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Antriebsvorrichtung für Ventile u. dgl. Bei der Betätigung von Absperrorganen
kommt die Verwendung einer Antriebsmaschine vor allem dann in Betracht, wenn bei
Handantrieb der Bewegungsvorgang nicht genügendgleichmäßig, schnell oderüberhaupt
nicht durchzuführen ist. Wenn nämlich die zu bewegenden Ventilmassen an sich schon
verhältnismäßig groß sind und dazu noch die vorgeschriebene Hubzeit recht kurz ist,
so kann die erforderliche starke Beschleunigung aus der Ruhelage nur mit Hilfe eines
entsprechend großen, ruckartig wirkenden Anzugsmomentes erreicht werden. Außerdem
ist je nach der Höhe des vorgesehenen Dichtungsdruckes auch am Ende des Schließhubes
nochnals ein kräftiges Nachziehen erforderlich.
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Um derartigen Verhältnissen Rechnung zu tragen, greift die vorliegende
Erfindung auf die in anderem Zusammenhang vorgesehene Verwendung einer Schwungmasse
zur Aufnahme vorübergehender Spitzenbelastungen zurück. Während es sich jedoch dort
um einen ununterbrochenen Betrieb mit in Abständen aufeinanderfolgenden Belastungsstörungen
handelt, ist bei Ventilen jeweils nur eine Hubbewegung zwischen zwei Ruhelagen auszuführen,
und zwar muß hier, wie bereits erwähnt, vor allem gleich zu Beginn der Ventilbewegung
ein großes Antriebsmoment aufgebracht werden. Für diese Aufgabe eignet sich auch
nicht eine weitere bekannte Anordnung, bei der durch eine als Umlaufrädergetriebe
ausgebildete Kupplung unter Ausnutzung der Fliehkraftwirkung verschiebbarer Zwischenglieder
eine allmähliche Mitnahme der getriebenen Welle erreicht werden soll. Dabei wird
nämlich die zwangsläufige Verbindung zwischen Antriebs- und Abtriebsseite nur so
lange aufrechterhalten, als die Geschwindigkeit zur Erzeugung einer bestimmten Fliehkraft
ausreicht. Von dieser hängt im übrigen.. eine Reibkraft ab, die je nach dem zu übertragenden
Antriebsmoment zur Mitnahme der getriebenen Teile verschieden
groß
sein muß, so daß sogar bei gleichbleibender Geschwindigkeit Schlupf auftreten kann.
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Dengegenüber ist gemäht der Erfindung der aus len Motor und einer
in an sich bekannter Weise mit dieseln fest verbundenen Schwungmasse bestehende
Antrieb für ein Absperrorgan vorgesehen, das bei jedem aus einer Endlage beginnenden
Hub nach einer bestimmten, zum Aufspeichern ausreichender Bewegungsenergie der Schwungmasse
bemessenen Zahl von Um(rehungen der Antriebsglieder für den ganzen übrigen Hupteil
plötzlich und schlupffrei mitgenommen wird. Weitere Merkmale einer auf der Zeichnung
in (frei Abbildungen dargestellten besonderen Ausführungsforn des Erfindtngsgedanlens
sind der nachstehenden Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Die aus Abb. I ersichtliche Gesamtanordnung besteht im wesentlichen
aus lein Elektronotor I. der Schwungmasse 2, der Kupplutlg 3, einem Untersetzungsgetriebe
mit den Zahnrädern 4 un( 3, der Ventilspindel 6 und den Ventilteller7. Die labe
des großen Zahnrades 5 ist fnit Muttergewinde versehen, das fnit einem Gewindeteil
S der Spindel 6 in Dingritt steht: diese ist in ihrer Führung durch eine F eder
9 gegen Verdrehen gesichert ' und bewegt sich deshalb nur in axialer Richtung. Außerdem
sind noch zwei durch einen an der Ventilspindel befestigten Stift to betäitigte
verstellbare Endlagenabschalter I I, 12 f ür den Motor I vorhanden.
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hie -Abb. 2 und 3 lassen im Längs- bzw. Querschnitt die Einzelheiten
der als Kegelradgetriebe ausgebildeten Kupplung erkennen. Die vom Motor kommende
Welle 13 ist nit len aus der ringförmigen Schwungmasse 2 und den beiden Deckeln
14, 15 sich zusammensetzenden Gehäuse fest verbunden. Gleichachsig zur Welle I 3
verläuft die Welle 1i des aus Abb. I ersichtlichen kleinen Zahnrades 4 deren Verlängerung
in den Deckeln I4, I 5 drehbar geführt ist und in Inneren ces Gehäuses ei n Kegelrad
17 trägt. Mit der Verzahnung dieses Rades stehen zwei andere, sich gleichachsig
gegenüberliegende Kegelräder IS. Ic in Eingriff, deren Wellen 2o, 21 zwischen ihren
Lagerstellen mit Trapezge- , winde versehen sind. Auf dem Gewindeteil der Wellen
sind Muttern 22, 23 angeordnet, die durch in entsprechende Schlitze der Muttern
auf gegenüberliegenden Seiten eingreifende Stege 24 bis 27 am Verdrehen gegenüber
i den Gehäuse verhindert sind: sie können sich also beim Verdrehen der Wellen 20,
2I nur axial bewegen, nämlich zwischen den Lagerkörpen 28.29 einerseits und der
ringförmigen Schwungmasse 2 andererseits. Entsprechend ihren Widerlagerflächen haben
die Muttern auf der einen Seite eine ebene und auf der anderen Seite eine gekriinnte
Stirnfläche.
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Die beschriebene Verbindung zwischen der Motorwelle I3 und der Zahnradwelle
Ii wirkt in folgender Weise: Wenn (las Ventil 7 sich in einer Endlage befindet und
der Motor I anläuft, wir(d las Getriebegehäuse mit (len Schwungring a in Umdrehung
versetzt; dabei rollen die Kegelräder I8. I9 auf (len dritten Kegelrad I7 ab, las
zunächst noch in Ruhe bleibt. Durch die Drehung der Kegelradwellen 2o, 2I werden
die Muttern 22, 23 je nach der Drehrichtung des Motors von außen nach innen bzw.
von innen nach außen verschoben, his sie zur Anlage gegen die Lagerkörper 28, 29
h7w. den Schwungring 2 kolnmen. Von (Miesem Zeitpunkt ah sind die Kegelräder I8,
Ic nicht mehr für sich. sondern nur noch zusammen mit den Gehäuse um dessen senkrechte
Mittelachse vierdrehbar. Infolgedessen sind sie jetzt auch mit dem Kegelrad I7 und
über dieses fnit der Ventilspindel zwangslä ufig gekuppelt. auf die nicht nur las
Antriebsmoment des Motors einwirkt, sonde rn dazu noch die inzwischen aufgespeicherte
Energie des Schwungringes einschließlich der übrigen umlaufenden Mlassen des Kegelradgetr
iebes.
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Durch Betätigen der Schalter I I, I2 wird der Motor I beim Schließen
in einem geringeren 11nd beine Öffnen in einem größeren Abstand vor dein Hubende
des Ventils abgeschalet. Im ersteren Falle mußnämlich die Schwungringenergie nicht
nur für den restlichen Ventilhub, sondern darüber hinaus im Zeitpunkt des Allbremsens
für las Erzeugen des erforderlichen Schließdruckes ausreichen, während beim Öffnen
nur zu Beginn der zwangsläufigen Kupplung nit (len Ventil ein großes ruckartiges
Anzugsmonlent autzuhringen ist und der abgebremste Energieüberschtuß deshalb ausschließlich
fnit Rücksicht auf das sichere Erreichen der Endlage henessen zu werden braucht.
Für den je nach der vorzunelmenden Hubrichtung des Absperrorgans wahlweise in den
einen oller anderen Drelsinne angelassenen Motor genügt eine zum Ingangsetzen und
-halten der Schwungmasse ausreichende Leistung : außer-(lem ist er so auszubilden,
lalß seine Drehzahl be1 während des Betriebes zunehmender Belastung zurückgeht,
um eine Abgabe der Sclwungmassenenergie zu ermöglichen. Die den jeweiligen Verhältnissen
anzupassende Gr<iße (Mieser Energie läßt sich (furch Verälidern der Anlaufzeit
des Antriebsaggregates mittels eine: größeren oller geringeren Weges der Muttern
22, ...@ 3 beeinflussen. Der übergang vorn Freilauf- zum Zwangslaufzustand
@.les Kegelradgetriebes kann (furch @-erwen-
Jung elastischer Anschlagflächen
für die Muttern gedämpft werden.
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Die neue Antriebsvorrichtung eignet sich vor allem für solche Verhältnisse,
wo große, schwere und gegebenenfalls sogar zu mehreren hintereinandergeschaltete
Absperrorgane fest gegen die Sitzflächen gepreßt werden müssen, gleichzeitig aber
die Verwendung eines möglichst kleinen, leichten Antriebsnotors erwünscht ist. Gegebenenfalls
kann das Schwungmassenaggregat auch mit einem andersartigen Motor unterVerwendung
irgendeines Druckmittels ausgerüstet werden, ohne daß die Wirkungsweise der Vorrichtung
dadurch wesentlich beeinflußt wird. Der elektrische Antrieb ist allerdings besonders
dann zweckmäßig, wenn durch Auslösen der Schaltbewegung an einer einzigen Stelle
(Druckknopfsteuerung) mehrere räumlich voneinander getrennte Ventile gleichzeitig
betätigt werden sollen.