DE572040C - Elektromotorischer Ventilantrieb, bei dem bei UEberschreiten eines bestimmten Drehmomentes eine entgegen einer Federkraft axial verschiebbare Schnecke Endausschalter betaetigt - Google Patents

Description

Es ist bekannt, die Spindel eines Ventils unter Zuhilfenahme eines Schneckengetriebes durch einen Elektromotor zu verstellen. Zum Abschalten des Motors beim Erreichen der Grenzstellungen der Spindel hat man eine entgegen einer Federkraft axial verschiebbare Schnecke benutzt, die auf Endschalter einwirkt, sobald das Drehmoment des Motors den zulässigen Wert überschreitet. Es kann nun vorkommen, daß die Ventilspindel, wenn das Ventil ganz geöffnet oder geschlossen ist, klemmt. Würde man in diesem Falle den

""Motor einschalten, um eine Bewegung der Spindel herbeizuführen, so wäre die Folge, daß die Schnecke sich axial verschiebt, ohne daß sich die Spindel dreht. Die Schnecke wandert also von ihrer einen Endlage in die andere und setzt den Motor durch Betätigung des Endausschalters beim Erreichen ihrer neuen Grenzlage wieder still, ohne daß die Ventilspindel eine Üffnungs- oder Schließbewegung ausgeführt hat.
—Diese Erscheinung wird durch eine Anordnung gemäß der Erfindung beseitigt, indem die Endausschalter durch Hilfsstromkreise und Kontakteinrichtungen überbrückt werden, die von der Ventilspindel mit dem Erreichen ihrer Grenzlage geschlossen werden. Hierdurch wird zunächst erreicht, daß wenn die Schnecke, ohne daß die Ventilspindel eine Bewegung ausführt, also bei festgeklemmter Spindel, von ihrer einen Endlage in die entgegengesetzte Endlage übergeht, der Motor nicht durch den Endschalter stillgesetzt wird, sondern infolge des Überbrückungs-Stromkreises weiterläuft. Die Folge ist, daß in dem Augenblick, in dem die Schnecke ihre •neue Endlage erreicht hat, das volle Motordrehmoment auf die Spindel zur Einwirkung kommt. In vielen Fällen wird die Erhöhung des Motordrehmomentes die Spindel lösen, und das Ventil wird wieder regulär arbeiten. Es könnte jedoch auch sein, daß sich die Spindel so festgefahren hat, daß- in diesem Augenblick ein Teil des Getriebes zu Bruch geht bzw. der Motor Schaden nimmt. Um das zu verhüten, werden erfindungsgemäß zwei weitere Zusatznocken für die Betätigung der Endschalter und eine Zusatzfeder vorgesehen. Diese Zusatzfeder wird erst gespannt von dem Augenblick an, in dem der Strom über einen der Überbrückungsschalter umgeleitet wird. Die über ihre normale Endlage weiter hinaus wandernde Schnecke wirkt

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr.-Ing. Friedrich Michel in Finkenkrug b. Berlin.

DEUTSCHES REICH

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AUSGEGEBEN AM
9. MÄRZ 1933

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 47 g¹ GRUPPE 45

Patentiert im Deutschen Reiche vom 11. Dezember 1931 ab

Es ist bekannt, die Spindel eines Ventils unter Zuhilfenahme eines Schneckengetriebes durch einen Elektromotor zu verstellen. Zum Abschalten des Motors beim Erreichen der Grenzstcllungen der Spindel hat man eine entgegen einer Federkraft axial verschiebbare Schnecke benutzt, die auf Endschalter einwirkt, sobald das Drehmoment des Motors den zulässigen Wert überschreitet. Es kann nun vorkommen, daß die Ventilspindel, wenn das Ventil ganz geöffnet oder geschlossen ist, klemmt. Würde man in diesem Falle den

"Motor einschalten, um eine Bewegung der Spindel herbeizuführen, so wäre die Folge, daß die Schnecke sich axial verschiebt, ohne daß sich die Spindel dreht. Die Schnecke wandert also von ihrer einen Endlage in die andere und setzt den Motor durch Betätigung

'des Endausschalters beim Erreichen ihrer neuen Grenzlage wieder still, ohne daß die Ventilspindel eine Üffnungs- oder Schließbewegung ausgeführt hat.

Diese Erscheinung wird durch eine Anordnung gemäß der Erfindung beseitigt, indem die Endausschalter durch Hilfsstromkreise und Kontakteinrichtungen überbrückt werden, die von der Ventilspindel mit dem Erreichen ihrer Grenzlage geschlossen werden. Hierdurch wird zunächst erreicht, daß wenn die Schnecke, ohne daß die Ventilspindel eine Bewegung ausführt, also bei festgeklemmter Spindel, von ihrer einen Endlage in die entgegengesetzte Endlage übergeht, der Motor nicht durch den Endschalter stillgesetzt wird, sondern infolge des Überbrückungs-Stromkreises weiterläuft. Die Folge ist, daß in dem Augenblick, in dem die Schnecke ihre neue Endlage erreicht hat, das volle Motordrehmoment auf die Spindel zur Einwirkung kommt. In vielen Fällen wird die Erhöhung des Motordrehmomentes die Spindel lösen, und das Ventil wird wieder regulär arbeiten. Es könnte jedoch auch sein, daß sich die Spindel so festgefahren hat, daß· in diesem Augenblick ein Teil des Getriebes zu Bruch geht bzw. der Motor Schaden nimmt. Um das zu verhüten, werden erfindungsgemäß zwei weitere Zusatznockgn für die Bßtäiigung der Endschalter und eine Zusatzfeder vorgesehen. Diese Zusatzfed&r wird gjüst g&- spannt von dem Augenblick .an, in ,dem d,er Strom über einen der Überbrückungsschalter umgeleitet wird. Die über ihre normale Endlage weiter hinaus wandernde Schnecke wirkt

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr.-Ing. Friedrich Michel in Finkenkrug b. Berlin.

dann auf den erwähnten zusätzlichen Nocken ein, nachdem durch Zusammenpressen der Zusatzfeder das Drehmoment .des Motors einen erhöhten, aber noch ungefährlichen Wert erreicht hat.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Abbildung dargestellt.

Die Teile sind in einer Lage gezeigt, die sie bei einer Mittelstellung des Ventilkegels ίο einnehmen würden. Die axial verschiebbare Schnecke ι kann durch den Motor 2 in Umlauf gesetzt werden. Die übertragung der Motorbewegung auf die Schnecke erfolgt über die Kupplungshülse 3. In der Hülse 3 ist der Zapfen 4 der Schnecke gelagert. Eine Feder 55 überträgt das Drehmoment von der Hülse 3 auf den Zapfen 4, ohne die axiale Verschiebung des Zapfens 4 in der Hülse zu behindern. Läuft die Schnecke 1 um, so setzt sie das Schneckenrad 5 und damit die Spindel 6 in Umlauf und hebt den Ventilkegel 7 an oder senkt ihn. Der axialen Verschiebung der Schnecke wirkt sowohl in der einen als auch in der anderen Richtung eine Feder 8 entgegen. * Die Feder 8 legt sich auf der einen Seite gegen einen Federteller 9, auf der anderen Seite gegen einen Federteller 10. Der Federteller 9 wird bei einer Bewegung der Schnecke nach links durch den Ansatz 11 am Zapfen, der Federteller 10 bei einer Bewegung nach rechts durch den Bolzenkopf 12 mitgenommen. Erst nachdem die Bewegung des Federtellers 10· nach rechts bzw. die Bewegung des Federtellers 9 nach links ein bestimmtes Maß überschreitet, wird die Zusatzfeder 13 gespannt. Das ist der Fall, sobald sich der halsförmige Teil 14 des Federtellers 10 gegen die. Hülse 15 legt. An der axialen Verschiebung der Schnecke 1 nimmt gleichzeitig eine Gabel 17 teil, die mehrere Kurvenbahnen aufweist. Diese Kurvenbahnen sind dazu bestimmt, über Gleitrollen 18 bzw. 19 die Schalterstößel 20 bzw. 21 zu bewegen. Die Stößel wirken über Platten 22 und 23 aus isolierendem Material auf die Schalthebel 24, 25, 26 und 27 ein. Im folgenden sei der Einfachheit halber der Schalter, auf den der Stößel 20 einwirkt, kurz mit a, der Schalter, auf den der Stößel 21 einwirkt, mit b bezeichnet. Der Schalter α steht mit einem Stromkreis a', der Schalter b mit einem Stromkreis ¥ in Verbindung. Mit Hilfe des Druckknopfschalters 28 kann eine Bewegung der Ventilspindel im Schließsinne, mit Hilfe des Druckknopfes 29 eine Bewegung im oft"-, nungssinne eingeleitet werden. Um nachfolgend die Vorgänge richtig verfolgen zu können, wird an dieser Stelle bemerkt, daß.bei einer Schließbewegung des Ventils die Gabel 17 nach links, bei einer Öffnungsbewegung nach rechts wandert. Die Leitungen a' sind beispielsweise mit einem Schütz, das den Motor im Schließsinne, die Leitungen V entsprechend mit einem Schütz, das den Motor im Öffnungssinne in Umlauf setzt, in einem Stromkreis liegend zu denken. An der Axialbewegung der Ventilspindel 6 nimmt eine Kontaktplatte 30 teil, die je nach ihrer Lage das Kontaktpaar 31 bzw", das Koutaktpaar 32 überbrücken kann. In die Überbrückungsleitungen, die von diesen Kontaktpaaren zu den Schaltern α und b führen, sind Schalter 33 und 34 eingefügt, die gestatten, für besondere Betriebsfälle die Überbrückungsleitungen zu unterbrechen.

