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Wahlweise von Hand oder durch einen Elektromotor betätigbarerVentilantrieb
Zusatz zum Patent 1110 974 Durch das Hauptpatent 1110 974 ist ein
wahlweise von Hand oder durch einen Elektromotor betätigbarer Ventilantrieb geschützt,
bei dem eine Kupplungsmuffe, welche in Normalstellung die Motorwelle mit der die
Ventilspindel antreibende Welle verbindet, mittels einer von außen verstellbaren
Gabel gegen Federwirkung in die den Handantrieb einkuppelnde Stellung verschiebbar
und in dieser Stellung durch eine Sperre in Form eines drehbar an der Gabel gelagerten
Hebels gehalten ist, der bei auf »Handantrieb« eingestellter Kupplungsmuffe unter
Federwirkung eine zur Achse der Kupplungsrauffe paraUele Stellung einnimmt und sich
mit seinem freien Ende auf einem mit der Motorwelle verbundenen Flansch ab.stützt,
wobei die Kupplungsmuffe mit Klauen versehen ist.
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Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der genannten
Art zu schaffen, bei der eine größere Freiheit hinsichtlich der Anordnung von Antriebsmotor
und Handantrieb zueinander erzielt werden kann. Zur Lösung dieser Aufgabe wird in,
Weiterbildung des Vorschlages nach dem Hauptpatent vorgeschlagen, daß die Kupplungsmuffe
an beiden Stirnseiten mit Klauen versehen und zwischen zwei koaxial auf der die
Verrtilspindel antreibenden Welle angeordneten, auf dieser Welle drehbar gelagerten
und mit entsprechend ausgebildeten stimseitigen Klauen ausgestatteten Kupplungsteilen
verschiebbar ist, von denen der eine Kupplungsteil ständig mit dem Handantrieb und
der andere Kupplungsteil ständig mit dem Antriebsmotor in Verbindung steht.
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Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß die verschiedenen Bauteile
des Ventilantriebes außerordentlich gedrängt angeordnet werden können, ohne daß
auf die sonstigen Vorteile, vor allem auf die besondere Ausbildung der Sperre für
die Kupplungsmuffe, verzichtet zu werden braucht. Da der bewegliche, die erwähnte
Sperre bildende Hebel nach wie vor an der Kupplungsmuffe schwenkbar befestigt ist
und auf der einen Seite, der Kupplungsmuffe ein ständig rrüt dem Antriebsmotor in
Verbindung stehender Kupplungsteil angeordnet ist, auf den sich der die Sperre bildende
Hebel abstützen kann, erfolgt die Abschaltung des Handantriebs beim Einschalten
des Antriebsmotors ebenso schnell und sicher wie bei dem Ventilantrieb nach dem
Hauptpatent.
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Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergibt sich
ferner dadurch, daß'der Handantrieb bei entsprechender Umschaltung der Kupplungsmuffe
auf die Ventilspindel wirK ohne daß der Kraftfluß über die axialverschiebbare Schneckenwelle
geht. Das bedeutet, daß beispielsweise beim Schließen des Ventils von Hand der Bedienungsmann
genau fühlt, wann das Verschlußstück auf seinem Sitz angelangt ist und erst unmittelbar
vor dem Ende des Schließvorganges der Widerstand beim Drehen des Handrades plötzlich
ansteigt.
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Dadurch, daß die axialbewegliche Welle, die die Endausschaltung für
den Elektromotor zu betätigen hat, umgangen wird, ergibt sich zusätzlich der Vorteil,
daß dann, wenn bei Betätigung des Ventilantriebes von Hand in der Ventilspindel
ein besonders großer Widerstand auftritt, ohne daß das Ventil ganz geschlossen ist,
wenn beispielsweise Rost oder Vertinreinigungen die Beweglichkeit des Verschlußstücks
behindern, die sonst zwangläufig erfolgende axiale Bewegung der Schneckenwelle unterbleibt
und keine Umschaltung an den nachgeordneten elektrischen Schaltern vorgenommen wird,
die sonst das Anlaufen des Elektromotors bei dessen späterer Betätigung verhindern
oder erschweren.
Die Anbringung von Klauen an beiden Stirnseiten
der Kupplungsmuffe gewährleistet, daß bei jeder Muffenstellung ein sicherer Eingriff
der einander zugeordneten Kupplungshälften eintritt, während beim in axWer Richtung
erfolgenden Ineinanderschieben von Stirnrädern häufig beim Umschalten zwei Zähne
der Räder aufeinanderstoßen und der richtige Zahneingriff erst dann erfolgt, wenn
eine der beiden Kupplungshälften um em* Stück gedreht wird.
