DE1289708B

DE1289708B - Vorrichtung zum Umwandeln einer Drehbewegung in eine Translationsbewegung, insbesondere zum Betaetigen des Verschlussgliedes eines Ventils, mit zwei gegeneinander verdrehbaren, exzentrisch gelagerten Scheiben unterschiedlichen Durchmessers und einem die groessere Scheibe umgreifenden, dagegen verdrehbaren und mit einem axial verschieblich gefuehrten Koppelorgan verbundenen Ring

Info

Publication number: DE1289708B
Application number: DEC38137A
Authority: DE
Inventors: Vulliez Paul
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1965-02-19
Filing date: 1966-02-07
Publication date: 1969-02-20
Also published as: GB1068221A; LU50413A1; US3368413A; SE325457B; CH452306A; BE675826A; FR1437468A; ES323179A1; IL25079A; NL6601223A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Umwandeln einer Drehbewegung in eine Translationsbewegung, insbesondere zum Betätigen des Verschlußgliedes eines Ventils, mit zwei gegeneinander verdrehbaren, exzentrisch gelagerten Scheiben unterschiedlichen Durchmessers und einem die größere Scheibe umgreifenden, dagegen verdrehbaren und mit einem axial verschieblich geführten Koppelorgan verbundenen Ring.
Solche Vorrichtungen sind bei Antrieb von Pumpenkolben und von Ventilen bekannt als Mittel zur Änderung des Hubes.
Der Erfindung liegt eine andere Aufgabe zugrunde, nämlich nicht die Größe des Hubes, sondern den zeitlichen Verlauf des Hubes, d. h. den zeitlichen Zusammenhang zwischen der drehenden und der geradlinigen Bewegung zu beeinflussen. Diese Aufgabe stellt sich z. B. dann, wenn die Schließbewegung eines Ventils zunächst schnell, aber gegen Ende des Hubes, damit das Verschlußglied des Ventils sanft aufsitzt, nur langsam geschehen soll.
Nach der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Scheiben eine voneinander unterschiedliche Exzentrizität aufweisen und durch eine Bolzen-Nut-Führung gekoppelt sind, die sie abwechselnd in Rotation um ihre jeweilige Drehachse versetzt.
Dank diesem Mittel wird, indem die Führungsnut so gestaltet ist, daß sie bei der das Ventil schließenden Bewegungsrichtung zunächst nur die Scheibe größerer Exzentrizität und danach nur die Scheibe kleinerer Exzentrizität verdreht, die Schließbewegung des Ventilverschlußgliedes zunächst schnell und am Ende langsam erfolgen.
Eine besonders günstige Ausführungsform der Erfindung ergibt sich dadurch, daß die Bolzen-Nut-Führüng aus einem um seine Achse drehbaren Schneckenrad mit einer eingearbeiteten Führungskurve für zwei mit gleichem Abstand von der jeweiligen Drehachse an jeweils einer der Scheiben befestigte Kurbelrollen besteht, wobei die Führungskurve sich aus einem Zentralteil in Form eines Halbkreises mit dem Mittelpunkt auf der Schneckenradachse und zwei sich auf beiden Seiten symmetrisch daran anschließenden, der Schneckenradachse ihre konvexe Seite zukehrenden Kreisbögen zusammensetzt.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel beschrieben, das als Umlaufkurven-Getriebe mit Schieberabtrieb bezeichnet werden kann, und in der Zeichnung veranschaulicht. In der Zeichnung zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung zum übertragen von Bewegungen, F i g. 2 eine wesentlich schematisch gehaltene Darstellung der Vorrichtung nach F i g. 1, F i g. 3 eine schematische Querschnittsdarstellung, aus der insbesondere die Gestalt der Bahnführungskurve zu ersehen ist.
Die als Ausführungsbeispiel ausgewählte Vorrichtung wird zur Betätigung des Schließens oder Öffnens des Verschlußgliedes eines nicht dargestellten Absperrorgans, insbesondere eines Ventils, über einen als Kolben 1 ausgebildeten Schieber verwendet. Die Vorrichtung enthält zwei in der gleichen Vertikalebene liegende Exzenter 2 und 3, die gegeneinander verdrehbar sind.
Die beiden exzentrisch gelagerten Scheiben 2 und 3 - im folgenden kurz Exzenter genannt -, tragen Kurbelzapfen, auf denen Rollen 6 bzw. 7 gelagert sind. Diese Rollen greifen in eine Führungsnut 8 ein, die in die Radscheibe eines vertikalen Schneckenrades 9 eingefräst ist und die Berührungskurve darstellt, die weiter unten genauer beschrieben wird.
Das Schneckenrad 9 kann um seine feste Achse 10 durch eine Schnecke 11 gedreht werden, welche mit der äußeren Verzahnung des Schneckenrades im Eingriff ist und ihrerseits durch einen nicht dargestellten Motor oder ein Handrad angetrieben wird.
Der große Exzenter 2 besteht aus einer vertikalen Kreisscheibe mit der Achse 12, die eine exzentrische Bohrung 13 aufweist, in der drehbar eine zweite, den kleinen Exzenter 3 bildende Scheibe eingebaut ist. Dieser kleine Exzenter 3 ist mit zwei exzentrischen Zapfen in einem festen Gehäuse 4 gelagert. So kann der kleine Exzenter sich um die feste Achse 15 seiner Zapfen drehen und der große Exzenter 2 um die exzentrische Achse 16 des kleinen Exzenters 3.
Ein Kragen 18 ist in einer Umfangsnut 19 des großen Exzenters 2 gelagert und kann sich gegenüber diesem Exzenter frei drehen. Eine Kurbelstange 20 ist fest mit dem Kragen 18 verbunden und über ein Kniegelenk oder Kreuzkopfgelenk 21 an dem Kolben 1 geführt, der seinerseits in einer vertikalen Führung 22 geradlinig verschiebbar ist. Der Kragen 18 und die Kurbelstange 20 übertragen so auf den Kolben 1 die Bewegungen des großen Exzenters 3, die dieser in einer im wesentlichen senkrechten Richtung ausführt. Diese Übertragung geschieht über eine Feder, im Beispiel eine Gruppe von elastischen Tellerfedern 23, welche das Ventil-Abschlußglied in dessen geschlossener Stellung auf den Sitz drückt.
Der Verlauf der Bahnführungskurve 8 (F i g. 3) ist derart ausgelegt, daß während der Drehung des Rades 9 die Bahnführungskurve abwechselnd eine der Rollen 6 und 7 antreibt oder bewegt, während die andere im wesentlichen unbewegt bleibt. In einem speziellen Fall, wie er als Beispiel in der F i g. 3 veranschaulicht ist, weist die einem Wellenprofil entsprechende Bahnführungskurve 8 einen mittleren, durch einen Halbkreis gebildeten Abschnitt 25 und zwei symmetrische Endabschnitte 26 und 27 auf, die aus im entgegengesetzten Sinn gekrümmten Kreisbogenteilen bestehen. Der Mittelpunkt des Halbkreisbogens 25 fällt mit der Achse 10 des Rades 9 zusammen.
Wenn der Kolben 10 angehoben und das Ventil offen ist, befinden sich die Rollen 6 und 7 jeweils in den in der F i g. 3 mit Ao und Bo bezeichneten Stellungen; Ao liegt auf dem Kreisbogenabschnitt 26 der Führungskurve 8 und Bo an dem Ende des Halbkreises 25.
Um das Schließen des Ventils zu bewirken, treibt man das Rad 3 im Sinne des Pfeiles F drehend an. Eine im wesentlichen vollständige Umdrehung des Rades entspricht dem völligen Abschluß.
Während einer ersten Bewegungsphase, die der ersten halben Umdrehung des Rades 9 entspricht, bleibt die Rolle 7 in dem sich relativ zu ihr bewegenden Halbkreis 25, während dieser um seinen Mittelpunkt 10 gedreht wird; die Rolle 7 bleibt dabei unbeweglich, und ihre Stellung Bi am Ende der Halbumdrehung ist immer noch Bo. Der kleine Exzenter 3 bleibt infolgedessen unbewegt. Während der gleichc,n Halbumdrehung des Rades 9 wird die Rolle 6 durch den Kreisbogen 26 von Ao nach A1 bewegt, wobei sie in dem beschriebenen Falle um einen Winkel von 180° um die zunächst festliegende Achse 16 des kleinen Exzenters gedreht wird. Das gleiche gilt für den großen Exzenter 2, der auf diese Weise eine Abwärtsbewegung ausführt, deren Größe gleich dem doppelten Wert seiner Exzentrizität ist. Diese Exzentrizität ist groß, verglichen mit der des kleinen Exzenters 3; infolgedessen geht auch der Kolben 1 schnell nach unten und nähert das Abschlußglied des Ventils seinem Sitz.
Wenn das Rad 9 dann seine Drehbewegung fortsetzt, bleibt die Rolle 6, die nun ihrerseits in den Halbkreis 25 gelangt ist, während der zweiten Phase der Bewegung im wesentlichen unbeweglich in der Stellung A1. Tatsächlich bewegt sie sich in geringem Maße innerhalb der Bahnführungskurve aus dieser Stellung A1 heraus, da sie der Bewegung folgen muß, die dem großen Exzenter durch den sich nunmehr drehenden kleinen Exzenter 3 aufgezwungen wird. Die Rolle 7 wird durch den äußeren Kreisbogen 27 der Führungskurve von B1 nach B2 um die Achse 15 geschwenkt. Sie dreht dabei den kleinen Exzenter 3, und infolgedessen wird auch der große Exzenter 2 nach unten bewegt, wobei er den Kragen 18 und den Kolben 1 um einen Weg nach abwärts führt, der höchstens gleich dem doppelten Wert der Exzentrizität des kleinen Exzenters 3, d. h. dem Abstand der Achsen 15 und 16, entspricht. Diese Exzentrizität ist jedoch klein, infolgedessen ist die Abwärtsbewegung des Kolbens langsam. Der Anpreßdruck des Abschlußgliedes des Ventils an seinem Sitz wird am Schluß der Bewegung über die elastischen Tellerfedern 23 ausgeübt.

