EP3956587A2 - Ventilantriebsvorrichtung für ein druckventil - Google Patents

Ventilantriebsvorrichtung für ein druckventil

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Publication number
EP3956587A2
EP3956587A2 EP20786314.3A EP20786314A EP3956587A2 EP 3956587 A2 EP3956587 A2 EP 3956587A2 EP 20786314 A EP20786314 A EP 20786314A EP 3956587 A2 EP3956587 A2 EP 3956587A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
valve
section
drive device
pressure
housing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP20786314.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dejan Riljic
Oliver Riljic
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Apodis GmbH
Original Assignee
Apodis GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Apodis GmbH filed Critical Apodis GmbH
Publication of EP3956587A2 publication Critical patent/EP3956587A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K1/00—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/32—Details
    • F16K1/48—Attaching valve members to screw-spindles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/04—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a motor

Definitions

  • the present invention relates to a valve drive device for adjusting a threaded spindle of a pressure valve, in particular a pressure control valve; a
  • Pressure valve unit with such a valve drive device and a corresponding pressure valve; a pressure valve system with such a pressure valve unit and a corresponding control unit and a machine tool with a power-operated clamping device and such a pressure valve system.
  • the invention also relates to a use of a valve drive device described above or a pressure valve system described above for retrofitting a hand-operated pressure valve, in particular a hand-operated pressure control valve of a machine tool with a power-operated clamping device controllable by means of the pressure valve.
  • DE 42 32 234 CI discloses a device for setting and monitoring the clamping pressure of a power-operated chuck, with a hydraulic circuit supplying a hydraulic drive, for example in the form of a hydraulic cylinder, which is fed by a pump and in which there is an adjustable pressure control valve.
  • the pressure valve is coupled to a stepper motor so that the pressure in the working line can be adjusted according to the position of the stepper motor.
  • Such pressure regulating devices are mainly used when the
  • the assigned adjustable pressure control valve is controlled continuously or once until the desired pressure has been reached, in order to regulate the clamping pressure to a predetermined value.
  • the target pressure is dependent on the chuck or chuck in use.
  • Clamping cylinder or fluid actuator can be changed.
  • a code generator is attached to the chuck, which interacts with a code pick-up, the output signal of which is available at the control device.
  • EP 3 070 380 A1 discloses a retrofittable drive for a rising spindle of a spindle valve which has a motor and a drive that can be driven via the motor
  • the drive can be frictionally connected to an upper valve part via a hollow body, an axially slotted distal area of the hollow body comprising a screw connection in order to press the axially slotted area with a radial force generated by the screw connection.
  • This screw connection can be used, for example, as a clamp or a pipe clamp
  • INCLUDED BY REFERENCE (RULE 20.6) be formed, which is arranged around the first end of the sleeve and can thus compress the slot in the tightened state.
  • the inner diameter of the first end of the sleeve is also reduced, with the result that the sleeve can be fastened to the upper valve part in a non-positive manner.
  • connection mechanism has the significant disadvantage that it is structurally complex, since on the one hand the hollow body has a slotted area, which is also used to
  • Pressing must be designed to be flexible, and on the other hand requires a multi-part clamping device which encloses this area and which can easily be lost as a decoupled unit after the hollow body has been released from the valve.
  • the object of the present invention is primarily to create a valve drive device for a pressure valve, in particular a pressure control valve, belonging to the technical field described at the outset, which is particularly simple in construction and inexpensive to manufacture and, furthermore, can be mounted very easily on existing hand-operated pressure valves, with one always being sufficiently precise Control of the pressure valve is guaranteed (without an additional adjustment of the adjustment mechanism being necessary).
  • valve drive device for adjusting a threaded spindle of a pressure valve, in particular a pressure regulating valve, the threaded spindle protruding from a valve housing section of the pressure valve
  • an electric motor unit having an electric motor and a drive shaft, which is in particular a motor shaft of the electric motor;
  • a torque transmission unit having an adapter for transmitting a torque from the drive shaft to the threaded spindle, wherein the adapter can be coupled non-rotatably to the threaded spindle by means of a form fit;
  • connection housing for fastening the valve drive device to the
  • Valve housing section wherein the connecting housing has a valve receiving space in which the drive shaft, the adapter and a valve stop are arranged and which has a valve receiving section for the linearly mounted axial insertion of the valve housing section into the valve receiving space up to the valve stop, with at least one extending from one to the valve receiving section Outer surface of the connecting housing extending to the valve receiving space is arranged threaded bore with an associated screw element, by means of which the valve drive device can be non-positively attached to the valve housing section.
  • a pressure valve in particular a pressure control valve, wherein a
  • Valve drive device is arranged and attached to this, in particular wherein the
  • Valve housing section of the pressure valve has a point-symmetrical, in particular circular or square outer cross-section, and / or the pressure valve has a polygonal, in particular hexagonal section for assembly purposes at an exit area of the threaded spindle from the valve housing section.
  • Valve drive device depending on a predetermined pressure value to be set or regulated, in particular working pressure value and / or clamping pressure value of a device driven by means of a cylinder-like actuator, in particular a power-operated clamping device.
  • the control or regulation takes place here by comparing the setpoint pressure value to be set with an actual pressure value of a pressure sensor in the hydraulic circuit.
  • a machine tool with a power-operated clamping device and a pressure valve system of the type described above is presented, which is set up to set a predetermined working pressure value and / or clamping pressure value of the device driven by means of the cylinder-like actuator, in particular the power-operated device
  • the machine tool has a corresponding pressure sensor in the hydraulic circuit assigned to the pressure valve.
  • the present invention relates to a use of a valve drive device of the type described above or a pressure valve system of the type described above for retrofitting a hand-operated pressure valve, in particular a hand-operated pressure reducing valve, of a machine tool with a device driven by means of a cylinder-like actuator, in particular a power-operated clamping device, around a given
  • the pressure valve is preferably a pressure valve in a hydraulic circuit or one
  • Hydraulic circuit in particular a machine tool, for example.
  • a power-operated clamping device or another driven by cylinder-like actuators With a power-operated clamping device or another driven by cylinder-like actuators
  • valve drive device is thus preferably designed or intended for a hydraulic circuit.
  • the pressure valve is preferably a pressure regulating valve or a pressure reducing valve
  • the pressure valve is preferably a hand operated pressure valve, i. a pressure valve, which can be adjusted manually or manually when operated properly.
  • the pressure valve can, for example, be a pressure valve of one of the following types:
  • the threaded spindle protrudes from a valve housing section in such a way that it can be coupled outside the valve.
  • the threaded spindle is an adjusting spindle of the pressure valve, by means of which, for example, an output pressure of the pressure valve can be adjusted during operation.
  • the threaded spindle can be mounted in an upright position so that there is no axial displacement of the threaded spindle during adjustment.
  • the mounting of the threaded spindle can, however, also be designed to increase, so that an axial displacement of the
  • Threaded spindle takes place in a corresponding axial direction.
  • the threaded spindle preferably has a (straight) cylindrical, in particular hexagonal
  • the threaded spindle can, however, also have a spindle end section with a (straight) cylindrical, in particular hexagonal recess for positive, non-rotatable coupling to a correspondingly designed (straight) cylindrical, in particular hexagonal, adapter end section of an adapter.
  • the pressure valve preferably has in the exit area of the threaded spindle from the
  • the polygonal section is preferably adjacent to that
  • Valve housing portion arranged.
  • the valve housing section of the pressure valve preferably has a point-symmetrical, in particular circular or square (constant) outer cross section. That is, in other words, that the valve housing section has a straight cylindrical shape with a point-symmetrical, in particular circular or square (constant)
  • the electric motor unit and / or the electric motor can be designed without a gear.
  • the electric motor unit and / or the electric motor preferably has / have a transmission.
  • the electric motor preferably has a rotary gear, in particular an integrated planetary gear without an axial stroke.
  • the transmission is therefore not a
  • Helical gear which converts the rotary movement into a lifting movement.
  • the electric motor unit or the electric motor preferably have an electric switch for interrupting the power supply to the electric motor.
  • the electric motor is preferably only partially arranged in the valve receiving space. In particular, the
  • the electric motor can, however, also be completely inside or outside the valve receiving space
  • the electric motor is attached to the connection housing.
  • the electric motor is preferably fastened directly to the connecting housing by means of at least one screw element.
  • the electric motor unit can have a motor housing.
  • the motor housing can essentially completely enclose the electric motor.
  • the motor housing can be designed such that it can be screwed onto the connection housing.
  • the motor housing can have an internal thread.
  • the drive shaft of the electric motor unit is arranged in the valve receiving space.
  • the drive shaft is preferably the motor shaft of the electric motor.
  • the drive shaft or the motor shaft is preferably arranged centrally in the valve receiving space. That is, in other words, that the electric motor is arranged relative to the connection housing in such a way that the axis of rotation of the motor shaft is essentially congruent to a
  • the longitudinal axis and / or the axis of symmetry of the connecting housing and / or the insertion axis of the valve housing section runs into the valve receiving space.
  • the torque transmission unit has an adapter for transmitting a
  • the adapter being rotatably coupled to the threaded spindle by means of a form fit.
  • the adapter is designed such that the coupling when inserting the
  • Valve housing section takes place in the valve receiving space along the direction of insertion until reaching the valve stop.
  • the adapter can be designed for the form-fitting rotationally fixed coupling to a correspondingly
  • the adapter or the spindle receiving section of the adapter can have an extension along the travel path that is adapted to an axial travel path of a rising threaded spindle, in order to permit a relative movement of the threaded spindle to the valve drive device, i.e. take up or compensate for the axial travel of the threaded spindle.
  • the torque transmission unit and / or the adapter can be designed entirely or partially in accordance with the torque transmission unit and / or the adapter of EP 3 070 380 A1 mentioned in the introduction.
  • the adapter can be guided in a longitudinally displaceable manner and connected to the drive shaft in a manner secured against rotation.
  • a spring element in particular a compression spring, can be arranged between the adapter and the electric motor in such a way that the adapter is pressed against the pressure valve.
  • the compression spring can, for example, be arranged around the drive shaft. This ensures that the adapter is always connected to the threaded spindle so that it cannot rotate.
  • the adapter has on the one hand a (straight) cylindrical, in particular hexagonal, adapter end section for insertion into the spindle end section, so that the adapter end section can be inserted into the spindle end section and is guided therein in a longitudinally displaceable manner and is held locked against rotation.
  • the adapter also has a (straight) cylindrical, in particular hexagonal, recess for receiving the drive shaft, so that the drive shaft can be inserted into the recess in the spindle end section and is guided therein in a longitudinally displaceable manner and is secured against rotation.
  • the above-mentioned spring element in particular the compression spring, is provided around the output shaft between the adapter and the electric motor.
  • connection housing has a valve receiving space.
  • the valve receiving space is delimited by an inner surface or a housing wall of the connection housing.
  • the connecting housing or the valve receiving space has a valve receiving section with a valve insertion opening for the linearly mounted axial insertion of the
  • the valve receiving space also has an opposite of the valve insertion opening
  • Valve receiving section one to the outer geometry of the to be introduced
  • Valve housing section correspondingly dimensioned shape or configuration, so that this linearly (without a rotary component) along an insertion direction into the
  • Valve receiving space can be introduced or pushed in.
  • the valve receiving space can be cylindrical, in particular circular cylindrical, in the valve receiving section.
  • the connection housing can be designed as a hollow cylinder, in particular a circular hollow cylinder, in the valve receiving section.
  • the valve receiving section can be implemented very easily, for example by means of a round recess or bore. This shape is also particularly advantageous since most valve housings have a circular cylindrical or square outer geometry.
  • a defined valve stop is arranged in the valve receiving space.
  • the valve stop is designed in such a way that the valve housing section can be inserted or pushed along the insertion direction up to a maximum of the defined valve stop.
  • the direction of insertion preferably runs parallel to or in alignment with an axial direction of the axis of the drive shaft and / or a longitudinal direction of the connecting housing.
  • the valve housing has at least one threaded bore extending from an outer surface of the connecting housing to the valve receiving space with an associated screw element, by means of which the valve drive device can be non-positively fastened to the valve housing section.
  • the at least one threaded bore and the respective assigned screw element are designed such that the inserted valve housing section can be clamped in the valve receiving space or the valve receiving section by direct contact of the screw element with it, and the valve drive arrangement can thus be fixed axially and in the circumferential direction relative to the pressure valve, so that relative axial movements and
  • the at least one threaded bore extends essentially perpendicular to the outer surface or perpendicular to the direction of insertion.
  • the valve housing preferably has at least or precisely two threaded bores, each with a screw element.
  • the screw element can be, for example, a threaded pin or a grub screw or a head screw or the like.
  • the screw element is preferably already partially arranged in the threaded hole or screwed into the threaded hole until shortly before the valve receiving space. After fixing, the threaded connections can be secured against loosening due to vibrations and shock loads, for example by means of a screw lock, for example in the form of an adhesive.
  • connection housing is preferably designed in the form of a sleeve, in particular as a circular hollow cylinder.
  • the connection housing is rigid in the valve receiving section and possibly in the valve stop section and possibly in the flange section.
  • the entire connection housing is preferably designed to be rigid.
  • the connection housing is in the
  • connection housing is preferably formed integrally.
  • integral is to be understood in the context of the present connection as “one-piece” or “one-piece”.
  • the connection housing is preferably of solid construction.
  • the connection housing can at least partially comprise a metal or a plastic or consist of a metal or plastic Metal can be, for example, aluminum or an aluminum alloy.
  • connection housing has an outer surface.
  • the outer surface is preferably a jacket surface.
  • the outer surface preferably has a structuring or defined
  • Structuring and / or corrugation or defined corrugation which in particular was applied in a process step (s) separate from the production of the housing wall of the connecting housing.
  • valve drive device can be designed in such a way that it is designed in accordance with protection class IP67 k and / or in accordance with the
  • the present invention provides an extremely simply constructed and very inexpensive to manufacture compact valve drive device, which can also be mounted and dismantled or fixed and detached from existing manually operated pressure valves by means of simple aids without specialist knowledge.
  • Several tests have shown that even one screw element (in a threaded hole) is sufficient to allow both axial movements and
  • valve drive device has to be pushed or slipped over the corresponding valve housing section of the pressure valve up to the valve stop, and then the one or more usually just before the valve receiving space
  • the adapter of the torque transmission unit is designed as a valve stop. This is a very simple measure to implement a valve stop.
  • valve receiving space has a valve receiving section following the valve housing section in the insertion direction of the valve housing section
  • Valve stop section in which a radially protruding, in particular fully extending wall section of the connecting housing is arranged, which is designed as the valve stop.
  • valve stop section and the
  • Valve receiving sections different, but can partially overlap, i.e. have a common section.
  • the valve stop section is preferably arranged adjacent to the valve receiving section.
  • the valve receiving space can be in
  • Valve stop portion be cylindrical, in particular circular cylindrical.
  • the connection housing can be designed as a hollow cylinder, in particular a circular hollow cylinder, in the valve stop section.
  • Valve stop section and in the valve receiving section be the same and only the inner diameter in the valve stop section be smaller than that of the
  • valve housing section As a result, the valve stop can also be opened very easily during the manufacture of the connection housing, for example by means of a round recess or
  • Drilling can be realized.
  • At least one of the threaded bores is arranged in the vicinity of the wall section, in particular at a distance of greater than or equal to 0 mm to less than or equal to 10 mm from the wall section.
  • Edge area of the threaded hole is arranged adjacent to the wall section or up to a distance of 10mm from this.
  • This design is particularly useful when using pressure valves which have a polygonal section in the exit area of the threaded spindle from the valve housing section for assembly purposes, since the corresponding screw element of the threaded hole in this case directly contacts this polygonal end section, so that one in addition to the frictional connection still has a form-fitting connection is created, which rotates the
  • the distance between the threaded hole and the wall section can also essentially correspond to half the width of a resulting width across flats of the polygonal section of the valve housing section.
  • valve receiving space has a flange section following the valve receiving section or the valve stop section in the insertion direction of the valve housing section, in which a radially projecting, in particular fully extending, wall section of the connecting housing is arranged, with at least one axially extending through bore in the wall section each having
  • an associated screw element is arranged, by means of which the electric motor is non-positively attached to the connection housing.
  • a flange is formed in the valve receiving space, by means of which the electric motor is non-positively attached to the connection housing.
  • Valve receiving sections different, but can partially overlap, i.e. have a common section.
  • the flange section and the valve stop section can also be different, but partially overlap, i.e. have a common section.
  • the flange section can also be designed as the valve stop section.
  • the flange section is preferably arranged adjacent to the valve stop section or the valve receiving section.
  • the valve receiving space can be cylindrical, in particular circular cylindrical, in the flange section.
  • the connection housing can be designed as a hollow cylinder, in particular a circular hollow cylinder, in the flange section.
  • the outside diameter in the flange section, possibly in the valve stop section and in the valve receiving section can be the same and only the inside diameter in the flange section can be smaller than that of the
  • Valve stop portion and smaller than that of the valve housing portion.
  • Screw element can be, for example, a head screw or the like.
  • O-rings can be arranged as axial compensation between the electric motor and the connection housing.
  • connection housing is essentially circular-cylindrical on the outside, inside the valve receiving space in the valve receiving section and in the
  • Valve stop section and is formed circularly cylindrical in the flange section, with a diameter which gradually decreases in an insertion direction of the valve housing section.
  • connection housing in particular in the flange section, has an external thread on the outer surface for connecting a motor housing
  • the electric motor unit in particular the electric motor, has a rotational resistance on the drive shaft in the non-operated state, which is higher than the torque required to adjust or rotate the threaded spindle, so that the threaded spindle can also be operated manually or manually by means of the Valve drive device 10 can be actuated.
  • the electric motor unit in particular the electric motor, has a rotational resistance on the drive shaft in the non-operated state, which is higher than the torque required to adjust or rotate the threaded spindle, so that the threaded spindle can also be operated manually or manually by means of the Valve drive device 10 can be actuated.
  • the electric motor unit or the electric motor is designed such that the threaded spindle is adjusted when the valve drive device is rotated manually or by hand on the pressure valve in the unsecured or unfixed state. To do this an axial
  • valve receiving space on the valve receiving portion. This measure enables manual adjustment of the threaded spindle without dismantling the
  • Valve drive device by simply loosening the at least one corresponding screw element and turning the valve drive device in the desired direction of rotation.
  • a spindle fixing unit can also be provided, by means of which the valve drive device can be fixed on the threaded spindle.
  • Connection housing on the valve stop section or on the flange section have a further threaded bore extending from the outer surface to the valve receiving space with an associated screw element, whereby by screwing in the screw element this presses on the threaded spindle, preferably the spindle end section and thereby jams the valve drive device with the threaded spindle, so that relative axial
  • Manual adjustment of the threaded spindle without dismantling the valve drive device and without a corresponding configuration of the electric motor unit can be carried out by simply loosening the at least one corresponding screw element and turning the valve drive device in the desired direction of rotation, an axial displacement being additionally prevented.
  • the adapter in particular by means of a screw element, is releasably fastened to the drive shaft of the electric motor unit, in particular the motor shaft of the electric motor, or can be coupled non-rotatably to the drive shaft by means of a form fit and a spring element, in particular a compression spring, between the adapter and the electric motor unit is arranged that the adapter is spring-loaded against the threaded spindle.
  • the adapter and the drive shaft can be of a very simple design and can nevertheless be connected to one another in a rotationally fixed manner for torque transmission or, alternatively, a longitudinally displaceable arrangement can be implemented very easily.
  • Lubricant pipe nozzle of a suitable spray or creeping oil liquid can
  • the lubricant channel extending from the outer surface of the connecting housing to the valve receiving space and in particular being designed and aligned in such a way that an imaginary extended channel center axis of the lubricant channel when the valve housing section is inserted Essentially the
  • Threaded spindle in particular an exit area of the threaded spindle from the
  • Valve housing section, or a gear section of the electric motor unit cuts. It is particularly advantageous if the lubricant channel is cylindrical, in particular circular cylindrical.
  • the lubricant channel can have a transverse dimension, in particular a diameter in a range from greater than or equal to 2 mm to less than or equal to 10 mm, in particular in a range from greater than or equal to 3 mm to less than or equal to 6 mm.
  • the lubricant channel can optionally also be designed to be sealed. This measure offers the possibility of a very simple
  • light-emitting elements in particular light-emitting diodes, which indicate the direction of rotation of the drive shaft and which are deactivated when the vehicle is stationary.
  • the control unit of the pressure valve system can have a computing unit for processing signals or data, a memory unit for storing signals or data and at least one communication interface for reading in data, in particular for receiving sensor signals and for outputting data, in particular control signals, to the valve drive device or the Electric motor of the valve drive device, as well as pressure sensors of the two lines (A + B) of the working cylinder.
  • the computing unit can be, for example, a signal processor, a microcontroller or the like, wherein the storage unit can be a flash memory, an EPROM or a magnetic storage unit.
  • the communication interface can be designed to read in or output data wirelessly and / or wired, whereby a communication interface that can input or output wired data can input this data, for example electrically or optically, from a corresponding data transmission line or output it into a corresponding data transmission line .
  • Figure 1 shows a sectional view of a valve drive device according to a
  • FIG. 2 shows a perspective illustration of the valve drive device from FIG. 1.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a on the basis of a sectional illustration
  • Valve drive device which is provided with the reference number 10 in its entirety.
  • the valve drive device 10 is mounted on a pressure valve 12.
  • Valve drive device 10 and pressure valve 12 together form a pressure valve unit 100.
  • the pressure valve 12 is designed as a hand-operated pressure valve 12.
  • the pressure valve 12 is designed as a pressure reducing valve 12 or pressure reducing valve 12.
  • the pressure valve 12 has a valve housing 14.
  • the pressure valve 12 also has a threaded spindle 14.
  • the threaded spindle 16 is designed to be upright.
  • the threaded spindle 16 has a
  • Valve drive device 10 INCLUDED BY REFERENCE (RULE 20.6) Valve drive device 10 or, alternatively, a rotary knob (not shown).
  • the threaded spindle 16 protrudes from a valve housing section 20 of the pressure valve 12.
  • the valve housing section 20 has a circular cylindrical shape.
  • the pressure valve 12 also has a hexagonal section 22 for assembly purposes in an exit region of the threaded spindle 16 from the valve housing section 18.
  • the valve drive device 10 is designed to rotate the threaded spindle 16 in order to carry out a motorized pressure adjustment.
  • the valve drive device 10 has an electric motor unit 24, a torque transmission unit 26 and a
  • the electric motor unit 24 has an electric motor 30 with a rotary transmission and a drive shaft 32.
  • the drive shaft 32 is a motor shaft 32 of the electric motor 30 in the exemplary embodiment shown Threaded spindle 16, so that the threaded spindle 16 can also be actuated manually or by hand by means of the valve drive device 10.
  • the electric motor unit 24 also has a motor housing 34 in which the electric motor 30 is arranged and which is mechanically connected to the connection housing via a screw connection.
  • the torque transmission unit 26 has an adapter 36 for transmitting a torque from the drive shaft 32 or the motor shaft 32 to the threaded spindle 16.
  • the adapter is detachably fastened to the motor shaft 32 at one end by means of a screw element 38 via a non-positive connection.
  • the adapter has an adapter end section 40 with a hexagonal recess, so that the hexagonal spindle end section 18 can be introduced into the adapter end section 40 and is guided and longitudinally displaceable therein
  • the connecting housing 28 is used to fasten the valve drive device 10 to the pressure valve 12 or the valve housing section 20 of the pressure valve 12.
  • Connection housing 28 is designed to be circular cylindrical on the outside.
  • the connection housing 28 has a valve receiving space 42.
  • In the valve receiving space 42 are the
  • Valve housing section 20 the motor shaft 32 and the adapter 36 are arranged.
  • the connecting housing 28 is designed in such a way that the valve housing section 20 is linearly supported and can be inserted axially along an insertion direction 44 into the valve receiving space 42 up to a stop 46.
  • Valve receiving space 42 has a valve insertion opening 48 and a valve receiving section 50 with a circular cylindrical shape adapted to the circular cylindrical valve housing section 20, which is implemented as a recess or bore.
  • the valve receiving space 42 also has one in the insertion direction 44 of the
  • Valve housing section 20 following the valve receiving section 50
  • Valve stop section 52 in which a radially projecting fully circumferential wall section 46 of the connecting housing 28 is arranged, which is designed as the valve stop 46 and up to which the valve housing section 20 is inserted into the valve receiving space 42.
  • Valve stop section 52 has a circular cylindrical shape which is implemented as a recess or bore.
  • the valve receiving space 42 also has one in the insertion direction 44 of the
  • Valve housing section 20 on the valve stop section 52 following flange section 54 in which a radially projecting wall section 56 of the connecting housing 28 that extends over the full circumference is arranged.
  • the valve receiving space 42 in the flange section 54 has a circular cylindrical shape which is implemented as a recess or bore.
  • two axially extending through bores 58 are arranged, each with an associated screw element 60, by means of which the
  • Electric motor 30 is non-positively attached to connection housing 28.
  • Screw connections are arranged between the electric motor 30 and the connection housing 28 O-rings 62 as an axial compensation.
  • valve receiving space 42 in the valve receiving section 50, in the valve stop section 52 and in the flange section 54 is each circular-cylindrical with a diameter that gradually decreases in an insertion direction 44 of the valve housing section 20.
  • connection housing 28 also has an external thread 66 in the flange section 54 on an outer surface 64 for connecting the motor housing 34 of the electric motor unit 24.
  • connection housing 28 is rigid and integrally formed and is made of aluminum.
  • connection housing 28 also has two threaded bores 68, 70 on valve receiving section 50, each with an associated screw element 72, extending from outer surface 64 of connecting housing 28 to valve receiving space 42.
  • the screw element 72 of the threaded bore 68 is in frictional contact with the valve housing section 20.
  • the screw element 72 of the threaded bore 70 which is adjacent to the
  • Valve stop section 46 or the wall section 46 is in frictional and form-fitting contact with the hexagonal section 22.
  • connection housing 28 is fixed axially and in the circumferential direction on the valve housing section 20, so that relative axial movements and rotational movement between the
  • Valve driving device 10 to the pressure valve 12 can be prevented.
  • connection housing 28 also has a defined corrugation (not shown) on the outer surface 64 in order to facilitate the manual adjustment mentioned above by means of the valve drive device 10.
  • the valve drive device 10 or the connecting housing 28 furthermore has a lubricant channel 74 for introducing a lubricant pipe (not shown) into the valve receiving space 42.
  • the lubricant channel 74 here extends from the outer surface 64 of the connecting housing 28 to the valve receiving space 42 and is designed in this way aligned so that an imaginary extended channel center axis 76 of the lubricant channel 74 with the inserted valve housing section 20 essentially intersects the threaded spindle 16, in particular the exit area of the threaded spindle 16 from the valve housing section 20.
  • the lubricant channel 74 is circular-cylindrical and has a
  • FIG. 2 shows a perspective illustration of the valve drive device 10 or the pressure valve unit 100 from FIG. 1.
  • the circular cylindrical valve housing 14 of the pressure valve 12 can be seen, above which the connecting housing 28 of the
  • valve drive device 10 is pushed or turned over and the valve drive device 10 is fixed to the valve housing section 20 by means of the screw elements 72 of the threaded bores 68, 70.
  • a pressure valve system (not shown) with the valve drive device 10 or the pressure valve unit 100 and also a control unit (not shown) can be provided, the control unit being set up to control the electric motor 30 of the valve drive device 10 as a function of a predetermined pressure value to be set or regulated, in particular to control the working pressure value and / or the clamping pressure value of a device driven by means of a cylinder-like actuator, in particular a power-operated clamping device.
  • valve drive device 10 described or the pressure valve system described is particularly suitable for retrofitting a hand-operated pressure valve 12 of a machine tool (not shown) with a power-operated clamping device controllable by means of the pressure valve 12, in order to set and / or regulate a predetermined clamping pressure of the power-operated clamping device by motor.
  • an exemplary embodiment comprises an "and / or" link between a first feature and a second feature. This is to be read in such a way that the exemplary embodiment according to one embodiment includes both the first feature and the second feature and according to a further embodiment either only the has the first feature or only the second feature.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ventilantriebsvorrichtung (10) zum Verstellen einer Gewindespindel (16) eines Druckventils (12), insbesondere eines Druckminderventils (12), wobei die Gewindespindel (16) aus einem Ventilgehäuseabschnitt (20) des Druckventils (12) herausragt mit einer Elektromotoreinheit (24) aufweisend einen Elektromotor (30) und eine Antriebswelle (32), welche insbesondere eine Motorwelle (32) des Elektromotors ist; einer Drehmomentübertragungseinheit (26) aufweisend einen Adapter (36) zum Übertragen eines Drehmoments von der Antriebswelle (32) auf die Gewindespindel (16), wobei der Adapter (36) mittels Formschluss drehfest an die Gewindespindel (16) ankoppelbar ist; einem Verbindungsgehäuse (28) zur Befestigung der Ventilantriebsvorrichtung (10) an dem Ventilgehäuseabschnitt (20), wobei das Verbindungsgehäuse (28) einen Ventilaufnahmeraum (42) aufweist, in dem die Antriebswelle (32), der Adapter (36) und ein Ventilanschlag (46) angeordnet sind und welcher einen Ventilaufnahmeabschnitt (50) zum linear gelagerten axialen Einführen des Ventilgehäuseabschnitts (20) in den Ventilaufnahmeraum (42) bis zu dem Ventilanschlag (46) aufweist, wobei an dem Ventilaufnahmeabschnitt (50) zumindest eine sich von einer Außenfläche (64) des Verbindungsgehäuses (28) bis zu dem Ventilaufnahmeraum (42) erstreckende Gewindebohrung (68, 70) mit jeweils einem zugeordneten Schraubelement (72) angeordnet ist, mittels dem/denen die Ventilantriebsvorrichtung (10) kraftschlüssig an dem Ventilgehäuseabschnitt (20) befestigbar ist.

Description

Ventilantriebsvorrichtung für ein Druckventil
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ventilantriebsvorrichtung zum Verstellen einer Gewindespindel eines Druckventils, insbesondere eines Druckregelventils; eine
Druckventileinheit mit einer derartigen Ventilantriebsvorrichtung und einem entsprechenden Druckventil; ein Druckventilsystem mit einer derartigen Druckventileinheit und einer entsprechenden Steuereinheit sowie eine Werkzeugmaschine mit einer kraftbetätigten Spannvorrichtung und einem derartigen Druckventilsystem. Die Erfindung betrifft ferner eine Verwendung einer vorangehend beschriebenen Ventilantriebsvorrichtung oder eines vorangehend beschriebenen Druckventilsystems zur Nachrüstung eines handbetriebenen Druckventils, insbesondere handbetriebenen Druckregelventils einer Werkzeugmaschine mit einer mittels des Druckventils ansteuerbaren kraftbetätigten Spannvorrichtung.
Stand der Technik
Die DE 42 32 234 CI offenbart eine Vorrichtung zur Einstellung und Überwachung des Spanndrucks eines kraftbetätigten Spannfutters, mit einem einen hydraulischen Antrieb beispielsweise in Form eines Hydraulikzylinders versorgenden Hydraulikkreis, der von einer Pumpe gespeist ist und in dem ein einstellbares Druckregelventil liegt. Das Druckventil ist mit einem Schrittmotor gekoppelt, so dass der Druck in der Arbeitsleitung entsprechend der Stellung des Schrittmotors einstellbar ist.
Derartige Druckregeleinrichtungen werden vorwiegend dann eingesetzt, wenn die
Kraftverhältnisse bzw. Kraftrichtungen am Spannfutter bedingt durch Werkzeug- oder Werkstückwechsel mit kurzen Zykluszeiten verändert und im Arbeitsgang der Werkzeugmaschine mit hoher Genauigkeit konstant gehalten werden müssen. Hierbei wird in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal eines Drucksensors im Hydraulikkreis das zugeordnete einstellbare Druckregelventil ständig oder einmalig bis sich der gewünschte Druck eingeregelt hat, angesteuert, um den Spanndruck auf einen vorbestimmten Wert einzuregeln. Der Solldruck ist in Abhängigkeit vom jeweils im Einsatz befindlichen Spannfutter bzw.
Spannzylinder oder Fluidaktor veränderbar. Um die Veränderung zu automatisieren, ist am Spannfutter ein Code-Geber angebracht, der mit einem Code-Aufnehmer zusammenwirkt, dessen Ausgangssignal an der Regeleinrichtung ansteht.
In der EP 3 070 380 Al ist ein nachrüstbarer Antrieb für eine steigende Spindel eines Spindelventils offenbart, welche einen Motor und eine über den Motor antreibbare
Antriebswelle sowie eine Drehmomentübertragungseinrichtung zum Übertragen eines Drehmoments von der Antriebswelle auf eine Spindel des Spindelventils umfasst. Hierbei ist der Antrieb über einen Hohlkörper kraftschlüssig mit einem Ventiloberteil verbindbar, wobei ein axial geschlitzter distaler Bereich des Hohlkörpers eine Schraubverbindung umfasst, um den axial geschlitzten Bereich mit einer durch die Schraubverbindung erzeugten radialen Kraft zu verpressen. Diese Schraubverbindung kann zum Beispiel als Bride oder Rohrschelle
EINBEZOGEN DURCH VERWEIS (REGEL 20.6) ausgebildet sein, welche um das erste Ende der Hülse herum angeordnet ist und so in angezogenem Zustand den Schlitz zusammenpressen kann. Durch das Zusammenpressen verringert sich auch der Innendurchmesser des ersten Endes der Hülse, womit die Hülse kraftschlüssig am Ventiloberteil befestigt werden kann.
Dieser Verbindungsmechanismus hat den erheblichen Nachteil, dass er konstruktiv aufwendig ist, da zum einen der Hohlkörper einen geschlitzten Bereich, welcher auch noch zur
Verpressung flexibel ausgebildet sein muss, und zum anderen eine mehrteilige, diesen Bereich umschließende Spannvorrichtung erfordert, welche nach dem Lösen des Hohlkörpers von dem Ventil als abgekoppelte Einheit leicht verlierbar ist.
Daher besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung vornehmlich darin, eine dem eingangs beschrieben technischen Gebiet zugehörigen Ventilantriebsvorrichtung für ein Druckventil, insbesondere Druckregelventil zu schaffen, welche besonders einfach aufgebaut und kostengünstig herstellbar sowie ferner sehr einfach an bestehenden handbetriebenen Druckventilen montierbar ist, wobei stets eine hinreichend präzise Steuerung des Druckventils gewährleistet ist (ohne dass ein zusätzlicher Abgleich der Verstellmechanik notwendig ist).
Beschreibung der Erfindung
Vor diesem Hintergrund wird mit dem hier vorgestellten Ansatz eine Ventilantriebsvorrichtung zum Verstellen einer Gewindespindel eines Druckventils, insbesondere eines Druckregelventils beschrieben, wobei die Gewindespindel aus einem Ventilgehäuseabschnitt des Druckventils herausragt, mit
- einer Elektromotoreinheit aufweisend einen Elektromotor und eine Antriebswelle, welche insbesondere eine Motorwelle des Elektromotors ist;
- einer Drehmomentübertragungseinheit aufweisend einen Adapter zum Übertragen eines Drehmoments von der Antriebswelle auf die Gewindespindel, wobei der Adapter mittels Formschluss drehfest an die Gewindespindel ankoppelbar ist;
- einem Verbindungsgehäuse zur Befestigung der Ventilantriebsvorrichtung an dem
Ventilgehäuseabschnitt, wobei das Verbindungsgehäuse einen Ventilaufnahmeraum aufweist, in dem die Antriebswelle, der Adapter und ein Ventilanschlag angeordnet sind und welcher einen Ventilaufnahmeabschnitt zum linear gelagerten axialen Einführen des Ventilgehäuseabschnitts in den Ventilaufnahmeraum bis zu dem Ventilanschlag aufweist, wobei an dem Ventilaufnahmeabschnitt zumindest eine sich von einer Außenfläche des Verbindungsgehäuses bis zu dem Ventilaufnahmeraum erstreckende Gewindebohrung mit jeweils einem zugeordneten Schraubelement angeordnet ist, mittels dem/denen die Ventilantriebsvorrichtung kraftschlüssig an dem Ventilgehäuseabschnitt befestigbar ist.
Ferner wird eine Druckventileinheit mit
- einer Ventilantriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche; und
- einem Druckventil, insbesondere Druckregelventil vorgestellt, wobei ein
Ventilgehäuseabschnitt des Druckventils in dem Verbindungsgehäuse der
Ventilantriebsvorrichtung angeordnet und an diesem befestigt ist, insbesondere wobei der
EINBEZOGEN DURCH VERWEIS (REGEL 20.6) Ventilgehäuseabschnitt des Druckventils einen punktsymmetrischen, insbesondere kreisförmigen oder quadratischen Außenquerschnitt aufweist, und/oder das Druckventil an einem Austrittsbereich der Gewindespindel aus dem Ventilgehäuseabschnitt einen polygonalen, insbesondere sechskantigen Abschnitt zu Montagezwecken aufweist.
Des Weiteren wird ein Druckventilsystem mit einer Ventilantriebsvorrichtung der vorangehend beschriebenen Art oder einer Druckventileinheit der vorangehend beschriebenen Art und ferner einer Steuereinheit vorgestellt, welche eingerichtet ist, den Elektromotor der
Ventilantriebsvorrichtung in Abhängigkeit von einem vorgegebenen einzustellenden oder einzuregelnden Druckwert, insbesondere Arbeitsdruckwert und/oder Spanndruckwert einer mittels eines zylinderartigen Aktors angetriebenen Vorrichtung, insbesondere einer kraftbetätigten Spannvorrichtung, zu steuern. Die Steuerung bzw. Regelung erfolgt hierbei durch einen Vergleich des einzustellenden Soll-Druckwerts mit einem Ist-Druckwert eines Drucksensors im Hydraulikkreis. Mittels Eingabe der Flächenverhältnisse an dem Spannkolben und Verwendung eines geeigneten Kraftaufnahmesensors ist ein Regelkreis mit der direkten Steuergröße Kraft realisierbar.
Außerdem wird eine Werkzeugmaschine mit einer kraftbetätigten Spannvorrichtung und einem Druckventilsystem der vorangehend beschriebenen Art vorgestellt, welches eingerichtet ist, einen vorgegebenen Arbeitsdruckwert und/oder Spanndruckwert der mittels des zylinderartigen Aktors angetriebenen Vorrichtung, insbesondere der kraftbetätigten
Spannvorrichtung einzustellen und/oder einzuregeln. Die Werkzeugmaschine weist hierbei einen entsprechenden dem Druckventil zugeordneten Drucksensor im Hydraulikkreislauf auf.
Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung eine Verwendung einer Ventilantriebsvorrichtung der vorangehend beschriebenen Art oder eines Druckventilsystems der vorangehend beschriebenen Art zur Nachrüstung eines handbetriebenen Druckventils, insbesondere handbetriebenen Druckminderventils, einer Werkzeugmaschine mit einer mittels des Druckventils ansteuerbaren mittels eines zylinderartigen Aktors angetriebenen Vorrichtung, insbesondere einer kraftbetätigten Spannvorrichtung, um einen vorgegebenen
Arbeitsdruckwert und/oder Spanndruckwert der mittels des zylinderartigen Aktors angetriebenen Vorrichtung, insbesondere der kraftbetätigten Spannvorrichtung einzustellen und/oder einzuregeln.
Das Druckventil ist bevorzugt ein Druckventil in einem Hydraulikkreislauf bzw. eines
Hydraulikkreislaufs, insbesondere einer Werkzeugmaschine, bspw. mit einer kraftbetätigten Spannvorrichtung oder einer sonstigen durch zylinderartige Aktoren angetriebenen
Vorrichtung. Somit ist die Ventilantriebsvorrichtung bevorzugt für einen Hydraulikkreislauf ausgebildet bzw. gedacht.
Das Druckventil ist bevorzugt ein Druckregelventil bzw. ein Druckminderventil
(Druckminderer). Das Druckventil ist bevorzugt ein handbetriebenes Druckventil, d.h. ein Druckventil, welches bei ordnungsgemäßem Betrieb händisch bzw. manuell verstellbar ist.
Das Druckventil kann bspw. ein Druckventil eines der folgenden Typen sein:
EINBEZOGEN DURCH VERWEIS (REGEL 20.6) - ZDR 6 der Firma Bosch Rexroth AG, Zwischenplatte
- DR 6 der Firma Bosch Rexroth AG, Endplatte
- KRD der Firma Bosch Rexroth AG, Einschraubventil
- ZW-DM06 der Firma FIYDAC, Zwischenplatte
- DR 06/08/10 der Firma HYDAC, Einschraubventil
- PRDM der Firma Parker, Zwischenplatte
Die Gewindespindel ragt aus einem Ventilgehäuseabschnitt derart heraus, dass sie außerhalb des Ventils ankoppelbar ist. Die Gewindespindel ist eine Verstellspindel des Druckventils, mittels der bspw. ein Ausgangsdruck des Druckventils im Betrieb verstellbar ist. Die Lagerung der Gewindespindel kann stehend ausgeführt sein, sodass bei der Verstellung keine axiale Verschiebung der Gewindespindel erfolgt. Die Lagerung der Gewindespindel kann jedoch auch steigend ausgeführt sein, sodass bei der Verstellung eine axiale Verschiebung der
Gewindespindel in eine entsprechende axiale Richtung erfolgt. Die Gewindespindel weist bevorzugt einen (geraden) zylindrischen, insbesondere sechskantförmigen
Spindelendabschnitt zur formschlüssigen drehfesten Ankopplung an einen
Adapterendabschnitt eines Adapters mit einer entsprechend ausgebildeten (geraden) zylindrischen, insbesondere sechskantförmigen Vertiefung auf. Die Gewindespindel kann jedoch auch einem Spindelendabschnitt mit einer (geraden) zylindrischen, insbesondere sechskantförmigen Vertiefung zur formschlüssigen drehfesten Ankopplung an einen entsprechend ausgebildeten (geraden) zylindrischen, insbesondere sechskantförmigen Adapterendabschnitt eines Adapters aufweisen.
Das Druckventil weist bevorzugt in dem Austrittsbereich der Gewindespindel aus dem
Ventilgehäuseabschnitt einen polygonalen, insbesondere sechskantigen Abschnitt zu
Montagezwecken auf. Der polygonale Abschnitt ist bevorzugt angrenzend an dem
Ventilgehäuseabschnitt angeordnet.
Der Ventilgehäuseabschnitt des Druckventils weist bevorzugt einen punktsymmetrischen, insbesondere kreisförmigen oder quadratischen (konstanten) Außenquerschnitt auf. D.h., mit anderen Worten, dass der Ventilgehäuseabschnitt eine gerade zylindrische Form mit einem punktsymmetrischen, insbesondere kreisförmigen oder quadratischen (konstanten)
Außenquerschnitt aufweist.
Die Elektromotoreinheit und/oder der Elektromotor kann/können getriebelos ausgebildet sein. Der Elektromotoreinheit und/oder der Elektromotor weist/weisen jedoch bevorzugt ein Getriebe auf. Hierbei weist der Elektromotor bevorzugt ein rotatives Getriebe, insbesondere ein integriertes Planetengetriebe ohne Axialhub auf. Das Getriebe ist somit kein
Schraubgetriebe, welches die Drehbewegung in eine Hubbewegung umwandelt. Die
Elektromotoreinheit bzw. der Elektromotor weisen bevorzugt einen elektrischen Schalter zur Unterbrechung der Stromversorgung des Elektromotors auf. Der Elektromotor ist bevorzugt nur teilweise in dem Ventilaufnahmeraum angeordnet. Hierbei ist insbesondere die
Motorwelle des Elektromotors in dem Ventilaufnahmeraum angeordnet. Der Elektromotor kann jedoch auch vollständig innerhalb oder außerhalb des Ventilaufnahmeraumes
EINBEZOGEN DURCH VERWEIS (REGEL 20.6) angeordnet sein. Der Elektromotor ist an dem Verbindungsgehäuse befestigt. Hierbei ist der Elektromotor bevorzugt mittels zumindest eines Schraubelements unmittelbar an dem Verbindungsgehäuse befestigt. Die Elektromotoreinheit kann ein Motorgehäuse aufweisen.
Das Motorgehäuse kann den Elektromotor im Wesentlichen vollständig umschließen. Das Motorgehäuse kann an dem Verbindungsgehäuse anschraubbar ausgebildet sein. Hierfür kann das Motorgehäuse ein Innengewinde aufweisen.
Die Antriebswelle der Elektromotoreinheit ist in dem Ventilaufnahmeraum angeordnet.
Hierbei ist die Antriebswelle bevorzugt die Motorwelle des Elektromotors. Die Antriebswelle bzw. die Motorwelle ist bevorzugt mittig in dem Ventilaufnahmeraum angeordnet. D.h., mit anderen Worten, dass der Elektromotor relativ zu dem Verbindungsgehäuse derart angeordnet, dass die Drehachse der Motorwelle im Wesentlichen kongruent zu einer
Längsachse und/oder Symmetrieachse des Verbindungsgehäuses und/oder Einführachse des Ventilgehäuseabschnitts in den Ventilaufnahmeraum verläuft.
Die Drehmomentübertragungseinheit weist einen Adapter zum Übertragen eines
Drehmoments von der Antriebswelle bzw. der Motorwelle auf die Gewindespindel auf, wobei der Adapter mittels Formschluss drehfest an die Gewindespindel ankoppelbar ist. Hierbei ist der Adapter derart ausgestaltet, dass die Ankopplung beim Einführen des
Ventilgehäuseabschnitts in den Ventilaufnahmeraum entlang der Einführrichtung bis zum Erreichen des Ventilanschlags erfolgt. Wie vorangehend beschrieben, kann der Adapter zur formschlüssigen drehfesten Ankopplung an einen entsprechend ausgebildeten
Spindelendabschnitt der Gewindespindel eine (gerade) zylindrische, insbesondere
sechskantförmige Vertiefung bzw. einen (geraden) zylindrischen, insbesondere
sechskantförmigen Adapterendabschnitt aufweisen, so dass der Spindelendabschnitt in den Adapterendabschnitt bzw. der Adapterendabschnitt in den Spindelendabschnitt einführbar und darin längsverschieblich geführt und verdrehgesichert gehalten ist.
Der Adapter bzw. der Spindelaufnahmeabschnitt des Adapters kann eine an einen axialen Fahrweg einer steigenden Gewindespindel angepasste Ausdehnung entlang des Fahrweges aufweisen, um eine Relativbewegung der Gewindespindel zu der Ventilantriebsvorrichtung, d.h. den axialen Fahrweg der Gewindespindel aufzunehmen bzw. auszugleichen. Die
Drehmomentübertragungseinheit und/oder der Adapter kann/können ganz oder teilweise gemäß der Drehmomentübertragungseinheit und/oder dem Adapter der in eingangs erwähnten EP 3 070 380 Al ausgeführt sein.
Der Adapter kann längsverschieblich geführt und verdrehgesichert mit der Antreibswelle verbunden sein. Hierbei kann zwischen dem Adapter und dem Elektromotor ein Federelement, insbesondere eine Druckfeder derart angeordnet sein, dass der Adapter gegen das Druckventil gedrückt wird. Die Druckfeder kann bspw. um die Antriebswelle angeordnet sein. Hierdurch wird gewährleistet, dass der Adapter mit der Gewindespindel stets verdrehsicher verbunden sind.
EINBEZOGEN DURCH VERWEIS (REGEL 20.6) Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist der Adapter zum einen einen (geraden) zylindrischen, insbesondere sechkantförmigen Adapterendabschnitt zur Einführung in den Spindelendabschnitt auf, so dass der Adapterendabschnitt in den Spindelendabschnitt einführbar und darin längsverschieblich geführt und verdrehgesichert gehalten ist. Hierbei weist der Adapter ferner eine (gerade) zylindrische, insbesondere sechskantförmige Vertiefung zur Aufnahme der Antriebswelle auf, so dass die Antriebswelle in die Vertiefung in den Spindelendabschnitt einführbar und darin längsverschieblich geführt und verdrehgesichert gehalten ist. Hierbei ist ferner das vorangehend erwähnt Federelement, insbesondere die Druckfeder um die Abtriebswelle zwischen dem Adapter und dem Elektromotor vorgesehen.
Das Verbindungsgehäuse weist einen Ventilaufnahmeraum auf. Der Ventilaufnahmeraum ist von einer Innenfläche bzw. einer Gehäusewand des Verbindungsgehäuses umgrenzt. Der Verbindungsgehäuse bzw. der Ventilaufnahmeraum weist einen Ventilaufnahmeabschnitt mit einer Ventileinführöffnung zum linear gelagerten axialen Einführen des
Ventilgehäuseabschnitts in den Ventilaufnahmeraum bis zu dem Ventilanschlag auf. Der Ventilaufnahmeraum weist ferner eine der Ventileinführöffnung gegenüberliegende
Welleneinführöffnung zum axialen Einführen der Antriebswelle bzw. Motorwelle in den Ventilaufnahmeraum auf. Demnach weist der Ventilaufnahmeraum im
Ventilaufnahmeabschnitt eine an die Außengeometrie des einzuführenden
Ventilgehäuseabschnitts entsprechend dimensionierte Form bzw. Ausgestaltung auf, so dass dieser entlang einer Einführrichtung linear (ohne rotatorischen Anteil) in den
Ventilaufnahmeraum einführbar bzw. einschiebbar ist. Der Ventilaufnahmeraum kann im Ventilaufnahmeabschnitt zylindrisch, insbesondere kreiszylindrisch ausgebildet sein. Das Verbindungsgehäuse kann im Ventilaufnahmeabschnitt hohlzylindrisch, insbesondere kreishohlzylindrisch ausgebildet sein. Somit kann der Ventilaufnahmeabschnitt sehr einfach, bspw. mittels einer runden Vertiefung bzw. Bohrung realisiert werden. Diese Form ist ferner besonders vorteilhaft, da die meisten Ventilgehäuse eine kreiszylindrische oder quadratische Außengeometrie aufweisen.
In dem Ventilaufnahmeraum ist ein definierter Ventilanschlag angeordnet. Der Ventilanschlag ist derart ausgebildet, dass der Ventilgehäuseabschnitt entlang der Einführrichtung bis maximal zu dem definierten Ventilanschlag einführbar bzw. schiebbar ist.
Die Einführrichtung verläuft bevorzugt parallel bzw. fluchtend zu einer axialen Achsrichtung der Antriebswelle und/oder einer Längsrichtung des Verbindungsgehäuses.
Das Ventilgehäuse weist an dem Ventilaufnahmeabschnitt zumindest eine sich von einer Außenfläche des Verbindungsgehäuses bis zu dem Ventilaufnahmeraum erstreckende Gewindebohrung mit jeweils einem zugeordneten Schraubelement angeordnet ist, mittels dem/denen die Ventilantriebsvorrichtung kraftschlüssig an dem Ventilgehäuseabschnitt befestigbar ist. Hierbei sind die zumindest eine Gewindebohrung und das jeweilige zugeordnete Schraubelement derart ausgebildet, dass der eingeführte Ventilgehäuseabschnitt durch direkten Kontakt des Schraubelements mit diesem in dem Ventilaufnahmeraum bzw. dem Ventilaufnahmeabschnitt klemmbar und damit die Ventilantriebanordnung relativ zu dem Druckventil axial und in Umfangsrichtung fixierbar ist, sodass relative axiale Bewegungen und
EINBEZOGEN DURCH VERWEIS (REGEL 20.6) Drehbewegung verhindert werden. Die zumindest eine Gewindebohrung erstreckt sich im Wesentlichen senkrecht zur Außenfläche bzw. senkrecht zur Einführrichtung. Das
Ventilgehäuse weist bevorzugt zumindest oder genau zwei Gewindebohrungen mit jeweils einem Schraubelement auf. Das Schraubelement kann bspw. ein Gewindestift oder eine Madenschraube oder eine Kopfschraube oder dergleichen sein. Das Schraubelement ist bevorzugt bereits teilweise in der Gewindebohrung angeordnet bzw. in die Gewindebohrung bis kurz vor dem Ventilaufnahmeraum eingeschraubt. Die Gewindeverbindungen kann nach der Fixierung bspw. mittels einer Schraubensicherung, bspw. in Form eines Klebens gegen Losdrehen durch Vibrationen und Stoßbelastungen gesichert sein.
Das Verbindungsgehäuse ist bevorzugt hülsenförmig, insbesondere kreishohlzylindrisch ausgebildet. Das Verbindungsgehäuse ist in dem Ventilaufnahmeabschnitt und ggf. in dem Ventilanschlagsabschnitt und ggf. in dem Flanschabschnitt starr ausgebildet. Bevorzug ist das gesamte Verbindungsgehäuse starr ausgebildet. Das Verbindungsgehäuse ist in dem
Ventilaufnahmeabschnitt und ggf. in dem Ventilanschlagsabschnitt und ggf. in dem
Flanschabschnitt integral ausgebildet. Bevorzug ist das gesamte Verbindungsgehäuse integral ausgebildet. Unter dem Begriff„integral" soll im Rahmen der vorliegenden Verbindung „einteilig" bzw.„einstückig" verstanden werden. Das Verbindungsgehäuse ist bevorzugt massiv ausgebildet. Das Verbindungsgehäuse kann zumindest teilweise ein Metall oder einen Kunststoff aufweisen oder aus einem Metall oder Kunststoff bestehen. Das Metall kann bspw. Aluminium oder eine Aluminiumlegierung sein.
Das Verbindungsgehäuse weist eine Außenfläche auf. Die Außenfläche ins bevorzugt eine Mantelfläche. Die Außenfläche weist bevorzugt eine Strukturierung bzw. definierte
Strukturierung und/oder Riffelung bzw. definierte Riffelung auf, welche insbesondere in einem (von der Herstellung der Gehäusewand des Verbindungsgehäuses) separaten Verfahrensschritt aufgebracht wurde(n).
Es ist selbstverständlich, dass die Ventilantriebsvorrichtung derart ausgebildet sein kann, dass sie gemäß der Schutzart IP67 k ausgeführt ist und/oder entsprechend den
Umgebungsbedingungen beständig ausgebildet ist.
Demzufolge wird mit der vorliegenden Erfindung eine äußerst einfach aufgebaute und sehr kostengünstig herstellbare kompakte Ventilantriebsvorrichtung bereitgestellt, welche ferner mittels einfacher Hilfsmittel ohne Fachwissen an bestehenden handbetriebenen Druckventilen montierbar und demontierbar bzw. fixierbar und lösbar ist. Hierbei haben mehrere Versuche gezeigt, dass bereits eine Schraubelement (in einer Gewindebohrung) ausreichend ist, um aufgrund der kraftschlüssigen Verbindung sowohl axiale Bewegungen als auch
Drehbewegungen der Ventilantriebsvorrichtung relativ zum Druckventil zu verhindern und somit eine hinreichend präzise Steuerung des Druckventils zu gewährleisten.
Demzufolge müssen lediglich die Ventilantriebsvorrichtung über den entsprechenden Ventilgehäuseabschnitt des Druckventils bis zum Ventilanschlag geschoben bzw. gestülpt und anschließend das/die in der Regel bereits bis kurz vor dem Ventilaufnahmeraum
EINBEZOGEN DURCH VERWEIS (REGEL 20.6) eingeschraubte Schraubelement(e) zur Fixierung des Ventilgehäuseabschnitts eingeschraubt werden, um ein handbetriebenes Druckventil nachzurüsten.
Es ist vorteilhaft, wenn der Adapter der Drehmomentübertragungseinheit als Ventilanschlag ausgebildet ist. Dies stellt eine sehr einfache Maßnahme zur Realisierung eines Ventilanschlags dar.
Alternativ und bevorzugt weist der Ventilaufnahmeraum einen in Einführrichtung des Ventilgehäuseabschnitts dem Ventilaufnahmeabschnitt nachfolgenden
Ventilanschlagsabschnitt auf, in dem ein radial vorspringender, insbesondere vollumfänglich verlaufender Wandabschnitt des Verbindungsgehäuses angeordnet ist, welcher als der Ventilanschlag ausgebildet ist. Hierbei sind der Ventilanschlagsabschnitt und der
Ventilaufnahmeabschnitt verschieden, können sich jedoch teilweise überlagern, d.h. einen gemeinsamen Abschnitt aufweisen. Bevorzugt ist der Ventilanschlagsabschnitt angrenzend zu dem Ventilaufnahmeabschnitt angeordnet. Der Ventilaufnahmeraum kann im
Ventilanschlagsabschnitt zylindrisch, insbesondere kreiszylindrisch ausgebildet sein. Das Verbindungsgehäuse kann im Ventilanschlagsabschnitt hohlzylindrisch, insbesondere kreishohlzylindrisch ausgebildet sein. Hierbei können die Außendurchmesser im
Ventilanschlagsabschnitt und im Ventilaufnahmeabschnitt gleich sein und lediglich der Innendurchmesser im Ventilanschlagsabschnitt kleiner sein als der des
Ventilgehäuseabschnitts. Hierdurch kann der Ventilanschlag ebenfalls sehr einfach bereits bei der Herstellung des Verbindungsgehäuses, bspw. mittels einer runden Vertiefung bzw.
Bohrung realisiert werden.
Es ist ferner vorteilhaft, wenn zumindest eine der Gewindebohrungen in der Nähe des Wandabschnitts, insbesondere in einem Abstand von größer oder gleich 0 mm bis kleiner oder gleich 10mm von dem Wandabschnitt angeordnet ist. Hierbei ist gemeint, dass der
Randbereich der Gewindebohrung angrenzend zu dem Wandabschnitt oder bis zu einem Abstand von 10mm zu diesem beabstandet angeordnet ist. Diese Ausführung ist insbesondere bei der Verwendung an Druckventilen, welche in dem Austrittsbereich der Gewindespindel aus dem Ventilgehäuseabschnitt einen polygonalen Abschnitt zu Montagezwecken aufweisen, da das entsprechende Schraubelement der Gewindebohrung in diesem Fall direkt diesen polygonalen Endabschnitt kontaktiert, so dass eine zusätzlich zur kraftschlüssigen Verbindung noch eine formschlüssige Verbindung entsteht, welche eine Drehbewegungen der
Ventilantriebsvorrichtung relativ zum Druckventil verhindert. Demnach kann der Abstand zwischen Gewindebohrung und Wandabschnitt auch der im Wesentlichen halben Breite einer sich ergebenden Schlüsselweite des polygonalen Abschnitts des Ventilgehäuseabschnitts entsprechen.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn der Ventilaufnahmeraum einen in Einführrichtung des Ventilgehäuseabschnitts dem Ventilaufnahmeabschnitt oder dem Ventilanschlagsabschnitt nachfolgenden Flanschabschnitt aufweist, in dem ein radial vorspringender, insbesondere vollumfänglich verlaufender Wandabschnitt des Verbindungsgehäuses angeordnet ist, wobei in dem Wandabschnitt zumindest eine axial verlaufende Durchgangsbohrung mit jeweils
EINBEZOGEN DURCH VERWEIS (REGEL 20.6) einem zugeordneten Schraubelement angeordnet ist, mittels dem/denen der Elektromotor kraftschlüssig an dem Verbindungsgehäuse befestigt ist. D.h., mit anderen Worten, dass im Ventilaufnahmeraum ein Flansch ausgebildet ist, mittels dem der Elektromotor kraftschlüssig an dem Verbindungsgehäuse befestigt ist. Hierbei sind der Flanschabschnitt und
Ventilaufnahmeabschnitt verschieden, können sich jedoch teilweise überlagern, d.h. einen gemeinsamen Abschnitt aufweisen. Der Flanschabschnitt und der Ventilanschlagsabschnitt können ebenfalls verschieden sein, sich jedoch teilweise überlagern, d.h. einen gemeinsamen Abschnitt aufweisen. Der Flanschabschnitt kann jedoch auch als der Ventilanschlagsabschnitt ausgebildet sein. Je nach Ausgestaltung ist der ist der Flanschabschnitt bevorzugt angrenzend zu dem Ventilanschlagsabschnitt oder dem Ventilaufnahmeabschnitt angeordnet. Der Ventilaufnahmeraum kann im Flanschabschnitt zylindrisch, insbesondere kreiszylindrisch ausgebildet sein. Das Verbindungsgehäuse kann im Flanschabschnitt hohlzylindrisch, insbesondere kreishohlzylindrisch ausgebildet sein. Hierbei können die Außendurchmesser im Flanschabschnitt, ggf. im Ventilanschlagsabschnitt und im Ventilaufnahmeabschnitt gleich sein und lediglich der Innendurchmesser im Flanschabschnitt kleiner sein als ggf. der des
Ventilanschlagsabschnitts und kleiner als der des Ventilgehäuseabschnitts. Das
Schraubelement kann bspw. Kopfschraube oder dergleichen sein. Zwischen dem Elektromotor und dem Verbindungsgehäuse können O-Ringe als Axialausgleich angeordnet sein. Durch diese Maßnahme kann somit auf sehr einfache Art und Weise ein Flansch im Ventilaufnahmeraum bereitgestellt werden, welcher zum einen sehr einfach bereits bei der Herstellung des Verbindungsgehäuses, bspw. mittels einer runden Vertiefung bzw. Bohrung realisiert werden kann und zum anderen der sehr kompakten Bauweise des Verbindungsgehäuses beiträgt.
Für ein einfach herzustellendes und kompaktes Verbindungsgehäuse ist es somit vorteilhaft, wenn das Verbindungsgehäuse außen im Wesentlichen kreiszylindrisch ausgebildet ist innen der Ventilaufnahmeraum in dem Ventilaufnahmeabschnitt und in dem
Ventilanschlagsabschnitt und in dem Flanschabschnitt kreiszylindrisch ausgebildet ist, mit einem sich in einer Einführrichtung des Ventilgehäuseabschnitts stufenweise verkleinernden Durchmesser.
Vorteilhaft ist es auch, wenn das Verbindungsgehäuse, insbesondere in dem Flanschabschnitt, an der Außenfläche ein Außengewinde zur Anbindung eines Motorgehäuses der
Elektromotoreinheit aufweist. Diese Maßnahme biete eine sehr einfache und
Anbindungsmöglichkeit für ein Motorgehäuse.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Elektromotoreinheit, insbesondere der Elektromotor im unbetriebenen Zustand einen Drehwiderstand an der Antriebswelle aufweist, welcher höher ist als ein notwendiges Drehmoment zum Verstellen bzw. Drehen der Gewindespindel, sodass die Gewindespindel bei gelösten Schraubelementen auch händisch bzw. manuell mittels der Ventilantriebsvorrichtung 10 betätigbar ist. D.h., mit anderen Worten, dass die
Elektromotoreinheit bzw. der Elektromotor derart ausgebildet ist, dass bei einem manuellen bzw. händischen Drehen der Ventilantriebsvorrichtung an dem Druckventil im unbefestigten bzw. unfixiertem Zustand die Gewindespindel verstellt wird. Um hierbei eine axiale
Verschiebung („Herausrutschen") der Ventilantriebsvorrichtung zu hemmen, ist es denkbar
EINBEZOGEN DURCH VERWEIS (REGEL 20.6) einen entsprechend ausgebildeten Gummiring bzw. Dichtring oder einzelne in
Umfangsrichtung angeordnete entsprechend ausgebildete Gummivorsprünge im
Ventilaufnahmeraum an dem Ventilaufnahmeabschnitt vorzusehen. Diese Maßnahme ermöglicht eine Handverstellung der Gewindespindel ohne Demontage der
Ventilantriebsvorrichtung durch einfaches Lösen des zumindest einen entsprechenden Schraubelements und Drehen der Ventilantriebsvorrichtung in die gewünschte Drehrichtung.
Alternativ oder zusätzlich kann auch eine Spindelfixiereinheit vorgesehen werden, mittels der die Ventilantriebsvorrichtung an der Gewindespindel fixierbar ist. Hierfür kann das
Verbindungsgehäuse am Ventilanschlagabschnitt oder am Flanschabschnitt eine weitere sich von der Außenfläche bis zu dem Ventilaufnahmeraum erstreckende Gewindebohrung mit einem zugeordneten Schraubelement aufweisen, wobei durch Eindrehen des Schraubelements dieses auf die Gewindespindel, bevorzugt den Spindelendabschnitt drückt und dadurch die Ventilantriebsvorrichtung mit der Gewindespindel verklemmt, sodass relative axiale
Bewegungen verhindert werden, nicht jedoch Drehbewegungen. Somit kann eine
Handverstellung der Gewindespindel ohne Demontage der Ventilantriebsvorrichtung und ohne entsprechende Ausgestaltung der Elektromotoreinheit durch einfaches Lösen des zumindest einen entsprechenden Schraubelements und Drehen Ventilantriebsvorrichtung in die gewünschte Drehrichtung durchgeführt werden, wobei eine axiale Verschiebung zusätzlich verhindert wird.
Es ist vorteilhaft, wenn der Adapter, insbesondere mittels eines Schraubelements, lösbar an der Antriebswelle der Elektromotoreinheit, insbesondere der Motorwelle des Elektromotors befestigt ist oder mittels Formschluss drehfest an die Antriebswelle ankoppelbar ist und zwischen dem Adapter und der Elektromotoreinheit ein Federelement, insbesondere eine Druckfeder derart angeordnet ist, dass der Adapter gegen die Gewindespindel federbelastbar ist. Hierdurch können der Adapter und die Antriebswelle sehr einfach ausgeführt und dennoch zur Drehmomentübertragung drehfest miteinander verbindbar sein oder alternativ sehr einfach eine längsverschiebliche Anordnung realisiert werden.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn ein Schmiermittelkanal zum Einführen eines
Schmiermittelrohres (Tülle einer geeigneten Sprüh- bzw. Kriechölflüssigkeitsdose) in den Ventilaufnahmeraum vorgesehen ist, wobei der Schmiermittelkanal sich von der Außenfläche des Verbindungsgehäuses bis zu dem Ventilaufnahmeraum erstreckt und insbesondere derart ausgebildet und ausgerichtet ist, dass eine gedachte verlängerte Kanalmittelachse des Schmiermittelkanals bei eingeführtem Ventilgehäuseabschnitt im Wesentlichen die
Gewindespindel, insbesondere einen Austrittsbereich der Gewindespindel aus dem
Ventilgehäuseabschnitt, oder einen Getriebeabschnitt der Elektromotoreinheit schneidet. Es ist insbesondere vorteilhaft, wenn der Schmiermittelkanal zylindrisch, insbesondere kreiszylindrisch ausgebildet ist. Der Schmiermittelkanal kann hierbei eine Querausdehnung, insbesondere einen Durchmesser in einem Bereich von größer oder gleich 2 mm bis kleiner oder gleich 10 mm, insbesondere in einem Bereich von größer oder gleich 3mm bis kleiner oder gleich 6mm aufweisen. Der Schmiermittelkanal kann ggf. auch abgedichtet ausgeführt sein. Diese Maßnahme bietet die Möglichkeit, auf sehr einfache Art und Weise eine
EINBEZOGEN DURCH VERWEIS (REGEL 20.6) Schmierung der Gewindespindel von außen im montierten Zustand der
Ventilantriebsvorrichtung oder eines Getriebes der Elektromotoreinheit durchzuführen.
Es ist jedoch auch denkbar, einen entsprechend ausgebildeten Schmiernippel im
Ventilaufnahmeraum vorzusehen.
Vorteilhaft ist es ferner, Leuchtelemente, insbesondere Leuchtdioden vorzusehen, welche die Orehrichtung der Antriebswelle anzeigen und bei Stillstand deaktiviert sind.
Die Steuereinheit des Druckventilsystems kann eine Recheneinheit zum Verarbeiten von Signalen oder Daten, eine Speichereinheit zum Speichern von Signalen oder Daten und zumindest eine Kommunikationsschnittstelle zum Einlesen von Daten, insbesondere zum Empfangen von Sensorsignalen und zum Ausgeben von Daten, insbesondere Steuersignalen an die Ventilantriebsvorrichtung bzw. den Elektromotor der Ventilantriebsvorrichtung, sowie Drucksensoren der beiden Leitungen (A+B) des Arbeitszylinders, aufweisen. Hierdurch ist eine weitere, sicherheitsrelevante Druckabfrage der Aktoren möglich. Die Recheneinheit kann beispielsweise ein Signalprozessor, ein Mikrocontroller oder dergleichen sein, wobei die Speichereinheit ein Flash-Speicher, ein EPROM oder eine magnetische Speichereinheit sein kann. Die Kommunikationsschnittstelle kann ausgebildet sein, um Daten drahtlos und/oder leitungsgebunden einzulesen oder auszugeben, wobei eine Kommunikationsschnittstelle, die leitungsgebundene Daten einiesen oder ausgeben kann, diese Daten bspw. elektrisch oder optisch aus einer entsprechenden Datenübertragungsleit-ung einiesen oder in eine entsprechende Datenübertragungsleitung ausgeben kann.
Zeichnungen
Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine Schnittdarstellung einer Ventilantriebsvorrichtung gemäß einem
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
Figur 2 eine perspektivische Darstellung der Ventilantriebsvorrichtung aus Fig. 1.
Fig. 1 zeigt anhand einer Schnittdarstellung ein Ausführungsbeispiel einer
Ventilantriebsvorrichtung, welche in ihrer Gesamtheit mit der Bezugsziffer 10 versehen ist.
Die Ventilantriebsvorrichtung 10 ist an einem Druckventil 12 montiert. Die
Ventilantriebsvorrichtung 10 und das Druckventil 12 bilden gemeinsam eine Druckventileinheit 100 aus.
Das Druckventil 12 ist als handbetriebenes Druckventil 12 ausgebildet. Das Druckventil 12 ist als Druckminderventil 12 bzw. Druckminderventil 12 ausgebildet. Das Druckventil 12 weist ein Ventilgehäuse 14 auf. Das Druckventil 12 weist ferner eine Gewindespindel 14 auf. Die Gewindespindel 16 ist stehend ausgebildet. Die Gewindespindel 16 weist einen
sechskantförmigen Spindelendabschnitt 18 zur formschlüssigen drehfesten Ankopplung an die
EINBEZOGEN DURCH VERWEIS (REGEL 20.6) Ventilantriebsvorrichtung 10 oder alternativ auch einen (nicht dargestellten) Drehknopf auf.
Die Gewindespindel 16 ragt aus einem Ventilgehäuseabschnitt 20 des Druckventils 12 heraus. Der Ventilgehäuseabschnitt 20 ist kreiszylindrisch ausgebildet. Das Druckventil 12 weist außerdem in einem Austrittbereich der Gewindespindel 16 aus dem Ventilgehäuseabschnitt 18 einen sechskantigen Abschnitt 22 zu Montagezwecken auf.
Die Ventilantriebsvorrichtung 10 ist ausgebildet die Gewindespindel 16 zu drehen, um eine motorisierte Druckverstellung durchzuführen. Hierfür weist die Ventilantriebsvorrichtung 10 eine Elektromotoreinheit 24, eine Drehmomentübertragungseinheit 26 und ein
Verbindungsgehäuse 28 auf.
Die Elektromotoreinheit 24 weist einen Elektromotor 30 mit einem rotativem Getriebe und eine Antriebswelle 32 auf. Die Antriebswelle 32 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel eine Motorwelle 32 des Elektromotors 30. Die Elektromotoreinheit 24 bzw. der Elektromotor 30 mit dem rotativem Getriebe weisen im unbetriebenen Zustand einen Drehwiderstand an der Antriebswelle auf, welcher höher ist als ein notwendiges Drehmoment zum Verstellen bzw. Drehen der Gewindespindel 16, sodass die Gewindespindel 16 auch manuell bzw. händisch mittels der Ventilantriebsvorrichtung 10 betätigbar ist. Die Elektromotoreinheit 24 weist ferner ein Motorgehäuse 34 auf, in dem der Elektromotor 30 angeordnet ist und welches über eine Schraubverbindung mit dem Verbindungsgehäuse mechanisch verbunden ist.
Die Drehmomentübertragungseinheit 26 weist einen Adapter 36 zum Übertragen eines Drehmoments von der Antriebswelle 32 bzw. der Motorwelle 32 auf die Gewindespindel 16 auf. Hierbei ist der Adapter an einem Ende mittels eines Schraubelements 38 über eine kraftschlüssige Verbindung lösbar an der Motorwelle 32 befestigt. An einem
gegenüberliegenden Ende weist der Adapter einen Adapterendabschnitt 40 mit einer sechskantförmigen Vertiefung auf, so dass der sechskantförmige Spindelendabschnitt 18 in den Adapterendabschnitt 40 einführbar und darin längsverschieblich geführt und
verdrehgesichert gehalten ist.
Das Verbindungsgehäuse 28 dient zur Befestigung der Ventilantriebsvorrichtung 10 an dem Druckventil 12 bzw. dem Ventilgehäuseabschnitt 20 des Druckventils 12. Das
Verbindungsgehäuse 28 ist außen kreiszylindrisch ausgebildet. Das Verbindungsgehäuse 28 weist einen Ventilaufnahmeraum 42 auf. In dem Ventilaufnahmeraum 42 sind der
Ventilgehäuseabschnitt 20, die Motorwelle 32 und der Adapter 36 angeordnet.
Das Verbindungsgehäuse 28 ist hierbei derart ausgebildet, dass der Ventilgehäuseabschnitt 20 linear gelagert axial entlang einer Einführrichtung 44 in den Ventilaufnahmeraum 42 bis zu einem Anschlag 46 einführbar ist. Hierfür weist das Verbindungsgehäuse 28 bzw. der
Ventilaufnahmeraum 42 eine Ventileinführöffnung 48 und einen Ventilaufnahmeabschnitt 50 mit einer an den kreiszylindrischen Ventilgehäuseabschnitt 20 angepassten kreiszylindrischen Form auf, welche als Vertiefung bzw. Bohrung realisiert ist.
Der Ventilaufnahmeraum 42 weist ferner einen in Einführrichtung 44 des
Ventilgehäuseabschnitts 20 dem Ventilaufnahmeabschnitt 50 nachfolgenden
EINBEZOGEN DURCH VERWEIS (REGEL 20.6) Ventilanschlagsabschnitt 52 auf, in dem ein radial vorspringender vollumfänglich verlaufender Wandabschnitt 46 des Verbindungsgehäuses 28 angeordnet ist, welcher als der Ventilanschlag 46 ausgebildet ist und bis zu dem der Ventilgehäuseabschnitt 20 in den Ventilaufnahmeraum 42 eingeführt ist. Hierdurch weist der Ventilaufnahmeraum 42 in dem
Ventilanschlagsabschnitt 52 eine kreiszylindrische Form auf, welche als Vertiefung bzw. Bohrung realisiert ist.
Der Ventilaufnahmeraum 42 weist außerdem einen in Einführrichtung 44 des
Ventilgehäuseabschnitts 20 dem Ventilanschlagsabschnitt 52 nachfolgenden Flanschabschnitt 54 auf, in dem ein radial vorspringender vollumfänglich verlaufender Wandabschnitt 56 des Verbindungsgehäuses 28 angeordnet ist. Hierdurch weist der Ventilaufnahmeraum 42 in dem Flanschabschnitt 54 eine kreiszylindrische Form auf, welche als Vertiefung bzw. Bohrung realisiert ist. In dem Wandabschnitt 56 sind zwei axial verlaufende Durchgangsbohrungen 58 mit jeweils einem zugeordneten Schraubelement 60 angeordnet, mittels denen der
Elektromotor 30 kraftschlüssig an dem Verbindungsgehäuse 28 befestigt ist. An den
Schraubverbindungen sind zwischen dem Elektromotor 30 und dem Verbindungsgehäuse 28 O-Ringe 62 als Axialausgleich angeordnet.
Demnach ist der Ventilaufnahmeraum 42 in dem Ventilaufnahmeabschnitt 50, in dem Ventilanschlagsabschnitt 52 und in dem Flanschabschnitt 54 jeweils kreiszylindrisch mit einem sich in einer Einführrichtung 44 des Ventilgehäuseabschnitts 20 stufenweise verkleinernden Durchmesser.
Das Verbindungsgehäuse 28 weist ferner in dem Flanschabschnitt 54 an einer Außenfläche 64 ein Außengewinde 66 zur Anbindung des Motorgehäuses 34 der Elektromotoreinheit 24 auf.
Das gesamte Verbindungsgehäuse 28 ist starr und integral ausgebildet und besteht aus Aluminium.
Zur Befestigung der Ventilantriebsvorrichtung 10 an dem Druckventil 12 bzw. dem
Ventilgehäuseabschnitt 20 des Druckventils 12 weist das Verbindungsgehäuse 28 ferner an dem Ventilaufnahmeabschnitt 50 zwei sich von der Außenfläche 64 des Verbindungsgehäuses 28 bis zu dem Ventilaufnahmeraum 42 erstreckende Gewindebohrungen 68, 70 mit jeweils einem zugeordneten Schraubelement 72 auf. Hierbei steht das Schraubelement 72 der Gewindebohrung 68 in kraftschlüssigem Kontakt mit dem Ventilgehäuseabschnitt 20. Das Schraubelement 72 der Gewindebohrung 70, welche angrenzend an dem
Ventilanschlagsabschnitt 46 bzw. dem Wandabschnitt 46 angeordnet ist, steht in kraft- und formschlüssigem Kontakt mit dem sechskantförmigen Abschnitt 22. Hierdurch ist das Verbindungsgehäuse 28 an dem Ventilgehäuseabschnitt 20 axial und in Umfangsrichtung fixiert, sodass relative axiale Bewegungen und Drehbewegung zwischen der
Ventilantriebsvorrichtung 10 zu dem Druckventil 12 verhindert werden.
EINBEZOGEN DURCH VERWEIS (REGEL 20.6) Das Verbindungsgehäuse 28 weißt des Weiteren an der Außenfläche 64 eine (nicht dargestellten) definierte Riffelung auf, um die vorangehend erwähnte händische Verstellung mittels der Ventilantriebsvorrichtung 10 zu erleichtern.
Die Ventilantriebsvorrichtung 10 bzw. das Verbindungsgehäuse 28 weist des Weiteren einen Schmiermittelkanal 74 zum Einführen eines (nicht dargestellten) Schmiermittelrohres in den Ventilaufnahmeraum 42. Der Schmiermittelkanal 74 erstreckt sich hierbei von der Außenfläche 64 des Verbindungsgehäuses 28 bis zu dem Ventilaufnahmeraum 42 und ist derart ausgebildet und ausgerichtet, dass eine gedachte verlängerte Kanalmittelachse 76 des Schmiermittelkanals 74 bei eingeführtem Ventilgehäuseabschnitt 20 im Wesentlichen die Gewindespindel 16, insbesondere den Austrittsbereich der Gewindespindel 16 aus dem Ventilgehäuseabschnitt 20 schneidet. Der Schmiermittelkanal 74 ist kreiszylindrisch ausgebildet und weist einen
Durchmesser von 4mm auf.