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Zwei Ausführungsbeispiele -der Erfindung werden an Hand von Zeichnungen
nähei erläutert. Es zeigt Fig. 1 die Vorderangicht emes ersten Ausführungsbeispiels,
Fig.2 einen Schnitt längs der LinieA-A nach Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt
längs der Linie B-B nach Fig. 1,
Fig. 4 eine Seitenansicht des oberen Teils
der Ventilspindel mit einem Drucklager und einem Kupplungsteil, Fig. 5 einen
Schnitt längs der Linie C-C der Fig. 4, Fig. 6 emien Teilschnitt längs der
Linie D-D nach Fig. 4, Fig. 7 die Vorderansicht eines anderen Ausführungsbeispiels,
-Fig. 8 einen Schnitt längs der Linie E-E nach Fig. 7,
Fig.
9- einen Schnitt längs der Linie F-F nach Fig. 7,
Fig. 10 einen
Schnitt längs der Linie G-G nach Fig. 7 und Fig. 11 einen Schnitt
längs der Linie H-H nach Fig. 7.
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Wie die Fig. 1 bis 6 zeigen, besteht der Ventilantrieb
aus einem Gehäuse 1 und einem Elektromotor 2 mit umkehrbarer Drehrichtung,
dessen Antriebswehe 3 durch das Gehäuse 1 hindurchgeht. Die Welle
3 ist mit einer Schnecke 4 versehen, die mit einem Schneckenrad
5 im Eingriff steht, das seinerseits auf einer Ventilspindel 6 angeordnet
ist. Die Motorwelle 3 ist in Kugellagern 7, 8 gelagert, die in einander
gegenüberliegenden Wänden des Gehäuses 1 angeordnet sind. Ferner ist die
Welle 3
noch in einem offenen Lager 9 an dem außenliegenden Ende des
Motors 2 gelagert. Die Welle 3 geht durch das vom Motor 2 entfernte Lager
8 hindurch und trägt auf beiden Seiten des Lagers 8 eine Anzahl von
Federscheiben 10, die normalerweise die Welle 3
an Bewegungen in axialer
Richtung hindern, aber dennoch eine Längsbewegung unter der Wirkung der beim öffnen
und Schließen des Ventils auftretenden Gegendrehkraft zulassen. Die Axialbewegung
der Welle 3 in Abhängigkeit von dieser Gegendrehkraft wird dazu verwendet,
einen Endschalter zu betätigen-, der den Motor 2 abschaltet. Dieser Vorgang wird
mit Hilfe eines Schwenkhebels 11 durchgeführt, der auf einer Welle 12 im
elektrischen Steuerkasten 13
angeordnet ist. Eine am Hebelll angeordnete Rolle
14 greift in einen ringförmigen Rücksprung 15 einer auf der Welle
3 befestigten Hülse 16 ein.
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Das Schneckenrad-5 ist auf einer Hülse 17 befestigt, die die
senkrecht verlaufende Ventilspindel 6
umgibt. Die Ventilspindel
6 geht durch das Gehäuse 1 1 hindurch und ist in einem Drucklager
18 im Unterteil des Gehäuses 1 gelagert. Das Schneckenrad
5 liegt zwischen einer Schulter 19 ün Gehäuse 1 und einem Druckring
20. Eine Antriebsmutter 21 ist im Inneren der Hülse, 17 befestigt und steht
mit der Ventilspindel 6 im Gewindeeingriff. Ein Handrad 22 ist am oberen
Ende der Hülse 17 in der Weise angeordnet, daß e"s sich mit seiner Nabe in
einer Öffnung im Gehäusel drehen kann.
