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Rastkupplung für motorisch bewegte Ventilantriebe Die Erfindung bezieht
sich auf eine Rastkupplung für Ventilantriebe, bestehend aus einer am angetriebenen
Teil festsitzenden Rastenscheibe mit einer Triebrast, in welche ein Mitnehmer eingreift,
der über einen Hebel am treibenden Teil angelenkt ist und von einer Haltekraft im
Eingriffssinne beeinflußt wird. Bei einer bekannten Rastkupplung wird - in ähnlicher
Weise von -einem federnden geschlitzten Ring eine Haltekraft auf einen am angetriebenen
Teil befindlichen und die Rast enthaltenden Schieber ausgeübt, der dadurch in seiner
Schließstellung gehalten wird, in welcher er mit dem am treibenden Teil sitzenden
Mitnehmernocken in kraftschlüssigem Eingriff steht. Die Haltekraft ist bei der bekannten
und bei der der Erfindung zugrunde liegenden Kupplung so bemessen, daß der angetriebene
Teil mit dem treibenden Teil gekuppelt bleibt, solange das zu übertragende Drehmoment
nur wenig größer ist, als durch die normalen, beim Arbeitshub des Antriebes auftretenden
Beschleunigungs- und Reibungswiderstände bedingt ist. Steigt das Widerstandsmoment
über den der eingestellten Haltekraft entsprechenden Wert an, so gleitet der Mitnehmen
aus der Triebrast heraus, und damit kommen die beiden Kupplungshälften außer Eingriff.
Auf diese Weise wird der angetriebene Teil, z. B. ein Ventil, auch stillgesetzt,
wenn sein Arbeitshub beendet ist. Bei Beginn eines neuen Hubes ist nun infolge der
Ruhereibung, die z. B. bei Absperrventilen durch den statischen Druck der abgesperrten
Flüssigkeit besonders hoch ist oder durch Verklemmen oder Einrosten infolge längerer
Ruhepause verstärkt sein kann, häufig ein übergroßes Widerstandsmoment vorhanden,
so daß sich die Kupplung wegen Überschreitung des mit der Haltekraft eingestellten
Drehmomentes sofort beim Ansprechen auch wieder ausrücken und damit der Arbeitshub
überhaupt nicht zustande kommen würde.
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Damit während des Arbeitshubes die der Rastkupplung eigentümliche
Wirkung, bei Auftreten von Hemmnissen selbsttätig zu entkuppeln, gewahrt bleibt,
ist erfindungsgemäß für die Freigabe der selbsttätigen Entkupplung während des Arbeitshubes
das einmalige Absinken des zu überwindenden Drehmoments von seinem Anfangswert auf
oder unter denjenigen Wert maßgebend, welcher der auf den Mitnehmen wirkenden einstellbaren
Federspannung entspricht. Es kann nun vorkommen, daß nach dem ersten, auf den angetriebenen
Teil ausgeübten Anstoß zunächst kurzzeitige Entlastungen auftreten, denen dann wieder
Erhöhungen des Widerstandes folgen. Wenn nun die selbsttätige
Entkupplung
sofort bei der ersten Entlastung eintreten würde, so würde der Antrieb doch noch
im Beginn des Hubes steckenbleiben können. Das wird nach der weiteren Erfindung
dadurch vermieden, daß eine wegabhängige Verzögerungseinrichtung die selbsttätige
Entkupplung erst dann freigibt, nachdem das zu überwindende Drehmoment während der
Zurücklegung eines bestimmten Winkelweges auf oder unter demjenigen Wert geblieben
ist; welcher der auf den Mitnehmer wirkenden Federspannung entspricht.
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Zwecks Verwendung bei Antrieben mit Vorwärts- und Rückwärtshub, mit
denen also ein Ventil sowohl geöffnet als auch geschlossen werden kann, kann die
Kupplung in bekannter Weise so ausgebildet sein, daß sie nach beiden Richtungen
in gleicher Weise wirksam ist; erfindungsgemäß dient hierbei ein einziges Widerlager
zur Verhinderung der selbsttätigen Entkupplung in beiden Richtungen.
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In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt,
jedes davon in zwei Figuren, von denen die eine einen Schnitt oder eine Ansicht
senkrecht zur Achse, die andere eine axiale Ansicht von oben gesehen darstellt.
