本發(fā)明涉及調(diào)整裝置,該調(diào)整裝置包括:轉(zhuǎn)動的輸入元件,來自馬達裝置的第一扭矩能夠在該輸入元件處被輸入到調(diào)整裝置中,轉(zhuǎn)動的輸出元件,第二扭矩能夠在該輸出元件處通過調(diào)整裝置輸出,傳動部,該傳動部用于將第一扭矩轉(zhuǎn)換成第二扭矩。此外,本發(fā)明還涉及閥控制系統(tǒng),該閥控制系統(tǒng)用于控制閥相對于基部在預(yù)定樞轉(zhuǎn)角度處的運動,閥控制設(shè)備包括前述類型的調(diào)整裝置。
背景技術(shù):
前述類型的調(diào)整裝置在現(xiàn)有技術(shù)中已知為機電致動器,并且通常使用行星齒輪變速器以將電動馬達的輸出軸的相對快速轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為致動器的輸出元件的較慢轉(zhuǎn)動。然而,行星齒輪變速器出于結(jié)構(gòu)原因而維護相對昂貴,這是由于其需要大量齒輪能夠在不同軸上移動。此外,行星齒輪變速器的傳動比(減速比或倍增比)依據(jù)可用的安裝空間而被限制。還已知調(diào)整裝置包括蝸輪傳動裝置(wormgearing),以便實現(xiàn)相對高的減速比。然而,出于結(jié)構(gòu)原因,蝸輪傳動裝置需要安裝彼此成一定角度配置的兩個軸,因此在這種情況下,同樣增加了結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性并且增加了安裝空間的要求。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供前述類型的調(diào)整裝置,其能夠以相對高的傳動比進行扭矩轉(zhuǎn)換并且同時占用小的安裝空間,并且能夠以較低的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性進行生產(chǎn)。
此外,本發(fā)明的目的在于提供一種閥控制系統(tǒng),通過該閥控制系統(tǒng)能夠控制閥相對于基部的運動,意在使閥控制設(shè)備成本有效并且緊湊。
在第一方面,通過以下調(diào)整裝置實現(xiàn)本發(fā)明的前述目的:調(diào)整裝置,該調(diào)整裝置包括:轉(zhuǎn)動的輸入元件,來自馬達裝置的第一扭矩能夠在該輸入元件處被輸入到調(diào)整裝置中,轉(zhuǎn)動的輸出元件,第二扭矩能夠在該輸出元件處通過調(diào)整裝置輸出,傳動部,該傳動部用于將第一扭矩轉(zhuǎn)換成第二扭矩,傳動部包括具有第一螺紋部和第二螺紋部的傳動部件,第一螺紋部將輸入元件的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換成傳動部件的軸向運動,第二螺紋部將傳動部件的軸向運動轉(zhuǎn)換成輸出元件的轉(zhuǎn)動,并且第一螺紋部和第二螺紋部具有彼此不同的螺距。
因而,根據(jù)本發(fā)明的重要特征,設(shè)置可軸向移動的傳動部件,通過輸入元件的轉(zhuǎn)動設(shè)定傳動部件的軸向運動,傳動部件轉(zhuǎn)而將該軸向運動轉(zhuǎn)換為輸出元件的轉(zhuǎn)動。用于該目的的傳動部件的第一和第二螺紋部具有彼此不同的螺距,引起扭矩的轉(zhuǎn)換,換言之,將輸入元件的轉(zhuǎn)動倍增或減速為輸出元件的轉(zhuǎn)動。特別地,根據(jù)本發(fā)明的裝置可以使得輸入元件和輸出元件的轉(zhuǎn)動軸線同軸配置以簡化包含的元件的安裝配置。此外,不同螺距的選擇可以使根據(jù)本發(fā)明的調(diào)整裝置以簡單的結(jié)構(gòu)和緊湊的設(shè)計實現(xiàn)。依據(jù)螺紋部和螺距的形成,還能夠以簡單的方式實現(xiàn)非常高的傳動比。
在優(yōu)選的實施方式中,提供傳動部件包括軸螺母,并且第一螺紋部和第二螺紋部形成于軸螺母的不同部分,優(yōu)選地,兩個螺紋部中的一個螺紋部形成軸螺母的內(nèi)螺紋,兩個螺紋部中的另一個螺紋部形成軸螺母的外螺紋。該實施方式使得特別簡單的結(jié)構(gòu)成為可能,這特別是由于兩個螺紋部能夠形成于相同的組件、軸螺母。特別地,例如軸螺母的單件式或一體式元件可以設(shè)置為傳動部件,進一步降低了生產(chǎn)成本,并且可以實現(xiàn)特別緊湊的設(shè)計。