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Das Kupplungsteil besteht aus einer Muffe 23, die über Nuten
mit der Hülse 17 in Verbindung steht und an ihrem oberen Ende mit Klauen
24 ausgestattet ist die in entsprechende Klauen 25 an der Nabe
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des Handrades 22 eingreifen. Die Kupplungsrauffe 23
wird durch eine
Druckfeder 27 in Richtung zum Schneckenrad 5 gedrückt. Die Feder
27 umgibt die Hülse 17. Der Flansch 28 am unteren Ende der
Kupplungsmuffe weist zwei einander gegenüberliegende Ausnelunungen 29 auf,
von denen jeder etwa um ein Sechstel des Umfangs reicht. Zwei einander gegenüberliegende
Stifte 30, die nach oben vom Schneckenrad 5 vorstehen, greifen in
di e Ausnehmungen 29 ein. Das Schneckenrad 5 ist drehbar auf
der Hülse 17, wobei die Anordnung in der Weise getroffen ist, daß in der
Kraftübertragung ein toter Gang vorhanden ist, durch welchen ein Stoß auf die Ventilspindel
6 übertragen wird. Dieser Stoß sorgt dafür, daß sich das Ventil auch dann
bewegt, wenn es fest geschlossen ist oder festsitzt. Wenn der Antrieb an einem Steuerventil
angeordnet ist, ist die Totegangverbindung im Antrieb unerwünscht. In diesem Fall
werden das Schneckenrad und die Kupplungsmuffe mit Klauen ausgestattet, die ohne
toten Gang miteinander in Eingriff treten.
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Die Kupplungsmuffe 23 kann zwischen dem Schneckenrad
5 und dem Handrad 22 mit Hilfe einer schwenkbaren Gabel 31 verschoben
werden, die von einem Handhebel 32 aus betätigt wird. Die Arme der Gabel
31 greifen in Ringnuten 33 in der Kupplungsrauffe 23 ein. Ein
Arm der Gabel 31 ist mit einer Querstange 34 versehen, an deren unterem Ende
eine schwenkbare Sperrklinke 35 angeordnet ist. Das obere Ende der Sperrklinke,
35 und das obere Ende der Querstange 34 sind durch eine. Spannfeder
36 so verbunden, daß dann, wenn die Kupplungsmuffe 23
mit dem Handrad
22 im Eingriff steht, die Sperrklinke 35 durch die Feder 36 in senkrechter
Stellung und mit ihrein unteren Ende, in Berührung mit der Oberseite des Schneckenrades
5 gehalten wird. Die Sperrklinke 35 ist mit einer Schulter
37 versehen, die an dem Druckring 20 des Schneckenrades 5 anliegt.
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Wenn der Motor 2 eingeschaltet wird, während die Sperrklinke
35 in Betriebsstellung ist und die Kupplungsrauffe 23 im Eingriff
mit dem Handrad 22 hält, bewirkt das Schneckenrad 5 eine Drehung der SperrkEnke
35 um ihren Drehpunkt, und zwar in einem solchen Maß, daß dir, Druckfeder
27 die Kupplungsmuffe 23 in Eingriff mit dem Schneckenrad
5 bringL Die Berührung der Schulter 37 an der Sperrklinke
35
mit dem Druckring 20 hebt die Sperrklinke 35 von der Oberffäche
des Schneckenrades 5 während der Bewegung der Kupplungsmuffe 23 ab,
so daß ein Verschleiß der Sperrklinke 35 auf Grund der Berührung mit dem
sich drehenden Schneckenrad 5 vermieden wird.
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Zusätzlich zu dem durch die Hülse 16 auf der Welle
3 betätigten, bei einem bestimmten Drehmoment ansprechenden Schalter können
noch Endschalter angebracht werden, die dann betätigt werden, wenn das Ventil die
volle öffnungs- bzw. Schließstell:ung erreicht. Wie in Fig. 2 dargestellt ist,
arbeitet
ein auf der Kupplungsmuffe 23 angeordnetes Zahnrad 38 mit der allgemein
mit 39 bezeichneten Zahnradanordnung in der Weise zusammen, daß die in dem
elektrischen Schaltkasten 13 angeordneten Schalter betätigt wer-den. Nach
dem Ausführungsbeispiel, wie es in den Fig. 7 bis 11 dargestellt ist,
sind die Welle 40 eines Elektromotors 41 und eine Schneckenwelle 42 parallel zueinander
angeordnet und gehen durch das Gehäuse 43 in einen Getriebekasten 44, der an dem
Gehäuse 43 befestigt ist. Die Schneckenwelle 42 steht im Eingriff mit einem Schneckenrad
45, das mit der Ventilspindel 46 verbunden ist. Ein Paket von Federscheiben 47 ist
auf beiden Seiten der Schnecke 48 auf der Schneckenwelle 42 angeordnet. Ferner sind
Schalter vorgesehen, die bei Erreichen eines bestimmten Drehmoments in ähnlicher
Weise wie bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel betätigt werden. Ein Zahnrad
49, das auf dem Ende der Motorwelle 40 aufgekeilt ist, kämmt mit einem auf der Schneckenwelle
42 drehbaren Zahnrad 50. Auf der Welle 51 des Handrades ist im Getriebekasten
44 ein Zahnrad 52 aufgekeilt, das mit einem Zahnrad 53 im Eingriff
steht, welches auf der Schneckenwelle 42 drehbar ist. Die auf der Schneckenwelle
42 angeordneten Zahnräder 50 und 53 sind durch einen genuteten Teil
54 der Schneckenwelle 42 voneinander getrennt.
