本發明涉及用于由回轉驅動運動產生回轉調節運動的調整裝置領域。本發明尤其涉及用于閥回轉調節的調整裝置領域。它涉及根據權利要求1的前序部分所述的調整裝置。本發明的另一方面涉及包括失效保護機構和調整裝置的裝置領域。
背景技術:
回轉調節運動通常是轉動幾圈或轉動不到一圈的運動。就是說,回轉調節運動既包括擺動(如擺動90度或60度),也包括旋動。
在當前的現有技術中,用于由回轉驅動運動引起的回轉運動的調整裝置通常被如此驅動,即,回轉驅動運動通過齒輪傳動機構、鏈和/或傳動帶被傳遞至輸出裝置,由此該輸出裝置也進行回轉運動。在這種情況下,通常在回轉驅動運動與輸出裝置回轉運動之間形成傳動機構。該傳動機構允許通過較大的驅動運動獲得比較小的調節運動。通過這種方式能在已知的調整裝置中避免為了驅動調整裝置須使用昂貴且高轉矩的大型驅動裝置。
但已知的調整裝置因迄今的結構類型而構造復雜且在空間方面非常不利,該結構類型通過齒輪傳動機構、鏈和/或傳動帶實現回轉驅動運動與輸出裝置回轉運動的偶聯。此外,已知的調整裝置可能有許多零件和/或小型精密制造構件,進而在生產、安裝、保養和維修方面是昂貴的。此外,已知的調整裝置可能相對易受干擾,可能磨損嚴重和/或難于安裝、保養或維修。
技術實現要素:
因此,本發明的任務在于提供一種前言所述類型的調整裝置,其至少部分消除至少其中一個上述缺點。
具有權利要求1的特征的調整裝置完成該任務。
根據本發明的、用于由回轉驅動運動產生回轉調節運動的且尤其用于閥回轉調節的調整裝置包括驅動軸、中間件、參照件和從動件。在此,所述調整裝置的前述構件被構造成可彼此相對運動。此外,所述調整裝置包括第一傳動機構和與第一傳動機構不同的第二傳動機構。在這種情況下,
-所述第一傳動機構被構造成其將所述驅動軸相對于參照件的回轉運動轉換成所述中間件相對于參照件的線性運動分量,
-所述調整裝置具有移動直線,所述中間件通過中間件相對于參照件的線性運動分量沿所述移動直線運動,和
-所述第二傳動機構被構造成將所述中間件相對于參照件的線性運動分量轉換為所述從動件相對于參照件的回轉運動。
所述驅動軸可接收驅動裝置的回轉驅動運動,由此具有相對于參照件的回轉運動。所述參照件可以是例如殼體、支架或框架。該參照件尤其在調節運動期間在空間上保持在同一位置。例如該參照件在閥調整裝置情況下相對于閥體固定布置或相對于通向閥的管路固定布置。
所述第一傳動機構將所述驅動軸(相對于參照件)的回轉運動轉換為所述中間件(相對于參照件)的線性運動分量。就是說,所述中間件由于驅動軸的回轉運動和進而借助第一傳動機構的關聯而相對于參照件以線性運動分量來運動。所述中間件的因其線性運動分量造成的運動沿所述移動直線進行。即,通過線性運動分量使整個參照件沿所述移動直線運動。
換言之,所述移動直線也可被稱作直的移動軸線。移動直線對應于移動軸線,該中間件的線性運動分量沿所述移動軸線延伸。
所述第二傳動機構將所述中間件(相對于參照件)的線性運動分量轉換為所述從動件(相對于參照件)的回轉運動。就是說,所述從動件因中間件的線性運動分量及其通過第二傳動機構與中間件的關聯而回轉。在這種情況下,第一傳動機構及第二傳動機構均將所述驅動軸的運動或力傳遞給所述從動件。
就是說,所述調整裝置通過第一傳動機構將驅動軸的回轉運動轉換為中間件的線性運動分量,且所述線性運動分量又通過第二傳動機構被轉換為從動件的回轉運動。所述線性運動分量也可被稱作往復運動。
尤其是,所述中間件相對于參照件不僅可具有線性運動分量,也可附加具有回轉運動分量。換言之,所述中間件也可相對于參照件進行組合式回轉往復運動。
由所述往復運動或由回轉往復運動導致的流體(尤其參照件內的空氣)排擠能可選地被用于例如氣動相互作用或作為驅動裝置的冷卻手段。通過氣動相互作用,例如可使開關做出反應和/或被激活,和/或閥且尤其是單向閥可被調節。
上述調整裝置因回轉運動被轉換為線性運動分量(且又轉換回至回轉運動)而開創了嶄新而有利的活動件空間布置可能性。在調整裝置具有相同或更好的穩定性的情況下,嶄新的活動件空間布置允許緊湊的外形尺寸。這樣的調整裝置可由少數零件構成。所述調整裝置可由設計簡單的零件構成。調整裝置的零件能以相對大的制造容差制造。出于前述原因,該調整裝置能低成本制造且易于安裝、維修和保養。從驅動軸至從動件的傳動機構可通過所述調整裝置簡單且節省空間地構成。
所述調整裝置可包括指示機構,其允許顯示所述調整裝置的調節位置并與調整裝置部件的回轉運動和/或線性運動分量以機械、液壓和/或氣動的方式相偶聯。
該調整裝置的調節位置是指其運行狀態,即例如從動件位置且尤其是其調節角度。通過所述指示機構與調整裝置部件及其運動的偶聯,可形成調節位置的簡單、有力且可靠的顯示。因此,該調整裝置的調節位置例如可在從動件與閥抗扭接合的情況下示出閥狀態。
在一個實施方式中,在沿從動件回轉運動的旋轉軸線方向上的投影中,所述第二傳動機構圍繞所述第一傳動機構。
通過在所述投影中被第二傳動機構圍繞的第一傳動機構可實現所述調整裝置的節省空間的布置。
作為可選特征,該第二傳動機構可包括第一類型傳動機構。該第一類型傳動機構將該中間件相對于參照件的線性運動分量轉換為該中間件相對于參照件的回轉運動。
換言之,該第一類型傳動機構(其被第二傳動機構包含)將中間件與參照件如此接合,該中間件(相對于參照件)的線性運動分量使該中間件處于(相對于參照件的)回轉運動。
換言之,該第一類型傳動機構也可被稱作參照件螺紋,因為第一類型傳動機構使參照件和中間件的回轉運動與中間件相對于參照件的線性運動分量相互作用。
就是說,通過第一類型傳動機構使中間件與參照件相偶聯。所述中間件的、由中間件線性運動分量導致的回轉運動尤其可為從動件相對于參照件的回轉運動做出貢獻。
作為另一可選特征,該第二傳動機構可包括第二類型傳動機構。該第二類型傳動機構將該中間件相對于從動件的線性運動分量轉換為該中間件相對于從動件的回轉運動。
換言之,該第二類型傳動機構(其被第二傳動機構包括)將中間件與從動件如此偶聯,該中間件(相對于從動件)的線性運動分量使中間件處于(相對于從動件的)回轉運動中。
換言之,所述第二類型傳動機構也可稱作從動件螺紋,因為第二類型傳動機構使從動件和中間件的回轉運動與中間件相對于從動件的線性運動分量相互作用。
就是說,通過第二類型傳動機構使中間件與從動件偶聯。該中間件的、由中間件的線性運動分量導致的回轉運動尤其可為從動件相對于參照件的回轉運動做出貢獻。
尤其是,該第二傳動機構既包括第一類型傳動機構,又包括第二類型傳動機構。由此,所述運動和力通過第二傳動機構被分散至至少兩個子傳動機構(即第一類型傳動機構和第二類型傳動機構)。所述第二傳動機構既包括第一類型傳動機構又包括第二類型傳動機構對所述調整裝置的磨損、設計尺寸、運轉平穩性、安裝方便性、維修方便性和/或保養方便性是有利的。這對所述調整裝置的效率也是有利的。
補充地或替代地,驅動軸線可平行于輸出軸線布置。驅動軸線尤其可布置成與輸出軸線同軸。在此情況下,所述驅動軸在回轉運動情況下繞驅動軸線旋轉,且所述從動件在回轉運動情況下繞輸出軸線旋轉。
所述驅動軸線和輸出軸線的平行布置允許驅動軸和從動件的緊湊布置。同軸布置也允許緊湊布置。此外,同軸布置允許包括驅動軸和從動件在內的功能單元的自定心結構。
作為另一可選特征,所述移動直線可平行于輸出軸線布置。
于是,換言之,該線性運動分量使中間件平行于輸出軸線運動。這允許該調整裝置的活動部件有利布置,由此允許調整裝置緊湊構成。
補充地或替代地,所述第一傳動機構和/或第二傳動機構包括螺旋傳動機構,其布置成轉換所述回轉運動或線性運動分量。
螺旋傳動機構包括具有螺旋體導向件的第一構件,其呈螺旋式且也可被稱為螺線式或螺紋。此外,該螺旋傳動機構包括第二構件,其具有相對于第一構件的螺旋體導向件的配合件,由此所述第二構件沿第一構件的螺旋體導向件相對于其被活動引導。在第一構件相對于第二構件(或反之)旋轉情況下,這兩個構件均通過螺旋傳動機構借助線性運動分量沿螺旋體導向件的中心軸線相對運動。替代地或補充地,該螺旋傳動機構適用于:在第一構件相對于第二構件以線性運動分量沿螺旋體導向件的中心軸線運動的情況下(或反之),這兩個構件均通過螺旋傳動機構彼此相對旋扭。
出于力學原因,根據所述螺旋傳動機構的螺距,可實現功能選擇:所述螺旋傳動機構例如可僅將所述線性運動分量轉換為回轉運動,而不將回轉運動轉換為線性分量。或者,所述螺旋傳動機構比如可將所述回轉運動轉換為線性分量,而不將線性運動分量轉換為回轉運動。
也可能的是不設置功能選擇。這就是說,既能將所述線性運動分量轉換為回轉運動,也能將所述回轉運動轉換為線性分量。
所述螺旋傳動機構根據螺距的功能選擇例如可被有利應用在第二傳動機構中。通過這種方式,確實可以通過驅動軸的運動使從動件運動,但同時阻礙了在相反的功能方向上所述從動件的運動使驅動軸運動。
尤其是上述調整裝置中的所述第二傳動機構在體積方面可被設定為大尺寸。這可被用于形成螺旋傳動機構的大接觸面。在螺旋傳動機構中的大接觸面減小表面受壓的壓力,這在相同穩定性情況下允許使用比在表面承受更高壓力時更柔軟的材料。這在材料選擇時可能是有利的,因為由此例如能找到更多可選的合適材料。這尤其可反映在更有利的制造成本。
螺旋體導向件和/或螺旋體導向件的配合件可在軸向上延伸經過一整圈(即旋轉360度)、延伸經過多圈或也可僅延伸經過一圈的一小部分。螺旋體導向件和/或螺旋體導向件的配合件尤其可延伸經過半圈(180度)、經過三分之一圈(120度)、經過四分之一圈(90度)、經過六分之一圈(60度)、經過八分之一圈(45度)或經過十二分之一圈(30度)。
螺旋傳動機構能以簡單且低成本的方式制造。螺旋傳動機構是牢固的且能少磨損地構成。螺旋傳動機構可用少數零件構成。
可選地,所述驅動軸不可平移但可轉動地支承在參照件上。所述從動件尤其也能不可平移但可轉動地支承在參照件上。
兩個物體不可平移的支承是指兩個物體無法相對平移或兩個物體無法彼此相對線性運動。可相對轉動支承的物體可進行彼此相對轉動。
作為另一可選特征,所述調整裝置包括電驅動裝置。在這種情況下,所述驅動裝置布置為用于驅動所述驅動軸。
電驅動裝置是指電動驅動裝置,即從電能至機械能的換能器(機電換能器)。尤其能以直流電機、交流電機和三相電機或步進電機作為電驅動裝置。
通過被所述調整裝置包含的電驅動裝置,所述調整裝置可簡單緊湊地構成。調整裝置能可靠地且作為驅動技術獨立單元運行。具有電驅動裝置的調整裝置可被簡單控制和/或調整。此外,具有電驅動裝置的調整裝置的監測能相對簡單地通過分析驅動裝置供電來實現。電驅動裝置可以是緊湊的、成本有利的且易于支配的。尤其可使用步進電機。所述驅動裝置的控制裝置尤其可被集成至所述調整裝置。替代地,所述驅動裝置的控制裝置可布置在調整裝置外。
尤其可這樣構造所述驅動裝置,所述驅動裝置的轉子包括所述驅動軸。尤其可這樣構造所述驅動裝置,所述驅動裝置的定子包括所述從動件。尤其可這樣構造所述驅動裝置,所述驅動裝置的定子包括所述從動件且所述驅動裝置的轉子包括所述驅動軸。
所述調整裝置例如也可具有傳感器,它們獲知所述調整裝置或其構件的位置、運動或狀態。所述驅動裝置例如尤其可具有編碼器或者可設有用于中間件線性運動分量的、用于驅動裝置轉子的轉動的、用于驅動軸轉動的和/或用于從動件轉動的限制開關。
替代地或補充地,該調整裝置也能以機械方式被驅動(如通過彈簧力或手搖柄)。替代地或補充地,該調整裝置也能以氣動和/或液壓方式運行。替代地或補充地,該調整裝置也能以化學方式驅動,如通過引爆裝置或推進成分。
可選地,所述驅動軸的驅動裝置不可轉動且不可平移地被固定在從動件上。
尤其是,電驅動裝置不可轉動且不可平移地固定在從動件上。
不可轉動且不可平移地固定在從動件上的驅動裝置是指驅動裝置的定子不可轉動且不可平移地固定在從動件上。此時所述驅動裝置的轉子例如被固定在驅動軸上。
不可轉動且不可平移地固定在從動件上的驅動裝置允許調整裝置有緊湊結構。這樣的調整裝置可被構造成自動定心,這簡化了調整裝置結構。
作為另一可行的且可選的特征,所述調整裝置的第一狀態下,所述驅動軸的驅動裝置在空間上基本上被中間件圍繞,且所述驅動裝置在所述調整裝置的不同于第一狀態的第二狀態下基本上位于中間件外。
用語“基本上”是指90%份額,尤其75%份額,尤其60%份額。
換言之,所述中間件(相對于參照件)的線性運動分量使所述驅動裝置在中間件內至少部分來回運動。或者換言之,根據所述調整裝置的狀態,所述驅動裝置至少局部位于中間件內或位于中間件外。因此,因為該線性運動分量,該中間件從部分包圍該驅動裝置的位置如此遠離驅動裝置,即,所述驅動裝置的更少部分被中間件包圍(或反之)。
所述調整裝置由此能緊湊構成且同時具有相對長的移動直線,因為所述驅動裝置可至少部分且至少暫時布置在該中間件內。
但或者所述驅動裝置可布置在該中間件外。或者,所述驅動裝置例如也可布置在所述調整裝置外。
補充地或替代地,該中間件至少可局部呈空心圓柱體狀構成,其中所述空心圓柱體與輸出軸線同軸布置。
在前述段落中直接對此所描述的相同優點和替代方式適用于這個可選特征。作為另一優點,所述形狀至少局部呈空心圓柱體狀的中間件允許第二傳動機構簡單且高費效比地以在空心圓柱體的內側面和/或外側面的螺旋傳動機構的形式構成。尤其至少局部呈圓柱體狀的電驅動裝置可節省空間且空間最佳地至少局部且至少暫時被如此構造的中間件包圍。
該調整裝置的旋轉對稱部件和尤其還有該中間件可簡單且低成本地制造。這例如可通過鑄造(尤其通過壓鑄注射成型)、車削和/或銑削實現。該調整裝置的旋轉對稱部件例如也可由兩個鏡面對稱的半體形成。這種半體又可簡單且低成本地制造。此外,若該調整裝置的一個或多個部件包括兩個半體,則它們能圍繞已安裝的其它部件裝卸,該調整裝置的安裝、保養和維修是迅速且低成本的。半體的這些優點也可通過具有相同構型部件的其它對稱劃分方式實現,如三分、四分、五分、六分或其它劃分方式。
驅動軸尤其可具有呈雙頭雙螺紋形式的螺紋,其允許匹配螺紋由兩個相同部分構成。這又允許簡單裝配且同時也允許簡單、迅速且由此低成本地安裝、保養和維修。
作為可選特征,所述第一傳動機構和/或第二傳動機構包括呈滑動軸承形式的螺旋傳動機構,其中該螺旋體導向件和螺旋體導向件的配合件均由塑料構成,且它們通過滑動摩擦彼此相對接觸運動。
換言之,所述第一傳動機構和/或第二傳動機構分別包括至少一個呈上述滑動軸承形式的螺旋傳動機構。
尤其是第一類型傳動機構可呈滑動軸承形式。尤其是第二類型傳動機構可呈滑動軸承形式。
在滑動軸承的情況下,相對運動的部件處于直接接觸狀態,在此就是螺旋體導向件和螺旋體導向件的配合件。在直接接觸狀態下,它們在滑動摩擦情況下彼此相對運動。
具有由塑料制成的相互接觸摩擦的面的滑動軸承可簡單、低成本且快速地制造。滑動軸承的相互接觸摩擦的面尤其可包括不同的塑料。這適于相互接觸摩擦的面的區域和/或相比于其中一個摩擦面的另一個與之摩擦的面。某些且可有針對性使用的塑料配對可根據對調整裝置的要求具有期望的滑動摩擦系數。尤其是所述滑動軸承能作為成形體構成,其由所述調整裝置的由塑料制成的零件構成,這是相當低成本且高效的。
