Hausmesse 2010 ACTUSAFE – Antriebe mit Sicherheitsfunktion Hr. Dipl.-Ing. Stephan Vasiljevic Hr....

Hausmesse 2010

ACTUSAFE – Antriebe mit Sicherheitsfunktion

Hr. Dipl.-Ing. Stephan VasiljevicHr. Dipl.-Ing. Udo Klimpfinger

 Überall dort wo im Fehlerfall die Armatur in eine sichere Position gebracht werden muss

Warum Failsafe?

Zur Vermeidung von GefahrenZur Vermeidung von Kosten

Zum Schutz von Anlagenteilen

Beispiele:• Notabsperrarmaturen

z.B. Eruptionskreuz • Gasregler, Gasabsperrarmaturen

z.B. Sicherheitsventile• Bypassventile

z.B. Turbinenbypass• Absperrventil

z.B. Pumpwasserleitungen• Kühlwasser

z.B. Rauchgasnotkühlung • Jalousieklappe

z.B. Tunnelbelüftung

Erklärung

Verhalten eines Stellantriebs bei Spannungsausfall: Bleibt stehen Verhalten eines Failsafe-Antriebs im erwarteten

Fehlerfall:

Bewegt die Armatur in die sichere Position

Was ist ein Fehlerfall?

Ausfall der Spannungsversorgung

oder

Ansprechen von Überwachungseinrichtungen

Historischer ÜberblickMeilensteine

1991 - 1992: Entwicklung der ersten Generation von linearen Sicherheitsantrieben mit der OMV

1996: Entwicklung der zweiten Generation mit manual override

2001: Entwicklung der eigenständigen Failsafeeinheit LUS

2005: Erster Sicherheitsantrieb für 90° Abtriebsbewegung

2010: Entwicklung eines Failsafeantriebs für Regelbetrieb

Klassischer linearer Failsafeantrieb

FunktionsweiseKugelgewindespindel

Spindelmutter

Drehantrieb

Tellerfedernpaket

Hydraulischer Dämpfer

Funktionsweise

Schneckengetriebe

Drehstrommotor

Haltebremse

Wirbelstrombremse

Wegerfassung

Drehmomenterfassung

Stirnradvorgelege

Stellwege und Kräfte

0

20

40

60

80

100

120

140

160

-250 -150 -50 50 150 250

Stellweg [mm]

Kra

ft [k

N]

failsafe elektrisch

Eigenschaften, Vorteile/Nachteile• Geringe Halteleistung• Relativ kurze Stellzeit• Failsafestellzeit liegt im Bereich der elektrischen

Stellzeit• Partial stroke Test prinzipiell möglich• Gleiche bewegte Teile im elektrischen sowie im

failsafe Betrieb• Explosionsschutz

Applikation Gassonden

Applikation Gassonden

Applikation Tunnellüftungsklappe

90° Failsafeantrieb

Funktionsweise

Drehantrieb

Zahnstange

Ritzel

FedernpaketSpindelmutter

Kugelgewindespindel

Ritzel Vorgelege

WirbelstrombremseHaltebremse

Drehstrommotor

Technische Daten

• Maximalmoment 100 … 500Nm• Stellzeit 5 … 10s, elektrisch

10 … 25s, failsafe

Eigenschaften, Vorteile/Nachteile• Geringe erforderliche Halteleistung • Failsafestellzeit liegt im Bereich der elektrischen

Stellzeit• Partial stroke Test prinzipiell möglich• Explosionsschutz

Applikation Rauchgasnotkühlung

Applikation Nitratausschleusung

Failsafeeinheit LUS

FunktionsweiseStandard linearer Regelantrieb

Failsafeeinheit LUS

Aufbaukonsole

Regelventil

Elektrischer Anschluss

Legende:S6: Wegschalter „Failsafe-Einheit

gespannt“ = geschlossener Kontakt

F6: Temperaturschalter

Yh: Haltebremse

X14: Anschlussklemmen

W14: Verbindungskabel zum Stellantrieb

FunktionsweisePlanetengetriebe

Wirbelstrombremse

Kugelgewindespindel

Federnpaket

Haltebremse

Schalter

Spindelmutter

FunktionsweisePlanetengetriebe

Wirbelstrombremse

Kugelgewindespindel

Federnpaket

Haltebremse

Schalter

Spindelmutter

Stellwege und Kräfte

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0 10 20 30 40 50 60 70

Stellweg [mm]

Kra

ft [k

N]

LUS16

LUS40

Eigenschaften, Vorteile/Nachteile• Kombinierbar mit Standard Regelantrieb • Sehr kurze Stellzeit im Failsafefall• Geringe Halteleistung• Entkoppelung der Normalfunktion von der

Failsafefunktion• Eigenständiges Sicherheitselement• Initialisierungshub erforderlich• Partial stroke Test nicht ohne Zusatzaufwände möglich• Explosionsschutz

Failsafeantriebe für Regelbetrieb

FunktionsweiseStandardnaher Regelantrieb

Elektromagnetkupplung

Wirbelstrombremse

Kugelgewindespindel

Spindelmutter

Tellerfedernpaket

Positionsrückmeldung

Genormter Anbauflansch

FunktionsweiseStandardnaher Regelantrieb

Elektromagnetkupplung

Kugelgewindespindel

Spindelmutter

TellerfederpaketRitzel/Zahnstange

Einstellbarer Endanschlag

Antrieb in Failsafeposition

Funktionsweise Handbetrieb

Normalbetrieb Handbetrieb

Selbsthemmendes Schneckengetriebe

Schalter

Stellwege und Kräfte

Linearantrieb:• Stellkraft bis 20kN• Stellweg bis 63mm• Stellzeit im Normalbetrieb zw. 30 und 200sec

90°-Antrieb:• Drehmoment bis 800Nm • Stellzeit im Normalbetrieb zw. 30 und 300sec

Eigenschaften, Vorteile/ Nachteile• Sehr kurze Stellzeit im Failsafefall• Entkoppelung der Normalfunktion von der

Failsafefunktion• Initialisierungshub nicht erforderlich• Partial stroke Test prinzipiell möglich• Etwas höhere Halteleistung• Explosionsschutz • Mech. Anschluss nach ISO5210/5211

Danke für Ihre Aufmerksamkeit!