調(diào)整裝置可以具有主軸線,輸入元件和輸出元件繞著該主軸線轉(zhuǎn)動并且傳動部件沿著主軸線還能夠軸向移位。該變形不僅可以生產(chǎn)特別簡單而且成本有效的調(diào)整裝置,還能夠使用長的、特別是圓筒狀的形式的調(diào)整裝置,使得調(diào)整裝置的結(jié)構(gòu)具有有利的形狀,特別是在用于控制閥的運動的閥控制設(shè)備中使用的有利的形狀。
優(yōu)選地,輸入元件與傳動部件的第一螺紋部螺合和/或輸出元件與傳動部件的第二螺紋部螺合,使得相關(guān)的元件之間的直接傳動減小了摩擦損失并且有助于減少必要組件。特別地,因此能夠?qū)嵸|(zhì)上僅使用三個可移動元件產(chǎn)生實際的傳動部,即,輸入元件、傳動部件和輸出元件。
在本發(fā)明的另一個實施方式中,第二螺紋部可以與固定到調(diào)整裝置的殼體的螺紋元件螺合。在本發(fā)明的又一個實施方式中,傳動部件可以能夠軸向移位但不能轉(zhuǎn)動的方式連接到輸入元件和/或輸出元件和/或連接到固定到調(diào)整裝置的殼體的部分。該類型的手段可以使傳動部件的軸向運動與輸入元件和/或輸出元件和/或殼體解耦(decouple)。
調(diào)整裝置還可以包括馬達裝置,通過該馬達裝置轉(zhuǎn)動地驅(qū)動輸入元件。如果馬達裝置是調(diào)整裝置的一部分,則機械的或可移動的組件形成容易裝配的結(jié)構(gòu)單元,該結(jié)構(gòu)單元特別地僅保留電接觸。不需要馬達裝置和輸入元件之間的定位和不能轉(zhuǎn)動地安裝??蛇x地,調(diào)整裝置的輸入元件能夠被設(shè)立為以不能轉(zhuǎn)動的方式聯(lián)接到馬達裝置的輸出軸,使得在這種情況下馬達裝置不是調(diào)整裝置的一部分。
如果調(diào)整裝置在結(jié)構(gòu)單元中包括馬達裝置,則馬達裝置優(yōu)選地包括馬達和變速器,馬達的輸出元件被輸入到變速器中并且變速器的輸出扭矩驅(qū)動輸入元件。因此,能夠提供用于馬達的扭矩的另外的轉(zhuǎn)換步驟,以便例如調(diào)整裝置整體實現(xiàn)特別高的傳動比。這與行星齒輪變速器特別相關(guān),在該情況下行星齒輪變速器特別地軸向配置于馬達和轉(zhuǎn)動的輸入元件之間。
在本發(fā)明的另一優(yōu)選實施方式中,調(diào)整裝置還包括超負荷控制部件,該超負荷控制部件被設(shè)立用于在超過用于調(diào)整裝置的預(yù)定超負荷扭矩的扭矩在輸出元件處被輸入的超負荷情況下,中斷輸出元件和馬達裝置之間的轉(zhuǎn)動聯(lián)接,或者至少在特定的轉(zhuǎn)動角度范圍內(nèi)降低轉(zhuǎn)動聯(lián)接。在不期望的或無意識的大扭矩作用于輸出元件處的情況下,超負荷控制特別地防止損壞調(diào)整裝置、特別是馬達裝置。如果調(diào)整裝置例如是用于控制并且移動閥的閥控制設(shè)備的一部分,如果相對大的外力、特別是歸因于閥的不適當?shù)氖謩又聞拥耐饬ψ饔糜陂y因而使過大的扭矩作用于輸出元件,則超負荷控制部件可以防止損壞調(diào)整裝置或馬達裝置。超負荷控制部件可以以扭矩傳輸?shù)姆绞脚渲迷谳斎朐婉R達裝置之間或輸入元件的上游,使得馬達裝置將連接到超負荷控制部件。以這種方式,有效地防止馬達裝置超負荷,而不需為此目的對傳動部進行主要結(jié)構(gòu)的改變。
然而,輸入元件和馬達裝置之間的超負荷控制部件的配置需要超負荷控制部件的相對高的容限(tolerance),這是由于在該情況下,傳動部配置于外部扭矩的作用點(特別是輸出元件)和超負荷控制部件之間,因此超負荷控制部件在相對低的扭矩處起作用。這也應(yīng)用于超負荷控制部件配置于馬達裝置的馬達和馬達裝置的下游第一變速器、例如行星齒輪變速器之間的實施方式中。在可替代的變形中,超負荷控制部件可以配置于輸出元件和輸入元件之間,以便防止上述缺陷。換言之,在不同的工作狀態(tài)下,超負荷控制部件的安裝位置沿著馬達、第一行星齒輪變速器(如果存在的話)、輸入元件、傳動部和輸出元件的力傳輸鏈對調(diào)整裝置的輸出側(cè)超負荷扭矩的影響如下:用于馬達驅(qū)動的輸出側(cè)超負荷扭矩和作用于輸出元件的力用的超負荷扭矩之間的差隨著超負荷聯(lián)軸器距輸出元件的距離增大而增大。
