DE3342998A1 - Kupplungsstueck fuer geteilte armaturenspindeln - Google Patents

Description

• Kupplungsstück für geteilte Armaturenspindeln
• Die Erfindung betrifft ein Kupplungsstück, insbesondere für geteilte Armaturenspindeln.
• Beim Schließen von Armaturen entstehen bei der Auflage des Verschlußstücks auf dem Dichtungssitz Stöße, die besonders bei Schiebern Schwierigkeiten beim Offnen'hervorrufen. Diese sind besonders bei motorisch betätigten Armaturen nachteilig, wenn sie in den unzugänglichen oder gefährlichen Stellen eingebaut sind, was z. B. in Kernkraftwerken der Fall ist. Die Mängel verursachen einen beträchtlichen Kraft- und Drehmomentanstieg im Betätigungssystem unter Beeinflussung der Trägheit der Systemteile und haben einen entscheidenden Einfluß auf die Zuverlässigkeit und die Funktionsfähigkeit der'schnellwirkenden Armaturen. Zur Sicherung der Betriebsfähigkeit der Systemsteuerung mit großem Zuverlässigkeitsgrad müssen die notwendigen Nachlaufwirkungen nach dem Abschalten des elektrischen Antriebs unbedingt vermindert werden.
• Zur Lösung dieser Problematik ist eine Konstruktion bekannt, bei der oberhalb der Spindelmutter elastische Platten eingelegt sind. Diese Lösung ist aber in manchen Fällen nicht anwendbar, z. B. wenn ein Steuermechanismus für einen Stellmotor und ein Getriebe verlangt wird oder wenn die Armaturenbeendigung für das Betätigungselement nicht fliegend durchgeführt ist. Eine andere bekannte Lösung mit einem abgefederten Schnallenkopf hat sich praktisch nicht bewährt, und ist zu kompliziert, wobei die Vielzahl an Einzelteilen und die Abmessungen in der Kopfpartie das Gewicht der ganzen Armatur erhöhen. Der Kippmoment vom exzentrisch gelagerten Betätigungselement wird an die Führungsflächen übertragen, so daß Schrägstellungen und damit Funktionsstörungen möglich sind.
• Weitere Möglichkeiten zur Verminderung des Nachlaufs sind eine entsprechende Auslegung des Antriebsaggregates, z. B.
• eine Intensivierung der Bremswirkung des Rotors im elektrischen Stellmotor, eine Veränderung seines Durchmessers und seiner Länge, sowie das Abschaltverfahren. Nachteilig ist der Einsatz von kostspieligen Spezialmotoren und der Entwurf einer nachgiebigen, dynamisch belasteten Armaturenkonstruktion. Diese Lösung würde also eine langfristige und kostspielige Entwicklung von elektrischen Stellmotoren und von schnellwirkenden Armaturen voraussetzen, deren Nutzen bei den inFrage kommenden Serien sehr fraglich erscheint.
• Æ . 5 bSva AufgabeZder-Erfindung ist es,- ein Kupplungsstück für geteilte, Armaturenspindeln zu schaffen, das bei geringen Herstellungskosten und einfachem Aufbau zuverlässig arbeitet.
• Das Kupplungsstück für insbesondere geteilte Armaturenspindeln umfaßt zwei gegenüberliegende Bolzen, die von einer Schnalle gehalten sind, welche eine Hülse enthält und deren eingebogene Endansätze die beiden verdickten Bolzenköpfe hintergreifen. Die Schnalle ist in mindestens einer Nut am Bolzen verschiebbar gelagert. Die Lösung der gestellten Aufgabe liegt darin, daß die Schnallenhülse durch ein elastisches Glied gebildet ist, das zwischen den auf den Bolzen gelagerten Platten angeordnet ist, wobei zwischen den Bolzen ein axiales Spiel vorgesehen ist.
• Mit Vorteil sind die Bolzen mit einem Schloß für die Drehmomentübertragung versehen.