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Sämtlichen Beispielen gemeinsam sind folgende Teile: Das Stirnrad
2 sitzt lose auf der Welle 14 und kann von einem nicht gezeichneten Antriebsmotor
nach beiden Richtungen in Drehung versetzt werden. Auf der Oberseite des Stirnrades
-2 ist mittels eines Gelenkbolzens 3 der Mitnehmerhebel io angelenkt. Das eine Ende
dieses Hebels ist entweder zu einem Gleitklotz (Fig. 7 und 8) ausgebildet oder mit
einer Rolle i i versehen. Auf der zum angetriebenen Teil gehörenden Welle 14 sitzt
festgekeilt die Rastenscheibe 13 mit der Triebrast T. Eine Zugfeder welche an einem
in das Stirnrad :2 eingelassenen Bolzen 5 eingehängt ist und an einem Förtsatz des
Hebels io angreift, bringt den Mitnehmer mit der Triebrast zum Eingriff. Erfindungsgemäß
ist auf der Rastenscheibe 13 eine lose um die gleiche Achse drehbare Sperrscheibe
2o mit einer bogenförmigen Anlagefläche A für den Mitnehmerhebel io angeordnet.
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Die Anlagefläche A kann sich z. B. gemäß Fig. i und - auf der' Innenseite
eines bogenförmigen Randstückes B befinden, das nur Sperrscheibe äo gehört und die
Mitnehmerrolle ii von außen übergreift. Wird nun beispielsweise aus der in Fig.2
gezeichneten Stellung das Stirnrad 2 von dem nicht gezeichneten Antriebsmotor im
Uhrzeigersinne gedreht, so wird auch bei Auftreten von Kräften, die die Haltekraft
der Feder 4 übersteigen, keine Entkupplung stattfinden, da die Mitnehmerrolle i
i nicht aus der Triebrast T herausgleiten kann, sondern daran durch das übergreifende
Bogenstück I3 gehindert wird. Gemäß der weiteren Erfindung wird der Mitnehmer io
dabei an die Anlageflehe A angedrückt. Der Anlagedruck wird -bei den dargestellten
Beispielen dadurch hervorgerufen, daß die tangentiale Antriebskraft durch die Schräge
der Rastaüslaufflächen r in eine andere Richtung gelenkt wird, so daß eine radial
nach außen wirkende Komponente auftritt. Durch den Anlagedruck wird die Sperrscheibe
2o mitgenommen, da sie drehbar ist. Infolgedessen wird die Sperrung so lange aufrechterhalten,
bis das Drehmoment unter den eingestellten Wert gesunken ist. Dann wird die Mitnehmerrolle
ii -von der Feder 4 auf den Grund der Triebrast T zurückgezogen. Die Entsperrung
erfolgt nun gemäß der weiteren Erfindung dadurch, daß die Sperrscheibe 2ö gegen
die Rastenscheibe 13 verdreht wird. Das kann beispielsweise in der Weise geschehen,
daß die Sperrscheibe durch die Reibung an einem stillstehenden Teil, etwa dem in
Fig. i angedeuteten Gehäus 17, auf dem sie lose aufliegt, zurückgehalten
wird, während sich die Rastenscheibe 13 weiterdreht. Dadurch wird der Aushebeweg
für den Mitnehmer i i freigegeben, so daß die Entkupplung nunmehr während des weiteren
Arbeitshubes eintreten kann, sobald infolge einer Unregelmäßigkeit durch ein neues
Hemmnis das eingestellte Drehmoment überschritten wird. Bei Antrieben, welche in
beiden Richtungen wirksam sind, ist es vor-,teilhaft, die gegenseitige Verdrehung
zwischen der Rastenscheibe 13 und ' der Sperrscheibe 2o durch an der Rastenscheibe
befindliche Anschläge 23 zu begrenzen, und zwar so, daß bei Aufhebung der Sperrung
in der einen Drehrichtung die Sperrscheibe 2o eine 'Stellung einnimmt, in-der die
Sperrung bei der anderen Drehrichtung wirksam wird. Die Sperrscheibe begibt sich
damit also stets von selbst in Bereitschaftsstellung.
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Nach Fig. 3 und 4 kann erfindungsgemäß die bogenförmige Anlagefläche
A für den Mitnehmerhebel io auch auf der Außenseite der Sperrscheibe 2o liegen.
Der Mitnehmerhebel io muß in diesem Falle doppelarmig ausgebildet sein. Der nicht
in die Triebrast T eingreifende Arm trägt einen Anschlag K; der bis über die Anlagefläche
A der Sperrscheibe reicht und an diese angedrückt wird, wenn bei Beginn des Arbeitshubes
ein größeres als das eingestellte Drehmoment auftritt. Die Wirkungsweise ist im
übrigen genau wie bei der eben geschilderten Ausführungsform.
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Eine Verzögerung der Entsperrüng kann nach der weiteren Erfindung
dadurch herbeigeführt
werden, daß die Verdrehung der Sperrscheibe
20 gegenüber der Rastenscheibe 13 erst nach Durchlaufen einer bestimmten
Totgangsstrecke einsetzt. Bei dem in Fig. 3 und 4. gezeichneten Beispiel wird das
dadurch erreicht, daß die Sperrscheibe 2o auf der Rastenscheibe 13 lose aufliegt
und von dieser mitgenommen wird, bis sie durch einen an ihr befindlichen Ansatz
i, der an einem am Gehäuse 17 drehbaren Ansatz a zur Anlage kommt, abgebremst wird.
Dabei muß die Reibung gegenüber dem feststehenden Gehäuse 17 größer sein als die
Reibung zwischen Sperrscheibe 2o und Rastenscheibe 13.
Erfindungsgemäß kann
das durch eine Bandbremse 25 erreicht werden, die von einer schwachen Ringfeder
24 an, einen Hals des Gehäuses 17 gedrückt wird, und an der sich der Ansatz
a außen befindet. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß sie nur sehr wenig Platz
einnimmt.
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Eine weitere Erfindung besteht darin, daß die Totgangstrecke größer
gemacht wird als eine Umdrehung. Dadurch ist bei großem Übersetzungsverhältnis die
Gewähr gegeben, daß wirklich alle Anfangswiderstände des Antriebes überwunden sind,
bevor die Entsperrung stattfindet. Eine unzulässige Erwärmung des Antriebsmotors
ist hierbei trotz der langen Verzögerung nicht zu befürchten, weil größere Anfangswiderstände
normalerweise nur nach längeren Ruhepausen auftreten, so daß also der Motor sich
zu Beginn des Arbeitshubes in völlig kaltem Zustande befindet. Sind die Arbeitspausen
nur kurz, so ist das anzutreibende Gerät genügend gut eingespielt, daß keine größeren
Anfangswiderstände auftreten.
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Die Verzögerung über eine Umdrehung hinaus wird erfindungsgemäß dadurch
erreicht, daß der Ansatz a an der Bandbremse und der Ansatz i an der Sperrscheibe
aneinander vorbeigehen, jedoch durch einen lose in ihrer Bahn geführten Stein 26
(Formstück ans Metall oder anderem Material), der sich zwischen sie schiebt, miteinander
in Eingriff gebracht werden.
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Eine weitere Erfindung besteht darin, daß die Sperrscheibe 2o gleichzeitig
als Kulissenscheibe mit Freilaufrasten F, F ausgebildet ist, durch die nach Beendigung
des Arbeitshubes der Mitnehmer 2o beim freien Auslauf der bewegten Massen der Antriebsseite
über die Triebrast hinweggetragen wird. Diese Ausbildung ist in den Fig. 5 und 6
für einen einarmigen Sperrhebel io und für eine Sperrscheibe 2o mit übergreifendem
bogenförmigem RandstückB mit innenliegender Anlagefläche A abgebildet, in Fig. 7
und 8 für einen doppelarmigen Sperrhebel io und ,an der Sperrscheibe 2o außenliegender
Anlagefläche A. Da bei den mit Freilauf kombinierten Ausführungen die Sperrscheibe
2o sich nach Beendigung des Arbeitshubes mit den bewegten Massen zusammen bis zum
Auslauf weiterdreht, muß die Anlagefläche A gegenüber der Triebrast T so lang gemacht
werden, daß der Mitnehmer zwar auf einer Seite zwischen Rastenscheibe und Sperrscheibe
in die Triebrast hinein-, jedoch in derselben Drehrichtung auf der anderen Seite
nicht herausgleiten kann. Bei der Ausführung mit doppelarmigem Mitnehmer gemäß Fig.
7 und 8 muß die Sperrscheibe sektorartige Einschnitte für die Aufnahme des zweiten
Hebelarmes beim Hinausgleiten des Mitnehmers aus der Triebrast erhalten.
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Bei den Ausführungen gemäß Fig. 5 bis 8 werden also Sperrung zu Beginn
und Freilauf am Ende des Arbeitshubes durch entsprechende Gestaltung einer einzigen
Scheibe erreicht. Dadurch ergibt sich eine besonders einfache und billige Konstruktion
für eine Einrichtung, durch welche die Arbeitsweise einer Ratschkupplüng den Betriebsverhältnissen
sowohl des treibenden wie auch des angetriebenen Teiles weitgehend angepaßt ist.