In Fig. 2 ist eine perspektivische Darstellung der Ventilantriebsvorrichtung 10 bzw. der Druckventileinheit 100 aus Fig. 1 gezeigt. Hierbei ist das kreiszylindrische Ventilgehäuse 14 des Druckventils 12 ersichtlich, über dem das Verbindungsgehäuse 28 der
Ventilantriebsvorrichtung 10 geschoben bzw. gestülpt und an dessen Ventilgehäuseabschnitt 20 die Ventilantriebsvorrichtung 10 mittels der Schraubelemente 72 der Gewindebohrungen 68, 70 fixiert ist.
Somit kann auch ein (nicht dargestelltes) Druckventilsystem mit der Ventilantriebsvorrichtung 10 oder der Druckventileinheit 100 und ferner einer (nicht dargestellten) Steuereinheit bereitgestellt werden, wobei die Steuereinheit eingerichtet ist, den Elektromotor 30 der Ventilantriebsvorrichtung 10 in Abhängigkeit von einem vorgegebenen einzustellenden oder einzuregelnden Druckwert, insbesondere Arbeitsdruckwert und/oder Spanndruckwert einer mittels eines zylinderartigen Aktors angetriebenen Vorrichtung, insbesondere einer kraftbetätigten Spannvorrichtung, zu steuern.
Die beschriebene Ventilantriebsvorrichtung 10 oder das beschriebene Druckventilsystem ist insbesondere zur Nachrüstung eines handbetriebenen Druckventils 12 einer (nicht dargestellten) Werkzeugmaschine mit einer mittels des Druckventils 12 ansteuerbaren kraftbetätigten Spannvorrichtung geeignet, um einen vorgegebenen Spanndruck der kraftbetätigten Spannvorrichtung motorisch einzustellen und/oder einzuregeln.
Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine„und/oder"-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal. So ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
EINBEZOGEN DURCH VERWEIS (REGEL 20.6)

Claims

Patentansprüche
1. Ventilantriebsvorrichtung (10) zum Verstellen einer Gewindespindel (16) eines
Druckventils (12), insbesondere eines Druckminderventils (12), wobei die Gewindespindel (16) aus einem Ventilgehäuseabschnitt (20) des Druckventils (12) herausragt, mit
- einer Elektromotoreinheit (24) aufweisend einen Elektromotor (30) und eine
Antriebswelle (32), welche insbesondere eine Motorwelle (32) des Elektromotors (30) ist;
- einer Drehmomentübertragungseinheit (26) aufweisend einen Adapter (36) zum
Übertragen eines Drehmoments von der Antriebswelle (32) auf die Gewindespindel (16), wobei der Adapter (36) mittels Formschluss drehfest an die Gewindespindel (16) ankoppelbar ist;
- einem Verbindungsgehäuse (28) zur Befestigung der Ventilantriebsvorrichtung (10) an dem Ventilgehäuseabschnitt (20), wobei das Verbindungsgehäuse (28) einen
Ventilaufnahmeraum (42) aufweist, in dem die Antriebswelle (32), der Adapter (36) und ein Ventilanschlag (46) angeordnet sind und welcher einen
Ventilaufnahmeabschnitt (50) zum linear gelagerten axialen Einführen des
Ventilgehäuseabschnitts (20) in den Ventilaufnahmeraum (42) bis zu dem
Ventilanschlag (46) aufweist, wobei an dem Ventilaufnahmeabschnitt (50) zumindest eine sich von einer Außenfläche (64) des Verbindungsgehäuses (28) bis zu dem Ventilaufnahmeraum (42) erstreckende Gewindebohrung (68, 70) mit jeweils einem zugeordneten Schraubelement (72) angeordnet ist, mittels dem/denen die
Ventilantriebsvorrichtung (10) kraftschlüssig an dem Ventilgehäuseabschnitt (20) befestigbar ist.
2. Ventilantriebsvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der
Ventilaufnahmeraum (42) einen in Einführrichtung (44) des Ventilgehäuseabschnitts (20) dem Ventilaufnahmeabschnitt (50) nachfolgenden Ventilanschlagsabschnitt (52) aufweist, in dem ein radial vorspringender, insbesondere vollumfänglich verlaufender
Wandabschnitt (46) des Verbindungsgehäuses (28) angeordnet ist, welcher als der Ventilanschlag (46) ausgebildet ist.
3. Ventilantriebsvorrichtung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Gewindebohrungen (70) in der Nähe des Wandabschnitts (46), insbesondere in einem Bereich von größer oder gleich 0 mm bis kleiner oder gleich 10mm von dem Wandabschnitt (46) beabstandet angeordnet ist.
4. Ventilantriebsvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der
Adapter (36) der Drehmomentübertragungseinheit (26) als Ventilanschlag (46) ausgebildet ist.
EINBEZOGEN DURCH VERWEIS (REGEL 20.6)
5. Ventilantriebsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilaufnahmeraum (42) einen in Einführrichtung (44) des Ventilgehäuseabschnitts (20) dem Ventilaufnahmeabschnitt (50) oder dem
Ventilanschlagsabschnitt (52) nachfolgenden Flanschabschnitt (54) aufweist, in dem ein radial vorspringender, insbesondere vollumfänglich verlaufender Wandabschnitt (56) des Verbindungsgehäuses (28) angeordnet ist, wobei in dem Wandabschnitt (56) zumindest eine axial verlaufende Durchgangsbohrung (58) mit jeweils einem zugeordneten
Schraubelement (60) angeordnet ist, mittels dem/denen der Elektromotor (30) kraftschlüssig an dem Verbindungsgehäuse (28) befestigt ist.
6. Ventilantriebsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilaufnahmeraum (42) in dem Ventilaufnahmeabschnitt (50) und/oder in dem Ventilanschlagsabschnitt (52) und/oder in dem Flanschabschnitt (54) zylindrisch, insbesondere kreiszylindrisch ausgebildet ist, ggf. mit einem sich in einer Einführrichtung (44) des Ventilgehäuseabschnitts (20) stufenweise verkleinernden Durchmesser.
7. Ventilantriebsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromotoreinheit (24), insbesondere der Elektromotor (30) im unbetriebenen Zustand einen Drehwiderstand an der Antriebswelle (32) aufweist, welcher höher ist als ein notwendiges Drehmoment zum Verstellen der Gewindespindel (16), sodass die Gewindespindel (16) bei gelösten Schraubelementen (72) auch händisch mittels der Ventilantriebsvorrichtung (10) betätigbar ist.
8. Ventilantriebsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsgehäuse (28) in dem Ventilaufnahmeabschnitt (50) und ggf. in dem Ventilanschlagsabschnitt (52) und ggf. in dem Flanschabschnitt (54), insbesondere das gesamte Verbindungsgehäuse (28), starr ausgebildet ist.
9. Ventilantriebsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsgehäuse (28) in dem Ventilaufnahmeabschnitt (50) und ggf. in dem Ventilanschlagsabschnitt (52) und ggf. in dem Flanschabschnitt (54), insbesondere das gesamte Verbindungsgehäuse (28), integral ausgebildet ist.
10. Ventilantriebsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter (36),
insbesondere mittels eines Schraubelements (38), lösbar an der Antriebswelle (32) der Elektromotoreinheit (24), insbesondere der Motorwelle (32) der Elektromotoreinheit (24) befestigt ist, oder
mittels Formschluss drehfest an die Antriebswelle (32) ankoppelbar ist und zwischen dem Adapter (36) und der Elektromotoreinheit (24) ein Federelement, insbesondere eine Druckfeder derart angeordnet ist, dass der Adapter (36) gegen die
Gewindespindel (16) federbelastbar ist.
EINBEZOGEN DURCH VERWEIS (REGEL 20.6)
11. Ventilantriebsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch einen Schmiermittelkanal (74) zum Einführen eines
Schmiermittelrohres in den Ventilaufnahmeraum (42), wobei der Schmiermittelkanal (74) sich von der Außenfläche (64) des Verbindungsgehäuses (28) bis zu dem
Ventilaufnahmeraum (42) erstreckt und insbesondere derart ausgebildet und ausgerichtet ist, dass eine gedachte verlängerte Kanalmittelachse (76) des Schmiermittelkanals (74)
- bei eingeführtem Ventilgehäuseabschnitt (20) im Wesentlichen die Gewindespindel (16), insbesondere einen Austrittsbereich der Gewindespindel (16) aus dem
Ventilgehäuseabschnitt (20) oder
- einen Getriebeabschnitt der Elektromotoreinheit (24)
schneidet.
12. Druckventileinheit (100) mit
- einer Ventilantriebsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche; und
- einem Druckventil (12), insbesondere Druckminderventil (12), wobei ein
Ventilgehäuseabschnitt (20) des Druckventils (12) in dem Verbindungsgehäuse (28) der Ventilantriebsvorrichtung (10) angeordnet und an diesem befestigt ist, insbesondere wobei der Ventilgehäuseabschnitt (20) des Druckventils (12) einen
punktsymmetrischen, insbesondere kreisförmigen oder quadratischen
Außenquerschnitt aufweist, und/oder das Druckventil (12) an einem Austrittsbereich der Gewindespindel (16) aus dem Ventilgehäuseabschnitt (20) einen polygonalen, insbesondere sechskantigen Abschnitt (22) zu Montagezwecken aufweist.
13. Druckventilsystem mit einer Ventilantriebsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 oder einer Druckventileinheit (100) nach Anspruch 12 und ferner einer
Steuereinheit, welche eingerichtet ist, den Elektromotor (30) der
Ventilantriebsvorrichtung (10) in Abhängigkeit von einem vorgegebenen einzustellenden oder einzuregelnden Druckwert, insbesondere Arbeitsdruckwert und/oder
Spanndruckwert einer mittels eines zylinderartigen Aktors angetriebenen Vorrichtung, insbesondere einer kraftbetätigten Spannvorrichtung, zu steuern.
14. Werkzeugmaschine mit einer mittels eines zylinderartigen Aktors angetriebenen
Vorrichtung, insbesondere einer kraftbetätigten Spannvorrichtung, und einem
Druckventilsystem nach Anspruch 13, welches eingerichtet ist, einen vorgegebenen Arbeitsdruckwert und/oder Spanndruckwert der mittels des zylinderartigen Aktors angetriebenen Vorrichtung, insbesondere der kraftbetätigten Spannvorrichtung einzustellen und/oder einzuregeln.
15. Verwendung einer Ventilantriebsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 oder eines Druckventilsystems nach Anspruch 13 zur Nachrüstung eines handbetriebenen Druckventils (12), insbesondere handbetriebenen Druckminderventils (12), einer Werkzeugmaschine mit einer mittels des Druckventils (12) ansteuerbaren mittels eines zylinderartigen Aktors angetriebenen Vorrichtung, insbesondere einer kraftbetätigten Spannvorrichtung, um einen vorgegebenen Arbeitsdruckwert und/oder Spanndruckwert
EINBEZOGEN DURCH VERWEIS (REGEL 20.6) der mittels des zylinderartigen Aktors angetriebenen Vorrichtung, insbesondere der kraftbetätigten Spannvorrichtung einzustellen und/oder einzuregeln.
EINBEZOGEN DURCH VERWEIS (REGEL 20.6)
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