DE10249197B3

DE10249197B3 - Verstellvorrichtung

Info

Publication number: DE10249197B3
Application number: DE2002149197
Authority: DE
Inventors: Norbert Quast; Thomas Czeppel; Udo Kölbl
Original assignee: Moog GmbH
Current assignee: Moog GmbH
Priority date: 2002-10-22
Filing date: 2002-10-22
Publication date: 2004-08-19
Anticipated expiration: 2022-10-23

Abstract

Die Erfindung ist gekennzeichnet dadurch, dass sich die vorliegende Erfindung auf eine Verstellvorrichtung, insbesondere für ein Turbinenventil oder insbesondere für einen Stellantrieb an einem Windrad, mit einer Antriebseinrichtung, mit einer Schiebeeinrichtung und mit einer Vorspanneinrichtung, mit einer Schiebeeinrichtung, die im vorgespannten Zustand mitbeweglich in eine vorbestimmte Stellposition ausgestaltet ist, bezieht. DOLLAR A Das Besondere ist, dass die in der Vorspannung gespeicherte Energie über ein Getriebe in Form eines Kniehebels auf die Schiebeeinrichtung übertragbar ist. DOLLAR A Bei einer derartigen Erfindung besteht keine Brandgefahr, ist ein besonders schnelles Notbetätigen gewährleistet und wird häufiges Warten oder starke Materialermüdung vermieden.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verstellvorrichtung für ein Turbinenventil oder für einen Stellantrieb an einem Windrad, mit einer Antriebseinrichtung, mit einer Schiebeeinrichtung und mit einer Vorspanneinrichtung, mit der Schiebeeinrichtung die im vorgespannten Zustand mitbeweglich in eine vorbestimmte Stellposition ausgestaltet ist, wobei die in der Verspannvorrichtung gespeicherte Energie über ein Getriebe auf die Schiebeeinrichtung übertragen wird.
Aus dem Stand der Technik sind Vorrichtungen bekannt, welche eine Notfallbetätigung eines Steuerelementes ermöglichen. Dabei werden im Regelfall hydraulische Kolbenantriebe oder Federspeicher verwendet.

Aus der Veröffentlichung WO 02/35123A1 ist ein Stellantrieb für ein Ventil, insbesondere für ein Turbinenventil bekannt. In dieser Druckschrift wird ein Stellantrieb beschrieben, welcher eine Vorspanneinrichtung aufweist. Diese Vorspanneinrichtung wird zwischen einer Freigabevorrichtung und einer Ventilspindel vorgespannt. Die Vorspanneinrichtung enthält Tellerfedern. Diese Tellerfedern sind im normalen Betriebszustand vorgespannt. Durch eine elektromagnetische Betätigung der Freigabevorrichtung entspannt sich die Vorspanneinrichtung. Die Tellerfedern entspannen sich und bewegen dann die Ventilspindel. Diese Bewegung wird nur in einem Notfall durchgeführt. Im Regelfall, im normalen Betrieb, wird die vorgespannte Vorspanneinrichtung mit dem gesamten Stellantrieb zum Öffnen und Schließen eines Ventiles verfahren.

Während hydraulische Verstellvorrichtungen und Stellantriebe den Nachteil einer inhärenten Brandgefahr bergen, weist der Stellantrieb, wie er aus der Druckschrift WO 02/35123A1 bekannt ist einen anderen wesentlichen Nachteil auf. Die Betätigung der Freigabevorrichtung erfolgt durch einen elektromagnetischen Impuls. Zusätzlich dazu ist die Freigabevorrichtung aus biegsamen, insbesondere federelastischen Zungen gebildet. Diese biegsamen, insbesondere federelastischen Zungen haben jedoch den Nachteil einer Materialermüdung. Dieser Nachteil wird zusätzlich durch das Verschieben und Verkeilen einer Einrastrampe in diese Zungen verstärkt. Ein erhöhter Materialabtrag ist die Folge.

Aus der US-Patentschrift US 4,285,493 ist eine Verstellvorrichtung mit zwei sich gegenüberstehenden Zylindern bekannt. Die Achsen der Zylinder sind orthogonal zu der Achse durch ein Schließventil angeordnet. Die Zylinder sind federvorgespannt und lösen über Kipphebel die Bewegung des Ventils aus. Die Aktivierung erfolgt über ein unter Druck gesetztes Fluid. Eine versperrende Wirkung der Kipphebel ist nicht offenbart.

