DE202005003099U1

DE202005003099U1 - Stellantrieb für eine Armatur

Info

Publication number: DE202005003099U1
Application number: DE200520003099
Authority: DE
Original assignee: Ari-Armaturen Albert Richter & Co KG GmbH; RICHTER ALBERT ARI ARMATUREN
Current assignee: Ari-Armaturen Albert Richter & Co KG GmbH; RICHTER ALBERT ARI ARMATUREN
Priority date: 2005-02-25
Filing date: 2005-02-25
Publication date: 2005-05-12
Anticipated expiration: 2015-02-26

Abstract

Stellantrieb für eine Armatur, insbesondere ein Ventil, mit einer ein Verschlussstück zum Absperren der Armatur betätigenden Spindel (4), die mittels eines Motors (1) hin und her verfahrbar ist, wobei ein federnd an der Spindel (4) angeschlossener Auslöser mit einer Schalteinrichtung korrespondiert, mit der federweg- und damit stellkraftabhängig der Motor (1) in Endpositionen abschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung einen Wegaufnehmer (6) aufweist, der mit dem Auslöser in Wirkverbindung steht und mit dem der jeweilige Federweg beim Verfahren des Auslösers erkennbar ist und der mit einer Auswerte- und Auslöseeinheit (9) in Verbindung steht, mittels der bei Erreichen der vorbestimmten Endpunkte der Federwege der Motor (1) abschaltbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stellantrieb für eine Armatur gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Stellantriebe bzw. die damit ausgerüsteten Armaturen werden in vielen Bereichen insbesondere zur Regelung von Flüssigkeits- oder Gasströmen eingesetzt. Beispielhaft sei hier die Regelung von Heizungsanlagen genannt, bei denen die Stellantriebe dazu dienen, die angeschlossene Armatur zu öffnen und zu schließen.
Hierzu weist der Stellantrieb Federn auf, gegen deren Kraft die Spindel zum Öffnen und Schließen der Armatur hin und her bewegbar ist.
Beim Aufbau einer Stellkraft in die jeweilige Stellrichtung wird die entsprechende Feder gespannt. Nach Zurücklegen eines vorbestimmten Federweges, der proportional zur aufgebrachten Stellkraft ist, wird ein damit in Wirkverbindung stehender mechanischer Schalter, üblicherweise ein Mikroschalter, betätigt, der den Motor, mit dem die Spindel antreibbar ist, unterbricht. Dabei ist selbstverständlich für den Schließ- und Öffnungsvorgang jeweils ein Schalter vorgesehen.
Nachteilig bei dieser bekannten Konstruktion ist jedoch, dass für jeden Armaturtyp eine separate Einstellung der Schaltelemente, mit denen die Mikroschalter betätigbar sind, beispielsweise Stellringe, entsprechend der gewünschten Stellkraft, positioniert werden müssen.
Prinzipiell ist somit eine für jede Baureihe entsprechend zu konfigurierende Schalteinrichtung erforderlich.
Auch eine Veränderung der maximalen Stellkraft, bei deren Erreichen durch Betätigung der Mikroschalter der Motor ausgeschaltet wird, ist, wenn überhaupt, nur mit einem erheblichen Aufwand möglich.
Alles in allem ist der bekannte Stellantrieb nicht geeignet, den Anforderungen an die Wirtschaftlichkeit insbesondere bei der Herstellung und Verwendung, zu entsprechen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Stellantrieb der gattungsgemäßen Art so weiter zu entwickeln, dass er mit konstruktiv einfachsten Mitteln vielseitiger verwendbar ist und seine Herstellung und sein Betrieb kostengünstiger werden.
Diese Aufgabe wird durch einen Stellantrieb gelöst, der die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.
Dieser Stellantrieb zeichnet sich insbesondere durch seinen einfachen Aufbau, seine problemlose Handhabung und seine universelle Einsetzbarkeit aus.
Dabei ist ohne größere Maßnahme der Abschaltpunkt des Motors einstellbar, wozu lediglich eine Sollwertverstellung in der Auswert- und Auslöseeinheit erforderlich, an dem der Motor abgeschaltet werden soll.
Gegenüber dem Stand der Technik wird durch den Wegaufnehmer der zurückgelegte Federweg und damit die proportional dazu sich verändernde Stellkraft ermittelt und bei Erreichen des Sollwertes der Motor, wie erwähnt, abgeschaltet.
Prinzipiell sind also die Stellkräfte frei einstellbar, bei deren Erreichen der Motor abschalten soll. Dabei kann die Soll-Stellkraft in Schließstellung der Armatur unterschiedlich sein zu der in Offenstellung. Auch dies ist ohne weiteres frei wählbar.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besteht der Wegaufnehmer berührungslos mit einem Auslöser in Wirkverbindung, der entsprechend dem Federweg in seiner Lage veränderbar ist.
Der Wegaufnehmer kann im Sinne eines optischen oder induktiven Wegsensors ausgebildet sein. Denkbar ist auch, den Wegaufnehmer als Magnetsensor auszubilden, der mit einem Magneten korrespondiert, der den Auslöser bildet.
Prinzipiell besteht die Möglichkeit den Wegaufnehmer kontaktierend mit dem Auslöser in Verbindung zu bringen, beispielsweise als Potentiometer oder dergleichen.
In jedem Fall ist der Wegaufnehmer an die Auswerte- und Auslöseeinheit angeschlossen, die als Messverstärker ausgebildet sein kann und mittels der der die Spindel betätigende Motor ausschaltbar ist.
Die Erfindung bietet darüber hinaus die Möglichkeit, Betriebsstörungen, wie beispielsweise Wasserschläge in wasserführenden Leitungen zu erfassen, da solche Wasserschläge wie eine Stellkraft wirken, die von der Auswerte- und Auslöseeinheit registriert werden.
Über ein Bus-System können die Messdaten bezüglich der Stellkraft zur Protokollierung und Auswertung an einem Rechner oder dergleichen übermittel werden. Denkbar ist auch, die Messdaten über Funk, also kabellos weiter zu leiten.
Des weiteren erlaubt die Schaltungsanordnung Hub-Stellkraftkennlinien zu erfassen, mit denen eine Ventildiagnose durchführbar ist.
Der neue Stellantrieb ist in den unterschiedlichsten Armaturen verwendbar, beispielsweise in Hubventilen, Klappenventilen oder dergleichen. Im letzteren Fall ist der Stellantrieb ein Dreh- oder Schwenkantrieb. Bei einem Hubventil hingegen wird die Spindel axial verstellt, wobei es sich hierbei um einen Schubantrieb handelt.
Der Motor zum Antreiben der Spindel kann ein Elektromotor, ein pneumatischer oder ein hydraulischer Motor sein.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung beschrieben.
Die einzige Figur zeigt einen erfindungsgemäßen Stellantrieb in einer schematischen Ansicht.
In der Figur ist ein Stellantrieb für eine Armatur 5 dargestellt, die an eine Spindel 4 angeschlossen ist, mittels der ein nicht gezeigtes Verschlussstück zum Absperren der Armatur 5 betätigbar ist.
Die Stellkraft des Motors 1 wird über ein Getriebe 2 auf die Spindel 4 übertragen, wobei diese eine Linearbewegung beim Öffnen und Schließen der Armatur ausführt.
Auf der Spindel 4 sind zwei Federn 3 in Form von Druckfedern, beispielsweise als Federpakete geführt, zwischen denen ein Magnethalter 7 angeordnet ist, der einen Magneten 8, im vorliegenden Ausführungsbeispiel einen Stabmagneten hält.
Nach Erreichen der Endstellung der Spindel wird im weiteren Verlauf die vom Motor 1 über das Getriebe 2 aufgebrachte Kraft von der entsprechenden Feder 3 aufgenommen, für die Offenstellung der Armatur die obere Feder 3 und für die Schließstellung der Armatur die untere Feder 3, wobei sich entsprechend dem Federweg der Magnethalter 7 und mit ihm der Magnet 8 in seiner Lage verändert.
Dem Magneten 8 ist ein ortsfester Wegaufnehmer 6 als magnetfeldabhängiger Sensor zugeordnet, mit dem der Verfahrweg des Magneten 8 bzw. der Federweg erkennbar ist.
Dieser Wegaufnehmer 6 ist mit einer Auswerte- und Auslöseeinheit 9 als Messverstärker verbunden, mit der nach Zurücklegen des vorbestimmten Federweges der Motor 1 abschaltbar ist.
Hierzu ist der Motor 1 über zwei Schalter 11 abschaltbar, wobei ein Schalter 11 bei Erreichen der oberen und der andere Schalter 11 bei Erreichen der unteren Endlage der Spindel 4 schaltbar ist.
Über einen Messausgang 10, der mit externen Geräten in Wirkverbindung bringbar ist, können armaturspezifische Daten, die beim Abgreifen der Federwege ermittelt werden, weitergegeben und ausgewertet werden.
Je nach Armaturtyp ist die Ansprechschwelle des Wegaufnehmers 6 problemlos einstellbar, so dass der gesamte Stellantrieb für unterschiedliche Armaturen einsetzbar ist.

