DE8530979U1

DE8530979U1 - Stelltrieb

Info

Publication number: DE8530979U1
Application number: DE8530979U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-11-02
Filing date: 1985-11-02
Publication date: 1994-02-24
Anticipated expiration: 1995-11-03

Description

Gronowski

• ·

Ing. Artur Gronowski, Leineweg 34, 4800 Bielefeld 11

Stelltrieb

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Steintrieb, vorzugsweise auf einen Schnellverschliess- oder Schneilöffnungstrieb für Armaturen, Klappen, Türen oder dgl;, mit einer von einem drehrichtungsumkehrbaren Antriebsmotor antreibbaren Stell spindel und mit einem mittels der Stell spindel betätigbaren . Kraftspeicher, wobei zwischen dem Antriebsmotor und der Stell spindel ein Zwischentrieb mit einer hohen Untersetzung vorgesehen ist.

Stelltriebe der in Rede stehenden Art sind in vielfältiger Ausführung für die unterschiedlichsten Verwendungsmöglichkeiten bekannt. Bevorzugt werden sie zum Öffnen und Schi lessen von Ventilen, Feuerschutzklappen, Türen oder dgl.verwendet. Je nach Art des Einsatzes besteht die Forderung, dass entweder die Öffnungs- oder die Schliessbewegung des zu verstellenden ^: Organes in einer äusserst geringen Zeit erfolgt. Dies trifft normalerweise im Falle einer Gefahr, wie z.B. im Brandfalle eines Gebäudes, beim Überschreiten der Füllhöhe eines zu füllenden Behälters und dgl. zu.

Durch einschlägige Vorschriften werden zu Erhöhung der Sicherheit von Menschen und Material oder zur Verminderung von Schaden Sicherheitsvorkehrungen in Abhängigkeit des jeweiligen Falles erlassen. Solche Massnahmen sind beispielsweise, der Einbau von selbstschliessenden Türen bzw. Feuerschutzklappen oder selbstöffnende Lichtkuppeln im Brandfall, selbstschliessende Ventile um die Zufuhr eines Mediums zu stoppen und dgl.

Gronowski ·;*.*.*! *·

Aus der DE - PS 1026 148 ist ein Stell trieb mit. einer Rückstelleinrichtung bekannt. Die Rückstelleinrichtung besteht im wesentlichen aus einer Spindel- oder einer Torsionsfeder, die beim Betätigen der Steuerwelle durch einen Antriebsmotor gespannt wird. Die Rückstelleinrichtung wird von einem Hubmagneten bei Spannungsabfall oder NuI !spannung in Wirksteüung gebracht, wodurch die Steuerwelle des Stelltriebs in Drehung versetzt wird, um ein mit der Steuerwelle gekoppeltes Ventil in die Anfangslage zurückzustellen.

Der in dieser Patentschrift aufgezeigte Steütrieb ist demzu-. folge ausschüesslich zum Überführen des Stellorgans von einer Funktionsstellung in die andere geeignet, so dass z.B. zum Öffnen und zum Schiiessen zwei jeweils entsprechend ausgelegte Stelltriebe notwendig sind. Abgesehen von der sich daraus ergebenden Typenvielfalt, entstehen relativ hohe Kosten. Naturgemäss führt auch eine Typenvielfalt häufig zu Verwechselungen. Ein wesentlicher Nachteil ist noch bei dem vorbekannten Stelltrieb, in der Verwendung eines Hubmagneten zu sehen, da die Gefahr besteht, dass bei einemSpannungsabfall bzw. bei Erreichen einer Nullspannung der Anker klebt. Dies ist darauf zurückzuführen, dass dieser Fall sehr selten, wenn überhaupt in sehr grossen Zeitabständen erfolgt. Der Einsatz eines derartigen Stelltriebs für Sicherheitszwecke ist auch auf Grund mangelnder Betriebssicherheit problematisch.

Der vorliegenden Erfingung liegt demgegenüber die Aufgabe zu Grunde, einen Stelltrieb gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs so weiterzuentwiekeln, dass dieser mit konstruktiv einfachen Mitteln ohne Umrüstung sowohl als Schnellschliess- als auch als Schnell Öffnungsorgan arbeiten kann, und abgesehen vom Stellmotor, ausschüesslich mechanische Teile aufweist.

Die Lösung der gestellten Aufgabe ergibt sich aus dem Kennzeichen des Anspruchs 1.

Gronowski

Es ist nunmehr in verblüffend einfacher Weise möglich, den erfindungsgemässen Stelltrieb sowohl zum schnellen Öfnnen, , als auch zum schnellen Schliessen einzusetzen, da die jeweilige Funktion ausschliesslich von der Drehrichtung des Antriebsmotors abhängt. Von der Drehrichtung des Antriebsmotors hängt wiederum die Bewegungsrichtung der Stellspindel ab, wodurch sich die Seite ergibt, von der der Kraftspeicher gespannt wird. Es sei noch erwähnt, dass die für die Funktion des Stellorgans notwendige Axial bewegung der Stell spindel durch Entspannen des Kraftspeichers . erfolgt. Da für diese Bewegung ausschliesslich äusserst robuste, in der Technik bewährte Bauteile verwendet werden, ist praktisch' eine nicht mehr zu übertreffende Funktionssicherheit gegeben.

Ein weiterer Vorteil ist noch darin zu sehen, dass im Bedarfsfälle sogar ein Einsatz an anderer Stelle mit geänderter Funktionsweise möglich ist.

Um beim Spannen des Kraftspeichers die von dem Kraftspeicher ausgeübte Kraft abzutragen, ist bei einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass jedem Federteller ein ortsfestes Widerlager *m± zugeordnet ist, und dass in Abhängigkeit von der Axial bewegung der Stellspindel ein Federteller an dem zugeordneten Widerlager anliegt und der gegenüberliegende Federteller im Abstand zum zugeordneten Widerlager liegt.

Weitere Kennzeichen und Merkmale einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand von weiteren Unteransprüchen und ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele.

Gronowski ·:·'·: i * :":'":

- 4 Es zeigen:

Fig. 1 Ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Stelltriebs für ein Ventil und

Fig. 2 Ein weiteres Ausführungsbeispiel

Der in der Fig. 1 aufgezeigte Stell trieb 1 weist einen blockierfesten, reversierbaren Synchron- oder Asynchronmotor 5 an den ein nicht näher erläutertes Getriebe 6 angeflanscht ist. Das Getriebe 6 ist so ausgelegt, dass die Drehzahl seiner Abtriebswelle 7 wesentlich geringer ist als die des Motors 5. Auf die Abtriebswelle 7 ist ein Zahnrad 8 drehfest aufgesetzt, welches mit einem weiteren Zahnrad 9 in Eingriff steht, welches mit einem Trapezgewinde gestalteten Innengewinde versehen ist. Die Zahnräder 8, 9 sind in einem Getriebegehäuse 10 angeordnet,welches mit zwei einander gegenüberliegenden, fluchtend zur Gewindebohrung des Zahnrades 9 liegenden Bohrung versehen ist, in denen eine Stell spindel 11 gelagert ist, die ein Aussengewinde aufweiset und die das Gehäuse beidseitig überragt. Die Gewindebohrung des Zahnrades 9 und die Stellspindel 11 stehen in Eingriff, Die Stellspindel ist mit einer Nut 12 versehen, in die ein Stift 13 eingreift. Wie die Abbildung zeigt, ist die Stellspindel 11 nur 'im mittleren Bereich mit dem Trapezgewinde versehen. An das Gehäuse 10 ist noch ein Gehäuse 14 angeflanscht. Die Längsachse des Gehäuses 14 fluchtet mit der Stellspindel 11. Die der Anlageseite gegenüberliegende Gehäusewandung ist mit einer Bohrung versehen, durch die das Ende der Stellspindel &Pgr; geführt ist. In das Gehäuse 14 ist eine Druckfeder 15 eingesetzt, die die Stellspindel 11 umgreift. Die Enden der Druckfeder 15 stützen sich gegen je einen Federteller 16 ab. Der untere, dem Gehäuse 10 zugewandt liegende Federteller, ist mittels eines in eine Ringnut der Stellspindel 11 eingesetzten Sicherungsringes 17 gegen axiale Verschiebung gesichert.