In der Schweizer Patentschrift CH 538 625 ist eine Verstelleinrichtung für ein Dampfventil offenbart. Dabei wird ein Ventil über einen Kniehebel angesteuert. Der Kniehebel selber wird über eine Feder bewegt. Es ist aber die Schiebeeinrichtung im vorgespannten Zustand nicht mitbewegt.

Aus der Schweizer Patentschrift CH 231313 ist eine Spindelverstelleinrichtung bekannt. Die. Spindelverstelleinrichtung umfasst ein mit einer Arbeitsgewindespindel zusammenarbeitendes Muttergewinde, welches mit dem Ventilgehäuse fest verbunden ist.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 2 347 867 A ist eine Schnellschließvorrichtung für Ventile bekannt. Dabei wird ein Ventil gegen die Kraft einer Feder durch Bewegungsübertragungsmittel geöffnet. Die deutsche Offenlegungsschrift DE 2 347 867 A sieht eine Schnellschlussvorrichtung zwischen einem Ventil und einem Handrad vor, so dass das Ventil aus seiner Verbindung mit dem Handrad derart freigegeben wird, dass die Feder das sofortige Schließen des Ventils bewirken kann. Bei der bevorzugten Ausführungsform halten, in den Weg eines Federelementes, vorstehende Kugeln die Feder unter der ihr durch das Handrad erteilten Belastung. Eine Freigabestift bewegt eine Nut so unter die Kugeln, dass sie sich nach Innen und aus dem Weg des Federhalteelementes heraus bewegen können. Dies hat zur Folge, dass die Feder des Halteelement in eine das Ventil schließende Stellung vorschiebt und das Ventil geschlossen hält.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 197 23 624 A1 ist eine Vorrichtung zum Betätigen eines Ventiles bekannt. Dabei wird eine Vorrichtung zum Betätigen eines Ventils offenbart, welche einen Hydraulikzylinder umfasst, sowie eine Stange, die an einem Gehäuse montiert und mit dem Ventilschaft derart verbunden ist, dass die Bewegung der Stange auf dem Ventilschacht übertragen wird. Zwei Führungsstangen sind zwischen einer Endplatte und einer Führungsplatte so angeordnet, dass sich die Führungsplatte entlang der Führungsstange bewegen kann. Jede Führungsstange ist von einer Feder umgeben, deren eines Ende an die Endplatte anstößt und deren anderes Ende an die Führungsplatte anstößt, um die Führungsplatte von der Endplatte weg vorzuspannen. Die Führungsplatte ist dafür vorgesehen, Ihre Bewegung auf den Ventilschafft zu übertragen. Die Bewegung der Führungsplatte wird auf den Ventilschafft nur Übertragen, wenn die Führungsplatte sich in einer Richtung von der Endplatte wegbewegt. Die Bewegung der Stange wird auf den Ventilschafft nur übertragen, wenn die Stange sich in der Richtung zu dem Zylinder hinbewegt. Die Bewegung der Stange auf dem Ventilschafft wird über eine Klemme übertragen, eine Ausrichtkupplung und ein Anschlussstück übertragen diese Spannung, so dass die Bewegung der Stange in eine Bewegung des Ventilschafftes bewirkt wird, wenn die Stange sich zu dem Zylinder hinbewegt. In der entgegengesetzten Richtung wird die Bewegung der Führungsplatte auf den Ventilschafft übertragen, und zwar durch eine C-Beilagsscheibe und eine Mutter, die mit dem Ventilschafft verbunden ist.

Aus der britischen Patentschrift GB 1 546 239 ist eine Schnellschlussvorrichtung für Ventile offenbart. Dabei wird ein Ventil über ein Handrad, an welchem eine Gewindespindel befestigt ist und deren Gewinde sich in einer Mutter abstützt bewegt. Die Mutter selber kann über einen Hebelmechanismus bewegt werden.

Aus der französischen Druckschrift FR 1 571 479 ist eine Absperreinrichtung mit einem Klappverschluss für ein Rückschlagventil offenbart. Eine Schnellschlusseinrichtung greift an dem Ventilstößel an. Sie ist federvorgespannt. Das Auslösen erfolgt über eine Auslösevorrichtung, welche an dem Ventilsitz fest angebracht ist.

