DE1253804B

DE1253804B - Elektromotorischer Stellantrieb

Info

Publication number: DE1253804B
Application number: DE1964SC035593
Authority: DE
Inventors: Karl Schwander; Ewald Skorupa
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1964-08-06
Filing date: 1964-08-06
Publication date: 1967-11-09

Description

Elektromotorischer Stellantrieb In der Technik, insbesondere in verfahrenstechnischen Anlagen, in Heiz- und Kraftwerken u. dgl., verwendet man zur Herbeiführung von Dreh-, Schwenk- und Schubbewegungen, wie sie beispielsweise zur Fernbetätigung von Schiebern, Ventilen, Hähnen, Drosselklappen, Wehren, Schleusen und anderen Stellobjekten erforderlich sind, sogenannte Stellantriebe. Als Stellantriebe dienen in den meisten Fällen mit einem Untersetzungsgetriebe ausgerüstete Elektromotoren. Es sind aber auch Stellantriebe bekannt, die mit pneumatischem oder hydraulischem Antrieb oder elektromagnetisch arbeiten.
Die Erfindung betrifft einen Stellantrieb, bestehend aus einem Motor, dessen Rotorwelle mit Gewinden versehen und in Wirkverbindung gebracht ist, die bei der Drehbewegung der Rotorwelle zugleich eine Längsbewegung der Antriebswelle herbeiführen. Erfindungsgemäß dient hierbei als Stellantrieb ein sogenannter Schiebeankermotor, dessen Rotorwelle beidendig aus dem Motorgehäuse herausgeführt und an einem Ende mit einer Gewindebüchse versehen ist, die im Zusammenwirken mit einer zwischen zwei bei überschreitung eines voreingestellten Stelldruckes der Rotorwelle nachgebenden Elementen längsverschieblichen, unverdrehbar angeordneten Mutter die Längsbewegung der als Antriebswelle dienenden Rotorwelle bzw. des Rotors herbeiführt, wobei die Mutter mit einem Kontaktglied versehen ist, das sich zwischen zwei den Motor steuernden Kontaktstellen bewegt. Die die Mutter haltenden Elemente können bei einem bestimmten Druck nachgebende Federn oder auch hydraulisch, pneumatisch oder in anderer Weise beaufschlagte Sperren sein. Zur Steuerung der Verschiebebewegungen dienen also Kontakteinrichtungen, durch die die Drehrichtung des Motors umgesteuert, die Schaltzeiten bestimmt oder sonstige Vorgänge eingestellt werden können.
Verschiebeankermotoren, deren Rotorwelle mit Mitteln versehen und in Wirkverbindung gebracht ist, die bei der Drehbewegung der Welle zugleich eine Längsbewegung herbeiführen, sind bekannt. Die Verwendung eines Verschiebeankermotors als Stellantrieb ist bisher jedoch nicht vorgeschlagen worden. Der verschieblich angeordnete Rotor hat bei den bekannten Verschiebeankermotoren eine andere Aufgabe. Die Verwendung eines Verschiebeankermotors als Stellantrieb ist jedoch ein wesentliches Merkmal der Erfindung, die darüber hinaus in den vorstehend wiedergegebenen Baumerkmalen verkörpert ist.
Der durch die Erfindung erzielte Vorteil liegt einerseits in der durch die Vewendung eines Verschiebeankermotors begründeten Einfachheit des Stellantriebes und andererseits darin, daß jeder bekannte Verschiebeankermotor in einen Stellantrieb umgewandelt werden kann. Es bedarf hierzu lediglich der ausreichenden Herausführung der Rotorwelle aus dem Gehäuse und der Aufbringung einer Gewindebüchse auf dem herausgeführten Ende sowie der Anordnung der mit der Gewindebüchse zusammenwirkenden Mutter nebst Kontakteinrichtung. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß das Zusammenwirken der Rotorwelle mit der ihre Bewegungen herbeiführenden Mutter über eine Gewindebüchse erfolgt. Hierdurch ist die Möglichkeit gegeben, die Stellbewegungen durch Austausch der Gewindebüchse nebst Mutter gegen andere, mit größerer oder geringerer Gewindesteigung einzustellen.
Ein erfindungsgemäß ausgebildeter Stellantrieb ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt und an Hand der Zeichnung nachfolgend näher beschrieben.
Der in der Zeichnung wiedergegebene Elektromotor besteht aus dem Gehäuse 1, dem Stator 2 und dem Rotor 3. Der Rotor ist in dem Stator verschiebbar gelagert und, wie bei Schiebeankermotoren bekannt, länger als der Stator.
Der Rotor sitzt auf einer durchgehenden Welle 4, die so lang ist, daß die Wellenenden 4 a und 4 b an den Stirnseiten des Gehäuses 1 aus diesem herausragen. Das eine Wellenende 4 a ist so ausgebildet und mit einem Verschiebemechanismus in Wirkverbindung gebracht, daß mit seiner Hilfe die Verschiebebewegungen des Rotors 3 gesteuert werden können. Zu diesem Zweck ist auf dem Wellenende 4 a eine Gewindebuchse 5 angeordnet, die mit einer Mutter 6 zusammenwirkt, welche in einem auf dem Motorgehäuse 1 sitzenden Gehäuse 7 unverdrehbar angeordnet ist. Das andere Wellenende 4 b dient zum Anschluß an Stellvorrichtungen zur Schaltung von Arbeitsgängen. Die Mutter 6 ist in dem Gehäuse 7 längsverschieblich. Zu ihrer Führung dient eine in der Gehäusewand angeordnete Ausnehmung 8 und ein an der Mutter befestigtes Führungsstück 9, das die Mutter gleichzeitig gegen Verdrehen sichert.
Axial beiderseits der Mutter sind Federn 10 bzw. 11 angeordnet, die durch Druckstücke 12 bzw. 13 in ihrer Spannung verändert werden können. Die Druckstücke 12 und 13 sind in dem Gehäuse 7 schraubverstellbar. Die Aufgabe der Federn ist, die Mutter 6 so lange in ihrer Lage zu halten, bis der bei den Längsbewegungen der Welle 4 in der einen oder anderen Richtung auf die Welle zur Wirkung kommende Widerstand größer ist als der diesem Widerstand entgegengerichtete Federdruck. In diesem Fall gibt die Feder, gegen die der Widerstand der Welle jeweils wirkt, nach, und die Mutter wird infolgedessen in Richtung der nachgebenden Feder verschoben, was zur Folge hat, daß die Kontakte 17 und 18 geöffnet bzw. geschlossen werden.
Das Ende 4 b der Welle 4 ist mit dem Stößel 14 eines Ventils 15 verbunden. Weiterhin ist an diesem Wellenende ein verstellbarer Anschlag 16 vorgesehen, durch den verhindert wird, daß sich das Gewinde 5 zur Leitmutter 6 hin festsetzen kann.
Zur Steuerung der Verschiebebewegungen dienen Kontakte 17 und 18, die durch das Führungsstück 9 der Mutter geöffnet und geschlossen werden.
Für bestimmte Fälle, beispielsweise für den Fall einer Stromunterbrechung, wird die Vorrichtung vorteilhaft mit einem Handrad bzw. einem Handradanschluß 19 ausgerüstet.
Die dargestellte Vorrichtung arbeitet wie folgt: Wird der Antriebsstromkreis geschlossen, so werden die Welle 4 und damit der Rotor 3 von der sich in der Mutter 6 drehenden Gewindebuchse 5 zu einer Verschiebebewegung gezwungen, deren Richtung durch die Drehrichtung des Motors bestimmt ist. Infolgedessen öffnet und schließt sich das Ventil 15 in Ab- hängigkeit von der Drehrichtung des Motors. Hierbei wird die Verschiebebewegung der Welle 4 begrenzt durch die Federn 10 bzw. 11, die bei überschreiten eines bestimmten Stelldruckes nachgeben, so daß das Führungsstück 9 auf die Kontakte 17 bzw. 18 auftrifft, durch die der Motor in der Drehrichtung umgesteuert wird, was zur Folge hat, daß das Ventil 15 wechselweise schließt und öffnet.
Die Kontakte 17 und 18 können verschiebbar angeordnet sein, so daß die Ventilsitzstellung nach Wunsch eingestellt werden kann. Man kann das Ventil dann so einstellen, daß es ganz öffnet oder ganz schließt oder gegebenenfalls nur zum Teil öffnet und schließt.
Mit dem Stellantrieb gemäß Erfindung können alle Arbeitsgänge gesteuert werden, die ein automatisches Regelgetriebe mit Motorantrieb, pneumatischem oder hydraulischem Antrieb vornimmt. Er besitzt die Vorteile eines Motorantriebes mit Untersetzungsgetriebe, ist aber in seinem Aufbau einfacher und weniger kostspielig als ein Stellantrieb dieser Art.