Claims

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum Umwandeln einer Drehbewegung in eine Translationsbewegung, insbesondere zum Betätigen des Verschlußgliedes eines Ventils, mit zwei gegeneinander verdrehbaren, exzentrisch gelagerten Scheiben unterschiedlichen Durchmessers und einem die größere Scheibe umgreifenden, dagegen verdrehbaren und mit einem axial verschieblich geführten Koppelorgan verbundenen Ring, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (2, 3) eine voneinander unterschiedliche Exzentrizität aufweisen und durch eine Bolzen-Nut-Führung (6 bis 9) gekoppelt sind, die sie abwechselnd in Rotation um ihre jeweilige Drehachse (15 bzw.16) versetzen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bolzen-Nut-Führung aus einem um seine Achse (10) drehbaren Schneckenrad (9) mit einer eingearbeiteten Führungskurve (8) für zwei mit gleichem Abstand von der jeweiligen Drehachse (15 bzw.16) an jeweils einer der Scheiben befestigte Kurbelrollen (6 bzw. 7) besteht, wobei die Führungskurve sich aus einem Zentralteil in Form eines Halbkreises (25) mit dem Mittelpunkt auf der Schneckenradachse und zwei sich auf beiden Seiten symmetrisch daran anschließenden, der Schneckenradachseihre konvexe Seite zukehrenden Kreisbögen (26, 27) zu-.sammensetzt.