Die Wirkungsweise der dargestellten Anordnung ist folgende:

Nimmt man beispielsweise an, daß der Ventilkegel 7 sich in der gezeichneten Mittelstellung befindet und das Ventil geschlossen werden soll, so muß der Druckknopfschalter 28 niedergedrückt werden. Hierbei wird beispielsweise der Stromkreis a' für ein Hilfsschütz geschlossen, so daß der Motor die Ventilspindel im Schließsinne in Umlauf setzt. Der Schützstromkreis verläuft dabei von dem Leiter 35 ausgehend über den Leiter 36, den Druckknopf 28, den Leiter 37, den Schalterhebel 24, den Kontakt 38 und den Leiter 39 zurück zu dem Leiter 40. Gleichzeitig wandert die Gabel 17 nach links in dem Augenblick, .wo der Ventilkegel/ die Schließstellung erreicht hat, und die Schnecke 1 schraubt sich gegen das Schhekrad 5, das gewissermaßen als Zahnstange wirkt, nach links heraus und spannt die Feder 8 an. Die Feder 8 liefert den Dichtungsdruck für das Ventil. Die Spannkraft der Feder 8 wächst so lange an, bis die Rolle i.S nach rechts auf die Raste 41 aufgelaufen ist und der Stößel 20 dadurch die -beiden Schalthebel 24 und 25 umlegt. Durch Unterbrechung des Stromkreises zwischen dem Schalthebel 24 und dem Kontakt 38 wird der Stromkreis a' geöffnet, so daß der Motor 2 »°5 damit zum Stillstand kommt. Die Gleitrolle 19 ist bei der Verschiebung des Gabelhebels 17 auf der Raste 42 verblieben, so daß der Schalter b nach wie vor die gezeichnete Stellung innehat. '

Nimmt man nun an, daß sich beim Schließen des Ventils der Ventilkegel 7 beispielsweise infolge seiner konischen Form festgeklemmt hat und daß das Ventil wieder geöffnet werden soll, dann spielen sich folgende Vorgänge ab: Durch Niederdrücken des Druckknöpfschalters 29 wird der Stromkreis V geschlossen. In diesem Stromkreis liegt beispielsweise ein Schütz, durch das der Motor 2 im Öffnungssinne in Betrieb gesetzt werden kann. Wie die Zeichnung erkennen läßt, nimmt der Strom zur Erregung dieses

Schützes seinen Weg .von dem Leiter 43 über den Leiter 44, den Druckknopfschalter 29, den Leiter 45, den Schalthebel 2j, den Kontakt 46 und den Leiter 47 zurück zu dem Leitei"48. Die Schnecke τ wird sich, da angenommen werden soll, daß der Ventilkegel 7 sich festgeklemmt hat, nach rechts gegen das als Zahnstange wirkende Schneckenrad 5 herausschrauben, ohne daß die Ventilspindel 6 eine Bewegung ausführt. Gleichzeitig wandert auch die Gabel 17 nach rechts. Die Gleitrolle 18 wird von der Raste 41 wieder auf die Raste 49 zurückgelangen, so daß auch der Schalter α wieder seine ursprüngliche, in der Zeichnung dargestellte Lage einnimmt. Da der Druckknopfschalter 28 geöffnet ist, bleibt das Umlegen des Schalters jedoch zunächst ohne jede Wirkung. Ximmt die Schnecke 1 auf dem Wege von der linken nach der rechten Grenzstellung die Mittelstellung ein, so ist der Federteller 9 in seine ursprüngliche, in der Zeichnung dargestellte Lage zurückgekehrt. Beim Weiterwandern der Schnecke 1 nach rechts wird nun zunächst erneut eine Spannung der Feder 8 herbeigeführt, indem der Bolzenkopf 12 den Federteller 10 nach rechts mitnimmt. In dem Augenblick, wo der Druck, den die Feder S ausübt, einen festgesetzten zulässigen Betrag erreicht hat, ist die Gleitrolle 19 auf die Raste 41 aufgelaufen und legt.unter Vermittlung des Stößels 21 die Schalthebel 26 und 27 um. Die Gleitrolle 18 ist, ohne daß der Stößel 20 bewegt wurde, attf der Raste 49 entlang gewandert. Das Umlegen der Schalthebel.26 und 27 hat nun in diesem Betriebszustande keine Unterbrechung der Stromzufuhr zu dem Antriebsmotor 2 zur Folge. Kurz bevor nämlich bei dem vorhergehend beschriebenen Schließvorgang der Ventilkegel 7 seine tiefste Stellung erreicht hatte, hatte das Kontaktstück 30 die beiden Kontakte 32 überbrückt. Ist der Schalter 33 geschlossen, so bleibt der Stromkreis b', in dem das Schütz liegt, das den Motor 2 im Öffnungssinne in Betrieb gesetzt hat, geschlossen, und zwar verläuft der Stromkreis von dem Leiter 43 ausgehend über den Leiter 44, den Druckknopfschalter 29, den Leiter 45, den Schalthebel 27, den Kontakt 50, den Leiter 51, - das Kontaktpaar 32, den Leiter 52, den Kontakt 53, den Schalthebel 25, den Leiter 54, den Kontakt 46 und den Leiter 47 zurück zu dem Leiter 48. In diesem Augenblick ist der Federteller 10 so weit nach rechts gewandert, daß sich der halsförmige Teil 14 dieses Federtellers gegen die Hülse 15 legt. Da der Motor weiterläuft, wandert die Schnecke 1 weiter nach rechts, so daß schließlich die Feder 13 zusätzlich gespannt wird. Damit erhöht sich der Rückdruck auf die Spindel 6 weiter.

