung zwischen den Anlageflächen der Teile, die sich beim Öffnen geegeneinanderbewegen,
also im allgemeinen gegeneinander verdrehen müssen. Das sind z. B: die Gewindegänge.
An diesen Kraftverhältnissen ändert sich nichts, wenn die Spindel zum Öffnen gedreht
wird. Es muß edaher von dem Elektromotor die ruhende Reibung überwunden werden,
die durch diese Spannkraft der Feder bestimmt wird.
-
Bei .der Erfindung wird beim Abschalten in Abhängigkeit vom Drehmoment
ebenfalls die Feder zusammengespannt, allerdings nicht mit aderselben Größe; weil
eine Kraftkomponente von dem Keilgetriebe aufgenommen ist. Zwischen dem Spindellageer
und dem anderen Ende edier festgeklemmten Absperrvorrichtung ist aber dieselbe Schließkraft
vorhanden, die der Federspannung der erstgenannten bekannten Vorrichtung entspricht.
Vor dem Ab-
schalten in der Schließstellung ist bei der Erfindung aber die
Spindelmutter durch die Reibung zwischen den Gewindegängen, in Drehrichtung der
Spindel etwas mitgenommen worden; durch diese Schwenkbewegung ist die Ausschaltung
des Elektromotors ausgeführt worden. Um dieses Stück kann nun beim Öffnen auch die
Spindelmutter wieder zurückgedreht werden, und zwar ohne daß dabei irgendwelche
Teile, abgesehen von dem-Rollenlager, das zur Abstützung der Spindelmutier dient,
schon eine geegenneinandzrgerichtrte Reibbewegung, die durch die vorher genannte
Spannkraft bestimmt ist, auszuführen brauchen. Die Spindel kann also in dieser Richtung
mit großer Dichtigkeit gedreht wer-,den. Auf diese Weise kann daher der Elektromotor
leer anlaufen; eer macht hier praktisch ",eine Art Freilauf. Man kann also einen
kleinen Motor hoher Tourenzahl verwendeA, der bei dieser Schwenkbewegung der Spindeelmutter
a'Lf Tonnen kommen kann, so däß die kinetische Energie seiner Schwungmassen zum
Aeufbringrn -des zum Öffnen nötigenDrehmoments herangezogen werden kann. Die Feder,
die vorher zusammeengepreßt ist, kann hierbei noch unterstützend wirken.
-
Dabei: wird die Sicherheit der Absperrung durch diese schwenkbarie
Lagerung der Spindielmutter in keiner Weisse beeinträchtigt, weil wähnend der Schwenkbewegung
noch nicht .die geringste Lösung der Absperrkörper möglich ist und das Gewinde zwischen
Spindel und Spindelmutter sowieso selbsthemmend ist. Bei festgehaltener Spindel,
wie das z: B. bei Schnecke und Schneckenrad infolge Selbstsperrung in geschlossenem
-Zustand stets der FaU ist, wirkt die Feder im Gegenteil sogar in. schließendem
Sinne.
-
i. den beiliegenden Abb. A und B sind diese Unterschiede sinnbildlich
dargestellt, wobei Abb. A die bekannte Ausführung und Abb: B die neue Ausführung
darstellen. An Stelle des Gewindes ist en einfacher-Keil K gezeichnet, der beim
'Schließen in PfcÜrichtung bewegt wird. Die Spindel mit Absperrkörper ist mit Sp
bezeichnet. Bei der bekannten Vorriclhtung wird die Feder rauf .die Anpneßkraft
F zusammengepreßt. Diese Kraft F' ist für die Reibung maßgebend. Bei der neuen Ausführung
wird die Feder dagegen nur auf die Teilkraft/ züsammertgepreßt. Beim Öffnen bewegen
sich Keeü l( und Spindelmutter M auf dem Rollenlager, ohne sich gegeneinanderbiewegen
-zu müssen. Die Anpreßkraft F für die Spindel Sp ändert sich dabei nicht. Jedoch
ermöglicht diese Bewegung ein fast widerstandsloses Drehen der Spindel: Nachdem
edurch den' Hauptgedanken der Erfindung dem Motor .eine Art Freilauf ermöglicht
wird, Äyird in werterer Ausbildung wies Erfindungsgedankens vorgeschlagen, den Motor
über einen an sich bekannten Freilauf in der Weise. mit der 'Antriebsspindel zü
verbinden, daß die den Freilauf begrenzenden Anschläge mittel- oder unmittelbar
an der Spindel angeordnet sind. Hierdurch wird icin
weiteres Mittel
an die Hand gegeben, einen Elektromotor hoher Umdrehungszahl, gegebenenfalls unter
Zwischexischaltung seines Schwungrades, zu verwenden, so, daß der ganze Antrieb
klein baut.
-
Schließlich ermöglicht die Erfindung noch die nachgiebige Abstützung
der Spindelmutterdurch zwei Federn verschiedener Stärke, so daß die Abschaltung
in der Öffnungs.stiellung durch ein geringeres Drehmoment möglich wird, ,als qes
beim Schließen erforderlich ist. Hierdurch wird der Deckel der Abspierrorgane geschont.
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt.