DE737484C

DE737484C - Drive device for valves u. like

Info

Publication number: DE737484C
Application number: DEK159248D
Authority: DE
Inventors: Kurt Ludwig
Original assignee: Fried Krupp Germaniawerft AG
Current assignee: Fried Krupp Germaniawerft AG
Priority date: 1940-11-12
Filing date: 1940-11-12
Publication date: 1943-07-15

Description

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.Drive device for valves and the like when actuating shut-off devices the use of a prime mover comes into consideration when at Manual drive the movement process is not sufficiently uniform, fast or at all is not to be carried out. If namely the valve masses to be moved already are relatively large and the prescribed lifting time is also quite short, so the required strong acceleration from the rest position can only be achieved with the help of one correspondingly large, jerky tightening torque can be achieved. aside from that is also at the end of the closing stroke, depending on the intended sealing pressure vigorous retightening is required.

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.In order to take such circumstances into account, the present one applies Invention to the use of a flywheel, provided in another context to absorb temporary peak loads. However, while it is there uninterrupted operation with intermittent stress disruptions only one stroke movement between two rest positions is required for valves, and, as already mentioned, must here, above all, right at the beginning of the valve movement a large drive torque can be applied. Is also suitable for this task not another known arrangement in which by an epicyclic gear trained clutch utilizing the centrifugal force of movable intermediate links a gradual entrainment of the driven shaft is to be achieved. It will namely the inevitable connection between the drive and output side just like that Maintained longer than the speed to generate a certain centrifugal force sufficient. From this depends on the rest .. a frictional force, which depends on the to be transmitted Different drive torque for driving the driven parts great must be, so that slip can occur even at constant speed.

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.In contrast, the invention is mowed from len engine and one existing in a known manner with diesels firmly connected flywheel Drive for a shut-off device is provided, which begins with each from an end position Stroke after a certain kinetic energy of the flywheel mass that is sufficient to store it measured number of revolutions of the drive links for the entire remaining horn part is taken suddenly and without slipping. Other features one on the drawing in (free images shown special embodiment of the invention can be found in the following description and the subclaims.

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.The overall arrangement shown in Fig. I consists essentially from lein electric motor I. the flywheel 2, the clutch 3, a reduction gear with the gears 4 and 3, the valve spindle 6 and the valve plate 7. The labe of the large gear 5 is provided with a nut thread, the one with a threaded part S the spindle 6 is in Dingritt: it is guided by a spring 9 secured against rotation 'and therefore only moves in the axial direction. aside from that are still two actuated by a pin attached to the valve spindle adjustable limit switches I I, 12 for the motor I available.

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.here - Fig. 2 and 3 leave the details in longitudinal and cross-section recognize the clutch designed as a bevel gear. The one coming from the engine Shaft 13 is nit len from the annular flywheel 2 and the two covers 14, 15 composite housing firmly connected. Coaxial with shaft I 3 the shaft 1i of the small gear 4 shown in Fig. I runs its extension is rotatably guided in the covers I4, I 5 and inside ces housing egg n bevel gear 17 carries. With the toothing of this wheel, two others are on the same axis opposite bevel gears IS. Ic engaged, the shafts 2o, 21 between their Bearings are provided with trapezoidal threads. On the threaded part of the shafts are nuts 22, 23 arranged, which through in corresponding slots of the nuts on opposite sides engaging webs 24 to 27 on turning opposite i the housing are prevented: they can therefore twist when the shafts 20, 2I only move axially, namely between the bearing bodies 28.29 on the one hand and the annular flywheel 2 on the other hand. Have their abutment surfaces accordingly the nuts on one side a flat one and on the other a crimped one Face.

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.The described connection between the motor shaft I3 and the gear shaft Ii works in the following way: If (las valve 7 is in an end position and the motor I starts, we (the gear housing with (len flywheel a in rotation offset; the bevel gears I8 roll. I9 on (len third bevel gear I7 off, read initially remains in peace. The rotation of the bevel gear shafts 2o, 2I become the nuts 22, 23 depending on the direction of rotation of the motor from the outside to the inside or shifted from the inside to the outside until they come to rest against the bearing bodies 28, 29 h7w. the flywheel 2. From (Bad point in time ah are the bevel gears I8, I no longer stand by myself. but only together with the housing around its vertical Four-turn center axis. As a result, they are now also available with the bevel gear I7 and This is inevitably coupled with the valve spindle. on which not just read Driving torque of the motor acts, but also the meanwhile stored Energy of the flywheel including the other circumferential dimensions of the bevel gear iebes.

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.By operating the switches II, I2, the motor I is switched off when closing in a smaller 11 and opening in a greater distance before the end of the stroke of the valve. In the former case, the flywheel energy must be sufficient not only for the rest of the valve lift, but also for generating the required closing pressure at the time of all-braking, while when opening only at the beginning of the inevitable clutch, a large, jerky tightening monlent occurs and the valve is braked Excess energy therefore needs to be eaten exclusively with regard to the safe reaching of the end position. For the motor, which is optionally started in one of the other three directions, depending on the direction of travel of the shut-off device, sufficient power is sufficient to start and maintain the flywheel: besides- (lem If it is to be designed in such a way that its speed decreases with increasing load during operation, in order to enable the flywheel energy to be released by means of a: larger or smaller path of the nuts 22, ... @ 3 influence. The transition from the freewheel to the forced running state @ .les bevel gear can be dampened (for @ -erwen- Jung elastic stop surfaces for the nuts.

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.The new drive device is particularly suitable for such conditions where large, heavy and possibly even several connected in series Shut-off elements must be pressed firmly against the seat surfaces, but at the same time the use of a drive motor that is as small and light as possible is desirable. Possibly the flywheel unit can also be used with a different type of motor any pressure medium can be equipped without affecting the operation of the device is thereby significantly influenced. The electric drive is special, however then expedient if by triggering the switching movement at a single point (Push button control) several spatially separated valves at the same time should be operated.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Drive device for valves and the like, in which a clutch designed as an epicyclic gear between the drive and output soap Switched on with limited freewheeling properties and automatic transition to forced operation is, characterized in that from the engine (I) and one known per se Way with this firmly connected flywheel (2) existing drive for a valve (7) it is provided that with each stroke starting from an end position after a certain, to store sufficient kinetic energy on the flywheel mass of Revolutions of the drive links for the entire remaining lifting part suddenly and without slippage is taken.

2. Drive device according to claim I, characterized in that that the coupling is designed in a known manner as a bevel gear, of which two bevel gears (I8, I9) together with the flywheel around the axis of one third bevel gear (I7) are rotated and on this with every change of direction of rotation during a certain start-up time of the motor unconstrainedly, whereupon all three Wheels (18, 19, 1;) are firmly locked together.

3. Drive device according to Claim 2, characterized in that the limited freewheel to the drive side the two bevel gears (18, i9) belonging to the coupling by arranging one nut each (22, 23) on the threaded part of their shafts (2o, 21) is effected by suitable Elements (24th to 27th) prevented from participating in the wave circulation and dependent be shifted from the direction of rotation to one side or the other as long as until this movement is ended by abutments (-2 or 28, 29).