Löst sich der eingeklemmte Ventilkegel 7 infolge des erhöhten Drehmomentes, das durch das zusätzliche Spannen der Feder 13 in die Spindel 6 eingeleitet wird, so kehrt die Schnecke 1 in ihre Mittelstellung zurück, und der normale Öffnungsvorgang beginnt. Reicht jedoch das durch Spannen der Feder 13 in die Spindel 6 eingeleitete erhöhte Moment noch nicht aus, die Spindel 6 zu drehen, so läuft schließlich die Gleitrolle 18 in dem Augenblick, wo die Feder 13 eine bestimmte zulässige Spannung erreicht hat, auf die Raste 56 auf und legt unter Vermittlung des Stößels 20 die Schalthebel 24 und 25 um. . Verfolgt man den soeben angegebenen Überbrükkungsstromkreis über die Leitung 51 und 52 wieder, so erkennt man, daß durch Umlegen des Schalters α dieser Stromkreis jetzt unterbrochen ist. Hierdurch wird erreicht, daß ! das Drehmoment des Motors beim Festklemj men des Ventils um einen bestimmten Betrag erhöht wird, dieser Betrag aber niemals überschritten werden kann, so daß weder der Motor noch das Getriebe Schaden nehmen können.

Die Wirkungsweise der Anordnung wurde für den Fall beschrieben, daß der A^rentilkcgel in seiner Schließstellung klemmt. Tritt ein Festklemmen der Ventilspindel in ganz geöffneter Stellung ein, so spielen sich die Vorgänge in entsprechender Weise ab, wobei durch das Kontaktpaar 31 ein Überbrückungsstromkreis geschlossen wird.

Es wurde vorliegend beispielsweise angenommen, daß der Motor 2 über Schützen gesteuert wird. Der Erfindungsgedanke läßt sich aber natürlich auch durchführen, indem man den Motorstromkreis unmittelbar steuert. Weiterhin ist man bei der Durchführung der Erfindung durchaus nicht an die Verwendung einer Nockenplatte gebunden, wie sie beispielsweise zur Betätigung der Schalter α und b in der Zeichnung dargestellt ist.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Elektromotorischer Ventilantrieb, bei dem bei Überschreiten eines bestimmten Drehmomentes eine entgegen einer Federkraft axial verschiebbare Schnecke Endausschalter betätigt, dadurch gekennzeichnet, daß der Endausschalter (&), der normalerweise beim Erreichen der äußersten Offenstellung des Ventils den Antriebsmotor stillsetzt, durch einen in der äußersten geschlossenen Stellung des Ventils und der Endausschalter (ß), der normalerweise beim Erreichen der äußersten geschlossenen Stellung des Ventils den Antriebsmotor stillsetzt, durch einen in der äußersten geöffneten Stellung des Ventils

   hergestellten Hilfsstromkreis überbrückt wird.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die infolge der Überbrückung des Endausschalters über ihre normale Endlage hinaus wandernde, axial verschiebbare Schnecke durch eine Zusatzfeder belastet ist.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweilige Hilfs- oder Überbrückungsstromkreis geöffnet und der Antriebsmotor stillgesetzt wird·, sobald die axial verschiebbare Schnecke in der einen oder anderen Richtung um eine bestimmte Strecke über ihre normale Endlage hinausgewandert ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen