DE2717467C3 - Mit beheizbarem Dehnstoff betriebener Stellmotor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen mit beheizbarem Dehnstoff betriebenen Stellmotor mit einem ersten Motorteil, der im wesentlichen ortsfest angeordnet ist. Und einem zweiten Motorteil, der bei Beheizung des Dehnstoffes in axialer Richtung relativ zum ersten Motorteil gegen die Kraft einer als Schraubenfeder ausgebildeten Rückstellfeder bewegbar ist und ein Ausgangsglied antreibt, und mit einer Endlagen-Schaltvorrichtung, die für die äußere Endlage eine im Kraftübertragungsweg des Motors angeordnete und bei einer durch zugehörige Anschlüge vorgegebenen Vorspannung stärker als die Rückstellfeder ausgelegte Überdruckfeder sowie einen bei Überschreiten dieser Vorspannung öffnenden Überdruckschalter und für die innere Endlage eine im Kraflübertragüngsweg des Motors angeordnete und bei einer durch zugehörige Anschläge Vorgegebeneil Vorspannung schwächer als die Rückstellfeder ausgelegte UnterdruGkfeder sowie einen bei Unterschreiten dieser Vorspannung schließenden Unterdruckschalter aufweist.

Bei einem bekannten Stellmotor dieser Art (DE-OS 17 51 187) ist ein gehäusefester Zylinder mit einem vom Dehnstoff bewegbaren Kolben vorgesehen, der aus drei hintereinander geschalteten Teilen besteht Zwischen dem in den Zylinder greifenden ersten Kolbenteil und dem zweiien Kolbenteil ist die Unterdruckfeder angeordnet, zwischen dem zweiten und dem dritten Kolbenteil befindet sich die Überdruckfeder und am dritten Kolbenteil greift die Rückstellfeder an. Zur Verstellung des Kolbens ist eine Schaltvorrichtung vorgesehen, welche eine Heizvorrichtung im Dehnstoff mit Strom versorgt. De,- Überdruckschalter liegt mit dieser Schaltvorrichtung in Reihe, der Unterdruckschalter ist ihr parallel geschaltet Das hat zur Folge, daß das A.usgangsglied, wenn es bei der Auswärtsbewegung oder bei der Einwärtsbewegung gegen einen Anschlag stößt, durch intermittierendes Beheizen in dieser durch den Anschlag vorgegebenen Endlage gehalten wird. Bei dieser Konstruktion ist wegen der axialen Hintereinanderschaltung des Stellmotors und dreier Schraubenfedern eine erhebliche axiale Länge erforderlich. Darüber hinaus ergibt sich ein kompliziert aufgebauter Kolben mit verhältnismäßig großer Masse. Überdruckschalter und Unterdruckschalter müssen den Kolbenhub mitmachen; die erforderlichen beweglichen Leitungen haben daher eine begrenzte Lebensdauer.

Es ist ferner ein Stellmotor bekannt (GB-PS 3 97 239).

bei dem eine Überdruck-Schraubenfeder in axialer Verlängerung des ersten Motorteils zwischen diesem und einer ortsfesten Abstützung angeordnet ist und auf der gleichen Seite des ersten Motorteils sich auch der zugehörige Überdruckschalter befindet. Die Bauhöhen-Verkürzung resultiert allein aus dem Fehlen einer Unterdruckfeder mit zugehörigem Unterdruckschalter. Bei mit beheizbarem Dehnstoff betriebenen Stellmotoren, die ohne Liberdruckschalter und ohne Unterdruckschalter arbeiten, ist es aui'h schon bekannt (DE-Gbm 72 33 794, DE-OS 20 « 984) die schraubenförmige Rückstellfeder so anzuordnen, daß sie die Motorteile über einen wesentlichen Teil ihrer Länge umgibt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stellmotor der eingangs beschriebenen Art so weiterzubilden, daß eine kürzere Einbaulänge erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß die Überdruckfeder und die Unterdruckfeder als sich senkrecht zu/ Achse der beiden Motorteile

to erstreckende Plattenfedern ausgebildet und in axialer Verlängerung des ersten Motorteils parallel zueinander zwischen diesem und einer ortsfesten Abstützung für die Uberdruckfuder angeordnet sind und daß die Rückstellfeder die Motorteile über einen wesentlichen Teil ihrer Länge umgibt.

Bei dieser Anordnung ergibt sich die gewünschte axiale Verkürzung dadurch, daß die Überdruckfeder und die Unterdruckfeder jeweils als Plattenfcder ausgebildet ist und die Rückstellfeder die Motorteile axial überlappt. Letzteres ist möglich, weil wegen der Artordnung der Überdruckfeder und der Unterdruckfeder in Verlängerung des ersten Motorteils auch der zugehörige ÜberdrUckschaiter und der Unterdrückschalter nicht mehr neben den Motorteilen angeordnet sein muß. Die Endlagen-Schallvorrichtung ist leicht zugänglich. Die Zuleitungen zu den Schaltern sind praktisch fest verlegt
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist dafür

gesorgt, daß an beiden Plattenfedern quer zur Verbindungslinie ihrer Abstützstellen verlaufende, mit ortsfesten Anschlägen zusammenwirkende, biegesteife Balken anliegen und daß die Unterdruck-Plattenfeder am Balken der Oberdruck-Plattenfeder abgestützt ist. Die Balken vermögen die auftretenden Kräfte gut auf die Platlenfedem zu übertragen, obwohl nur eine geringe Bauhöhe benötigt wird. Die beiden Balken kreuzen sich hierbei, so daß auch die zweckmäßigenveise an ihren Enaen angreifenden Anschläge bequem an ι ο einer gemeinsamen Grundplatte angebracht werden können.

In weiterer Ausgestaltung können die ortsfesten Anschläge die festen Kontakte und die biegesteifen Balken das bewegliche Kontaktglied des Überdruck- bzw. Unterdruckschalters bilden. Dies ergibt nicht nur eine einfache, platzsparende Konstruktion, sondern es ist auch möglich, die von den festen Kontakten ausgehenden Leitungen vollständig ortsfest zu verlegen. Damit die Anschläge und die Balken sowohl eine ausreichende Festigkeit haben als auch einen geringen Kontaktwiderstand ergeben, können sie aus vernickeltem Stahl bestehen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Stellmotor,

F i g. 2 schematisch ein Schaltbild,

F i g. 3 eine Draufsicht auf die Endlagen-Schaltvor- jo richtung, die gegenüber Fig. I um 45" gedreht ist.

Fig.4 einen Schnitt durch die Endlagen-Schaltvorrichtung gemäß der Linie A A in F i g. 3 und

Fig. 5 einen Schnitt durch die Endlagen-Schaltvorrichtung längs der Linie ß-ßin Fig. 3.

Ein Gehäuse besieht aus einem Unterteil 1 und einem mit Schrauben 2 daran befestigten Oberteil 3. Das Unterteil besitzt eine abnehmbare Seitenwand 4, die als elektrische Anschlußplatte ausgebildet und mit einer Durchführung 5 versehen ist. Im Unierteil 1 ist ein als Welle ausgcbildeies Ausgangsglied 6 gelagert, das /um Anschluß eines Stellgliedes, z. B. einer Drosselklappe in einem Luftzufuhrkanal, dient.

Ein Stellmotor 7 weist als eisten Molorteil 8 einen Kolben und als zweiten Motorteil 9 einen Zylinder auf. Dieser Zylinder ist mit einem Deckel 10 verschlossen, welcher eine Dichtung 11 festhält. Der Innenraum 12 ist mit Dehnstoff gefüllt, welcher mit einem elektrischen Heizwiderstand 13 beheizt werden kann. Er wird über zwei Anschlüsse 14 und 15 mit Strom versorgt.