• In einer Universalausführung kann die Erfindung bei allen Armaturentypen eingesetzt werden, bei denen eine Verkürzung der Betätigungszeiten auf ca. 10 Sek. verlangt wird. Die erfindungsgemäße Kupplung erlaubt eine große Federzusammendrückung, so daß die Forderung nach ender Veränderung der Systemsteifigkeit für die Verschlußbetätigung erfüllt wird. Sie ist weiter in hohem Maße zuverlässig und kann bei allen bisherigen Armaturen ohne größere Umbauten eingebaut werden. Es ergibt sich eine Materialeinsparung der Spindel, weil deren Oberteil aus einem preiswerten Stahl hergestellt werden kann. Es können herkömmliche Stellmotoren eingesetzt werden und es sind keine besonderen Maßnahmen zur Sicherstellung der seismischen Beständigkeit der Armatur notwendig. Die Einrichtung besteht aus einer kleinen Zahl der Bestandteile, was kleine Dimensionen und Massen der eigentlichen schnellwirkenden Armatur ermöglicht. Das Spiel, welches durch das Zusammendrücken der Feder bei einem Schließvorgang entsteht, ermöglicht dem elektrischen Motor den Anlauf auf Nominaldrehzahlen in einem nicht voll belasteten Zustand und dadurch die Ausnutzung der kinetischen Energie des Rotors zur Armaturenöffnung. Ein nicht weniger wichtiger Vorteil der vorgeschlagenen Lösung ist die sehr leichte Montage und Demontage, die auf der Armatur separat und ohne Rücksicht auf die übrigen Teile durchführbar ist.
• Das bedeutet eine wesentliche Vereinfachung und Verkürzung der Montagearbeiten bei dem Stopfbuchsenaustausch, weil die Bügelbeseitigung aus der Armatur nicht notwendig ist.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung ausführlich beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 einen Axialschnitt des Kupplungsstücks einer geteilten Armaturenspindel; Fig. 2 das Kupplungsstück nach Fig. 1 im Querschnitt.
• Das dargestellte Kupplungsstück enthält zwei gegenüberliegende Platten 1, 2, die über ein Gewinde an den Enden des Oberteils 3 und des Unterteils 4 der geteilten Spindel 5 angeordnet sind. Die Platten 1, 2 haben an ihren zueinander weisenden Stirnflächen Schultern 6, 7, auf denen die Endteile eines hohlen elastischen Glieds 8 gelagert sind. Zwei zentrale Bolzen 9, 10 liegen im Raum zwischen den Platten 1, 2 im Inneren des Glieds 8 gleichachsig ausgerichtet mit einem gegenseitigen Axialspiel a. Die Bolzen 9, 10 sind in einer zweiteiligen, längsgeteilten Schnalle 11 gelagert, die an ihren Enden innere Ansätze 12, 13 aufweist, welche in am AußenumSang der Bolzen 9, 10 angeordnete Nuten 14, 15 ein-L,reifen,und-zwar in der Oberbolzennut 14 verschiebbar.
• Die Schnalle 11 ist von dem elastischen Glied 8 umgeben.
• Die Bolzen 9, 10 weisen an ihren zueinanderwcisenden Stirnflächen ein Schloß 16 für die Drehmomentübertragung auf, das z. B. aus einer im verdickten Kopf des Oberbolzens 9 angeordneten Quernut 17 und aus einem am Kopf des Unterbolzens 10 angeordneten Zahn 18 besteht, der formschlüssig in die Nut 17 eingreift. Der Oberteil 3 der Spindel 5 ist durch eine Mutter 19 und eine Sicherungsunterlegscheibe 20 gegen Lösen oder Verdrehen der Oberplatte 1 gesichert.
• Beim Schließen der Armatur verschiebt sich unter der Drehwirkung der'nicht dargestellten Spindelmutter der Oberteil 3 der Spindel 5 nach unten. Diese Bewegung wird aufgrund der Steifigkeit des elastischen Glieds 8 über die Platten 1, 2 auf den Unterteil 4 der Spindel 5 und dadurch auch auf den nicht dargestellten Verschluß übertragen. Sobald der Verschluß auf seinem Sitz anliegt, wird die Abwärtsbewegun; des Unterteils 4 der Spindel 5 gestoppt und eine nicht dargestellte Vorrichtung unterbricht den Stromfluß zum Stellmotor. Unter dem Trägheitseinfluß der rotierenden Teile bewegt sich der Oberteil 3 weiter bis zum völligen Stillstand. Bei diesem Nachlauf erfolgt durch die Bewegung des Oberteils 3 der Spindel 5 eine Verringerung des Axialspiels a zwischen den Stirnflächen der beiden Bolzen 9, 10 und zwischen der Schnalle 11 und der Oberplatte 1 sowie eine Verkürzung des elastischen Glieds 8. Die Verformungskraft des elastischen Gliedes 8, die seiner verkürzten Länge entspricht, bildet dann die Schließkraft des Verschlusses. In der geschlossenen Lage des Verschlusses gleicht das elastische Glied 8 auch die thermischen Ausdehnungen aus.
• Beim Öffnen der Armatur beginnt die Drehung der Spinde]- Ilutter und des Stellmotors in einer umgekehrten Richtung.
• Während des Motoranlaurs beginnt die Anhebung des Oberteils 3 der Spindel 5, wobei das elastische Glied 8 seine ursprüngliche Länge wieder einnimmt und sie in dem Augenblick erreicht, wenn die Kopf-Rückfläche 21 des Oberbolzens 9 an der Stirnfläche der oberen Schnallenansätze 12 anliegt.
• In diesem Augenblick ist der Stellmotoranlauf beendigt und die in den rotierenden Teilen des Stellmotors gespeicherte kinetische Trägheitsenergie gibt den Verschluß aus der Unterlage frei, und zwar auch wenn er sich verklemmt hatte. Mit der weiteren Schubbewegung der Spindel 5 wird der Verschluß in die obere offene Lage angehoben, in welche der Verschluß nach Ausschaltung des Stellmotors schon kontinuierlich nachläuft.
• Die erfindungsgemäße Einrichtugg gewährleistet ein Schließen des Armaturenverschlusses ohne Stöße und seine Offnung unter Ausnutzung eines Rückstoßes. Als eine Alternative sind Schraubenfedern in verschiedenen Ausführungen, bzw. die Tellerfedern u. ä. anwendbar. Ferner kann die Sicherung der Oberplatte durch verschiedene geeignete Verfahren durchgeführt oder ganz weggelassen werden Die Anwendung der erfindungsgemäßen Kupplung ist überall dort möglich, wo eine elastische Verbindung bei einem stoßfreien Anliegen einer Welle oder einer Zugstange mit einer Schub- oder Drehbewiegung verlangt wird, z. B. in dem Verkehrswesen oder in dem Bauwesen u. ä.

Claims (2)

1. Patentansprüche Kupplungsstück, insbesondere für geteilte Armaturenspindeln, bestehend aus zwei gegenüberliegenden Bolzen, die von einer Schnalle gehalten sind, welche mit einer Hülse und mit in Nuten am Bolzenumfang eingreifenden Endansätzen versehen ist, wobei die Schnalle mindestens in einer Nut verschiebbar gelagert ist, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Bolzen (9, 10) außerhalb der Nuten (14, 15) in Platten (1, 2) befestigt sind, zwischen denen die durch ein elastisches Glied (8) gebildete Hülse der Schnalle (11) gehalten ist, wobei zwischen den Bolzen (9, 10) ein axiales Spiel (a) besteht.
2. 2. Kupplungsstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bolzen (9, 10) mit einem Schloß (16) zur Drehmomentübertragung versehen sind.