DE2547598A1

DE2547598A1 - Einrichtung zur uebertragung eines befehlssignals

Info

Publication number: DE2547598A1
Application number: DE19752547598
Authority: DE
Inventors: Alexandr Wasiliewitsch Chechin; Iwan Franzewitsch Lyaskowsky; Nikolai Iwanowitsch Medinsky; Wladimir Juriewitsch Melnik; Nikolai Trofimowitsc Romanenko; Walentin Matweewitsch Yakunin
Original assignee: KI POLITEKHN I IM 50 LETIA WEL
Current assignee: KI POLITEKHN I IM 50 LETIA WEL
Priority date: 1974-10-28
Filing date: 1975-10-24
Publication date: 1976-04-29
Also published as: FR2289827B1; FR2289827A1; JPS5253526A; DE2547598C3; SU723264A1; DE2547598B2; US4043211A

Description

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EBffilCHOJUHG ZUR ÜBEBIBAGUliG EIKES BEEBHLSSIGNALS

Die vorliegende Erfindung "bezieht sich auf Einrichtungen zur Übertragung eines Befehls signals, vorwiegend eines mechanischen Signals (Kraft, Verschiebung)· Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf elektromechanisch^ Antriebe mit fortschreitender Verschiebung des .Antriebsorgans und kann beispielsweise zum Antrieb von Hydraulikventilen im allgemeinen Maschinenbau, im chemischen Maschinenbau, in der Luftfahrttechnik sowie in anderen Industriezweigen verwendet werden.

Bekannt ist ein elektromechanischer Antrieb für Ventile, der ein Gehäuse, das Ventil mit dem Schaft, der sich auf zwei Hebel stützt, die normalerweise längs der Achse des Ventilschaftes angeordnet und an ihren Enden im mittleren Teil gelenkig verbunden sind, einen Elektromagnet mit einem Anker enthält, der winkelrecht zu den Hebeln

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bewegt wird· Beim Anlegen einer Spannung an die Wicklung zieht der Anker das mittlere Hebelgelenk nach, bringt die Hebel aus dem Gleichgewichtszustand und öffnet das Ventil (siehe den UdSSE-ürheberschein Nr. 136611 nach der Klasse F 16k 31/02, I960).

Ein Nachteil des erwähnten bekannten Antriebs ist unter anderem eine große Kraft, die der Elektromagnet zur Auslösung der Hochdruckventile großer Durchmesser entwickeln muß und die infolge der Reibung in den Gelenken entsteht. Außerdem ist die Arbeit des bekannten Antriebs wegen hoher Streuungen des Reibwertes in bezug auf die Auslösungsdauer desselben unstabil·

Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Beseitigung der erwähnten Nachteile der bekannten Einrichtungen, die zur Übertragung eines mechanischen Signals verwendet werden.

Der vorliegenden Erfindung wurde die technische Aufgabe zugrunde gelegt, die Kraftübertragungskette vom Antriebselement zum angetriebenen Element zu ändern, um die Reibungsverluste im System herabzusetzen und einen schnellen Übergang des Befehlssignals von einem Element zum anderen zu gewährleisten.

Zur Lösung der erwähnten Aufgabe ist gemäß der vorliegenden Erfindung eine Einrichtung zur Übertragung eines Befehlssignals von einem linear verschiebbaren Antrieb-

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element zu einem angetriebenen Element, das infolge der Einwirkung des Befehlssignals verschoben wird_t vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie eine Übertragungseinheit des Befehlssignals enthält, die in ihrem mittleren Teil gelenkig befestigte Hebel einschließt, zwischen deren einem Endenpaar in normalem, zusammen- oder auseinandergeführten Zustand desselben das Endstück des Antriebselements gehalten wird, während das entgegengesetzte Endenpaar in operativer keilartiger Zusammenwirkung mit dem Endstück des angetriebenen Elements steht.

Diese technische Lösung gestattet es, einen mechanischen Antrieb zu schaffen, der es erxaubt, ein bequemes und betriebssicheres mechanisches System zu schaffen, das neben seiner außerordentlichen Einfachheit universal einsetzbar ist und eine zuverlässige Übertragung des Befehlssignals unter minimalem Energieuafwand gewährleistet.

Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung ist eine Einrichtung vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß das Antriebs- und das angetriebene Element gleichachsig angeordnete beweglich« Schufte darstellen, die mit ihren Endstücken einander zugekehrt sind, während die Übertragungseinheit des Befehlssignals mindestens ein Paar von Hebeln darstellt,

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deren Drehachse zur Achse der Schäfte quergerichtet ist, wobei der angetriebene Schaft zur Auseinanderschiebung durch sein keilförmiges Endstück der benachbarten Hebelenden normal abgefedert ist, während das Endstück des angetriebenen Schaftes die anderen Hebelenden normal auseinanderspreizt und bei seiner befehlsgebenden Bewegung eine Drehung der Hebel sowie eine Verschiebung des angetriebenen Elements bewirkt.

Die oben erwähnte technische Lösung ist eine der optimalsten Ausführungsvarianten der Einrichtung und ist durch die optimalste Anordnung gekennzeichnet, weil sie die kompakteste Konstruktion des Befehlsantriebs gewährleistet· Begreiflicherweise kann auf dem erwähnten Prin7.jp eine Vielzahl verschiedener Konstruktionen aufgebaut sein, die unter Beibehaltung des Hauptprinzips der Erfindung Jeweils geänderte Formen von Antriebs- und angetriebenem Element (Hebel, Nocken, räumliche Figuren, Greifer) sowie geänderte Winkel der gegenseitigen Orientierung dieser Elemente hätten. Die Wahl derselben wird durch konkrete Einsatzbedingungen der Einrichtung bestimmt«

Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung ist die Einrichtung dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den keilförmigen Oberflächen des Endstücke des angetriebenen Schaftes und den benachbarten Hebelenden zwischenliegende Wälzkörper angeordnet sind, die sich auch

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zwischen den zusammenwirkenden Oberflächen der entgegengesetzten Hebelenden und dem auseinanderspreizenden Endstück des Antriebsschaftes befinden.

Biese Ausführungsvariante der Erfindung gestattet es, innere Reibungsverluste im System beträchtlich zu verringern· Außerdem macht der Ersatz der Gleitreibung durch, die Wälzreibung es möglich, die Schnellwirkung der Einrichtung und die Ansprechgenauigkeit derselben erheblich zu erhöhen·

Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante der vorliegenden !Erfindung ist die Einrichtung dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnten Wälzkörper bei flachen Kontaktflächen der Hebelenden und der !Endstücke der Schäfte Bollen darstellen, die quer zur gemeinsamen Achse der Schäfte und parallel zur Drehachse der Hebel orientiert sind.

Die oben beschriebene Ausführungsvariante der Erfindung ist in konstruktiver Hinsicht die optimalste, weil die Wahl von Rollen als Wälz elemente es ermöglicht, die Einrichtung zur Übertragung von hohen Kräften und Belastungen einzusetzen, und darüber hinaus das Rollensystem sehr stabil und zuverlässig im Betrieb ist·

Es sei bemerkt, daß die Wahl verschiedener Durchmesser der zwischenliegenden Rollen es gestattet, die Anzugkraft in den Kontaktzonen zu ändern und auf diese

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Weise Antriebs einrichtung en zu erhalten, die bei verschiedenen Befehlskräften ansprechen.

Gemäß einer weiteren Aus führung svariante der vorliegenden Erfindung ist die Einrichtung dadurch gekennzeichnet, daß das !Endstück des angetriebenen Schaftes einen umgekehrten Keil darstellt, der sich nach der Seite hin verengt, die den Drehachsen der Hebel entgegengesetzt ist, während die nachbarlichen Kontaktenden derselben als Greifbugel ausgebildet sind·

Die oben erwähnten Ausführungsvariante der Erfindung gestattet es, universale Einrichtungen zu schaffen, die sowohl auf Druck wie auch auf Zug im angetriebenen Schaft beansprucht sein und in diesen Betriebszustand arbeiten können·

Beispielsweise läßt sich bei der Anwendung der vorliegenden Erfindung in den elektromechanischen Ventilantrieben das erwähnte System mit dem angetriebenen Schaft» der auf Druck arbeitet, vorteilhaft verwenden.