Gronowski :·.·"·: i * :**: :

Wie die Fig. 1 zeigt, ist am oberen und unteren Ende des Gehäuses 14 an der Innenseite in eine Ringnut je ein Sicherungsring 21 eingesetzt. Ferner ist noch jeweils eine Druckscheibe 22 vorgesehen. Ein Sicherungsring und eine zugeordnete Druckscheibe bilden ein ortsfestes Widerlager für den betreffenden Federteller 16. Wird der Stell trieb zum schnellen Öffnen verwendet, bildet der untere Sicherungsring und die Druckscheibe das Widerlager, beim schnellen Schliessen, wie in der Fig. 1 dargestellt, bildet der obere Sicherungsring und die Druckscheibe das Widerlager. Aus der Fig. 1 ist ohne weiteres erkennbar, dass beim Abfall des Drehmomentes die Druckfeder 15 den Ventilteller 1.9 schlagartig in die Verschliesslage bringt.

'Soll im Gegensatz zur dargestellten Ausführung, das Ventil 2 schnell geöffnet werden, ist die Drehrichtung des Motors so zu wählen, dass bei der Abwärtsbewegung der Gewindespindel 11 die Druckfeder 15 gespannt wird. Dazu ist in das obere Ende der Stell spindel 11 ein weiterer Sicherungsring 23 eingesetzt, der den oberen Federteller zum Spannen der Druckfeder 15 mitnimmt. Da bildet die untere Druckscheibe 22 und der Sicherungsring 21 ein Widerlager für den unteren Federteller 21 bzw. für die Druckfeder 15.

Das andere Ende der Stell spindel 11 ragt bis in die Mitte eines Gehäuses 3 hinein. Auf das Ende ist eine Flanschscheibe 18 auf-p gesetzt an die eine einen Ventilteller 19 tragende Betätigungsstange 20 angeschraubt ist. Die in der Abbildung dargestellte Anordnung ist ein Schnellschlussventil, dessen Ventilteller 19 normalerweise geöffnet ist, so dass das Medium durchströmt. Damit die Feder 15 das Ventil 2 nicht schliesst, liegt der Motor an elektrischer Spannung und gibt dadurch ein Drehmoment ab, welches eine der Federkraft entgegenstehende Schubkraft der Stell spindel erzeugt. Sobald die Spannung entfällt oder abfällt, wird durch die Federkraft das Ventil 2 geschlossen.

Gronowski

Dabei ist besonders günstig, dass die die Stellspindel bildende Stellspindel 11 und das Zahnrad 9 als nicht selbsthemmender Spindeltrieb ausgelegt sind.

Zum Öffnen des Ventils 2 wird der Motor 5 wieder an elektrische Spannung gelegt. Dadurch wird das Zahnrad 9 in Drehrichtung versetzt. Da der in die Nut 12 eingreifende Stift 13 eine Drehung der Stellspindel 11 verhindert, wird diese zur Öffnung des Ventils verfahren. Da die Drehzahl des Zahnrades 9 extrem herabgesetzt wird, dauert die Öffnungsbewegung entsprechend lange.

Der erfindungsgemässe Stelltrieb kann nur für solche Aggregate eingesetzt werden, wo zwei in entgegengesetzte Richtungen erfolgende Bewegungen erfolgen. Wesentlich ist, dass eine Bewegung in einer .äusserst kurzen Zeit erfolgt, während die andere Bewegung praktisch ohne Zeitvorgabe erfolgen kann.

Gronowski .**·.**. ·&iacgr; ·· ·**··!!'

Bei dem in der Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Steilspindel 11 an Stelle des Aussengewindes mit einer Verzahnung 24 versehen, die mit einem Abtriebsritzel 25 des nicht näher erläuterten, vom Antriebsmotor 5 angetriebenen Getriebes in Eingriff steht. Der Antriebsmotor 5 ist so angeschlossen, dass auch bei dieser Ausführung-das Ventil 2 als 'Schnellschlussventil arbeitet.

. Im Bereich der Verzahnung 24 ist die Stell spindel 11 im Durchmesser grössergehalten als im Bereich der Druckfeder 15. Der untere, der Verzahnung zugewandt liegende Federteller 16 liegt bei entspannter Druckfeder 15 oder bei einer Ausbildung als Schnellöffnungstrieb bei geschlossenem Ventil an der durch die unterschiedlichen Durchmesser gebildeten Ringfläche an. Diese Ausführung ist besonders einfach, da der Sicherungsring und die Druckscheibe entfällt.

