WO2002037004A2 - Absperrvorrichtung - Google Patents

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WO2002037004A2
WO2002037004A2 PCT/EP2001/012548 EP0112548W WO0237004A2 WO 2002037004 A2 WO2002037004 A2 WO 2002037004A2 EP 0112548 W EP0112548 W EP 0112548W WO 0237004 A2 WO0237004 A2 WO 0237004A2
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WO
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shut
housing
worm
shaft
drive
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PCT/EP2001/012548
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WO2002037004A3 (de
WO2002037004B1 (de
Inventor
Klaus Biester
Original Assignee
Cooper Cameron Corporation
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Publication date
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Priority to GB0309757A priority patent/GB2385904B/en
Priority to BRPI0115052-9A priority patent/BR0115052B1/pt
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Publication of WO2002037004A3 publication Critical patent/WO2002037004A3/de
Publication of WO2002037004B1 publication Critical patent/WO2002037004B1/de
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Priority to US14/028,434 priority patent/US9407175B2/en

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/04Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a motor

Definitions

  • the invention relates to an unclamping device, in particular for an injection valve, with a rotating spindle which is rotatably mounted in a device housing and which is drive-connected to a drive device for variable displacement of an actuating element connected to the rotating spindle with a slide valve via a gear mechanism.
  • shut-off device is known from practice, which is actuated for example via a handwheel or the like.
  • the handwheel By turning the handwheel, the rotary spindle is set in rotation via a gear device arranged between it and a rotary spindle, and together with the rotary spindle the actuating element with a slide valve is moved in the direction of the injection valve or away from it.
  • the injection valve can be closed or its passage can be varied by means of the gate valve.
  • shut-off devices with a hydraulic drive device are also known from practice. In such cases, corresponding supply and discharge lines for the hydraulic fluid to the shut-off device are necessary, which are fastened to the device housing via corresponding connections.
  • the injection valve is used in particular in petroleum production to inject chemical substances which prevent, for example, when the oil emerging from the oil source cools, components of the oil solidify and possibly settle in the delivery device. In extreme cases, the settling of these solidifying substances can lead to the conveyor being closed.
  • shut-off devices Since oil production takes place even in places that are difficult to access, such as below sea level, it is difficult to operate shut-off devices known from practice. For example, the manually operated shut-off device must be operated close to the sea floor by a diver or a corresponding submersible. With such a manual actuation, a check of the setting tion of the shut-off device and thus the shut-off of the injection valve is only insufficiently possible.
  • shut-off devices In the case of the hydraulically operated shut-off devices, it should be noted that the effort for supplying hydraulic fluid is relatively large and that corresponding connecting lines have to be laid and connected to associated hydraulic fluid sources. If there is a leak in the corresponding hydraulic lines, the shut-off device can no longer be operated properly and finding and repairing the leak is time-consuming and costly.
  • the object of the application is therefore based on the object of improving a shut-off device of the type mentioned at the outset such that it can be actuated in a simple and controlled manner, the shut-off device being able to be controlled from a remote location and in a safe manner.
  • the drive device has at least two electric motors that can be operated individually or synchronously and the gear device has at least one self-locking gear unit, which gear unit is drive-connected to both electric motors for rotating the rotating spindle ,
  • shut-off device The operation of the shut-off device is considerably simplified by the use of electric motors. Manual operation is no longer necessary. Hydraulic lines, a hydraulic fluid source and the further devices which are necessary for the hydraulic actuation of such a shut-off device are also eliminated. With an electrically operated shut-off device, no leakage can occur in the corresponding hydraulic lines, so that maintenance and repair of such a shut-off device according to the invention are made considerably easier.
  • the electric motors can be operated and controlled from a remote location. It is not necessary, for example, to arrange appropriate control devices, hydraulic supplies and the like in the vicinity of the bore, for example on a platform above sea level. The control can also be done from the mainland. The same applies to other hard-to-reach places where drilling is carried out.
  • both electric motors in particular for applying a higher torque, are actuated synchronously and at the same time are used to turn the rotating spindle and thus to adjust the gate valve.
  • the self-locking gear unit can be designed to be self-locking in both directions of movement of the rotating spindle. It is also possible that it is self-locking only in the reset direction of the rotary spindle, for example, and thus prevents the shut-off valve from automatically returning from its shut-off position in the injection valve.
  • a reliable and easily controllable motor is obtained if the electric motor is a servo motor, in particular a DC servo motor.
  • each electric motor is electrically connected to a separate control device.
  • the corresponding control devices are arranged at a distance from the shut-off device that the electric motors and thus the shut-off device can be operated remotely.
  • an electrical connection device can be formed on the device housing for each electric motor.
  • the self-locking gear unit can be constructed in different ways.
  • An example of such a gear unit is a ratchet or planetary gear and a clock spring.
  • a self-locking gear unit that is easy to manufacture and operate can be a worm gear consisting of at least worm and worm wheel, the worm wheel being assigned to the rotating spindle and the worm being assigned to the electric motors.
  • Such a worm gear can be designed to be self-locking in both directions of movement or only in one direction of movement.
  • the worm In order to connect the worm gear with the electric motors in a simple manner, the worm can be arranged on a worm shaft which is drive-connected to both electric motors.
  • both electric motors are assigned to one shaft end of the worm shaft and are provided essentially one behind the other on this worm shaft.
  • these can each be drive-connected to opposite shaft ends of the worm shaft.
  • each electric motor is connected to its respective shaft end in a rotationally fixed manner with its motor shaft.
  • each shaft end in the electric motor is essentially arranged in a rotationally fixed manner as its motor shaft.
  • the electric motor can be held in the device housing in a rotationally fixed manner by means of a ring nut.
  • the motor shaft of at least one electric motor can be extended at its end pointing away from the worm shaft and can be connected to movement at this end with an emergency release device. If both electric motors have failed, the gate valve can still be adjusted using the emergency release device.
  • the emergency release device can be operated manually.
  • a simple exemplary embodiment of an emergency release device can be seen in the fact that it has at least one support sleeve rotatably mounted in the device housing and a spacer sleeve rotatably mounted relative to the latter, with a releasable coil spring being wound on the outside as part of the self-locking gear unit.
  • the clock spring connects the support sleeve and the spacer sleeve in a rotationally fixed manner and only after they have been loosened can the spacer sleeve be rotated relative to the support sleeve and thus the rotary spindle can be rotated and the gate valve can be adjusted via the movement connection between the spacer sleeve and the worm shaft.
  • the winding spring can engage with one of its ends in a release sleeve which is drive-connected to an electric motor, in particular a stepper motor.
  • an electric motor in particular a stepper motor.
  • the release sleeve can be rotated, the coil spring can be released over one end thereof, and then the spacer sleeve can rotate relative to the carrier sleeve.
  • the winding motor can also be used to wind up the coil spring.
  • at least each shaft end can be rotatably mounted in the device housing by means of ball bearings and / or roller bearings.
  • the worm wheel can be directly connected to the rotating spindle.
  • An example of such a drive connection consists, for example, in that the worm wheel is arranged directly on the rotary spindle or as part of it.
  • Another possibility for the drive connection between the worm wheel or worm and rotating spindle can be seen in the fact that the worm wheel is arranged on a bearing shaft which is connected to the rotating spindle in motion. In this way, the bearing shaft is rotated by the engagement between the worm and worm wheel, and this rotation is transmitted to the rotating spindle via the drive connection to the rotating spindle.
  • the actuating element with the gate valve can then be adjusted accordingly via the rotary spindle.
  • a bearing sleeve can be arranged between the worm wheel and the bearing shaft. This is non-rotatably connected to the worm wheel and the bearing shaft.
  • a simple possibility for the rotationally fixed connection between, for example, the worm wheel and the bearing sleeve can be seen in the fact that the bearing sleeve and the worm wheel are detachably connected to one another by a spline connection and / or screw bolts.
  • the spline connection can be formed by a pawl or the like.
  • the gear device can have a ball screw drive comprising at least one ball nut and the rotating spindle as a ball screw.
  • a roller screw drive comprising at least one roller nut and the rotary spindle is used as the roller circulating spindle.
  • the roller screw drive can be a planetary roller screw drive.
  • the screw nut For simple storage of the screw nut (roller nut, ball nut) in the device housing, the screw nut can be arranged in a bearing sleeve which is rotatably but axially immovably mounted in the device housing.
  • the rotating spindle and the bearing shaft are arranged one behind the other, a simple connection between them can be established by the bearing shaft engaging in the end of the rotating spindle facing it and being held there in a rotationally fixed manner.
  • At least one needle bearing can be arranged between the bearing sleeve and the device housing.
  • the structure can be simplified further in that the end toothing is formed by the worm wheel, so that the worm wheel is arranged essentially coaxially with the screw nut.
  • it can be regarded as favorable if the worm wheel is detachably attached in particular to the screw nut.
  • the worm wheel and screw nut are two separate parts, which, however, can be easily connected to one another in a rotationally fixed manner.
  • the worm wheel and worm can be designed differently.
  • the worm gear can be a globoid gear or a spur gear.
  • the screw can also be a globoid screw or a cylindrical screw.
  • the bearing sleeve can be rotatably mounted in the device housing by means of at least one axial bearing.
  • the device housing can be constructed in a modular manner from sub-housings which are connected to one another by means of screw bolts, screw-on rings or the like. Each sub-housing can be handled separately and can be assembled on site with the other sub-housings to form a shut-off device.
  • a lower housing for receiving the drive device and worm gear, a lower housing for arranging the ball screw drive, a lower housing for receiving the actuating element, etc. can be provided.
  • shut-off device is used below sea level, it is advantageous if the lower housings are tightly connected to one another.
  • the device housing can have a central body made of metal, in particular aluminum or aluminum alloy, in the central bore of which the screw nut is mounted and along which the rotating spindle extends.
  • the electric motors can also be accommodated in this central body, it being able to be considered advantageous if the central body has two radially outwardly open motor openings, in each of which an electric motor is detachably fastened, between the motor openings and essentially tangential to Center hole extends a connection opening for the arrangement of worm shaft and worm.
  • the connection opening can also be designed as a radial widening of the central bore.
  • the central body can be releasably closed at one of its ends with an end plate.
  • a position sensor can be arranged in the end plate and assigned to one end of the rotating spindle in order to be able to precisely determine the position of the rotating spindle and thus of the actuating element or of the shut-off valve within the blocking device at a remote location from the blocking device.
  • the position sensor can be used to determine how far the rotary spindle is moving away from or towards the sensor. Accordingly, it can be determined where the gate valve is located relative to the injection valve.
  • a simple possibility for fastening the shut-off device to the injection valve can be seen in the fact that the device housing or a lower housing can be detachably fastened to an injection valve housing and the shut-off slide valve transversely to a connecting line within the injection valve housing between a fluid pump and a valve arrangement of the injection valve for the variable shut-off of the connecting line is movable.
  • a spring arrangement for force application can be provided within at least one lower housing. beat of the actuator or rotary spindle to be arranged in the starting position.
  • This spring arrangement can be formed, for example, by a Belville spring.
  • both electric motors are operated at the same time, their movement and in particular their drive of the worm shaft must be synchronized. This can preferably be achieved by software-based synchronization.
  • the synchronization is facilitated and easier to control in that one electric motor is connected as the master and the other electric motor as the slave or both are connected as the master. In an emergency, adjustment can also be carried out using just one motor.
  • electrical feedthroughs for the electrical connection of the motors to their control devices can be arranged in the housings.
  • the device housing can be oil-filled and compensated for pressure compensation.
  • the compensation relates to a corresponding additional oil supply or removal from or to the device housing, for example to compensate for changed temperature conditions.
  • the actuating element can have a piston housing which is connected to a shaft section connected to the rotary spindle.
  • the shaft section can be surrounded by an annular lock nut which is screwed into the device housing to fix the initial position of the piston housing and thus the actuating element.
  • the piston housing can have at its end facing the lock nut a radially outwardly projecting end flange with which one end of the spring arrangement is in contact.
  • the device housing can have sealing elements on its end surface facing the injection valve for tight attachment to the injection valve housing.
  • the various shafts, spindles or actuating elements in the device housing can also be divided accordingly and releasably connected to one another. This is preferably done in that the bearing shaft, rotary spindle and actuating element are arranged essentially coaxially and are detachably connected to one another at their ends facing one another.
  • a so-called harmony drive can be arranged between the worm gear and the screw drive.
  • Figure 1 is a plan view of a first embodiment of a shut-off device.
  • FIG. 2 shows a section along the line II-II from FIG. 1 with the injection valve partially shown;
  • FIG. 3 shows a section along the line III-III from FIG. 1 or from FIG. 2; 4 shows a plan view of a second exemplary embodiment of a shut-off device according to the invention;
  • Fig. 5 is a section along the line V-V of Fig. 4 and 6, and
  • FIG. 6 shows a section along the line VI from FIG. 5.
  • FIG. 1 shows a plan view of a first exemplary embodiment of a shut-off device 1 according to the invention.
  • This has a device housing 3 made of various sub-housings 47, 48, 49 and 50.
  • the lower housings are detachably connected to one another. Screw bolts 51 and a screw-on ring 52 are used for the detachable connection.
  • a drive device 5 with two electric motors 9 and 10 is arranged in the lower housing 57. These are arranged at both ends of a worm shaft 19, on which a worm 17 is provided approximately in the center.
  • An emergency release device 26 which can be actuated by an electric motor 52, is assigned to an electric motor 9.
  • a connection device 14 is arranged on an upper side of the lower housing 47, via which the electric motors and the electric motor can be connected to control devices 12 and 13 arranged at a distance.
  • the lower housing 47 is releasably closed adjacent to the connection device 14 by an end plate 59.
  • a further lower housing 50 is placed on this, in which in particular a position sensor, see for example FIG. 2, is contained.
  • FIG. 2 shows a section along the line II-II from FIG. 1.
  • the same parts are provided with the same reference numerals and are only partially described in each case.
  • 2 shows an injection valve 2 with a corresponding injection valve housing 61 in addition to the shut-off device 1. This can be fastened to one end of the shut-off device 1 by means of a screw-on sleeve 80.
  • the two housings are sealed relative to one another by means of sealing elements 79, which are arranged in an end face 78 of the device housing 3 of the shut-off device 1.
  • the injection valve 2 essentially has a connecting line 62 which is connected on the one hand to a fluid pump 63 and on the other hand to a ball valve 86 as a valve arrangement 64.
  • a gate valve engages in the connecting line 62, so that the connection between the pump 63 and the valve arrangement 64 is interrupted.
  • the gate valve 7 is arranged at the end of an actuating element 6, which extends through the device housing 3 of the shut-off device 1 from the injection valve housing 61 in the direction of a gear device 8 comprising a screw drive 39 and worm gear 16.
  • the actuating element 6 has an end piece 92, shown in broken lines in FIG. 2, in which a shaft 93 engages.
  • This is arranged within a piston housing 71 and is connected to a shaft section 72 at its end opposite the end piece 92.
  • the piston housing 71 is fastened to this and there has an end flange 76 extending radially outwards.
  • One end 77 of a spring arrangement 65 is supported on this end flange 76, the other end of which is supported on the closure body 93 of the device housing 3.
  • the screw-on sleeve 80 is rotatably mounted around the closure body 93 and can be screwed onto a side extension 87 of the injection valve housing 61. 2, the piston housing 71 is shown in an initial position 74, in which the end flange 76 is in contact with a lock nut 73 screwed into the lower housing 49.
  • the screw-on ring 52 which is rotatably mounted on the lower housing 48 and is screwed onto the lower housing 49 from the outside, serves to connect the lower housings 49 and 48.
  • a screw drive 39 is arranged in the lower housing 48 as part of the gear mechanism 8.
  • the screw drive 39 is formed from a screw nut 40, in this case a roller nut, and the rotating spindle 4, a planetary roller screw drive being formed overall.
  • the rotary spindle 4 is inserted at its end 69 facing the actuating element 6 into a bore at the end 70 of the actuating element 6 or the shaft section 72 and held there by means of a bolt.
  • the screw nut 40 is rotatable but axially immovable in a bearing sleeve 42. End 69 of rotary spindle 4 projects out of bearing sleeve 42 in the direction of actuating element 6.
  • the other end 69 of the rotary spindle 4 protrudes from the screw nut 40 and is also surrounded there by a section of the bearing sleeve 42 with a smaller diameter.
  • the bearing sleeve 42 is rotatably supported in the device housing 3 or in the lower housing 48 by means of a needle bearing 44.
  • a bearing shaft 55 is passed through the bearing sleeve 42, the end 68 of which is inserted into the end 43 of the rotating spindle 4 and held there in a rotationally fixed manner.
  • the threaded drive nut 40 it is also possible for the threaded drive nut 40 to be arranged not only axially immovably, but also in a rotationally fixed manner via the bearing sleeve 42 in the interior of the device housing 3. In this case, the rotation of the rotating spindle 4 takes place directly through the connection to the bearing shaft 35.
  • the bearing shaft 35 and a drive device 5, see also FIG. 3, for the shut-off device 1 are essentially arranged in the lower housing 47.
  • the bearing shaft 35 is arranged in a bearing housing 36, to which a worm wheel 18 as part of the worm gear 16 is connected in a rotationally fixed manner via a spline connection 37.
  • the worm wheel 18 is a globoid worm wheel and meshes with a worm 17.
  • the bearing sleeve 36 is rotatably supported in the lower housing 47 via needle bearings 44.
  • the latter is releasably connected to the lower housing 48 by means of screw bolts 51.
  • the latter is releasably closed by an end plate 59.
  • a hood-shaped lower housing 50 is placed on the end plate 59 and is detachably connected there.
  • a position sensor 60 is arranged in the lower housing 50 and fastened there by means of a retaining ring and corresponding screws 93, 94.
  • a so-called harmony drive 102 is arranged as a further part of the gear mechanism 8 in order to further increase the transmission ratio.
  • Electrical feedthroughs 67 are arranged in the end plate 59, via which the electrical connection within the undersize 47 is arranged, see FIG. 3.
  • FIG. 3 shows a section along the line III-III from FIGS. 1 and 2.
  • the lower housing 47 is essentially formed from a solid central body 53, in which a central telbohrung 54 is formed.
  • the bearing sleeve 36 is rotatably mounted.
  • the worm wheel 80 is connected in a rotationally fixed manner to the bearing sleeve 36 via the spline connection 37 in the form of a pawl. With its external toothing, this engages with a corresponding external toothing of the worm 17.
  • the worm 17 is arranged on a worm shaft 19 which extends approximately tangentially to the central bore 54.
  • Shaft ends 20, 21 of the worm shaft 19 are rotatably supported by means of a ball bearing 33 or a roller bearing 34.
  • An electric motor 9, 10 of the drive device 5 is assigned to the ends 20, 21 of the worm shaft 19.
  • the electric motor 9 is directly connected to the shaft end 20 or a motor shaft 22 and is detachably fastened in a motor opening 55 in the central body 53.
  • the attachment is carried out by means of a ring nut 24 which is screwed inside a carrier sleeve 27.
  • the carrier sleeve 27 is fastened by screws 95 in the motor opening 55.
  • an end 25 of the motor shaft 22 extends along a narrowed section of the carrier sleeve 27.
  • the end 25 of the motor shaft 22 is in this narrowed portion of the support sleeve 27 rotatably mounted.
  • the motor shaft 22 still extends beyond the carrier sleeve 27 into a spacer sleeve 28 and is fastened at the end thereof by a nut.
  • the spacer sleeve 28 is connected in a rotationally fixed manner to the carrier sleeve 27 via a coil spring 29 wound on the outer sides thereof when the coil spring is tensioned.
  • the winding spring 29 engages with one of its ends 30 in a release sleeve 31, which is rotatably mounted with respect to the spacer sleeve 28 and the support sleeve 27.
  • the release sleeve 31 is drive-connected to a drive shaft of an electric motor 32 via a pin connection.
  • This electric motor is designed as a stepper motor.
  • the electric motor is arranged in a side housing 26 in the extension of the motor opening 55.
  • the side housing 96 is releasably closed by a cover 82.
  • the other electric motor 5 is also releasably held in a motor opening 56 by means of holder 97 and ring nut 24.
  • the motor shaft 23 is connected to the end 21 of the worm shaft 19 or is formed as part of this and extends through the electric motor 5 over the latter Auger 19 opposite end out. There the motor shaft is held by a spacer ring and a nut.
  • a plug 83 is arranged in a cover 98 of the connecting opening 57 connecting the motor openings 55 and 66; see also the further plugs, for example in FIG. 2.
  • a spiral spring 102 is also connected to the side housing 26 and is in each case detachably connected with an inner end to the side housing 26 and with an outer end to a ring flange surrounding the side housing at a distance.
  • FIG. 4 shows a plan view of a second exemplary embodiment of a shut-off device 1 according to the invention.
  • This also has a device housing 3 made of sub-housings 58, 59 and 50.
  • An end plate 59 is arranged between lower housings 48 and 50, onto which lower housing 50 is screwed.
  • the end plate 59 is also releasably attached to the lower housing 48 by screwing.
  • two connection devices 14, 15 for electrical connecting lines for supplying and controlling the drive device, see FIGS. 5 and 6, are arranged. Electrical connecting lines extend from the connection devices 14, 15 to the control device 12, 13. These are arranged at a remote location and are used for the remote-controlled actuation and control of the shut-off device 1, see also FIG. 1.
  • a corresponding screw-on sleeve 80 is not shown on the lower housing 49, which is retained on the lower housing 49 by a retaining ring 99 and is rotatably supported there
  • FIG. 5 is a section along the line VV from FIG. 4.
  • the difference from the shut-off device 1 according to the first exemplary embodiment essentially consists in the fact that the worm wheel 18 is directly connected in motion to the screw nut 40 and is detachably fastened to its end 45.
  • the rotary spindle 4 extends through the screw nut 40, the screw drive 39 formed from the screw nut 40 and the rotary spindle 4 also being designed as a planetary roller screw drive in this case.
  • the screw nut 40 is mounted in the bearing sleeve 42 in a rotationally fixed manner, wherein it is connected to the latter via screw bolts 89, which at the same time also connect the worm wheel 18 with the screw nut 40 in a rotationally fixed manner.
  • the bearing sleeve 42 is rotatably but axially immovable in the central body 53 forming the lower housing 48 by means of axial bearings 41.
  • the axial fixation within the central body 53 takes place by means of an annular nut 88 which is screwed onto the bearing sleeve 42 from the outside.
  • a retaining ring 91 is also arranged between the axial bearing 41 and the central body 53 and fixes the axial bearing 41.
  • the central body 53 is approximately cuboid, see also FIG. 6, and has the central bore 54 in which the screw nut 40 and the bearing sleeve 42 are rotatably mounted.
  • the central bore 54 is releasably closed at the upper end in FIG. 5 by the end plate 59 by means of screw bolts 51.
  • the electrical feedthrough 67 is arranged in the end plate 59.
  • the hood-shaped, further lower housing 50 is arranged on an outside of the end plate 59, see also FIG. 2.
  • the position sensor 60 is arranged between this and the end plate 59. The position sensor is attached analogously to FIG. 2.
  • the rotary spindle 4 is fastened to its end 69 facing the actuating element 6 in that a corresponding end 70 of the retaining element 6 is inserted into a bore at the end 69 of the spindle 4 and fixed there by a screw bolt.
  • the actuating element 6 extends through the further lower housing 49 to beyond this, a corresponding gate valve, see FIG. 2, not being shown in FIG. 5 for simplification.
  • Sealing elements 79 in the form of O-rings are arranged in the end face 78 of the lower housing 49 which can be assigned to the injection valve 2.
  • FIG. 6 corresponds to a section along the line VI-VI from FIG. 5.
  • the central body 53 in turn has the two motor openings 55 and 56, see also FIG. 3, an electric motor 9, 10 being fastened in each of these openings by means of retaining rings 97 and ring nuts 24.
  • the connecting opening 57 in which the worm shaft 19 with the worm 17 is arranged, extends between the motor openings 55 and 56.
  • Shaft ends 20, 21 of worm shaft 19 are in turn rotatably supported by ball bearings 33 or roller bearings 34 in motor openings 55, 56.
  • the corresponding bearings 33, 34 are held by spacers 100 by the electric motors 9, 10.
  • the motor shafts 22, 23 are in turn non-rotatably connected to the shaft ends 20, 21 or are formed in one piece with them.
  • the motor shafts 22, 23 are fastened with respect to the electric motors 9, 10 by means of screw bolts with corresponding spacers.
  • an emergency release device 26 to at least one of the electric motors 9, 10.
  • This can also be operated manually instead of electrically.
  • the manual actuation can take place, for example, via a transverse pin 101 on the motor shaft 23, which can engage an actuating device (not shown).
  • This actuator would be inserted into the opening closed by end plate 81.
  • a self-locking gear unit 11 is used, which in the exemplary embodiment according to FIG. 2 is formed by an additional winding spring 29 with corresponding sleeves 27, 28, 31 and in the exemplary embodiment according to FIG. 5 by the worm gear 16.
  • This gear unit has the worm shaft 19 which is drive-connected at both ends to an electric motor 9, 10 in each case.
  • the two motors can be operated individually or synchronously with each other.
  • the electric motors 9, 10 are actuated appropriately, the worm shaft 19 and thus the worm 17 rotate.
  • the worm wheel rotates correspondingly to the worm 16 with the corresponding transmission ratio.
  • the worm wheel 18 either rotates directly, see FIG. 5, or via the bearing sleeve 36, see FIG. 2, the screw nut 40 and in this the rotating spindle 4 is rotated again with the corresponding translation. Since the screw nut 40 is axially fixed in the corresponding device housing
  • the actuating element 6 is also adjusted with the gate valve arranged on it.
  • the connecting line 62 in the injection valve 2 is closed or more or less opened by the gate valve 7.
  • the connecting line 72 is opened or partially opened, corresponding fluid is released from the fluid pump 63 via the valve arrangement 64 to further devices, not shown.
  • shut-off device By means of the shut-off device according to the invention, a high torque with high gear ratios can be output by the corresponding transmission device, in particular when the two electric motors are actuated synchronously, this synchronization taking place in software terms with at least one electric motor as master and the other electric motor as slave Transfer worm gear 16 and screw 39.
  • control of the shut-off device can take place from a remote location without complex constructions for the control and supply of the corresponding device having to be arranged near the actual drilling site in an oil well or the like.

Abstract

Absperrvorrichtung (1), insbesondere für ein Einspritzventil (2), mit einer in einem Vorrichtungsgehäuse (3) drehbar gelagerten Drehspindel (4), welche mit einer Antriebseinrichtung (5) zur variablen Verschiebung eines mit der Drehspindel verbundenen Betätigungselements (6) für einen Absperrschieber (7) über eine Getriebeeinrichtung (8) antriebsverbunden ist. Um eine solche Absperrvorrichtung dahingehend zu verbessern, dass diese in einfacher Weise und kontrolliert betätigbar ist, wobei die Steuerung der Absperrvorrichtung von entfernter Stelle und in sicherer Weise durchgeführt werden kann, weist die Antriebseinrichtung (5) wenigstens zwei einzeln oder synchron betreibbare elektrische Motore (9, 10) und die Getriebeeinrichtung (8) zumindest eine insbesondere selbsthemmende Getriebeeinheit (11) auf, welche Getriebeeinheit (11) zur Drehung der Drehspindel mit beiden elektrischen Motoren (9, 10) antriebsverbunden ist.

Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Abspern/orrichtung, insbesondere für ein Einspritzventil, mit einer in einem Vorrichtungsgehäuse drehbar gelagerten Drehspindel, welche mit einer Antriebseinrichtung zur variablen Verschiebung eines mit der Drehspindel verbundenen Betätigungselements mit Absperrschieber über eine Getriebeeinrichtung antriebsverbunden ist.
Eine solche Absperrvorrichtung ist aus der Praxis bekannt, die beispielsweise über ein Handrad oder dergleichen betätigt wird. Durch Drehen des Handrades wird über eine zwischen diesem und einer Drehspindel angeordnete Getriebeeinrichtung die Drehspindel in Drehung versetzt, und zusammen mit der Drehspindel das Betätigungselement mit Absperrschieber in Richtung Einspritzventil oder von diesem weg bewegt. Durch den Absperrschieber ist das Einspritzventil verschließbar oder in seinem Durchlass variierbar.
Es sind aus der Praxis auch entsprechende Absperrvorrichtungen mit hydraulischer Antriebseinrichtung bekannt. Bei solchen sind entsprechende Zu- und Ableitungen für das Hydraulikfluid zur Absperrvorrichtung notwendig, die über entsprechende Anschlüsse am Vorrichtungsgehäuse befestigt werden.
Das Einspritzventil dient insbesondere bei der Erdölförderung zum Einspritzen von chemischen Stoffen, die verhindern, dass beispielsweise bei Abkühlen des aus der Erdölquelle austretenden Erdöls sich Bestandteile des Erdöls verfestigen und gegebenenfalls in der Fördereinrichtung absetzen. Im Extremfall kann das Absetzen dieser sich verfestigenden Stoffe zu einem Verschluss der Fördereinrichtung führen.
Da die Erdölförderung auch an schwer zugänglichen Orten erfolgt, wie beispielsweise unterhalb des Meeresspiegels, ist die Betätigung von aus der Praxis bekannten Absperrvorrichtungen schwierig. Beispielsweise muss die manuell betätigte Absperrvorrichtung nahe am Meeresgrund durch einen Taucher oder ein entsprechendes Tauchfahrzeug betätigt werden. Bei einer solchen manuellen Betätigung ist außerdem eine Kontrolle der Einstel- lung der Absperπtorrichtung und damit des Absperrens des Einspritzventils nur ungenügend möglich.
Bei den hydraulisch betätigten Absperrvorrichtungen ist zu beachten, dass der Aufwand zur Versorgung mit Hydraulikfluid relativ groß ist und entsprechende Verbindungsleitungen verlegt und mit zugehörigen Hydraulikfluidquellen verbunden werden müssen. Tritt ein Leck in den entsprechenden Hydraulikleitungen auf, kann die Absperπtorrichtung nicht mehr ordnungsgemäß betätigt werden und das Auffinden und Reparieren des Lecks ist zeit- und kostenaufwendig.
Dem Anmeldungsgegenstand liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Absperrvorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass diese in einfacher Weise und kontrolliert betätigbar ist, wobei die Steuerung der Absperπtorrichtung von entfernter Stelle und in sicherer Weise durchgeführt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im Zusammenhang mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass die Antriebseinrichtung wenigstens zwei einzeln oder synchron betreibbare elektrische Motore und die Getriebeeinrichtung zumindest eine insbesondere selbsthemmende Getriebeeinheit aufweisen, welche Getriebeeinheit zur Drehung der Drehspindel mit beiden elektrischen Motoren antriebsverbunden ist.
Durch die Verwendung von elektrischen Motoren ist die Betätigung der Absperrvorrichtung erheblich vereinfacht. Es ist keine manuelle Betätigung mehr notwendig. Ebenso entfallen hydraulische Leitungen, eine Hydraulikfluidquelle und die weiteren Einrichtungen, die zur hydraulischen Betätigung einer solchen Absperrvorrichtung notwendig sind. Bei einer elektrisch betriebenen Absperrvorrichtung kann kein Leck in entsprechenden Hydraulikleitungen auftreten, so dass Wartung und Reparatur einer solchen erfindungsgemäßen Absperrvorrichtung erheblich erleichtert sind. Die elektrischen Motoren können von einer weit entfernten Stelle betätigt und gesteuert werden. Es ist nicht notwendig, dass beispielsweise in der Nähe der Bohrung, wie beispielsweise auf einer Plattform oberhalb des Meeresspiegels, entsprechende Steuereinrichtungen, Hydraulikversorgung und dergleichen angeordnet werden. Die Steuerung kann auch vom Festland erfolgen. Dies gilt analog für andere schwer zugängliche Orte, an denen Bohrungen durchgeführt werden.
Durch die Verwendung der selbsthemmenden Getriebeeinheit und die Antriebsverbindung dieser mit den elektrischen Motoren ist erfindungsgemäß erreicht, dass eine selbsttätige Verstellung des Absperrschiebers der Absperrvorrichtung nicht möglich ist, sondern nur nach Aufbringen eines entsprechenden Lösemoments durch einen oder beide elektrische Motore.
Erfindungsgemäß ist es möglich, die beiden Motoren redundant zu verwenden, so dass jeweils nur ein elektrischer Motor die Absperrvorrichtung betätigt. Ebenso ist es möglich, dass beide elektrische Motoren, insbesondere zum Aufbringen eines höheren Drehmoments synchron betätigt und gleichzeitig zum Verdrehen der Drehspindel und damit zum Verstellen des Absperrschiebers eingesetzt werden.
Die selbsthemmende Getriebeeinheit kann in beide Bewegungsrichtungen der Drehspindel selbsthemmend ausgebildet sein. Ebenso ist es möglich, dass sie beispielsweise nur in Rückstellrichtung der Drehspindel selbsthemmend ist, und so ein selbsttätiges Zurückstellen des Absperrschiebers aus seiner Absperrstellung im Einspritzventil verhindert ist.
Einen zuverlässigen und gut steuerbaren Motor erhält man, wenn der elektrische Motor ein Servomotor, insbesondere Gleichstrom-Servomotor ist.
Aus Redundanzgründen kann es weiterhin als vorteilhaft betrachtet werden, wenn jeder elektrische Motor mit einer separaten Steuereinrichtung elektrisch verbunden ist. Die entsprechenden Steuereinrichtungen sind entfernt von der Absperπ/orrichtung angeordnet, so dass die elektrischen Motore und damit die Absperrvorrichtung ferngesteuert betätigt werden können.
Um die elektrischen Motore auch separat von außen mit ihren Steuereinrichtungen verbinden zu können, kann für jeden elektrischen Motor eine elektrische Anschlusseinrichtung am Vorrichtungsgehäuse ausgebildet sein.
Die selbsthemmende Getriebeeinheit kann in unterschiedlicher Weise aufgebaut sein. Ein Beispiel für eine solche Getriebeeinheit ist ein Klinken- oder Planetenradgetriebe sowie eine Wickelfeder. Eine einfach herzustellende und zu betreibende selbsthemmende Getriebeeinheit kann ein Schneckengetriebe aus wenigstens Schnecke und Schneckenrad sein, wobei das Schneckenrad der Drehspindel und die Schnecke den elektrischen Motoren zugeordnet ist. Ein solches Schneckengetriebe kann in beide Bewegungsrichtungen oder auch nur in eine Bewegungsrichtung selbsthemmend ausgebildet sein.
Um das Schneckengetriebe in einfacher Weise mit den elektrischen Motoren zu verbinden, kann die Schnecke auf einer Schneckenwelie angeordnet sein, die mit beiden elektrischen Motoren antriebsverbunden ist.
Es besteht die Möglichkeit, dass beide elektrische Motore einem Wellenende der Schneckenwelle zugeordnet sind und im Wesentlichen direkt hintereinander auf dieser Schneckenwelle vorgesehen sind. Bei einer anderen Möglichkeit zur Anordnung der elektrischen Motore können diese jeweils mit gegenüberliegenden Wellenenden der Schneckenwelle antriebsverbunden sein.
Ein Beispiel für eine solche Antriebsverbindung kann darin gesehen werden, dass jeder e- lektrische Motor mit seiner Motorwelle mit dem jeweiligen Wellenende drehfest verbunden ist. Es besteht ebenfalls die Möglichkeit, dass jedes Wellenende im elektrischen Motor im Wesentlichen als dessen Motorwelle drehfest angeordnet ist. Um die elektrischen Motore in einfacher Weise im Vorrichtungsgehäuse zu befestigen, kann der elektrische Motor mittels einer Ringmutter drehfest im Vorrichtungsgehäuse gehalten sein.
Als weitere Sicherheitsmaßnahme zur Betätigung der Absperrvorrichtung und damit des Einspritzventils kann die Motorwelle zumindest eines elektrischen Motors an ihrem von der Schneckenwelle fortweisenden Ende verlängert und an diesem Ende mit einer Notlöseeinrichtung bewegungsverbunden sein. Sollten beide elektrischen Motore ausgefallen sein, kann der Absperrschieber noch mittels der Notlöseeinrichtung verstellt werden.
Die Notlöseeinrichtung kann manuell betätigt sein.
Ein einfaches Ausführungsbeispiel für eine Notlöseeinrichtung kann darin gesehen werden, dass diese zumindest eine drehfest im Vorrichtungsgehäuse gelagerte Trägerhülse und eine drehbar relativ zu dieser gelagerte Abstandshülse aufweist, wobei außen auf beide eine lösbare Wickelfeder als Teil der selbsthemmenden Getriebeeinheit aufgewickelt ist. Die Wickelfeder verbindet Trägerhülse und Abstandshülse drehfest miteinander und erst nach ihrem Lösen ist die Abstandshülse relativ zur Trägerhülse verdrehbar und damit über die Bewegungsverbindung zwischen Abstandshülse und Schneckenwelle kann die Drehspindel verdreht und der Absperrschieber verstellt werden.
Um die Notlöseeinrichtung auch von einem entfernten Ort steuern zu können, kann die Wickelfeder mit einem ihrer Enden in eine Lösehülse eingreifen, welche mit einem Elektromotor, insbesondere einem Schrittmotor antriebsverbunden ist. Durch ferngesteuertes Betätigen des Schrittmotors kann die Lösehülse verdreht, die Wickelfeder über ihr eines Ende gelöst werden und anschließend kann die Abstandshülse sich relativ zur Trägerhülse drehen. Auch das Aufwickeln der Wickelfeder ist durch den Schnittmotor durchführbar. Um die Schneckenwelle und/oder die Motorwelle im Vorrichtungsgehäuse auch für hohe Beanspruchungen sicher zu lagern, kann zumindest jedes Wellenende durch Kugellager und/oder Rollenlager im Vorrichtungsgehäuse drehbar gelagert sein.
Das Schneckenrad kann direkt mit der Drehspindel antriebsverbunden sein. Ein Beispiel einer solchen Antriebsverbindung besteht beispielsweise darin, dass das Schneckenrad direkt auf der Drehspindel oder als Teil von dieser angeordnet ist. Eine weitere Möglichkeit zur Antriebsverbindung zwischen Schneckenrad bzw. Schnecke und Drehspindel kann darin gesehen werden, dass das Schneckenrad auf einer mit der Drehspindel bewegungs- verbundenen Lagerwelle angeordnet ist. Auf diese Weise wird die Lagerwelle durch den Eingriff zwischen Schnecke und Schneckenrad gedreht und über die Antriebsverbindung zur Drehspindel wird diese Drehung auf die Drehspindel übertragen. Über die Drehspindel ist dann das Betätigungselement mit dem Absperrschieber entsprechend verstellbar.
Um ein Schneckenrad mit relativ großem Durchmesser auch bei einer Lagerwelle mit nur geringem Durchmesser verwenden zu können, kann zwischen Schneckenrad und Lagerwelle eine Lagerhülse angeordnet sein. Diese ist sowohl drehfest mit dem Schneckenrad als auch der Lagerwelle verbunden.
Eine einfache Möglichkeit zur drehfesten Verbindung zwischen beispielsweise Schneckenrad und Lagerhülse kann darin gesehen werden, dass Lagerhülse und Schneckenrad durch eine Keilwellenverbindung und/oder Schraubbolzen miteinander lösbar verbunden sind. Die Keilwellenverbindung kann durch eine Klinke oder dergleichen gebildet sein.
Durch die Verwendung des Schneckengetriebes wird schon eine entsprechende Übersetzung zwischen Drehung der elektrischen Motore und Drehung der Drehspindel erreicht. Um die Übersetzung noch zu steigern, kann die Getriebeeinrichtung einen Kugelgewindetrieb aus wenigstens einer Kugelmutter und der Drehspindel als Kugelumlaufspindel aufweisen. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel wird statt eines Kugelgewindetriebs ein Rollengewindetrieb aus wenigstens einer Rollenmutter und der Drehspindel als Rollenumlaufspindel verwendet.
Um einen Rollengewindetrieb mit langer Lebensdauer, hoher Tragfähigkeit und weiteren Vorteilen, wie hohe Zuverlässigkeit, glattem Lauf usw. zu erhalten, kann der Rollengewindetrieb ein Planetenrollengewindetrieb sein.
Zur einfachen Lagerung der Gewindetriebmutter (Rollenmutter, Kugelmutter) im Vorrichtungsgehäuse kann die Gewindetriebmutter in einer Lagerhülse angeordnet sein, die im Vorrichtungsgehäuse drehbar, aber axial unverschieblich gelagert ist.
Sind Drehspindel und Lagerwelle hintereinander angeordnet, kann eine einfache Verbindung zwischen diesen dadurch hergestellt werden, dass die Lagerwelle in das ihr zuweisende Ende der Drehspindel eingreift und dort drehfest gehalten ist.
Um in diesem Zusammenhang Lagerwelle bzw. Lagerhülse drehbar im Vorrichtungsgehäuse in einfacher Weise lagern zu können, kann zwischen Lagerhülse und Vorrichtungsgehäuse wenigstens ein Nadellager angeordnet sein.
Statt einer Hintereinanderanordnung von Schneckengetriebe und Kugelgewindetrieb und der zusätzlichen Verwendung von Lagerwelle und Lagerhülse besteht bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung auch die Möglichkeit, dass an wenigstens einem Ende der Gewindetriebmutter eine Endverzahnung angeordnet ist, die mit einer Verzahnung des Schneckenrads in Eingriff ist. Auf diese Weise wird eine direkte Antriebsverbindung zwischen Schneckenrad und Gewindetriebmutter hergestellt.
Der Aufbau kann noch dadurch vereinfacht werden, dass die Endverzahnung vom Schneckenrad gebildet ist, so dass das Schneckenrad im Wesentlichen koaxial zur Gewindetriebmutter angeordnet ist. In diesem Zusammenhang kann es als günstig angesehen werden, wenn das Schneckenrad lösbar insbesondere an der Gewindetriebmutter befestigt ist. Dadurch sind Schneckenrad und Gewindetriebmutter zwei separate Teile, die allerdings in einfacher Weise miteinander drehfest verbindbar sind.
Schneckenrad und Schnecke können unterschiedlich ausgebildet sein. Beispielsweise kann das Schneckenrad ein Globoidrad oder ein Stirnrad sein. Die Schnecke kann ebenfalls eine Globoidschnecke oder eine Zylinderschnecke sein.
Um die Lagerhülse mit Gewindetriebmutter sicher im Gehäuse unterzubringen, kann die Lagerhülse mittels wenigstens eines Axiallagers im Vorrichtungsgehäuse drehbar gelagert sein.
Um Teile der Absperrvorrichtung separat austauschen oder auch herstellen zu können und gegebenenfalls getrennt warten zu können, kann das Vorrichtungsgehäuse modulartig aus Untergehäusen aufgebaut sein, welche miteinander durch Schraubbolzen, Aufschraubringe oder dergleichen verbunden sind. Jedes Untergehäuse ist separat handhabbar und kann mit den anderen Untergehäusen an Ort und Stelle zur Absperrvorrichtung zusammengebaut werden. Beispielsweise kann ein Untergehäuse zur Aufnahme von Antriebseinrichtung und Schneckengetriebe, ein Untergehäuse zur Anordnung des Kugelgewindetriebs, ein Untergehäuse zur Aufnahme des Betätigungselements usw. vorgesehen sein.
Insbesondere wenn die Absperrvorrichtung unterhalb des Meeresspiegels eingesetzt wird, ist es von Vorteil, wenn die Untergehäuse dicht miteinander verbunden sind.
Zur insbesondere Anordnung von Rollengewindetrieb und Schneckengetriebe in einem ausreichend druckfesten Gehäuse, kann das Vorrichtungsgehäuse einen Zentralkörper aus Metall, insbesondere Aluminium oder Aluminiumlegierung aufweisen, in dessen Mittelbohrung die Gewindetriebmutter gelagert ist und entlang welcher sich die Drehspindel erstreckt. Die elektrischen Motore können ebenfalls in diesem Zentralkörper untergebracht sein, wobei es als vorteilhaft angesehen werden kann, wenn der Zentralkörper zwei radial nach außen offene Motoröffnungen aufweist, in denen jeweils eine elektrische Motor lösbar befestigt ist, wobei sich zwischen den Motoröffnungen und im Wesentlichen tangential zur Mittelbohrung eine Verbindungsöffnung zur Anordnung von Schneckenwelle und Schnecke erstreckt. Die Verbindungsöffnung kann auch als radiale Aufweitung der Mittelbohrung ausgebildet sein.
Um die Zugänglichkeit zur Absperπtorrichtung und insbesondere zu Rollengewindetrieb und Schneckengetriebe zu vereinfachen, kann der Zentralkörper an einem seiner Enden mit einer Endplatte lösbar verschlossen sein.
Um an entfernter Stelle zur Absperrvorrichtung genau die Position der Drehspindel und damit des Betätigungselements bzw. des Absperrschiebers innerhalb der Absperrvorrichtung bestimmen zu können, kann ein Positionssensor in der Endplatte angeordnet und einem Ende der Drehspindel zugeordnet sein. Durch den Positionssensor ist feststellbar, wie weit sich die Drehspindel vom Sensor fortbewegt oder auf diesen zu bewegt. Entsprechend ist feststellbar, wo sich der Absperrschieber relativ zum Einspritzventil befindet.
Eine einfache Möglichkeit zur Befestigung der Absperrvorrichtung am Einspritzventil kann darin gesehen werden, dass das Vorrichtungsgehäuse bzw. ein Untergehäuse an einem Einspritzventilgehäuse lösbar befestigbar ist und der Absperrschieber quer zu einer Verbindungsleitung innerhalb des Einspritzventilgehäuses zwischen einer Fluidpumpe und einer Ventilanordnung des Einspritzventils zur variablen Absperrung der Verbindungsleitung verschiebbar ist.
Um die Rückstellung des Betätigungselements und des Absperrschiebers zu unterstützen, kann innerhalb wenigstens eines Untergehäuses eine Federanordnung zur Kraftbeauf- schlagung von Betätigungselement bzw. Drehspindel in Ausgangsstellung angeordnet sein. Diese Federanordnung kann beispielsweise durch eine Belville-Feder gebildet sein.
Werden beide elektrischen Motore gleichzeitig betrieben, so müssen sie in ihrer Bewegung und insbesondere ihrem Antrieb der Schneckenwelle synchronisiert sein. Dies kann vorzugsweise durch eine Software-mäßige Synchronisation erreicht werden.
Die Synchronisation ist dadurch erleichtert und leichter steuerbar, dass ein elektrischer Motor als Master und der andere elektrische Motor als Slave oder auch beide als Master geschaltet sind. Im Notfall kann die Justierung auch durch nur einen Motor erfolgen.
Um die elektrischen Motore und weitere elektrische Einrichtungen der Absperrvorrichtung von außerhalb des Vorrichtungsgehäuses entsprechend zu versorgen, können in den Gehäusen elektrische Durchführung für die elektrische Verbindung der Motore mit ihren Steuereinrichtungen angeordnet sein.
Bei Einsatz der Absperrvorrichtung unterhalb des Meeresspiegels kann das Vorrichtungsgehäuse zum Druckausgleich ölgefüllt und kompensiert sein. Die Kompensierung betrifft in diesem Zusammenhang eine entsprechende zusätzliche Ölzufuhr oder Ölentnahme zum oder vom Vorrichtungsgehäuse, um beispielsweise veränderte Temperaturbedingungen auszugleichen.
Um das Betätigungselement beispielsweise zu verstärken, kann dieses ein Kolbengehäuse aufweisen, das mit einem mit der Drehspindel verbundenen Wellenabschnitt verbunden ist.
Um in diesem Zusammenhang die Ausgangsstellung des Betätigungselements in einfacher Weise festzulegen, kann der Wellenabschnitt von einer ringförmigen Kontermutter umgeben sein, die im Vorrichtungsgehäuse zur Festlegung der Ausgangsstellung des Kolbengehäuses und damit des Betätigungselements eingeschraubt ist. Damit sich die Federanordnung an einem ihrer Enden am Betätigungselement zu dessen Kraftbeaufschlagung in Ausgangsstellung abstützen kann, kann das Kolbengehäuse an seinem der Kontermutter zuweisenden Ende einen radial auswärts vorstehenden Endflansch aufweisen, mit dem ein Ende der Federanordnung in Anlage ist.
Um die Absperrvorrichtung bezüglich des Einspritzventils bei deren Verbindung abzudichten, kann das Vorrichtungsgehäuse auf seiner dem Einspritzventil zuweisenden Endfläche Dichtelemente zur dichten Befestigung am Einspritzventilgehäuse aufweisen.
Entsprechend zur Anordnung der Untergehäuse können auch die verschiedenen Wellen, Spindeln oder Betätigungselemente im Vorrichtungsgehäuse entsprechend unterteilt und lösbar miteinander verbindbar sein. Dies erfolgt vorzugsweise dadurch, dass Lagerwelle, Drehspindel und Betätigungselement im Wesentlichen koaxial angeordnet und an ihren aufeinander zuweisenden Enden lösbar miteinander verbunden sind.
Um die Übersetzung weiter zu erhöhen, kann zwischen Schneckengetriebe und Gewindetrieb ein sogenannter Harmonie Drive angeordnet sein.
Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der in der Zeichnung beigefügten Figuren im Folgenden erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel einer Absperrvorrichtung;
Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie ll-ll aus Fig. 1 mit teilweise dargestelltem Einspritzventil;
Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie lll-lll aus Fig. 1 bzw. aus Fig. 2; Fig. 4 eine Draufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Absperπtorrichtung;
Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V aus Fig. 4 bzw. 6, und
Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie VI aus Fig. 5.
In Fig. 1 ist eine Draufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Absperrvorrichtung 1 dargestellt. Diese weist ein Vorrichtungsgehäuse 3 aus verschiedenen Untergehäusen 47, 48, 49 und 50 auf. Die Untergehäuse sind miteinander lösbar verbunden. Zur lösbaren Verbindung dienen Schraubbolzen 51 bzw. ein Aufschraubring 52. In dem Untergehäuse 57 ist insbesondere eine Antriebseinrichtung 5 mit zwei elektrischen Motoren 9 und 10 angeordnet. Diese sind an beiden Enden einer Schneckenwelle 19 angeordnet, auf der in etwa mittig eine Schnecke 17 vorgesehen ist.
Einem elektrischen Motor 9 ist eine Notlöseeinrichtung 26 zugeordnet, die von einem Elektromotor 52 betätigbar ist.
Auf einer Oberseite des Untergehäuses 47 ist eine Anschlusseinrichtung 14 angeordnet, über die die elektrischen Motore und der Elektromotor mit entfernt angeordneten Steuereinrichtungen 12 bzw. 13 verbindbar sind.
Das Untergehäuse 47 ist benachbart zur Anschlusseinrichtung 14 durch eine Endplatte 59 lösbar verschlossen. Auf dieser ist ein weiteres Untergehäuse 50 aufgesetzt, in dem insbesondere eine Positionssensor, siehe beispielsweise Fig. 2, enthalten ist.
In Fig. 2 ist ein Schnitt entlang der Linie ll-ll aus Fig. 1 dargestellt. In dieser Figur wie in den weiteren Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen und werden jeweils nur noch teilweise beschrieben. In Fig. 2 ist zusätzlich zur Absperπtorrichtung 1 ein Einspritzventil 2 mit entsprechendem Einspritzventilgehäuse 61 dargestellt. Dieses ist an einem Ende der Absperrvorrichtung 1 mittels einer Aufschraubhülse 80 befestigbar. Dabei erfolgt eine Abdichtung der beiden Gehäuse relativ zueinander über Dichtelemente 79, die in einer Endfläche 78 des Vorrichtungsgehäuses 3 der Absperrvorrichtung 1 angeordnet sind.
Das Einspritzventil 2 weist im Wesentlichen eine Verbindungsleitung 62 auf, die einerseits mit einer Fluidpumpe 63 und andererseits mit einem Kugelventil 86 als Ventilanordnung 64 verbunden ist. In die Verbindungsleitung 62 greift ein Absperrschieber ein, so dass die Verbindung zwischen Pumpe 63 und Ventilanordnung 64 unterbrochen ist. Durch Verschieben des Absperrschiebers 7 aus der Absperrvorrichtung 1 heraus, ist eine Schieberöffnung 85 des Absperrschiebers 7 in der Verbindungsleitung 62 anordbar, wodurch je nach Positionierung der Schieberöffnung 85 relativ zur Verbindungsleitung 62 eine Verbindung zwischen der Pumpe 63 und der Ventilanordnung 64 mehr oder weniger hergestellt ist.
Der Absperrschieber 7 ist am Ende eines Betätigungselements 6 angeordnet, das sich durch das Vorrichtungsgehäuse 3 der Absperrvorrichtung 1 vom Einspritzventilgehäuse 61 in Richtung einer Getriebeeinrichtung 8 aus Gewindetrieb 39 und Schneckengetriebe 16 erstreckt.
Das Betätigungselement 6 weist außer dem Absperrschieber 7 ein in Fig. 2 gestrichelt dargestelltes Endstück 92 auf, in das eine Welle 93 eingreift. Diese ist innerhalb eines Kolbengehäuses 71 angeordnet und an ihrem dem Endstück 92 gegenüberliegenden Ende mit einem Wellenabschnitt 72 verbunden. An diesem ist das Kolbengehäuse 71 befestigt und weist dort einen radial auswärts sich erstreckenden Endflansch 76 auf. Auf diesem Endflansch 76 stützt sich ein Ende 77 einer Federanordnung 65 ab, deren anderes Ende sich am Verschlusskörper 93 des Vorrichtungsgehäuses 3 abstützt. Um den Verschlusskörper 93 herum ist die Aufschraubhülse 80 drehbar gelagert und kann auf einen Seitenfortsatz 87 des Einspritzventilgehäuses 61 aufgeschraubt werden. In Fig. 2 ist das Kolbengehäuse 71 in einer Ausgangsstellung 74 dargestellt, in der der Endflansch 76 mit einer im Untergehäuse 49 eingeschraubten Kontermutter 73 in Anlage ist.
Zur Verbindung der Untergehäuse 49 und 48 dient der Aufschraubring 52, der am Untergehäuse 48 drehbar gelagert ist und von außen auf das Untergehäuse 49 aufgeschraubt ist.
Im Untergehäuse 48 ist ein Gewindetrieb 39 als Teil der Getriebeeinrichtung 8 angeordnet. Der Gewindetrieb 39 ist aus einer Gewindetriebmutter 40, in diesem Fall eine Rollenumlaufmutter, und der Drehspindel 4 gebildet, wobei insgesamt ein Planetenrollengewindetrieb gebildet ist. Die Drehspindel 4 ist an ihrem dem Betätigungselement 6 zuweisenden Ende 69 in eine Bohrung am Ende 70 des Betätigungselements 6 bzw. des Wellenabschnitts 72 eingesetzt und dort mittels eines Bolzens gehalten. Die Gewindetriebmutter 40 ist drehbar, aber axial unverschieblich in einer Lagerhülle 42 angeordnet. Aus der Lagerhülse 42 steht das Ende 69 der Drehspindel 4 in Richtung Betätigungselement 6 vor.
Gegenüberliegend zum Ende 69 steht die Drehspindel 4 mit ihrem anderen Ende 69 aus der Gewindetriebmutter 40 vor und ist dort ebenfalls von einem Abschnitt der Lagerhülse 42 mit geringerem Durchmesser umgeben. Auf der Außenseite dieses Abschnitts ist die Lagerhülse 42 im Vorrichtungsgehäuse 3 bzw. im Untergehäuse 48 mittels eines Nadellagers 44 drehbar gelagert.
Durch die Lagerhülse 42 ist eine Lagerwelle 55 hindurchgeführt, wobei deren Ende 68 in das Ende 43 der Drehspindel 4 eingesetzt und dort drehfest gehalten ist.
In Fig. 2 ist die Drehspindel 4 in ihrer Ausgangsstellung 66 dargestellt, d.h. soweit wie möglich durch die Gewindetriebmutter 40 in Richtung weg von dem Einspritzventil 2 in das Vor- richtungsgehäuse 3 eingeschoben. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist es ebenfalls möglich, dass die Gewindetriebmutter 40 nicht nur axial unverschieblich, sondern auch drehfest über die Lagerhülse 42 im Inneren des Vorrichtungsgehäuses 3 angeordnet ist. In diesem Fall erfolgt die Drehung der Drehspindel 4 direkt durch die Verbindung zur Lagerwelle 35.
In dem Untergehäuse 47 ist im Wesentlichen die Lagerwelle 35 und eine Antriebseinrichtung 5, siehe auch Fig. 3, für die Absperrvorrichtung 1 angeordnet. Die Lagerwelle 35 ist in einem Lagergehäuse 36 angeordnet, mit welchem über eine Keilwellenverbindung 37 ein Schneckenrad 18 als Teil des Schneckengetriebes 16 drehfest verbunden ist. Das Schneckenrad 18 ist ein Globoid-Schneckenrad und mit seiner Verzahnung mit einer Schnecke 17 in Eingriff.
Die Lagerhülse 36 ist über Nadellager 44 drehbar im Untergehäuse 47 gelagert. Letzteres ist über Schraubbolzen 51 mit dem Untergehäuse 48 lösbar verbunden. An dem dem Untergehäuse 48 gegenüberliegenden Ende des Untergehäuses 47 ist dieses durch eine Endplatte 59 lösbar verschlossen. Auf die Endplatte 59 ist ein haubenförmiges Untergehäuse 50 aufgesetzt und dort lösbar angeschlossen. In dem Untergehäuse 50 ist ein Positionssensor 60 angeordnet und dort mittels eines Halterings und entsprechender Schrauben 93, 94 befestigt.
Zwischen dem Schneckengetriebe 16 und dem Gewindetrieb 31 ist zur weiteren Erhöhung der Übersetzung ein sogenannter Harmonie Drive 102 als weiterer Teil der Getriebeeinrichtung 8 angeordnet.
In der Endplatte 59 sind elektrische Durchführungen 67 angeordnet, über die die elektrische Verbindung innerhalb der Untergröße 47 angeordneter Einrichtungen, siehe Fig. 3, erfolgt.
In Fig. 3 ist ein Schnitt entlang der Linie lll-lll aus Fig. 1 bzw. 2 dargestellt. Das Untergehäuse 47 ist im Wesentlichen aus einem massiven Zentralkörper 53 gebildet, in dem eine Mit- telbohrung 54 ausgebildet ist. In dieser ist, siehe Fig. 2, die Lagerhülse 36 drehbar gelagert. Mit der Lagerhülse 36 ist über die Keilwellenverbindung 37 in Form einer Klinke das Schneckenrad 80 drehfest verbunden. Dieses ist mit seiner Außenverzahnung mit einer entsprechenden Außenverzahnung der Schnecke 17 in Eingriff. Die Schnecke 17 ist auf einer Schneckenwelle 19 angeordnet, die sich in etwa tangential zur Mittelbohrung 54 erstreckt. Wellenenden 20, 21 der Schneckenwelle 19 sind mittels eines Kugellagers 33 bzw. eines Rollenlagers 34 drehbar gelagert. Den Enden 20, 21 der Schneckenwelle 19 ist jeweils ein elektrischer Motor 9, 10 der Antriebseinrichtung 5 zugeordnet. Der elektrische Motor 9 ist mit dem Wellenende 20 bzw. einer Motorwelle 22 direkt antriebsverbunden und ist in einer Motoröffnung 55 im Zentralkörper 53 lösbar befestigt. Die Befestigung erfolgt in diesem Zusammenhang durch eine Ringmutter 24, die innerhalb einer Trägerhülse 27 eingeschraubt ist. Die Trägerhülse 27 ist über Schrauben 95 in der Motoröffnung 55 befestigt.
Über den elektrischen Motor 9, der wie der andere elektrische Motor 10 als Servomotor und insbesondere als Gleichstrom-Servomotor ausgebildet ist, erstreckt sich ein Ende 25 der Motorwelle 22 hinaus entlang eines verengten Abschnitts der Trägerhülse 27. Das Ende 25 der Motorwelle 22 ist in diesem verengten Abschnitt der Trägerhülse 27 drehbar gelagert. Die Motorwelle 22 erstreckt sich noch über die Trägerhülse 27 hinaus bis in eine Abstandshülse 28 und ist an derem Ende durch eine Mutter befestigt. Die Abstandshülse 28 ist mit der Trägerhülse 27 über eine auf deren Außenseiten aufgewickelte Wickelfeder 29 bei gespannter Wickelfeder in einer Drehrichtung drehfest verbunden. Die Wickelfeder 29 greift mit einem ihrer Enden 30 in eine Lösehülse 31 ein, die bezüglich Abstandshülse 28 und Trägerhülse 27 drehbar gelagert ist.
Die Lösehülse 31 ist über eine Stiftverbindung mit einer Antriebswelle eines Elektromotors 32 antriebsverbunden. Dieser Elektromotor ist als Schrittmotor ausgebildet. Der Elektromotor ist in einem Seitengehäuse 26 in Verlängerung der Motoröffnung 55 angeordnet. Das Seitengehäuse 96 ist durch eine Abdeckung 82 lösbar verschlossen. Der andere elektrische Motor 5 ist ebenfalls in einer Motoröffnung 56 lösbar gehalten mittels Halterung 97 und Ringmutter 24. Die Motorwelle 23 ist mit dem Ende 21 der Schneckenwelle 19 verbunden oder ist als Teil von dieser ausgebildet und erstreckt sich durch den elektrischen Motor 5 über dessen der Schneckenwelle 19 gegenüberliegendes Ende hinaus. Dort ist die Motorwelle über einen Abstandsring und eine Mutter gehalten.
In einer Abdeckung 98 der die Motoröffnungen 55 und 66 verbindenden Verbindungsöffnung 57 ist ein Stopfen 83 angeordnet, siehe auch die weiteren Stopfen beispielsweise in Fig. 2.
Mit dem Seitengehäuse 26 ist noch eine Spiralfeder 102 verbunden, die mit einem inneren Ende mit dem Seitengehäuse 26 und mit einem äußeren Ende mit einem das Seitengehäuse beabstandet umgebenden Ringflansch jeweils insbesondere lösbar verbunden ist.
In Fig. 4 ist eine Draufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Absperrvorrichtung 1 dargestellt. Diese weist ebenfalls ein Vorrichtungsgehäuse 3 aus Untergehäusen 58, 59 und 50 auf. Zwischen Untergehäusen 48 und 50 ist eine Endplatte 59 angeordnet, auf der das Untergehäuse 50 aufgeschraubt ist. Die Endplatte 59 ist mit dem Untergehäuse 48 ebenfalls durch Verschrauben lösbar befestigt. Im Bereich der Endplatte 59 sind zwei Anschlusseinrichtungen 14, 15 für elektrische Verbindungsleitungen zur Versorgung und zur Steuerung der Antriebseinrichtung, siehe Fig. 5 und 6, angeordnet. Von den Anschlusseinrichtungen 14, 15 erstrecken sich elektrische Verbindungsleitungen bis zur Steuereinrichtung 12, 13. Diese sind an einem entfernten Ort angeordnet und dienen zur ferngesteuerten Betätigung und Steuerung der Absperrvorrichtung 1 , siehe auch Fig. 1.
Am Untergehäuse 49 ist zur Vereinfachung eine entsprechende Aufschraubhülse 80, siehe Fig. 5, nicht dargestellt, die am Untergehäuse 49 durch einen Haltering 99 zurückgehalten und dort drehbar gelagert ist
Fig. 5 ist ein Schnitt entlang der Linie V-V aus Fig. 4. Der Unterschied zur Absperrvorrichtung 1 nach erstem Ausführungsbeispiel besteht im Wesentlichen darin, dass das Schneckenrad 18 direkt mit der Gewindetriebmutter 40 be- wegungsverbunden ist und an derem Ende 45 lösbar befestigt ist. Durch die Gewindetriebmutter 40 erstreckt sich die Drehspindel 4, wobei auch in diesem Fall der aus Gewindetriebmutter 40 und Drehspindel 4 gebildete Gewindetrieb 39 als Planetenrollengewindetrieb ausgebildet ist.
Die Gewindetriebmutter 40 ist in der Lagerhülse 42 drehfest gelagert, wobei sie mit dieser über Schraubbolzen 89 verbunden ist, die gleichzeitig auch das Schneckenrad 18 mit der Gewindetriebmutter 40 drehfest verbinden. Die Lagerhülse 42 ist in dem das Untergehäuse 48 bildenden Zentralkörper 53 durch Axiallager 41 drehbar aber axial unverschieblich gelagert. Die axiale Festlegung innerhalb des Zentralkörpers 53 erfolgt durch eine Ringmutter 88, die auf die Lagerhülse 42 von außen aufgeschraubt ist.
Zwischen Axiallager 41 und Zentralkörper 53 ist noch ein Rückhaltering 91 angeordnet, der das Axiallager 41 fixiert.
Der Zentralkörper 53 ist in etwa quaderförmig, siehe auch Fig. 6, und weist die Mittelbohrung 54 auf, in der Gewindetriebmutter 40 und Lagerhülse 42 drehbar gelagert sind. Die Mittelbohrung 54 ist am in Fig. 5 oberen Ende durch die Endplatte 59 mittels Schraubbolzen 51 lösbar verschlossen. In der Endplatte 59 ist die elektrische Durchführung 67 angeordnet. Auf einer Außenseite der Endplatte 59 ist das haubenförmige, weitere Untergehäuse 50 angeordnet, siehe auch Fig. 2. Zwischen diesem und Endplatte 59 ist der Positionssensor 60 angeordnet. Die Befestigung des Positionssensors erfolgt analog zu Fig. 2.
Die Drehspindel 4 ist an ihrem dem Betätigungselement 6 zuweisenden Ende 69 mit diesem dadurch befestigt, dass ein entsprechendes Ende 70 des Rückhalteelement 6 in eine Bohrung am Ende 69 der Spindel 4 eingesteckt und dort durch einen Schraubbolzen fixiert ist. Das Betätigungselement 6 erstreckt sich durch das weitere Untergehäuse 49 bis über dieses hinaus, wobei zur Vereinfachung ein entsprechender Absperrschieber, siehe Fig. 2, in Fig. 5 nicht dargestellt ist.
In der dem Einspritzventil 2 zuordbaren Endfläche 78 des Untergehäuses 49 sind Dichtelemente 79 in Form von O-Ringen angeordnet.
Fig. 6 entspricht einem Schnitt entlang der Linie Vl-Vl aus Fig. 5.
Der Zentralkörper 53 weist wiederum die beiden Motoröffnungen 55 und 56 auf, siehe auch Fig. 3, wobei in jeder dieser Öffnungen ein Elektromotor 9, 10 mittels Halteringen 97 und Ringmuttern 24 befestigt ist. Zwischen den Motoröffnungen 55 und 56 erstreckt sich die Verbindungsöffnung 57, in der die Schneckenwelle 19 mit Schnecke 17 angeordnet ist. Wellenenden 20, 21 der Schneckenwelle 19 sind wiederum durch Kugellager 33 bzw. Rollenlager 34 in den Motoröffnungen 55, 56 drehbar gelagert. Die entsprechenden Lager 33, 34 sind über Abstandsscheiben 100 durch die elektrischen Motore 9, 10 gehalten.
Die Motorwellen 22, 23 sind wiederum mit den Wellenenden 20, 21 drehfest verbunden oder einteilig mit diesen ausgebildet. Die Befestigung der Motorwellen 22, 23 bezüglich der elektrischen Motoren 9, 10 erfolgt durch Schraubbolzen mit entsprechenden Abstandsscheiben.
Analog zu dem ersten Ausführungsbeispiel ist es möglich, wenigstens einem der elektrischen Motore 9, 10 eine Notlöseeinrichtung 26 zuzuordnen. Diese kann statt elektrisch auch manuell betätigbar sein. Die manuelle Betätigung kann beispielsweise über einen quer verlaufenden Stift 101 an der Motorwelle 23 erfolgen, wobei dieser mit einer nicht dargestellten Betätigungseinrichtung in Eingriff kommen kann. Diese Betätigungseinrichtung würde in die durch Endplatte 81 verschlossene Öffnung eingesetzt Im Folgenden wird kurz die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Absperrvorrichtung anhand der Figuren erläutert.
Bei beiden Ausführungsbeispielen wird eine selbsthemmende Getriebeeinheit 11 verwendet, die im Ausführungsbeispiel nach Figur 2 durch eine zusätzliche Wickelfeder 29 mit entsprechenden Hülsen 27, 28, 31 und im Ausführungsbeispiel nach Figur 5 durch das Schneckengetriebe 16 gebildet ist. Diese Getriebeeinheit weist die Schneckenwelle 19 auf, die an beiden Enden mit jeweils einem elektrischen Motor 9, 10 antriebsverbunden ist. Die beiden Motore können einzeln oder auch synchron zueinander betrieben werden. Bei entsprechender Betätigung der elektrischen Motoren 9, 10 dreht sich die Schneckenwelle 19 und damit die Schnecke 17. Über den Eingriff mit dem Schneckenrad 18 dreht sich diese entsprechend zur Schnecke 16 mit entsprechender Übersetzung. Das Schneckenrad 18 dreht entweder direkt, siehe Fig. 5, oder über die Lagerhülse 36, siehe Fig. 2, die Gewindetriebmutter 40 und in dieser wird die Drehspindel 4 wieder mit entsprechender Übersetzung verdreht. Da die Gewindetriebmutter 40 axial fest im entsprechenden Vorrichtungsgehäuse
3 angeordnet ist, wird durch Verdrehen der Drehspindel 4 diese ebenfalls in Längsrichtung des Vorrichtungsgehäuses 3 verstellt. Entsprechend zur Drehung der Drehspindel 4 wird auch das Betätigungselement 6 mit an diesem angeordneten Absperrschieber verstellt. Je nach Verstellung des Betätigungselements 6 wird durch den Absperrschieber 7 die Verbindungsleitung 62 im Einspritzventil 2 geschlossen oder mehr oder weniger geöffnet. Bei Öffnung oder teilweises Öffnung der Verbindungsleitung 72 wird entsprechendes Fluid von der Fluidpumpe 63 über die Ventilanordnung 64 an weitere, nicht dargestellte Einrichtungen abgegeben.
Die Rückstellung des Absperrschiebers 7 in seine Ausgangsstellung bzw. der Drehspindel
4 in ihre Ausgangsstellung kann durch entsprechende rückwärtige Betätigung der elektrischen Motore 9, 10 erfolgen, wobei deren Betätigung bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 durch eine entsprechende Kraftbeaufschlagung der Federanordnung 65 unterstützt wird. Bei Ausfall der elektrischen Motore kann die Selbsthemmung der Getriebeeinheit 11 außerdem durch eine entsprechende Notlöseeinrichtung 26 überwunden werden, siehe beispielsweise Fig. 3.