Eine Fassung 16 nimmt den zweiten Motorteil kraftschlüssig auf. Er besitzt einen Fortsatz 17, an welchem zwei Koppelglieder 18 und 19 eines Kreuzlenkers 20 angelenkt sind, deren anderes Ende am Ausgangsglicd 6 ingelenkt ist. Das obere Ende der Fassung 16 erstreckt sich durch Aussparungen in einer Federstützplatte 21 und ist dort mittels Stiften 22 gesichert. An dieser Federstützplatte greift eine Rückstellfeder 23 an, deren unteres Ende sich auf einer Widerlagerfläche 24 am Gehäuseunterieil abstützt.

Oberhalb des Stellmotors 7 befindet sich eine Endlagen-Schallvorrichtung 25, die mit Hilfe einer Grundplatte 26 zu einer Montageeinheit zusammenge^ fügt ist. Die Grundplatte ist mittels Stützen 27 in einer vorgegebenen Höhenlage gehalten, In die Stützen greifen von oben zwei Schrauben 28, die durch an gegenüberliegenden Ecken angeordnete Löcher 29 der Grundplatte 26 greifen. Die unteren Enden der Stützen 27 können auf beliebige \n am Gehäuseunterteil 1 befestigt sein. Auf diesen Stützen ist die Federstützplatte21 geführt.

In zwei Gewindelöcher 30, die an den beiden verbleibenden Ecken der Grundplatte 26 angeordnet sind, sind zwei Schrauben 31 eingeschraubt, deren Kopf 32 als Widerlager für eine als gewölbte Platte ausgebildete Überdruckfeder 33 dient. Die beiden Schrauben 31 sind durch einen Spannbügel 34 miteinander verbunden. Die Überdruckfeder 33 drückt einen biegesteifen Balken 35 gegen zwei Kontakte 36 und 37 aus vernickeltem Stahl, die, mittels einer Glasdurchführung 38 isoliert, in der Platte 26 gehäusefest gehalten sind. Diese Kontakte 36 und 37 dienen gleichzeitig als Endanschläge, welche die Vorspannung der Überdruckfeder 33 festlegen. Die Vorspannung ist so gewählt, daß sie größer ist als es dem Druck der Rückstellfeder 23 entspricht Der Balken 35 und die Kontakte 36 und 37 bilden einen Überdruckschalter 39. Zum Zweck der Isolierung ist zwischen den Balken 35 und die Überdruckfeder 33 eine Isc'.rschicht 40, z. B. aus Glimmer, gelegt.

Am Balken 35 stützt sich eine Unterdruckfeder 41 ab. die ebenfalls die Form einer gewölbten Plattenfeder hat. Sie wirkt unter Zwischenlage einer Isolierschicnt 42. z. B. au? Glimmer, auf einen biegesteifen Balken 43, der sich gegen Kontakte 44 und 45 anlegt, welche ebenfalls mittels einer Glasdurchführung 46 gehäusefest in der Grundplatte 26 gehalten sind. Diese Teile bilden einen Unterdruckschalter 47. Auf den Balken 43 wirkt ein Druckschuh 48, in dessen untere Aussparung 49 der zweite Motorteil 8 greift. Die Unterdruckfeder 41 ist so bemessen, daß sie unter dem Einfluß der Rückstellfeder 23 normalerweise gegen den als Endanschlag wirkenden oberen Balken 35 gedruckt wird, also die veranschau lichte Stellung nur einnimmt, wenn die Kraft der Rückstellfeder 23 aufgehoben ist.

Als Beispiel sei angegeben, daß die Rückholfeder 23 in der veranschaulichten oberen Endlage eine Krrft von etwa 80 kp erzeugt und in der unteren Endlage etwa 100 kp. Die Unterdruckfeder spricht bei Überschreiten einjr Kraft von 20 kp an, die Überdruckfeder beim Überschreiten einer Kraft von 150 kp.

In F i g. 2 ist das Schaltbild für den Heizwiderstand 13 veranschaulicht. Von einem Wechselspannungsnet/ gelangt Strom über eine Schaltvorrichtung 50 und den Überdruckschalter 39 zum Heizwiderstand 13. Infolgedessen wird der Dehnstoff beheizt. Er dehnt sich aus. Der /weite Gehäuseteil 9 wird nach unten verschoben. Wenn eine äußere Endlage erreicht ist, z. B. durch Aufsitzen eines Ventils auf seinem Sitz oder durch Anlage des Koppelgliedes 18 an einem Anschlag 51, steigt die Kraft, mit der sich der erste Motorteil 8 an den Widr It gerschrauben 31 abstützt, an. Wenn die Vorspannung überschritten wird, öffnet sich der Überdruckschalte; 39. der Dehnstoff kühlt ab uno der zweite Motorteil 9 wird wieder zurückgezogen, bis sich der Überdruckschalter 39 schließt. Infolgedessen ergibt sich eine intermittierende Beheizung, welche den Stellmotor in der äußeren Endlage hält, ohne daß Übermäßige Kräfte auftreten.

Wenn die Schaltvorrichtung 50 keinen Strom hindurchläßt, kühlt der Dehnstoff ab, bis der zweite Motorteil 9 die innere Endlage erreicht, die beispielsweise durch Anlage des Koppeigliedes 19 an einem Anschlag 52 bestimmt ist. Hierdurch wird die Rückstellfeder 23 unwirksam. Der Unterdruckschalter 47 schließt sich. Es erfolgt eine Beheizung, die den zweiten

Motorteil 9 wieder auswärts schiebt» die der Unterdruckschalter 47 wieder öffnet» Infolgedessen erfolgt eine intermittierende Beheizung, durch die der Stellmotor in der inneren Endlage gehalten wird*
Zu Reparaturzwecken braucht lediglich der obere Gehäuseteil 3 abgenommen zu werden. Daraufhin kann durch Lösen der Schrauben 28 die Endlagen-Sclialtvofrichtung 25 als Ganzes abgenommen und repariert oder ausgetauscht werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Mit beheizbarem Dehnstoff betriebener Stellmotor mit einem ersten Motorteil, der im wesentlichen ortsfest angeordnet ist, und einem zweiten Motorteil, der bei Beheizung des Dehnstoffes in axialer Richtung relativ zum ersten Motorteil gegen die Kraft einer als Schraubenfeder ausgebildeten Rückstellfeder bewegbar ist und ein Ausgangsglied antreibt, und mit einer Endlagen-Schaltvorrichtung, die für die äußere Endlage eine im Kraftübertragungsweg des Motors angeordnete und bei einer durch zugehörige Anschläge vorgegebenen Vorspannung stärker als die Rückstellfeder ausgelegte Überdruckfeder sowie einen bei Überschreiten dieser Vorspannung öffnenden Überdruckschalter und für die innere Endlage eine im Kraftübertragungsweg des Motors angeordnete und bei einer durch zugehörige Anschläge vorgegebenen Vorspannung schwächer als die Rückstellfeder ausgelegte t InterJruckfeder sowie einen bei Unterschreiten dieser Vorspannung schließenden Unterdruckschalter aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Überdruckfeder (33) und die Unterdruckfeder (41) als sich senkrecht zur Achse der beiden Motorteile (8, 9) erstreckende Piattenfedern ausgebildet und in axialer Verlängerung des ersten Motorteils (8) parallel zueinander zwischen diesem und einer ortsfesten Abstützung (32) für die Überdruckfeder angeordnet sind und daß die Rückstellfeder (23) die Motorteile (8, 9) über einen wesentlichen Teil ihrer Länge umgibt.

2. Stellmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Phttenfedern (33, 41) quer zur Verbindungslinie ihrer Abst tzstellen verlaufende, mit ortsfesten Anschlägen (36, 37, 44, 45) zusammenwirkende, biegesteife Balken (35, 43) anliegen und daß die UnlerdruckPlattenfeder (41) am Balken (35) der Überdruck-Plattenfeder (33) abgestützt ist.

3. Stellmotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ortsfesten Anschläge (36,37,44,45) die festen Kontakte und die biegesleifen Balken (35, 43) das bewegliche Kontaktglied des Überdruckschalters bzw. des Unterdruckschalters (39, 47) bilden.