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Das Kupplungsteil besteht aus einer Muffe 55, die undrehbar,
aber verschiebbar auf dem genuteten Teil 54 der Schneckenwelle 42 angeordnet ist.
Die Kupplungsmuffe 55 ist auf jeder Seite mit einer Anzahl von Klauen
56 ausgestattet, die abwechselnd mit entsprechenden Klauen 57 oder
58 in den frei auf der Schneckenwelle 42 drehbaren Rädern 50
eingreifen.
Die Kupplungsmuffe 55 wird mit Hilfe einer schwenkbaren Gabel 59 betätigt,
die durch einen Handhebel 60 bewegt wird. An jedem Arm der Gabel
59 ist ein Zapfen 61 angeordnet, der in eine Ringnut 62 der
Kupplungsmuffe 55 eingreift. Die Gabel 59 wird durch eine Feder
63 in Richtung des Zahnrades 50 auf der Schneckenwelle 42 gedrückt,
d. h. zum Eingriff mit dem Zahnrad 50, das mit dem Zahnrad 49 auf
der Motorwelle 40 im Eingriff steht. Eine schwenkbar befestigte Sperrklinke 64 ist
an einem dieser an der Gabel 59 angeordneten Zapfen 61 gehalten und
wird durch eine schwache Feder 65 in eine Lage gebracht, in der sie parallel
zur Schneckenwelle 42 liegt, wenn die Kupplungsmuffe 55 an das Handrad
angekuppelt ist, wobei das Ende der Sperrklinke 64 an einer ringförmigen Platte
66
anliegt, die an dem Zahnrad 50 befestigt ist. Die schwenkbar angeordnete
Sperrklinke64 arbeitet in ähnlicher Weise wie die nach dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel.
An der im Getriebekasten 44 befestigten Führungsplatte 67 liegt ein Zapfen
68, der von der Sperrklinke 64 vorsteht, an und hebt die Sperrklinke 64 von
dem Zahnrad 50 ab, wenn die Sperrklinke 64 sich in Ruhestellung befindet.
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Das Schneckenrad 45 ist auf einer Hülse 69 angeordnet. Die
mittels Nuten erzeugte Verbindung ist in ähnlicher Weise wie bei dem zuerst erläuterten
Ausführungsbeispiel mit einer Totegangverbindung ausgestattet. Wenn das erfindungsgemäße
Ventil als Steuerventil verwendet wird, entfällt diese Totegangverbindung. Zwei
im Abstand zueinander angeordnete Kragen 70 sind mit der Hülse
69 verschweißt. Zwischen den Kragen 70 und den einander gegenüberliegenden
Schultern 72 und 73 ist ein einfaches Kugel- oder Rollenlager
71 in das Gehäuse 43 und einen am Gehäuse befestigten Deckel 74 eingebaut.
Eine in der Hülse 69 befestigte Antriebsmutter 75
arbeitet mit der
mit Gewinde versehenen Ventilspindel 46 zusammen.
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Zusätzlich zu den Schaltern ' welche bei Axialbewegung der
Schneckenwelle 42 bei einem vorgegebenen Drehmoment betätigt werden, können auch
Endschalter angebaut sein, die dann wirksam werden, wenn das Ventil volle öffnungs-
oder Schließstellung erreicht. Wie in Fig. 9 gezeigt ist, treibt eine Schnecke
76 an der Antriebsmutter 75 ein Schneckenrad 77
auf der Welle
78 an, welche letztere in den elektrischen Schaltkasten 79 geht, wo
sie die Endschalter auslöst.
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Obwohl die Antriebsvorrichtungen bei beiden Ausführungsbeispielen
im Zusammenhang mit einer auf- und abwärts bewegten Spindel beschrieben worden sind,
kann die Erfindung selbstverständlich auch bei einem Ventil verwendet werden, bei
dem die Spindel nicht diese Bewegung ausführt. In einem solchen Fall wird die Antriebsmutter
durch eine Antriebsmuffe ersetzt, die mit Hilfe eines Keils oder mit Hilfe von Nuten
an der Ventilspindel befestigt ist.