Claims

Patentanspruch: Stellantrieb, bestehend aus einem Motor, dessen Rotorwelle mit Gewinden versehen und in Wirkverbindung gebracht ist, die bei der Drehbewegung der Rotorwelle zugleich eine Längsbewegung der Antriebswelle herbeiführen, g e k e n n -z e i c h n e t d u r c h einen Verschiebeankermotor, dessen Rotorwelle (4) beidendig aus dem Motorgehäuse (1) herausgeführt und an einem Ende mit einer Gewindebuchse (5) versehen ist, die im Zusammenwirken mit einer zwischen zwei bei überschreitung eines voreingestellten Stelldrucks der Rotorwelle nachgebenden Elementen (10, 11) längsverschieblichen, unverdrehbar angeordneten Mutter (6) die Längsbewegung der als Antriebswelle dienenden Rotorwelle bzw. des Rotors herbeiführt, und weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß die Mutter (6) mit einem Kontaktglied (9) versehen ist, das sich zwischen zwei den Motor steuernden Kontaktstellen (17, 1, 8) bewegt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 853 308, 91613, 269 306; deutsche Auslegeschriften Nr. 1064 143, 1026 839, 1073 758; britische Patentschrift Nr. 613 2 11; USA.-Patentschrift Nr. 3 090 879.