Claims

Stellantrieb für eine Armatur, insbesondere ein Ventil, mit einer ein Verschlussstück zum Absperren der Armatur betätigenden Spindel (4), die mittels eines Motors (1) hin und her verfahrbar ist, wobei ein federnd an der Spindel (4) angeschlossener Auslöser mit einer Schalteinrichtung korrespondiert, mit der federweg- und damit stellkraftabhängig der Motor (1) in Endpositionen abschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung einen Wegaufnehmer (6) aufweist, der mit dem Auslöser in Wirkverbindung steht und mit dem der jeweilige Federweg beim Verfahren des Auslösers erkennbar ist und der mit einer Auswerte- und Auslöseeinheit (9) in Verbindung steht, mittels der bei Erreichen der vorbestimmten Endpunkte der Federwege der Motor (1) abschaltbar ist.
Stellantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wegaufnehmer (6) und der Auslöser berührungslos in Wirkverbindung stehen.
Stellantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslöser als Magnet (8) und der Wegaufnehmer (6) als magnetfeldabhängiger Sensor ausgebildet sind.
Stellantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wegaufnehmer (6) als optischer, induktiver oder kapazitiver Sensor ausgebildet ist.
Stellantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (8) in einem Magnethalter (7) gelagert ist, der in Achsrichtung der Spindel (4) bewegbar ist.
Stellantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnethalter (7) zwischen zwei Federn (3), vorzugsweise Druckfedern gehalten ist, in denen die Spindel (4) geführt ist.
Stellantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollstrecke des jeweiligen Federweges einstellbar ist.
Stellantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Auslöseeinheit (9) als Messverstärker ausgebildet ist.
Stellantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Auslöseeinheit (9) über einen Messausgang (10) an einen externen Rechner angeschlossen ist.
Stellantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Auswerte- und Auslöseeinheit (9) ermittelte Messdaten drahtlos an den Rechner übermittelt werden.
Stellantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (1) ein Elektromotor, ein pneumatischer oder ein hydraulischer Motor ist.
Stellantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieser als Schubantrieb, Drehantrieb oder Schwenkantrieb ausgebildet ist.