Durch die erfindungsgemäße Absperπ/orrichtung lässt sich insbesondere bei synchroner Betätigung der beiden elektrischen Motore, wobei diese Synchronisierung Software-mäßig erfolgt mit wenigstens einem elektrischen Motor als Master und dem anderen elektrischen Motor als Slave, ein hohes Drehmoment mit hohen Übersetzungen durch die entsprechende Getriebeeinrichtung aus Schneckengetriebe 16 und Gewindetrieb 39 übertragen. Außerdem kann die Steuerung der Absperrvorrichtung von einem entfernten Ort erfolgen, ohne dass aufwendige Konstruktionen zur Steuerung und Versorgung der entsprechenden Vorrichtung nahe der eigentlichen Bohrstelle bei einer Erdölbohrung oder dergleichen anzuordnen sind.

Claims

Patentansprüche
1. Absperrvorrichtung (1), insbesondere für ein Einspritzventil (2), mit einer in einem Vorrichtungsgehäuse (3) drehbar gelagerten Drehspindel (4), welche mit einer Antriebseinrichtung (5) zur variablen Verschiebung eines mit der Drehspindel verbundenen Betätigungselements (6) für einen Absperrschieber (7) über eine Getriebeeinrichtung (8) antriebsverbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (5) wenigstens zwei einzeln oder synchron betreibbare elektrische Motoren (9, 10) und die Getriebeeinrichtung (8) zumindest eine insbesondere selbsthemmende Getriebeeinheit (11) aulweisen, welche Getriebeeinheit (11) zur Drehung der Drehspindel (4) mit beiden elektrischen Motoren (9, 10) antriebsverbunden ist.
2. Absperrvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Motor (9, 10) ein Servomotor, insbesondere Gleichstrom-Servomotor ist.
3. Absperrvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder elektrische Motor (9, 10) mit einer separaten Steuereinrichtung (12, 13) elektrisch verbunden ist.
4. Absperrvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für jeden elektrischen Motor (9, 10) eine elektrische Anschlusseinrichtung (14, 15) am Vorrichtungsgehäuse (3) ausgebildet ist.
5. Absperrvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeinheit (11) ein Schneckengetriebe (16) aus wenigstens Schnecke (17) und Schneckenrad (18) ist, wobei das Schneckenrad (18) der Drehspindel (4) und die Schnecke (17) den elektrischen Motoren (9, 10) zugeordnet ist.
6. Absperrvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnecke (17) auf einer Schneckenwelle (19) angeordnet ist, die mit beiden elektrischen Motoren (9, 10) antriebsverbunden ist.
7. Absperrvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Motore (9, 10) jeweils mit gegenüberliegenden Wellenenden (20, 21) der Schneckenwelle (19) antriebsverbunden sind.
8. Absperπtorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder elektrische Motor (9, 10) über seine Motorwelle (22, 23) mit dem jeweiligen Wellenende (20, 21) drehfest verbunden ist.
9. Absperπtorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Motor (9, 10) mittels einer Ringmutter (24) drehfest im Vorrichtungsgehäuse (3) gehalten ist.
10. Absperrvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorwelle (22, 23) zumindest eines elektrischen Motors (9, 10) an ihrem von der Schneckenwelle (19) fortweisenden Ende (25) verlängert und an diesem Ende mit einer Notlöseeinrichtung (26) bewegungsverbunden ist.
11. Absperrvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Notlöseeinrichtung (26) zumindest eine drehfest im Vorrichtungsgehäuse (3) gelagerte Trägerhülse (27) und eine drehbar relativ zu dieser gelagerte Abstandshülse aufweist, wobei auf beiden eine lösbare Wickelfeder (29) aufgewickelt ist.
12. Absperrvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelfeder (29) mit einem ihrer Enden (30) in eine Lösehülse (31) eingreift, welche mit einem Elektromotor (32), insbesondere einem Schrittmotor, antriebsverbunden ist.
13. Absperrvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Wellenende (20, 21) durch Kugellager (33) und/oder Rollenlager (34) im Vorrichtungsgehäuse (3) drehbar gelagert ist.
14. Absperrvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneckenrad (18) auf einer mit der Drehspindel (4) bewe- gungsverbundenen Lagerwelle (35) angeordnet ist.
15. Absperrvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Schneckenrad (18) und Lagerwelle (35) eine Lagerhülse (36) angeordnet ist.
16. Absperrvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Lagerhülse (36) und Schneckenrad (18) durch eine Keilwellenverbindung (37) und/oder Schraubbolzen (38) miteinander verbunden sind.
17. Absperrvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeinrichtung (8) einen Kugelgewindetrieb (39) aus wenigstens einer Kugelmutter (40) und der Drehspindel (4) als Kugelumlaufspindel aufweist.
18. Absperrvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeinrichtung (8) einen Rollengewindetrieb (39) aus wenigstens einer Rollenmutter (40) und der Drehspindel (4) als Rollenumlaufspindel aufweist.
19. Absperrvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rollengewindetrieb (39) ein Planetenrollengewindetrieb ist.
20. Absperrvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindetriebmutter (40) (Kugelmutter, Rollenmutter), in einer Lagerhülse (42) angeordnet ist, die im Vorrichtungsgehäuse (3) drehbar, aber axial unverschieblich gelagert ist.
21. Absperrvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerwelle (35) in das ihr zuweisende Ende (43) der Drehspindel (4) eingreift und dort drehfest gehalten ist.
22. Absperrvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Lagerhülse (42) und Vorrichtungsgehäuse (3) wenigstens ein Nadellager (44) angeordnet ist.
23. Absperπtorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einem Ende (45) der Gewindetriebmutter (40) eine Endverzahnung (46) angeordnet ist, die mit der Schnecke antriebsverbunden ist.
24. Absperrvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Endverzahnung (46) vom Schneckenrad (18) gebildet ist.
25. Absperrvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneckenrad (18) lösbar insbesondere an der Gewindetriebmutter (40) befestigt ist.
26. Absperrvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneckenrad (18) ein Globoidrad ist.
27. Absperrvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnecke (17) eine Zylinderschnecke ist.
28. Absperrvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerhülse (42) mittels wenigstens eines Axiallagers (41) im Vorrichtungsgehäuse (3) gelagert ist.
29. Absperrvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorrichtungsgehäuse (3) modulartig aus Untergehäusen (47, 48, 49, 50) aufgebaut ist, welche miteinander durch Schraubbolzen (51), Aufschraubhülsen (52) oder dergleichen verbunden sind.
30. Absperrvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Untergehäuse (47, 48, 49, 50) dicht miteinander verbunden sind.
31. Absperrvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorrichtungsgehäuse (3) einen Zentralkörper (53) aus Metall, insbesondere Aluminium oder Aluminiumlegierung aufweist, in dessen Mittelbohrung (54) die Gewindetriebmutter (40) gelagert ist und entlang welcher sich die Drehspindel (4) erstreckt.
32. Absperrvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentralkörper (53) zwei radial nach außen offene Motoröffnungen (55, 56) aufweist, in denen jeweils ein elektrischer Motor (9, 10) lösbar befestigt ist, wobei sich zwischen den Motoröffnungen (55, 56) und im Wesentlichen tangenti- al zur Mittelbohrung (54) eine Verbindungsöffnung (57) zur Anordnung von Schneckenwelle (19) und Schnecke (17) erstreckt
33. Absperrvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentralkörper (53) an einem seiner Enden (58) mit einer Endplatte (59) lösbar verschlossen ist.
34. Absperrvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Positionssensor (60) im Wesentlichen mittig in der Endplatte (59) angeordnet und einem Ende der Drehspindel (4) zugeordnet ist.
35. Absperrvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorrichtungsgehäuse (3) bzw. ein Untergehäuse (47, 48, 49, 50) an einem Einspritzventilgehäuse (61) lösbar befestigbar ist und der Absperrschieber (7) in Richtung zu einer Verbindungsleitung (62) innerhalb des Einspritzventilgehäuses (61) zwischen einer Fluidpumpe (63) und einer Ventilanordnung (64) des Einspritzventils (2) zur variablen Absperrung der Verbindungsleitung (62) verschiebbar ist.
36. Absperrvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb wenigstens eines Untergehäuses (47, 48, 49, 50) eine Federanordnung (65) zur Kraftbeaufschlagung von Betätigungselement (6) bzw. Drehspindel (4) in Richtung Ausgangsstellung (66) angeordnet ist.
37. Absperrvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Motoren (9, 10) Software-mäßig synchronisiert sind.
38. Absperrvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektrischer Motor (9, 10) als Master und der andere elektrische Motor (10, 9) als Slave oder beide elektrische Motoren (8, 9) als Master geschaltet sind.
39. Absperrvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Endplatte (59) elektrische Durchführung (67) für die elektrische Verbindung insbesondere der Motore (9, 10, 32) mit ihren Steuereinrichtungen (12, 13) angeordnet sind.
40. Absperrvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorrichtungsgehäuse (3) ölgefüllt und kompensiert ist.
41. Absperrvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Lagerwelle (35), Drehspindel (4) und Betätigungselement (6) im Wesentlichen koaxial angeordnet und an ihren aufeinander zuweisenden Enden (68, 69, 70) lösbar miteinander verbunden sind.
42. Absperπ/orrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (6) ein Kolbengehäuse (71) aufweist, das mit einem mit der Drehspindel (4) verbundenen Wellenabschnitt (72) bewegungs- verbunden ist.
43. Absperrvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenabschnitt (72) von einer ringförmigen Kontermutter (73) umgeben ist, die im Vorrichtungsgehäuse (3) zur Festlegung einer Ausgangsstellung (74) des Kolbengehäuses (71) eingeschraubt ist.
44. Absperrvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolbengehäuse (71) an seinem der Kontermutter (73) zuweisenden Ende (75) einen radial auswärts vorstehenden Endflansch (76) aufweist, mit dem ein Ende (77) der Federanordnung (65) in Anlage ist.
5. Absperrvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorrichtungsgehäuse (3) auf seiner dem Einspritzventil (2) zu- ordbaren Endfäche (78) Dichtelemente (79) zur dichten Befestigung am Einspritzventilgehäuse (61) aufweist
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