In anderen Fällen, beispielsweise in Systemen mit mechanischer Kupplung, täßt sich der angetriebene Schaft, der auf Zug arbeitet, vorteilhaft verwenden.

Schließlich ist gemäß einer weiteren Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung die Einrichtung dadurch gekennzeichnet, daß im Abschnitt der Kontakte des ange-

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triebenen Schaftes und der von ihm auseinandergespreizten benachbarten Hebelenden an der einen Seite des Endstücks eine Bolle, an der gegenüberliegenden Seite aber zwei Bollen angeordnet sind.

Die erwähnte Ausfuhrungsvariante der Einrichtung gestattet es, die Stabilität der Übertragungseinheit für das Befehlssignal dadurch zu erhöhen, daß es gelingt, den Fehler auszuschließen, der infolge der nicht zusammenfallenden Kontaktabschnitte der Bollen entsteht, die sich an den entgegengesetzten Seiten des Endstücks des Antriebsschaftes befinden.

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung an einem praktischen Ausführungsbeispiel derselben in der Beschreibung sowie durch beiliegende Zeichnungen näher erläutert; in den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 konstruktives Schema der Einrichtung zur Übertragung des Befehlssignals gemäß der Erfindung;

Fig. 2 Ausführungsvariante der Übertragungseinheit der Einrichtung von Fig. 1.

Die Einrichtung wird an einem Ausführungsbeispiel derselben mit elektromechanischen! Ventilantrieb erläutert«

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Der elektromeehanisehe Ventilantrieb enthält ein Gehäuse 1, ein Ventil 2 mit einem angetriebenen Schaft 3» Hebel 4, die in ihrem Mittleren Teil auf einer Ißhse gelagert sind« Zwischen den Hebeln 4 ist ein inker 6 (Antriebsschaft) eines Elektromagneten 7 eingespannt» Die Hebel 4 und der Elektromagnet 7 sind in einer !Fassung δ untergebracht, die im Gehäuse angeordnet und von einer Schraube 9 angedrückt ist.

Die Wirkungsweise der Einrichtung zur Übertraglang des Befehls signals, im vorliegenden 3?all ein Antrieb, besteht in folgendem·

Bei geschlossenem Ventil stützt sich der angetriebene Schaft 3 mit seinem unteren Teil, der in Gestalt eines Seils 10 ausgebildet ist, gegen die benachbarten Enden der Hebel 4-ab, der Anker 6, der zwischen den entgegengesetzten Enden der Hebel 4 eingespannt ist, lägt keine Drehung derselben zu, und der Schaft 3 wird voa Ventil 2 unbeweglich in der Ausgangsstellung festgehalten.

Bei der Zuführung des Befehlssignals, d.h. einer Spannung, zum Elektromagneten 7t wird der Anker eingezogen, gibt die Hebel 4 frei, die sich um die Achse 5 ihres Gelenkes drehen und den angetriebenen Schaft 3 des Ventils 2 unter Einwirkung des vom umgebenden Medium ausgeübten Druckes sowie der Kraft einer Feder 13 niedergehen lassen.

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Zur Erhöhung der Betriebsstabilität und der Schnellwirkung sind zwischen den Hebeln 4 und dem Schaft 3 Bollen 11» zwischen den Hebeln 4 und dem Anker 6 aber Bollen bzw· Kugeln 12 angeordnet.

Der angetriebene Schaft 3 kann nicht nur auf Druck, sondern auch auf Zug arbeiten, wie es in Ug. 2 dargestellt ist·

Hierbei sind vorzugsweise an einer Seite des Endes des Antriebsschaftes - des Ankers 6 - zwei Bollen 12, an der anderen Seite aber eine Bolle angeordnet. Biese Anordnung der Eontaktflächen der Bollen 12 Terhindert unerwünschte Verkantungen des Schaftes 3·

Der Torgeschlagene Antrieb kann in Systemen der Brandlöschventile, des Fallschirmabwurfs sowie in anderen Systemen, die auf einen bestimmten Befehl hin ansprechen, breite Verwendung finden.