Aus der deutschen Patentschrift DE 515 503 C ist ein Schnellschluss-Absperrventil bekannt. Dieses Schnellschluss-Absperrventil mit einer durch eine Feder im Schließsinne belasteten und durch Öldruck im Öffnungssinne gegenbelasteten Fläche und Handverstellung durch eine Spindel ist dadurch gekennzeichnet, dass das Spindelgewinde während seiner einem Öffnen und einem Schließen des Ventils entsprechenden Bewegung vom Öldruck entlastet ist, so dass ein Rückdruck auf die Handspindel nicht ausgeübt wird. Eine wesentliche Anforderung der vorliegenden Erfindung ist jedoch gerade auf Ölpuffer und Öldruck zu verzichten. Eine solche Ölmenge unter Druck hält dem Druck einer Feder in der deutschen Patentschrift 515 503 C stand.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 2 027 748 A ist eine kraftabhängige Schaltung für Hilfsmittel gesteuerte Armaturen mit mechanischen Kraftwandler offenbart. Dabei wird auch ein Kniehebelprinzip genutzt. Federungselemente sind im direkten Zusammenspiel mit dem Kniehebel nicht offenbart.

Aus der internationalen Veröffentlichung WO 02/35123 ist ein Schnellantrieb für ein Ventil, insbesondere für ein Turbinenventil offenbart. Eine Vorrichtung zur Umwandlung von Bewegung ist nicht offenbart. In der internationalen Veröffentlichung WO 02/35123 A1 wird über eine Federkraft eine Bewegung einer Ventilspindel erreicht. Die Ansteuerung erfolgt über eine Magnetspule.

Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Steuervorrichtung mit einer integrierten Freigabevorrichtung zu gestalten, die auch bei Wegfall einer elektrischen Stromversorgung störungsfrei und sicher arbeitet und wartungs- bzw. verschleißfrei ausgestaltet ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Getriebe als Kniehebel ausgestellt ist.

Durch die Verwendung eines Getriebes in Form eines Kniehebels wird die in der Vorspanneinrichtung gespeicherte Energie in vorzugsweiser translatorische Bewegung der Schiebeeinrichtung gewandelt. Dieses Getriebe ist unabhängig von einer elektrischen Stromquelle betätigbar. Auch birgt ein mechanisches Getriebe keine akute Brandgefahr.

Die von der Schiebeeinrichtung zurückgelegte Bewegung kann aber auch eine translatorische Bewegung, oder eine rotatorische Bewegung, sowie zusammengesetzte Bewegungen umfassen.

Ein Kniehebel ist ein Mechanismus, der aus zumindest zwei miteinander gelenkig verbundenen Hebeln besteht. An zumindest einem Ende eines Hebels ist die Schiebeeinrichtung angebracht. Während die Schiebeeinrichtung, bei bewegtem Kniehebel in eine Richtung verfährt, fährt dass die Hebel verbindende Gelenk in eine dazu orthogonale Richtung. Ein fast gestreckter Kniehebel überträgt sehr hohe Kräfte in Längsrichtung, wobei lediglich ein geringer Kraftaufwand zum Halten des Kniehebels in dieser fast gestreckten Position aufgebracht werden muss. Die Verwendung eines Kniehebels ermöglicht somit eine nahezu wartungsfreie und entwicklungsextensive Gestaltung in einem ganz besonderen Maße.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen dargestellt.

Wenn der Kniehebel zumindest einen gelenkig mit einem Gehäuse in der Verstellvorrichtung verbundenen verstelleinrichtungsseitig zugewandten Hebel umfasst, welcher über ein Verbindungsgelenk an einem verstelleinrichtungsseitig abgewandten Hebel über ein Anbindungsgelenk an der Schiebeeinrichtung angebracht ist, so lässt sich ein weiterer Vorteil in dieser Ausgestaltungsvariante erreichen. Die Schiebeeinrichtung führt in einen Normalbetrieb eine translatorische Bewegung zusammen mit der gespannt verbleibenden Vorspanneinrichtung aus, wobei zum Halten des Kniehebels in einer fast gestreckten Position nur geringe Kräfte aufgewandt werden müssen. Ein Verklemmen wird dadurch verhindert.

Besonders vorteilhaft ist es in einer weiteren Variante, wenn das Getriebe mit einer Sicherungseinrichtung gegen zufälliges Entspannen der Vorspanneinrichtung gesichert ist. Dadurch wird vermieden, dass sich die Vorspanneinrichtung zufällig entspannt, und somit eine zufällige Bewegung der Schiebeeinrichtung initiiert wird.

Wenn die Sicherungseinrichtung zumindest einen die Bewegung des Getriebes verhindernden Sicherungsstift umfasst, so ist es möglich diesen Stift blockierend zum Halten des Kniehebels in einer fast gestreckten Position zu verwenden. Dieser Sicherungsstift ist mechanisch hoch verlässlich.

Besonders vorteilhaft ist auch eine Ausgestaltungsform, bei der die Schiebeeinrichtung eine Anlagefläche zum Verspannen der Verspanneinrichtung und ein vorzugsweise als Ventilkegel ausgebildetes Verstellelement umfasst. Durch die Anlagefläche lässt sich beim Anliegen des Ventilkegels an einen Ventilkörper und gleichzeitiger Betätigung der Antriebseinrichtung die Vorspanneinrichtung besonders einfach vorspannen. Eine derartige Ausgestaltung minimiert die Ausfallwahrscheinlichkeit weiter.

Wenn die Verstellvorrichtung zusammen mit der Vorspanneinrichtung mittels einer Antriebseinrichtung verschiebbar ausgestaltet ist, so muss ein Verfahren im Normalbetrieb der Verstellvorrichtung durch die Antriebseinrichtung nicht gegen die von einer Vorspanneinrichtung ausgehenden Kraft durchgeführt werden.

Vorteilhaft ist im Besonderen auch in einer Variante, wenn die Antriebseinrichtung eine Spindel umfasst. Spindeln sind einfach gestaltete, robuste Bauteile, die etwa durch die Variation der Spindelsteigung leicht zu variierende Übersetzungsverhältnisse aufweisen.

Wenn die Sicherungseinrichtung mit einer Auslöseeinrichtung verbunden ist, so zeigt sich in dieser Ausgestaltungsform ein weiterer Vorteil. Ein Notbetätigen der Verstellvorrichtung wird somit aktiv und einfach ermöglicht.

Besonders vorteilhaft ist in einer weiteren Ausgestaltungsform auch, wenn die Auslöseeinrichtung zumindest den über eine Elektromagnet bei Absenz eines Stromflusses betätigbaren Sicherungsstift umfasst. Dadurch wird ein mechanisch hoch belastbares Bauteil bei einem Stromausfall betätigt, was das Funktionieren der Verstellvorrichtung auch in diesem extremen Anwendungsgebiet ermöglicht. Eine besondere Sicherheit ist die Folge.

Wenn die Stellposition A bis zu 30 mm von der Stellposition B entfernt ist, ergibt sich eine vorteilhafte Möglichkeit des Einsatzes einer derartigen Verstellvorrichtung in dieser Variante für sehr viele Anwendungsfälle, wie etwa in Turbinen, oder Windkraftanlagen, oder sonstigen sicherheitsrelevanten Schaltvorrichtungen.

Besonders vorteilhaft ist es in einer Variante auch, wenn die Verstellvorrichtung ein bis 250 KN reichende Stellkraft aufbringend ausgestaltet ist. Dadurch ist der Einsatz in Turbinen, in denen große Kräfte beherrscht werden müssen, möglich.

Besonders vorteilhaft ist es in einer Variante auch, wenn ein zwischen dem verstelleinrichtungsseitig zugewandten Hebel befindlicher Zwangsöffnungswinkel α von 172° bis 177° vorliegt. Dadurch ist gewährleistet, dass der aus den zwei Hebeln gebildete Kniehebel nicht völlig durchgestreckt ist. Dadurch ist eine Schaltbarkeit der Verstellvorrichtung in einem Notfall mittels des Entspannens der Vorspanneinrichtung gewährleistet.

Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Bewegen eines Verstellelementes mit einer Vorspanneinrichtung zum Schnellbewegen des Verstellelementes, wobei die Verstellvorrichtung zusammen mit der Vorspanneinrichtung durch eine Antriebseinrichtung in die Stellposition A und B bewegt wird. Im Gegensatz zum Stand der Technik, ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspanneinrichtung von einem durch zumindest eine Sicherungseinrichtung abgesicherten Getriebe in Form eines Kniehebels in einem vorgespannten

Zustand gehalten wird. Eine derartige Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die Vorspannung nicht in jedem Schaltvorgang überwunden werden muss.

Vorteilhaft ist auch, wenn in einer Variante ein Wegfall von Strom an einem Elektromagneten einer Auslöseeinrichtung zur Bewegung des zumindest einen Sicherungsstiftes der Sicherungseinrichtung führt, wodurch eine nachfolgende Bewegung des Getriebes zu einer Umwandlung der in der Vorspanneinrichtung gespeicherten Energie in eine vorzugsweise translatorische Bewegung einer Schiebeeinrichtung mit darin integriertem Verstellelement führt. Durch den Einsatz von Elektromagneten, welcher bei Ausfall eines elektrischen Stromes eine Schaltung vornimmt, ist gewährleistet, dass selbst bei Wegfall von Strom eine Schaltbarkeit der Verstellvorrichtung gewährleistet bleibt.

Wenn der Schließvorgang unter Einwirkung der sich entspannenden Vorspanneinrichtung bis zu 200 ms schnell abläuft, ermöglicht dies in dieser Variante den Einsatz einer derartigen Verstellvorrichtung in zeitkritischen Bauelementen vorteilhafterweise.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 ist eine Verstellvorrichtung schematisch in Schaltposition A und entspannter Vorspanneinrichtung dargestellt,
2 zeigt in schematischer Weise eine Verstellvorrichtung mit gespannter Vorspanneinrichtung in einer Schaltposition A,
3 zeigt die Verstellvorrichtung in Schaltposition B und gespannter Vorspanneinrichtung in schematischer Weise,
4 zeigt den entspannten Zustand in schematischer Weise einer Verstellvorrichtung in Schaltposition A nach einer Notschaltung,
5 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Steuervorrichtung,
6 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Getriebes mit damit verbundenem Ventilkegel,
7 zeigt eine Sicherungseinrichtung mit einer Auslöseeinrichtung, einem Elektromagneten und zwei Sicherungsstiften,
8 zeigt ein Detail aus 3 mit einem Sicherungsstift im haltenden Zustand eines Kniehebels.
In 1 ist eine Verstellvorrichtung 1 dargestellt. Die Verstellvorrichtung 1 umfasst eine Antriebseinrichtung 2 mit einer Spindel 3. Die Spindel 3 bewegt ein Gehäuse 16 der Verstellvorrichtung1.
Im Gehäuse 16 ist eine Schiebeeinrichtung 4 beweglich gelagert. Entlang einer Längsachse 24 ist die Schiebeeinrichtung 4 verschieblich. An einem Ende der Schiebeeinrichtung 4 ist ein Verstellelement 23 ausgebildet. Das Verstellelement 23 hat die Form eines Ventilkegels 6. Dieser Ventilkegel 6 schließt schlüssig mit einer Ventilöffnung 5 eines Ventilkörpers 7 in der Schaltposition ab. An dem anderen Ende ist eine Anlagefläche 13 ausgebildet. Zwischen der Anlagefläche 13 und einer fest mit dem Gehäuse 16 verbundenen Abstützfläche 15 ist eine Vorspanneinrichtung 12 eingebaut. Die Vorspanneinrichtung 12 umfasst eine Feder 14. Die Feder 14 ist als Schraubenfeder ausgestaltet. Es ist jedoch auch möglich Tellerfedern, Spiralfedern, oder sonstige federnde Elemente zu verwenden.
Zwischen Gehäuse 16 und Scheibeeinrichtung 4 ist ein Getriebe 8 geschalten. Das Getriebe 8 umfasst zwei Kniehebelmechanismen 9. Die Kniehebel 9 sind an einem Punkt gelenkig mit dem Gehäuse 16 verbunden und an einem anderen Punkt gelenkig mit der Schiebeeinrichtung 4 verbunden. Je ein Kniehebel 9 umfasst einen verstelleinrichtungsseitig zugewandten Hebel 10 und einen verstelleinrichtungsseitig abgewandten Hebel 11, welche beide miteinander gelenkig verbunden sind.
Die Spindel 3 ist in zwei Richtungen gemäß Pfeil C bewegbar. Durch diese Bewegung wird das Gehäuse 16 bewegt. 2 zeigt das Bewegen des Gehäuses 16 auf den Ventilkörper zu. Dadurch gerät der Kniehebel 9 in einen beinahe gestreckten Zustand. Es ist jedoch zu beachten, dass die Kniehebel 9 vorzugsweise nicht in einen völlig gestreckten Zustand gelangen. Dass das, die zwei Hebel 11 und 12 des Kniehebels verbindende Verbindungsgelenk 21 sich kurz vor dem oberen Todpunkt befindet. Die Sicherungseinrichtung 17 mit den Sicherungsstiften 18 hält beide Kniehebel in dieser Position.
In 3 ist ein Verfahren des Gehäuses über die Spindel 3 in die Schaltposition B gezeigt. In den 1 und 2 befindet sich die Verstellvorrichtung in Schaltposition A. In 3 ist gezeigt, dass die Kniehebel 9 durch die Sicherungsvorrichtung 17 in einer arretierten Position selbst im verfahrenden Zustand bleiben. Die Vorspanneinrichtung 12 mit der Feder 14 ist dabei gespannt. Das Detail VIII, welches in 8 dargestellt ist, zeigt deutlich die Position der Sicherungsstifte 18.
In 4 ist die Position der Schiebeeinrichtung nach dem Auslösen der Vorspanneinrichtung, in einer Notfallschaltmaßnahme, zu sehen. Die Schiebeeinrichtung 4 befindet sich nun wieder in der Schaltposition A. Der dem Ventilkörper abgewandete Teil des Gehäuses 16 befindet sich in derselben Position, wie in 3.
In 5 ist die Verstellvorrichtung1 mit Schiebeeinrichtung 4, die Sicherungseinrichtung 17 mit den Sicherungsstiften 18, die Auslöseeinrichtung 19 mit dem Elektromagnet 20 und das Gehäuse 16 zu sehen. Der Elektromagnet 20 gibt bei Wegfall der elektrischen Stromversorgung eine Umlenkeinrichtung 3, welche die Stifte 18 bewegt, frei.
In 6 ist die Verschiebeeinrichtung 4 mit dem Verstellelement 23 und dem Ventilkegel 6 dargestellt. Deutlich erkennbar ist das Getriebe 8 mit den Kniehebeln 9. Die Kniehebel 9 sind durch je zwei Hebel 10 und 11 aufgebaut. Die Hebel 10 und 11 sind durch jeweils ein Verbindungsgelenk 21 miteinander verbunden. Der Hebel 11 ist über ein Anbindungsgelenk 22 mit der Schiebeeinrichtung 4 verbunden. Die Anlagefläche 13 der Schiebeeinrichtung 4 ist ebenso deutlich erkennbar.
In 7 ist die Sicherungseinrichtung 17 mit den Sicherungsstiften 18 sowie die daran anschließende Auslöseeinrichtung 19 mit dem darin umfassenden Elektromagnet 20 dargestellt.
In 8 ist der Detailausschnitt VIII aus 3 dargestellt. Es ist deutlich der Zwangs-Öffnungswinkel α zwischen einen der Hebel 10 und einen der Hebel 11 des Kniehebels 9 um das Verbindungsgelenk 21 dargestellt. Das Anbindungsgelenk 22 ist ebenso deut lich gekennzeichnet. Gut erkennbar sind auch die Anlageflächen 13 und das Gehäuse 16.
In der Figurenabfolge 1, 2, 3 und 4 ist der Ablauf unterschiedlicher Betätigungszustände der Verstellvorrichtung 1 dargestellt. Im entspannten Zustand der Vorspanneinrichtung 12 wird über die Spindel 3 die Verschiebeeinrichtung 4 mit dem als Ventilkegel ausgestalteten Verstellelement 22 in die Schaltposition A gefahren. Nach Erreichen der Schaltposition A bewegt die Spindel 3 das Gehäuse 16 weiter in Richtung Ventilkörper 7. Dadurch streckt sich der Kniehebel 9. Gleichzeitig wird die Feder 14 der Vorspanneinrichtung 12 komprimiert. Dies ist in 1 zu sehen. Danach, kurz vor Erreichen des Todpunktes von Verbindungselement 23 des Kniehebels 9, wird über die Sicherungseinrichtung 17 jeweils ein Sicherungsstift 18 zum Sichern eines Kniehebels 9 eingesetzt. Der Kniehebel 9 bleibt somit, wie in 2 ersichtlich, in dieser fast komplett ausgestreckten Position. Es fehlen zu einem 180° Winkel zwischen den beiden Hebeln 10 und 11 lediglich 3 bis 8 Grad. In dieser Position, mit gesichert bleibenden Sicherungsstiften 18, wird das Gehäuse 16 und die Verschiebeeinheit 4 durch die Spindel 3, welche gemäß der Pfeilrichtungen C drehbar ist, in die Schaltpositionen A und B, wie in 2 und 3 ersichtlich, bewegt.
Ist die Verstellvorrichtung in einer Position B, wie in 3, und tritt ein Notfall auf, so wird über das Wegfallen eines elektrischen Stromschlusses in einem Elektromagnet 20, der Auslöseeinrichtung 19, ein Wegbewegen der Sicherungsstifte 18 von Kniehebel 9 bewirkt. Dadurch, wie in 4 zu sehen, schnellt die Schiebeeinrichtung 4 sofort in die Schaltposition A. Dabei entspannt sich die Feder 14.
Dieser Zyklus ist beliebig oft durchfahrbar.