Die in der Fig. 2 aufgezeigte Ausführung bietet den Vorteil, dass die Stellspindel ausschliesslich eine Axialbewegung ausführt, so dass diese Ausführung besonders leichtgängig und betriebssicher arbeitet.

Gronowski &iacgr; &idigr; .

Bezugszeichenliste

1	Stell trieb
2	Durchflussventil
3	Gehäuse
'4	Kupplung
5	Motor
6	Getriebe
7	Abtriebswelle
8	Zahnrad
9	Zahnrad
10	Gehäuse
&Pgr;	Stellspindel
12	Nut
13	Stift
14	Gehäuse
15	Druckfeder
16	Federte!1er
17	Sicherungsring
18	Flanschscheibe
19	Ventilteller
20	Betäti gungsstange
21	Sicherungsring
22	Druckscheibe
23	Sicherungsring
24	Verzahnung
25	Abtriebsritzel

Claims

Gronowski · ·· · ·: *: ·..*:.. nsprüche

1) Stelltrieb, vorzugsweise ein Schnell verschliss- oder ein Schnei 1 Öffnungstrieb für Armaturen, Klappen, Türen oder dgl. dgl. mit einer von einem drehrichtungsumkehrbaren Antriebsmotor antreibbaren Stellspindel, und mit einem mittels der Stell spindel betätigbaren Kraftspeicher, wobei zwischen dem Antriebsmotor und der Stell spindel ein Zwischentrieb mit einer hohen Untersetzung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftspeicher (15) am freien Ende der Stell spindel (11) angeordnet ist, dass auf beiden Seiten des Kraftspeichers (15) zu seiner Betätigung je ein Federteller (16) vorgesehen ist, dass jedem Federteller (16) ein an der Stellspindel (11) an der dem Kraftspeicher (15) abgewandt liegenden Seite festgelegterSicherungsring (17, 23) zugeordnet ist, und dass der Kraftspeicher (15) je nach Drehrichtung des Antriebes (5) in beiden Axialrichtungen betätigbar ist.

2) Stelltrieb nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet , dass jedem Federteller (16) ein ortsfestes Widerlager zugeordnet ist, und dass in Abhängigkeit von der Axial bewegung der Stell spindel (11) ein Federteller an dem zugeordneten VJiderlager anliegt und der andere Federteller im Abstand zum zugeordneten Widerlager liegt.

3) Stelltrieb nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass jedes Widerlager aus einer Druckscheibe (22) gebildet ist, die mittels eines Sicherungsringes (21) lagegerecht gehalten ist, und dass der Sicherungsring (21) in eine Nut eingesetzt ist, die innenseitig in einer Wandung eines den Kraftspeicher (15) umschliessenden Gehäuses (14) vorgesehen ist.

Gronowski

4) Stelltrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Widerlager aus einer quer zur Längsachse der Stellspindel (11) liegenden Fläche des Getriebegehäuses (10) oder des den Kraftspeicher (15) umschliessenden Gehäuses (14) gebildet ist.

5) Stelltrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen der Druckscheibe (22) grosser sind, als der Aussendurchmesser der die Federteller (16) an der Stellspindel (11) festlegenden Sicherungsringe (17, 23)

6) Stelltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellspindel (11) im mittleren Bereich ein Aussengewinde oder eine Verzahnung (24) aufweist, und dass auf das dem Kraftspeicher (15) gegenüber liegende Ende ein Kupplungsglied, wie z.B. eine Flanschscheibe (18) zum Anschluss eines Stellorgans drehfest aufgesetzt ist.

7) Stelltrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellspindel (11) im Bereich der Verzahnung (24) oder des Aussengewindes im Durchmesser grosser gehalten ist als im Bereich des Kraftspeichers (15), und dass die dem Kraftspeicher (15) zugewandt liegende Ringfläche ein Auflager für den zugeordneten Federteller (16) bildet.

8) Stelltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet., dass der Kraftspeicher als eine Druckfeder (15) ausgebildet ist.