在本發(fā)明的變形中,超負荷控制部件相對長地朝向上述力傳輸鏈中的輸出元件偏移,可以設(shè)置為:第二螺紋部與螺紋元件接合,在正常工作期間,即,當輸出元件和馬達裝置之間的扭矩小于預(yù)定超負荷扭矩時,螺紋元件通過超負荷控制部件以相對于調(diào)整裝置的殼體不能轉(zhuǎn)動的方式被保持,并且在超負荷的情況下,即,當輸出元件和馬達裝置之間的扭矩大于或等于預(yù)定超負荷扭矩時,通過超負荷控制部件釋放螺紋元件以相對于殼體轉(zhuǎn)動。因為第二螺紋部配置于傳動部的扭矩傳輸路徑中的輸出元件側(cè),該手段使超負荷控制部件朝向輸出元件偏移,換言之,朝向過大的扭矩實際上輸入到調(diào)整裝置的位置偏移。
在本發(fā)明的另一實施方式中,可以設(shè)置:超負荷控制部件包括能夠軸向移動的聯(lián)接元件,在超負荷情況下,即,當輸出元件和馬達裝置之間的扭矩大于或等于預(yù)定超負荷扭矩時,聯(lián)接元件抵抗回復(fù)力在軸向上偏移,以便經(jīng)由聯(lián)接元件中斷扭矩傳輸。使用該類型的可移動聯(lián)接元件,能夠使用簡單的機械部件在超負荷的情況下中斷扭矩傳輸。
在本發(fā)明的第二方面,通過以下閥控制設(shè)備實現(xiàn)本發(fā)明的前述目標:閥控制設(shè)備,該閥控制設(shè)備用于控制閥相對于基部在預(yù)定樞轉(zhuǎn)角度內(nèi)的運動,優(yōu)選地,預(yù)定樞轉(zhuǎn)角度≤180度,閥控制設(shè)備包括閥保持件和根據(jù)本發(fā)明的第一方面的調(diào)整裝置,閥設(shè)置或能安裝于閥保持件,其中,閥保持件配置于輸出元件,調(diào)整裝置包括殼體,傳動部件、輸入元件和用于轉(zhuǎn)動地驅(qū)動輸入元件的馬達裝置容納在殼體內(nèi),并且殼體包括用于在工作期間將殼體牢固地保持在基部的保持部件。
在本發(fā)明的第二方面,本發(fā)明的第一方面的根據(jù)本發(fā)明的調(diào)整裝置的前述優(yōu)點被用在如閥控制設(shè)備的應(yīng)用中。因此,本發(fā)明的第二方面的閥控制設(shè)備具有緊湊的設(shè)計和簡單的結(jié)構(gòu),并且能夠使用于閥的期望速度的受控樞轉(zhuǎn)運動具有相對高的傳動比。殼體可以同時被用作調(diào)整裝置的殼體和剛性組件兩者,并且還可以用于基部和閥之間的機械支撐,換言之,用于支撐閥。
在本發(fā)明的第二方面的優(yōu)選實施方式中,閥控制設(shè)備包括具有可軸向移動的聯(lián)接元件的調(diào)整裝置,如與本發(fā)明的第一方面的變形相關(guān)的上述說明。在該類型的設(shè)備中,因此閥的樞轉(zhuǎn)角度能夠被限制到預(yù)定工作角度內(nèi)的值,聯(lián)接元件包括能夠與調(diào)整裝置的關(guān)聯(lián)反向邊齒接合的邊齒,以便阻止聯(lián)接元件和反向邊齒之間的相對轉(zhuǎn)動,邊齒和反向邊齒之間的兩個相鄰的接合位置在聯(lián)接元件的轉(zhuǎn)動方向上形成大于工作角度的角度。該類型的閥控制設(shè)備具有以下優(yōu)點:在超負荷的情況下,雖然聯(lián)接元件滑脫并且馬達沒有帶動閥而繼續(xù)轉(zhuǎn)動,但是當閥致動設(shè)備隨后被更換、例如當閥在阻礙被消除之后繼續(xù)移動時,聯(lián)接元件返回到與傳動部的其它移動元件相關(guān)的、特別是與傳動部件和輸出元件相關(guān)的相同相關(guān)位置,這是由于在閥的工作角度內(nèi)僅該類型的單個相對位置可以用于正常工作。
附圖說明
下面參照附圖通過優(yōu)選的實施方式更詳細地說明本發(fā)明,其中:
圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的調(diào)整裝置的、在沿著該調(diào)整裝置的主軸線的截面中的截面圖,
圖2是第一實施方式的調(diào)整裝置的立體局部截面圖,
圖3是根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的調(diào)整裝置的、在沿著該調(diào)整裝置的主軸線的截面中的截面圖,