Claims

Verstellvorrichtung (1), für ein Turbinenventil oder für einen Stellantrieb an einem Windrad, mit einer Antriebseinrichtung (2), mit einer Schiebeeinrichtung (4) und mit einer Vorspanneinrichtung (12), die im vorgespannten Zustand mit der Schiebeeinrichtung in eine vorbestimmte Stellposition mitbeweglich ausgestaltet ist, wobei die in der Vorspanneinrichtung (12) gespeicherte Energie über ein Getriebe (8) auf die Schiebeeinrichtung (4) übertragbarer ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (8) als Kniehebel (9) ausgebildet ist.
Verstellvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kniehebel (9) zumindest einen gelenkig mit einem Gehäuse (16) der Verstellvorrichtung (1) verbundenen verstelleinrichtungsseitig zugewandten Hebel (10) umfasst, welcher über ein Verbindungsgelenk (21) an einem verstelleinrichtungsseitig abgewandten Hebel (11), der über ein Anbindungsgelenk (22) an der Schiebeeinrichtung (4) angebracht ist.
Verstellvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (8) mit einer Sicherungseinrichtung (17) gegen zufälliges Entspannen der Vorspanneinrichtung gesichert ist.
Verstellvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungseinrichtung (17) zumindest ein die Bewegung des Getriebes (8) verhindernden Sicherungsstift (18) umfasst.
Verstellvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiebeeinrichtung (4) eine Anlagefläche (13) zum Vorspannen der Vorspanneinrichtung (12) und ein vorzugsweise als Ventilkegel (6) ausgebildetes Verstellelement 23 umfasst.
Verstellvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellvorrichtung (1) zusammen mit der Vorspanneinrichtung (12) mittels einer Antriebseinrichtung (2) verschiebbar ausgestaltet ist.
Verstellvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (2) eine Spindel (3) umfasst.
Verstellvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungseinrichtung (17) mit einer Auslöseeinrichtung (19) verbunden ist.
Verstellvorrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslöseeinrichtung (19) zumindest den über ein Elektromagnet (20) bei Absenz eines Stromschlusses betätigbaren Sicherungsstift (18) umfasst.
Verstellvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellposition A bis zu 30 mm von der Stellposition B entfernt ist.
Verstellvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellvorrichtung (1) eine bis 250 KN reichende Stellkraft aufbringend ausgestaltet ist.
Verstellvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein zwischen dem verstelleinrichtungsseitig zugewandten Hebel (11) und dem verstelleinrichtungsseitig abgewandten Hebel (12) befindlicher Zwangs-Öffnungswinkel α von 172° bis 177° vorliegt.
Verfahren zum Bewegen eines Verstellelementes (23) mit einer Vorspanneinrichtung (12) zum Schnellbewegen des Verstellelementes (23), wobei die Verstellvorrichtung (1) zusammen mit der Vorspanneinrichtung (12) durch eine Antriebseinrichtung (2) eine vorbestimmte Stellposition bewegt wird, wobei dass die Vorspanneinrichtung (12) von einem durch zumindest eine Sicherungseinrich tung (17) abgesicherten Getriebe (8) in einem vorgespannten Zustand gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (8) als Kniehebel (9) ausgestaltet ist
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wegfall von Strom an einem Elektromagneten (20), einer Auslöseeinrichtung (19) zur Bewegung des zumindest einen Sicherungsstiftes (18) der Sicherungseinrichtung (17) führt, wodurch eine nachfolgende Bewegung des Getriebes (8) zu einer Umwandlung der in der Vorspanneinrichtung (12) gespeicherten Energie in eine vorzugsweise translatorische Bewegung einer Schiebeeinrichtung (4) mit darin integriertem Verstellelement (23) führt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Schließvorgang unter Einwirkung der sich entspannenden Vorspanneinrichtung 12 bis zu 200 ms schnell abläuft.