In der in Fig. 2 dargestellten Antriebsvariante· in der ein angetriebener Schaft 14 auf Zug arbeitet, ist das Endstück desselben mit einem "umgekehrten" keilförmigen Abschnitt 15 ausgeführt, der sich nach aer Seite hin verengt, die den Drehachsen 16 der Hebel 17 entgegengesetzt ist·

Die Enden der Hebel 17 sind als Greifbügel ausgebildet, und sind zwischen ihren Kontakt abschnitten und dem Keil des Schaftes 14 Bollen 18 angeordnet· Diese

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Ausführung der Einheit ist in Kupplungs- und Verbindungsvorrichtungen der Elemente mechanischer Einrichtungen vorzuziehen·

Die oben beschriebene Einrichtung besitzt eine große Universalität hinsichtlich ihrer Ausführung und Anwendung» sie erlaubt es, Orientierung und Größe ihrer

Elemente zu ändern.

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Claims

[!ANSPRÜCHE

1. Einrichtung zur Übertragung eines Befehlssignals von einem linear verschiebbaren Antriebselement zu einem angetriebenen Element, das sich unter Einwirkung eines Befehlssignals verschiebt, dadurch gekennzeichnet , daß sie eine Übertragungseinheit des Befehlssignals enthält, die in ihrem mittleren !Seil gelenkig befestigte Hebel (4) einschließt, zwischen deren, einem Endenpaar in normalem, zusammen- oder auseinandergeführtem Zustand desselben das Endstück des Antriebselementes (6) festgehalten wird, während das entgegengesetzte Endenpaar in operativer keilartiger Zusammenwirkeng mit dem Endstück des angetriebenen Elements 0} steht·

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daS das Antriebs- und das angetriebene Element (6 und 3) gleichachsig angeordnete bewegliche Schäfte darstellen, die mit ihren Endstücken zueinander gekehrt sind, während die Übertragungseinheit des Befehlssignals mindestens ein Paar von Hebeln (4) daist eilt, deren Drehachse (5) zur Achse der Schäfte quergerichtet ist, wobei der angetriebene Schaft (3) zur Auseinanderschiebung durch sein keilförmiges Endstück (10) der Hachbarenden der Hebel (4) normalerweise abgefedert ist» während das Endstück des Antriebüschaftes (6) die anderen

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Enden der Hebel (4) normal auseinanderspreizt und bei seiner befehlsgebenden Bewegung eine Drehung der Hebel (4) sowie eine Verschiebung des angetriebenen Elements (3) bewirkt·

3· Einrichtung nach Ansprüchen 1 oder 2, d a dur c h gekennze ichnet , daß zwischen den keilförmigen Oberflächen des Endstücks (10) des angetriebenen Schaftes (3) und den Kachbarenden der Hebel (4) zwischenliegende Wälzkörper angeordnet sind, die auch zwischen den zusammenwirkenden Oberflächen der entgegengesetzten Enden der Hebel (4) und dem auseinanderspreizenden Endstück des Antriebsschaftes (6) liegen.

4, Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnten Wälzkörper bei flachen Eontaktflächen der Enden der Hebel (4) und der Endstücke der Schäfte (3 und 6) Bollen (11, 12) darstellen, die quer zur gemeinsamen Achse der Schäfte und parallel zur Drehachse (5) der Hebel orientiert sind.

5. Einrichtung nach einem beliebigen von den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichn e t , daß das Endstück des angetriebenen Schaftes einen umgekehrten Keil (15) darstellt, der sich nach der Seite hin verengt, die den Drehachsen (16) der Hebel (17) entgegengesetzt ist, deren nachbarliche Kontaktenden als Greifbügel ausgeführt sind·

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6· Einrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 1- 5t dadurch gekennzeichnet, daß im Abschnitt der Kontakte des Antriebsschaftes (6) und der von ihm auseinandergespreizten Enden der Hebel (4) an der einen Seite des Endstücks eine Bolle (12)» an der gegenüberliegenden Seite aber zwei Bollen (12) angeordnet sind»

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