圖4是根據(jù)本發(fā)明的第三實施方式的調(diào)整裝置的、在沿著該調(diào)整裝置的主軸線的截面中的截面圖,
圖5是根據(jù)本發(fā)明的第四實施方式的調(diào)整裝置的、在沿著該調(diào)整裝置的主軸線的截面中的截面圖,
圖6是根據(jù)圖5的、去除殼體后的視圖,
圖7是根據(jù)本發(fā)明的第五實施方式的調(diào)整裝置的立體圖,以及
圖8是第五實施方式的調(diào)整裝置的聯(lián)接輪的立體圖。
具體實施方式
根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的、總體由圖1和圖2中的附圖標記10表示的調(diào)整裝置包括殼體12,殼體12包括用于將調(diào)整裝置10緊固到例如閥裝置的基部或框架等外部組件(未示出)的緊固部14。由調(diào)整裝置10產(chǎn)生的扭矩在閥控制設(shè)備可以緊固到閥或可以通過閥形成的應(yīng)用情況下在從動元件16處輸出,使得調(diào)整裝置10能夠相對于基部樞轉(zhuǎn)閥。從動元件16可以形成為從動桿。
用于調(diào)整裝置的驅(qū)動能量可以由馬達18提供,在實施方式中,馬達18是容納在殼體12內(nèi)的電動馬達。馬達18的輸出軸20優(yōu)選地聯(lián)接到變速器22,以便實現(xiàn)第一扭矩轉(zhuǎn)換,特別是以便將馬達18的相對高的輸出轉(zhuǎn)動速度轉(zhuǎn)換為變速器輸出軸24的較低的轉(zhuǎn)動速度。變速器22優(yōu)選為行星齒輪變速器,因而能夠以相對高的轉(zhuǎn)換率從馬達輸出軸22將扭矩同軸轉(zhuǎn)移到變速器輸出軸24。
馬達18和變速器22形成本發(fā)明意圖中的馬達裝置,該馬達裝置提供了輸入元件26處的第一扭矩。馬達裝置可選地可以僅由馬達形成,換言之,馬達裝置可以沒有變速器,或者馬達裝置可以使用另一種形式的變速器替代行星齒輪變速器22。
在本發(fā)明的第一實施方式中,輸入元件26設(shè)置有外螺紋28并且特別地可以形成為主軸(spindle),該主軸以軸向剛性并且能夠相對于殼體12圍繞主軸線a轉(zhuǎn)動的方式安裝。主軸26的外螺紋28與傳動部件32的內(nèi)螺紋30接合。傳動部件32還包括外螺紋34,其轉(zhuǎn)而與固定到殼體的螺紋套筒38的內(nèi)螺紋36接合。螺紋套筒38緊固在殼體12內(nèi)或者由殼體12自身形成。
傳動部件32的內(nèi)螺紋30具有與傳動部件32的外螺紋34不同的螺距,特別地,在該實施方式中,傳動部件32的內(nèi)螺紋30的螺距比傳動部件32的外螺紋34的螺距小。相應(yīng)地,輸入元件26的外螺紋28的螺距也與螺紋套筒38的內(nèi)螺紋36的螺距不同,特別地,輸入元件26的外螺紋28的螺距小于螺紋套筒38的內(nèi)螺紋36的螺距。傳動部件32在輸入元件26和螺紋套筒38之間以可轉(zhuǎn)動并且可軸向移動的方式被引導(dǎo)。結(jié)果,通過馬達裝置18、22驅(qū)動的輸入元件26的轉(zhuǎn)動運動引起傳動部件32的軸向運動,在該軸向運動上,傳動部件32和螺紋套筒38之間的受限引導(dǎo)與螺紋套筒38的內(nèi)螺紋36的螺距相對應(yīng)地疊加轉(zhuǎn)動運動。因為該內(nèi)螺紋36的節(jié)距遠大于輸入元件26的外螺紋28的節(jié)距,所以傳動部件32以遠小于輸入元件26的轉(zhuǎn)動速度的轉(zhuǎn)動速度轉(zhuǎn)動。
傳動部件32以扭矩傳輸方式聯(lián)接到從動元件16,以便可轉(zhuǎn)動地驅(qū)動從動元件16。然而,優(yōu)選地,傳動部件32和從動元件16之間的聯(lián)接被構(gòu)造成使得傳動部件32的軸向運動分量未傳輸?shù)綇膭釉?6,以便在從動元件16處提供單純的轉(zhuǎn)動運動,諸如期望地例如用于致動閥的轉(zhuǎn)動運動。因此,傳動部件32能夠以扭矩傳輸且可軸向移位的方式聯(lián)接到從動元件16。為此目的,傳動部件32的外周上的軸向邊齒(toothing)40可以與從動元件16的內(nèi)周上的匹配軸向邊齒42接合,使得傳動部件在軸向上能夠移位到從動元件16內(nèi)或從從動元件16退出,但是不能相對于從動元件16轉(zhuǎn)動。在示出的實施方式中,從動元件16可以包括中空軸44,軸向邊齒42形成于該中空軸44內(nèi),從動元件16還可以包括緊固到中空軸44的從動桿46。
以該方式構(gòu)成的調(diào)整裝置10通過簡單且緊湊的結(jié)構(gòu)可以產(chǎn)生相對大的轉(zhuǎn)動速度降低,換言之,傳動部具有相對高的傳動比。從圖1還能夠看到的是,傳動部件32的內(nèi)螺紋30和外螺紋34在軸向上重疊和/或螺紋套筒38的內(nèi)螺紋36和輸入元件26的外螺紋28能夠在軸向地重疊,使得調(diào)整裝置10的沿著調(diào)整裝置10的主軸線a(輸入元件26的轉(zhuǎn)動軸線)的總長度能夠減小。圖1還示出了傳動部件32可以由單件式軸螺母形成,因而能夠以特別簡單且成本有效(cost-effective)的方式生產(chǎn)。此外,調(diào)整裝置10的大體上所有可轉(zhuǎn)動部件的轉(zhuǎn)動軸線優(yōu)選地被定向為相互平行并且通常還是同軸的。特別地,馬達輸出軸20、變速器輸出軸24、輸入元件26、傳動部件32和從動元件16的轉(zhuǎn)動軸線都定位于調(diào)整裝置10的主軸線a,使得可以產(chǎn)生穩(wěn)定且緊湊的配置,并且可以容納在大致筒狀的殼體12內(nèi)。
以下,參照圖3公開本發(fā)明的第二實施方式。在該情況下,以下僅詳細說明與第一實施方式的不同之處。關(guān)于調(diào)整裝置的所有其它組件的結(jié)構(gòu)和工作模式,在此明確地參照第一實施方式的上述說明。
第二實施方式的調(diào)整裝置100包括殼體,馬達118和變速器122容納在該殼體內(nèi)。由馬達118和變速器122形成的馬達裝置提供用于驅(qū)動輸入元件126的扭矩,該輸入元件126轉(zhuǎn)而可以形成為包括外螺紋128的螺紋主軸。輸入元件126的外螺紋128與傳動部件132的內(nèi)螺紋130螺合。傳動部件132以相對于調(diào)整裝置100的殼體112不能轉(zhuǎn)動但可軸向移位的方式被引導(dǎo)。為此目的,特別地,傳動部件132的外周上的軸向邊齒140可以在固定于殼體的引導(dǎo)套筒138的內(nèi)周上的軸向邊齒142中被引導(dǎo)。引導(dǎo)套筒138可選地可以由殼體112形成,例如,軸向邊齒142直接形成于殼體112的內(nèi)周。
傳動部件132還包括第二螺紋,特別地為與從動元件116的內(nèi)螺紋136接合的外螺紋134。從動元件116以相對于殼體112可轉(zhuǎn)動且可軸向移位的方式被保持。
傳動元件132的外螺紋134的螺距與傳動部件132的內(nèi)螺紋130的螺距不同,特別地,傳動元件132的外螺紋134的螺距比傳動部件132的內(nèi)螺紋130的螺距大。
在調(diào)整裝置100的工作期間,馬達裝置118、122產(chǎn)生第一扭矩,該第一扭矩在輸入元件126處被輸入并且設(shè)定輸入元件126進行轉(zhuǎn)動。由于軸向引導(dǎo)件140、142,該轉(zhuǎn)動運動設(shè)定傳動部件132沿著輸入元件126的轉(zhuǎn)動軸線a(單純地)進行軸向移位運動。最終,通過傳動部件132的外螺紋134和從動元件116的內(nèi)螺紋136之間的螺合將傳動部件132的軸向移位轉(zhuǎn)換成從動元件116的轉(zhuǎn)動運動。因為傳動部件132的內(nèi)螺紋130和外螺紋134之間的不同螺距,所以傳動部件132的特別的軸向移位距離引起從動元件116的小得多的轉(zhuǎn)動角度或從動元件116的慢得多的轉(zhuǎn)動。
以下,參照圖4公開本發(fā)明的第三實施方式。第三實施方式基于第一實施方式的結(jié)構(gòu)(圖1和圖2)。以下僅詳細說明與第一實施方式的不同之處,關(guān)于調(diào)整裝置的未再次說明的所有組件和功能,在此明確地參照第一實施方式的說明。
第三實施方式的調(diào)整裝置200包括馬達裝置,該馬達裝置包括提供輸入到輸入元件226的第一扭矩用的馬達218和變速器222。用于將輸入元件226處的該第一扭矩轉(zhuǎn)換為從動元件216處的第二扭矩的傳動部正如第一實施方式一樣包括輸入元件226、傳動部件232、螺紋套筒238和從動元件216。然而,輸入元件226和從動元件216之間的傳動部可以是不同的結(jié)構(gòu)。與第一實施方式不同,第三實施方式的調(diào)整裝置200包括配置在馬達裝置218、222的變速器輸出軸224和輸入元件226之間的超負荷聯(lián)軸器(overloadcoupling)250,以便在超過預(yù)定超負荷扭矩的扭矩作用在從動元件216和馬達裝置218、222之間的情況下中斷扭矩傳輸路徑或者使從動元件216和變速器輸出軸224之間可以相對轉(zhuǎn)動。以這種方式,如果施加大的外力,例如如果由從動元件216致動的閥抵抗外部阻力運行,則防止馬達裝置218、222上的超負荷。
超負荷聯(lián)軸器250包括承載輪(carrierwheel)252,承載輪252相對于變速器輸出軸224不能轉(zhuǎn)動并且為此目的直接緊固于變速器輸出軸224或支撐于安裝于變速器輸出軸224的適配器輪(adapterwheel)254。承載輪252包括在軸向上從承載輪252的端面突出的邊齒255。承載輪252的邊齒255與聯(lián)接輪258的相對應(yīng)的邊齒256接合,類似地,邊齒256在聯(lián)接輪258的面向承載輪252的端面在軸向上突出而形成。邊齒255、256包括在各情況下均具有斜的或圓的側(cè)面的齒和槽,優(yōu)選地為v字形狀的齒側(cè)面和槽側(cè)面。如果承載輪252的邊齒255和聯(lián)接輪258的邊齒256彼此接合,由于邊齒255、256的前述斜面沿著彼此滑動,承載輪252和聯(lián)接輪258之間的相對轉(zhuǎn)動能夠迫使承載輪252和聯(lián)接輪258的軸向分離因而釋放邊齒255、256。
超負荷聯(lián)軸器250還包括聯(lián)接輸出輪260,該聯(lián)接輸出輪260在殼體212內(nèi)在軸承261上可轉(zhuǎn)動地并且不可軸向移動地被保持。聯(lián)接輪258以在聯(lián)接輸出輪260上不能轉(zhuǎn)動但可軸向移位的方式被保持。特別地,軸向槽邊齒262可以設(shè)置于聯(lián)接輪258和聯(lián)接輸出輪260并且彼此接合,并且確保聯(lián)接輪258和聯(lián)接輸出輪260在軸向上能夠相對于彼此移位,但是阻擋兩個組件的相對轉(zhuǎn)動。通過能夠支撐于聯(lián)接輸出輪260和聯(lián)接輪258兩者的彈簧264,聯(lián)接輪258優(yōu)選地朝向承載輪252施力(bias),換言之,朝向邊齒255、256的接合部施力。聯(lián)接輸出輪260優(yōu)選地相對于輸入元件226不能轉(zhuǎn)動或與輸入元件226形成為一體。
以下說明超負荷聯(lián)軸器250的工作模式。在正常工作期間,當驅(qū)動馬達裝置218、222以使從動元件216運動并且從動元件216的部件上的阻力(該阻力小于預(yù)定的超負荷扭矩)抵制該轉(zhuǎn)動運動時,彈簧264保持聯(lián)接輪258與承載輪252接合,使得變速器輸出軸224的轉(zhuǎn)動運動經(jīng)由承載輪252、聯(lián)接輪258和聯(lián)接輸出輪260傳輸?shù)捷斎朐?26,并且在扭矩轉(zhuǎn)換后從動元件216被轉(zhuǎn)動地驅(qū)動。如果從動元件216被外力阻止或如果超過預(yù)定超負荷扭矩的扭矩以一些其它的方式作用于從動元件216和馬達裝置218、222之間,即,如果發(fā)生超負荷,該外部扭矩經(jīng)由從動元件216、傳動部件232和輸入元件226輸入到超負荷聯(lián)軸器250中,并且該外部扭矩傳輸?shù)铰?lián)接輸出輪260和聯(lián)接輪258。聯(lián)接輪258和連接到馬達裝置218、222的承載輪252之間的扭矩差隨后引起邊齒255、256的斜面或圓度沿著彼此滑動并抵抗彈簧264的力使聯(lián)接輪258和承載輪252之間的接合分離。超負荷聯(lián)軸器250隨后由于邊齒255、256的齒彼此滑動而能夠使得聯(lián)接輪258和承載輪252之間轉(zhuǎn)動,使得扭矩聯(lián)軸器在該點被中斷。一旦外部扭矩被移除或減小到低于預(yù)定超負荷扭矩的水平,超負荷聯(lián)軸器250通過彈簧264再次接合,并且調(diào)整裝置200再次能夠正常地工作。
以下,參照圖5和圖6公開本發(fā)明的第四實施方式。第四實施方式是第三實施方式的變型例,因此以下僅詳細說明與第三實施方式的不同之處,而在此明確地參照第三和第一實施方式的說明。
第四實施方式的調(diào)整裝置300包括具有馬達318和變速器322的馬達裝置,該馬達裝置提供變速器輸出軸324處的第一扭矩。通過如在第一和第三實施方式中那樣的包括輸入元件326、傳動部件332、螺紋套筒338和從動元件316的傳動部,該第一扭矩被轉(zhuǎn)換為從動元件316處的第二扭矩。同樣在這種情況下,能夠使用扭矩轉(zhuǎn)換的不同結(jié)構(gòu)原理來實現(xiàn)傳動部。
同樣在第四實施方式中,調(diào)整裝置300包括超負荷聯(lián)軸器350。然而,與第三實施方式中不同,在第四實施方式中,變速器輸出軸324相對于輸入元件326不能轉(zhuǎn)動;特別地,這些軸在工作期間相對于彼此固定。在實施方式中,適配器元件354緊固到變速器輸出軸324并且承載連接元件353,該連接元件353轉(zhuǎn)而通過螺釘緊固到輸入元件326。可選地,變速器輸出軸324可以直接緊固到輸入元件326,或者變速器輸出軸324自身可以直接形成輸入元件326。輸入元件326可以被支撐為相對于殼體312或相對于螺紋套筒338在軸承361上轉(zhuǎn)動。
相對于殼體312固定的承載件370在軸向引導(dǎo)件362上承載聯(lián)接輪358,使得聯(lián)接輪358以能夠在軸向上相對于承載件370移位、因而能夠相對于殼體312移位但不能轉(zhuǎn)動的方式被保持。承載件370可以直接緊固在殼體312內(nèi),或者如第三實施方式一樣緊固到變速器322,以便允許簡單地安裝,承載件370能夠與馬達裝置一起滑入殼體312或從殼體312移除。
如圖6中特別地看到的,聯(lián)接輪358的面向軸向上的端面包括能夠與匹配邊齒355接合的邊齒356,匹配邊齒355設(shè)置于螺紋套筒338的面向軸向上的相反方向的端面。邊齒355、356的齒從其各組件338、358突出,換言之,邊齒355、356的齒在各情況下在軸向上彼此面對。能夠進一步看到的是,邊齒355、356的齒側(cè)面或槽側(cè)面為斜的或圓的,換言之,其與軸向的軸成一定角度,使得在聯(lián)接輪358和螺紋套筒338之間相對轉(zhuǎn)動的情況下,斜面或圓度沿著彼此滑動并且迫使兩個元件彼此分離直到釋放嚙合為止。支撐于承載件370和聯(lián)接輪358兩者的彈簧364在軸向上朝向螺紋套筒338張緊聯(lián)接輪358,以便保持邊齒355、356彼此接合。
通過與第一和第三實施方式的結(jié)構(gòu)相比較,在第四實施方式中,螺紋套筒338沒有以不能轉(zhuǎn)動的方式緊固在殼體312內(nèi),而是能夠相對于殼體312轉(zhuǎn)動。換言之,在正常工作中,當小于預(yù)定超負荷扭矩的外部扭矩作用于從動元件316和馬達裝置318、322之間時,彈簧364保持聯(lián)接輪358與螺紋套筒338接合,使得以不能轉(zhuǎn)動的方式相對于殼體312保持螺紋套筒338,調(diào)整裝置300能夠以與第一實施方式中說明的方式相同的方式工作。在超負荷的情況下,當大于預(yù)定超負荷扭矩的扭矩作用于從動元件316和馬達裝置318、322之間時,過大的扭矩經(jīng)由從動元件316被輸入到傳動部件332中。通過螺紋套筒338以第一實施方式中公開的方式使傳動部件332和輸入元件326相互連接,使得在扭矩轉(zhuǎn)換期間扭矩還作用于螺紋套筒338。在超負荷的情況下,螺紋套筒338上的扭矩足夠大到使邊齒355、356沿著彼此滑動,并且在軸向上使聯(lián)接輪358抵抗彈簧364的力移位。釋放聯(lián)接輪358和螺紋套筒338之間的邊齒嚙合可以使螺紋套筒338根據(jù)傳動部件332的轉(zhuǎn)動相對于殼體312轉(zhuǎn)動,因而獨立于輸入元件326的轉(zhuǎn)動。因此,從動元件316和馬達裝置318、322之間的扭矩傳輸在該點被消除,能夠防止過大的扭矩引入馬達裝置318、322。當不再施加超負荷狀態(tài)時,彈簧364使聯(lián)接輪358移回并與螺紋套筒338嚙合,使得所述套筒再次不能轉(zhuǎn)動地保持在殼體內(nèi)并且可以再次正常工作。
以下,參照圖7和圖8公開本發(fā)明的第五實施方式。第五實施方式是第四實施方式的變型例,因此以下僅詳細說明與第四實施方式的不同之處,關(guān)于所有其它組件的結(jié)構(gòu)和工作,在此明確地參照與第三和第一實施方式的說明相關(guān)聯(lián)的第四實施方式的上述說明。
在第五實施方式中,超負荷聯(lián)軸器450與第三實施方式中的結(jié)構(gòu)大致相同,但是不同之處在于螺紋套筒438和聯(lián)接輪458的邊齒455和456的形狀。如圖7和圖8中能夠清楚看到的,聯(lián)接輪僅包括三個突起或齒456-1、456-2和456-3,三者相互偏移120°的角度地配置。采用相對應(yīng)的方式,三個槽455-1、455-2和455-3在螺紋套筒438的端面相互偏移120°角度地配置。因此,聯(lián)接輪458和螺紋套筒438能夠僅在三個不同的轉(zhuǎn)動位置相接合。
第五實施方式的調(diào)整裝置400在從動元件416具有小于120°的正常工作角度的應(yīng)用中實現(xiàn)了特別的效果。頻繁發(fā)生的應(yīng)用例如為閥致動裝置,在該裝置中,緊固到從動元件416的閥將通過開口位置和關(guān)閉位置之間的小于120°的、例如大約90°的樞轉(zhuǎn)角度樞轉(zhuǎn)。在該類型的應(yīng)用中,超負荷聯(lián)軸器450具有以下效果。在從動元件416在工作角度內(nèi)運動期間,如果從動元件416被阻止或在從動元件416上存在一些其它的過大應(yīng)力,扭矩傳輸在超負荷聯(lián)軸器450的區(qū)域內(nèi)被斷開,因而輸入元件426的轉(zhuǎn)動經(jīng)由傳動部件432的線性移位被轉(zhuǎn)換為螺紋套筒438的轉(zhuǎn)動。因此螺紋套筒438的轉(zhuǎn)動角度與從動元件416如果未被阻止時將轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動角度相對應(yīng)。在從動元件416的工作角度小于120°因而使馬達裝置也可以在兩個方向上被設(shè)立以僅轉(zhuǎn)動直到該工作角度被覆蓋時的應(yīng)用中,馬達的轉(zhuǎn)動以及因此產(chǎn)生的螺紋套筒438的轉(zhuǎn)動在聯(lián)接輪458的邊齒456已鎖定在螺紋套筒438的從動邊齒455中之前終止。這是指,在該類型的干涉的情況下,在馬達關(guān)閉之后,從動元件416能夠例如相互重新定位直到從動元件416到達正常工作角度的端點,隨后聯(lián)接輪458的各齒精確地移回螺紋套筒438的相同的關(guān)聯(lián)槽內(nèi),這使得齒在調(diào)整裝置400的正常工作期間也將接合,直到發(fā)生超負荷為止。這必然意味著超負荷部件特別是相對于縱軸線上的位置非常精確,在該位置超負荷還未發(fā)生并且調(diào)整裝置400在正常工作下改為朝向相關(guān)端位置。以這種方式,能夠確保調(diào)整裝置400在消除超負荷之后能夠以簡單的方式重新返回準備工作的位置。
如果聯(lián)接輪458包括三個相應(yīng)的槽或凹部以替代齒456-1、456-2、456-3并且匹配齒將改為設(shè)置于螺紋套筒438,當然也能夠?qū)崿F(xiàn)第五實施方式的前述效果。此外,替代聯(lián)接輪458和螺紋套筒438上的三個齒和三個凹部,能夠設(shè)置更多個齒和更多個凹部、或設(shè)置兩個齒和兩個凹部、或甚至設(shè)置僅一個齒和一個關(guān)聯(lián)的凹部。對前述效果重要的是,聯(lián)接輪458和螺紋套筒438的相鄰的鎖定位置(鎖定轉(zhuǎn)動位置)之間的中間角度比從動元件416的工作角度大,例如,在閥控制設(shè)備的情況下工作角度為閥的最大樞轉(zhuǎn)角度。
最后,應(yīng)當注意的是,在第五實施方式中,螺紋套筒438可以形成為兩件式,具體地可以包括承載邊齒455的第一部分438-1和第二部分438-2,第一部分438-1和第二部分438-2剛性地相互連接。可選地,螺紋套筒438可以如第三實施方式中那樣形成為單件式。