可選地,所述螺旋傳動機構的至少一個螺旋體導向件及其配合件均包括側面,該側面在垂直于從動件回轉運動的旋轉軸線的剖面內基本上沿旋轉軸線的徑向延伸。
基本徑向延伸是指相對于徑向延伸直線最多偏移15度。尤其是,基本徑向延伸是指相對于徑向延伸直線最多偏移10度。尤其是,基本徑向延伸是指相對于徑向延伸直線最多偏移5度。
該螺旋體導向件的及其配合件的基本徑向延伸的側面允許繞該旋轉軸線的轉動的高效直接的力傳遞,因為所述側面基本垂直于所述轉動的切向力取向。力傳遞在擺脫橫向力(即徑向力)或僅有很小的橫向力情況下實現。這種力傳遞不損傷材料,允許在材料相對硬的情況下傳遞大的力或很大的力時使用較柔軟的材料。
作為另一可選特征,螺旋傳動機構包括第一和第二螺旋體導向件及其配合件,其中第一和第二螺旋體導向件均在垂直于從動件回轉運動的旋轉軸線的剖面內包括基本上在旋轉軸線的徑向上延伸的側面,且具有與同一螺旋體導向件的該側面對置的匹配側面,該匹配側面被構造成在剖面內基本上相對于徑向取向是傾斜的,并且第一螺旋體導向件的徑向構成的側面被構造成在從動件的回轉運動方向上先行布置,第二螺旋體導向件的徑向構成的側面被構造成在從動件的相同回轉運動方向上尾隨布置。
換言之,針對螺旋傳動機構的第一旋轉方向,第一螺旋體導向件包括在旋轉方向上先行布置的且在剖面內基本徑向延伸的側面,第二螺旋體導向件包括在旋轉方向上尾隨布置的且在剖面內基本徑向延伸的側面。同樣的情況適用于與第一旋轉方向相反的第二旋轉方向:在此,第二螺旋體導向件的在剖面內基本徑向延伸的側面在旋轉方向上先行布置,第一螺旋體導向件的在剖面內基本徑向延伸的側面在旋轉方向上尾隨布置。
所述第一和第二螺旋體導向件及其配合件可這樣構成和定位,在螺旋體導向件和配合件之間形成空間距離(間隙)。該空間距離可用于在螺旋傳動機構的兩個旋轉方向分別只使第一或第二螺旋體導向件(及其配合件)的在剖面內基本徑向延伸的側面傳遞回轉運動。即,根據螺旋傳動機構的旋轉方向,要么是第一螺旋體導向件(及其配合件)的在剖面內基本徑向延伸的側面、要么是所述第二螺旋體導向件(及其配合件)的相應側面可傳遞回轉運動。通過這種方式,取決于旋轉方向的力傳遞被分配給兩個不同的螺旋體導向件及其配合件。
換言之,在這種取決于旋轉方向的實施方式中,僅具有相應配合件的第一螺旋體導向件或僅具有相應配合件的第二螺旋體導向件分別承受回轉運動的力。
這種力傳遞分配的優點是磨損小且材料應力小。這也允許在材料相對硬的情況下傳遞大的力或很大的力時使用較柔軟的材料。
作為另一可選特征,所述螺旋傳動機構可包括螺旋體導向件及其配合件,其中所述螺旋體導向件在垂直于從動件回轉運動的旋轉軸線的剖面內包括第一和第二基本上沿旋轉軸線的徑向延伸的側面,其中第一徑向構成的側面被構造成在從動件的回轉運動方向上先行布置,所述第二徑向構成的側面被構造成在從動件的相同回轉運動方向上尾隨布置。
若在同一螺旋體導向件上在旋轉方向上在剖面內基本徑向延伸地既形成有先行的側面又形成有尾隨的側面,則能與旋轉方向無關地實現已如上所述的繞旋轉軸線旋轉的、高效直接的力傳遞并帶來已在上文提到的優點。因此,尤其單獨的螺旋體導向件連同配合件已被構造成高效牢固的螺旋傳動機構,這是因為極少的零件允許簡單、迅速和/或低成本地制造。
例如兩個這樣的螺旋體導向件(均具有先行和尾隨的側面,其在剖面內基本徑向延伸)構成高效且牢固的、具有極少所需元件的螺旋傳動機構。這樣的螺旋傳動機構簡單、迅速和/或成本有利地制造。
例如在前述剖面內,所述螺旋傳動機構的螺旋體導向件及其配合件分別包括至少一個側面、尤其是兩個側面,它們沿旋轉軸線的徑向延伸。基本徑向延伸的側面的優點也適用于所述徑向延伸的側面。
所述滑動軸承的相互接觸摩擦的面尤其可由不同的材料制成。這也適用于相互接觸摩擦的面的區域和/或相比于其中一個摩擦面的另一個與之摩擦的面。
替代地,該滑動軸承的部分或具有所述滑動軸承的部分的零件也可由陶瓷制成。或者,該滑動軸承具有由塑料制成的相互接觸摩擦的面,它們僅以塑料涂層形式形成在其它材料上。也可以想到涂覆塑料制的接觸摩擦面以形成所述滑動軸承。
可選地,所述第一傳動機構和/或第二傳動機構包括呈滾動支承形式的傳動機構,其用于將所述線性運動分量轉換為回轉運動。
彼此相對活動的部分在滾動支承情況下通過滾動體相互支承。所述部分的相互運動可通過所述活動部分與滾動體之間的滾動摩擦實現。所述部分的相互運動也可至少部分通過所述活動部分與滾動體之間的滑動摩擦實現。尤其是所述部分的相互運動可通過在所述活動部分與滾動體之間的滾動摩擦和滑動摩擦的混合形式實現。所述滾動體例如可以是球或滾柱。
尤其是第一類型傳動機構可以呈滾動軸承形式。尤其是第二類型傳動機構呈滾動軸承形式。
尤其是所述第二傳動機構可包括呈滾動軸承形式的螺旋傳動機構。這意味著該螺旋體導向件和螺旋體導向件的配合件呈滾動軸承狀構成。換言之,這對應于通過滾動軸承被引導的螺旋傳動機構。此時,滾動摩擦代替滑動軸承的滑動摩擦。
作為另一可選特征,該驅動軸一方面具有驅動裝置(驅動裝置因此被調整裝置包含),另一方面,該驅動軸還具有接頭,所述驅動軸在所述接頭處可借助設置在所述調整裝置外的輔助機構被驅動。
通過所述接頭,可將其它驅動裝置連接至所述驅動軸。所述其它驅動裝置可以永久與所述驅動軸相連,或者也可以暫時或按需與驅動軸相連。所述其它驅動裝置例如可以是手搖柄、失效保護機構或增力驅動裝置,其中所述增力驅動裝置加強所述調整裝置的驅動力。
失效保護機構是一種確保故障安全性的機構。這例如可通過備用件實現,在故障情況下所述備用件擔負起發生故障的構件的功能。就是說,在這種情況下,在所述調整裝置的驅動裝置出現故障的情況下,另一個驅動裝置驅動所述調整裝置。
作為另一例子,可使用并行工作的構件作為失效保護機構,其在第一構件發生故障的情況下接管額外負載。而在當前情況下,與所述調整裝置的驅動裝置一起驅動所述驅動軸的另一驅動裝置比如在所述調整裝置的驅動裝置發生故障的情況下能單獨驅動所述驅動軸。
失效保護機構可尤其包括蓄能器,蓄能器已保持儲存有足夠能量以便至少為了調節運動驅動該調整驅動裝置。失效保護機構可存貯呈機械、電和/或化學形式的能量。例如,失效保護機構可具有作為蓄能器的彈簧、壓力容器、電池、電容器和/或點火成分。
作為可選特征,所述從動件在其回轉運動方向上具有400度、尤其最大200度、尤其是最大100度的最大回轉運動自由度。
補充地或替代地,所述驅動軸的回轉運動與所述從動件的回轉運動之間的傳動比在20:1至800:1的范圍內,尤其在40:1至200:1的范圍內,尤其在60:1至120:1的范圍內。
作為另一可選特征,所述第二傳動機構呈螺旋傳動機構形式構成,其螺距在10度至80度范圍內,尤其在30度至60度范圍內,尤其是在40度至50度范圍內。
補充地或替代地,在實施調節運動時(就是說在從動件相對于參照件做回轉運動時),所述從動件的最大轉矩可在0.1至100牛米(Nm)的范圍內,尤其在0.1至50牛米的范圍內,尤其在0.1至30牛米的范圍內。也可以想到最大轉矩在1至10牛米的范圍內。所述最大轉矩尤其也可以在0.1至200牛米的范圍內。
本發明的另一方面涉及調整裝置的運行方法。
所述調整裝置能可選地如此運行,在從動件調節運動的最后進行與調節運動方向相反的小運動。這避免調整裝置在最終位置上的歪斜、夾住和/或卡死并使進一步的調節運動變得容易。所述小運動可使調整裝置不受力,否則所述力在下次調節運動之前都會持續加在調整裝置上。所述小運動可在長期負載情況下避免滑動軸承流動或變形,這尤其在滑動軸承由塑料制成情況下是有利的。
該調整裝置例如可選地如此運行,該從動件在調節運動之間的時間間隔內進行在調節運動的個位數百分比(或更小)范圍內的小運動。
尤其可在彼此相反的方向上在時間上前后緊密銜接地進行多次小運動,這相當于一種顛簸運動。一次或多次這樣的小運動和/或顛簸運動可避免該調整裝置和/或進而由其調節的構件卡住,或至少妨礙或延緩卡住。例如可避免或至少妨礙或延緩由調整驅動裝置調節的閥的卡住和/或結垢。
若所述第一傳動機構和/或第二傳動機構具有間隙,則可針對卡住的調整裝置或卡住的閥的釋放或起步使用一次或多次所述小運動,其中所述一次或多次小運動至少部分穿過所述間隙。換言之,在這種情況下,所述間隙被用作吸收振動的起始部或空間。尤其是,至少部分環繞所述間隙的顛簸運動被有利地用于釋放或起動卡住的調整裝置和/或閥。間隙是指活動余隙,就是說所述傳動機構的相互咬合的構件的運動自由度。
上述調整裝置因其特殊設計而相對于這種小運動是穩固的,因此例如比齒輪傳動機構更好地適用于這種小運動。
本發明的另一方面涉及包括失效保護機構和調整裝置且優選是具有上述接頭的調整裝置的裝置,其中,所述失效保護機構被構造成可與所述調整裝置分離并包括蓄能器,所述蓄能器已保持存有足夠能量以便至少為了調節運動而驅動所述調整裝置。
調整裝置和失效保護機構已在上文中描述。
附圖說明
接著將根據如圖所示的優選實施例來進一步闡述本發明主題,其中:
圖1以從上方看的立體圖示出調整裝置的分解視圖;
圖2以從下方看的立體圖示出圖1的分解視圖;
圖3以從上方看的立體圖示出圖1的調整裝置的局部分解視圖,其中所述從動件在分解視圖中未被示出;
圖4以從下方看的立體圖示出圖3的分解視圖;
圖5示出圖1的調整裝置的縱剖視圖;
圖6示出圖1的調整裝置的橫剖視圖;
圖7以立體圖示出圖1的調整裝置的組成部件的視圖;
圖8從下方示出中間件的立體圖;
圖9從上方示出驅動軸的立體圖;
圖10從上方示出圖1的調整驅動裝置的立體圖;
圖11示出與圖10相同的視圖,其中所述調整驅動裝置安裝在閥上;
圖12示出調整裝置第二實施方式的局部的與圖6相似的橫剖視圖;
圖13示出調整裝置第三實施方式的局部的與圖12相似的橫剖視圖。
原則上,在附圖中,相同的零部件帶有相同的附圖標記。
具體實施方式
圖1以從上方看的立體圖示出調整裝置1的分解視圖。調整裝置1包括驅動軸2、中間件3和由兩個相同的半殼體21及底板22組成的參照件4。此外,調整裝置1包括由兩個相同的從動件半體20組成的從動件5并包括驅動裝置6。在這種情況下,驅動裝置6是步進電機。
中間件3、參照件4和從動件5由塑料制成。從動件半體20具有相同的結構且半殼體21也具有相同的結構,這允許簡單且成本有利地制造。此外,調整裝置1的安裝、保養和維修是簡單、迅速和成本有利的,因為從動件5和參照件4可圍繞已安裝的其它構件來組裝或拆卸。
所述塑料件具有功能性成形結構,它們可被設計成制造簡單、快速且低成本。例如中間件3、參照件和從動件5具有傳動機構的功能件(就是說螺旋體導向件或螺旋體導向件的配合件),即第一和/或第二(第一和/或第二類型)傳動機構的功能件。調整裝置1僅包括少量構件(或構件半體),此外,它們絕大多數可簡單且成本有利地由塑料制造。
在圖1中已可清晰看見第二傳動機構12的各功能件,第二傳動機構包括第一類型子傳動機構13和第二類型子傳動機構14。呈具有蓋7的空心圓柱體形式的中間件3如在該空心圓柱體的外側面具有第一類型子傳動機構13的四個螺旋體導向件30。第一類型子傳動機構13的螺旋體導向件30以具有梯形橫截面的槽的形式形成,其中該橫截面的槽底小于槽口。
第一類型子傳動機構13的螺旋體導向件30具有45度斜度。第一類型子傳動機構13的螺旋體導向件30的配合件31成形在半殼體21的內側面且具有與第一類型子傳動機構13的螺旋體導向件30互補的形狀。第一類型子傳動機構13的螺旋體導向件30的配合件31也具有45度斜度。第一類型子傳動機構13的螺旋體導向件30及其配合件31均延伸超出中間件3的空心圓柱體的外側面或參照件4的半殼體21的內側面如此遠,以至第一類型子傳動機構13能進行八分之一圈(45度)的螺旋運動。
在圖1中也可清晰看見第二類型子傳動機構14的螺旋體導向件32的四個配合件33,它們成形在從動件半體20的外側面。第二類型子傳動機構14的螺旋體導向件32的配合件33具有45度斜度。第二類型子傳動機構14的螺旋體導向件32及其配合件33均延伸超出中間件3的空心圓柱體的內側面或從動件半體20的外側面如此遠,以至第一類型子傳動機構13能夠進行八分之一圈(45度)的螺旋運動。
第一類型子傳動機構13和第二類型子傳動機構14均被構造為螺旋傳動機構。第一傳動機構11也由螺旋傳動機構構成。驅動軸2在其一部分外表面上具有螺紋,該螺紋與被中間件3的蓋7包圍的匹配螺紋8配合地形成第一傳動機構11。因此,通過主軸2的回轉運動,中間件3由于其通過第一傳動機構11與主軸2偶聯而以沿主軸2的中心軸線的線性運動分量運動。
圖2以從下方看的立體圖示出圖1的分解視圖。除此之外,在此也能看到第二類型子傳動機構14的螺旋體導向件32,它們形成在中間件3的空心圓柱體的內側面。
在圖3中以從上方看的立體圖示出圖1的調整裝置1的分解視圖。在此,從動件5未以分解視圖被示出。圖4以從下方看的立體圖示出相同內容。在圖3和圖4中可清晰看見兩個從動件半體20如何在組裝狀態下包圍且固定驅動裝置6。所適用的成形結構在從動件半體20的內側面形成且例如可從圖1和圖2中清晰看見。
在驅動裝置6上、確切地說在驅動裝置6的轉子上固定有驅動軸2,驅動軸從從動件5突出。在相反方向上,具有四邊形開口的從動聯軸器9從該從動件5突出,從動件5由此可與待調節件如閥連接。從動聯軸器9和驅動軸2同軸布置且自定心固定在參照件4上。從動聯軸器9在調整裝置1的安裝狀態下延伸穿過圓形底板22的中心開口。驅動軸2在參照件4與底板22的中心開口對置的端部延伸穿過參照件4的開口且可轉動支承在那里,例如通過球軸承。在驅動軸2的所述端部還形成有呈驅動軸2的六角端頭形式的接頭10,在所述接頭處可從調整裝置1外接近并驅動該驅動軸2。
圖5示出圖1的調整裝置1的縱剖視圖,圖6示出圖1的調整裝置1的橫剖視圖。在這里示出處于安裝且運行準備就緒狀態的調整裝置1。第一傳動機構11和和第二傳動機構12及其兩個子傳動機構即第一類型子傳動機構13與第二類型子傳動機構14在圖5和圖6中清晰可見。
圖7以立體圖示出圖1的調整裝置1的組成部件即驅動裝置6的視圖,所述驅動裝置在組裝狀態嵌入從動件半體20內。在這種情況下,驅動軸2被固定在驅動裝置6上。
圖8示出從下方看的中間件的立體圖,在此清晰看見第一類型子傳動機構13的螺旋體導向件30和第二類型子傳動機構14的螺旋體導向件32。
圖9從上方示出驅動軸2的立體圖。圖10又從上方示出圖1的運行準備就緒的安裝組裝好的調整驅動裝置1的立體圖。圖11示出與圖10相同的視圖,其中調整驅動裝置1安裝在閥40上。
調整驅動裝置1如此運行,其在需要時從第一調節位置運動至第二調節位置并返回。在當前情況下,第一調節位置與第二調節位置如此區分,從動聯軸器9和進而還有從動件5以四分之一圈即以90度相對于參照件4回轉擺動或旋轉。即,在所述第一調節位置,從動聯軸器9的參照點位于相對于參照件4具有0度回轉偏移的位置處。在所述第二調節位置處,從動聯軸器9的參照點位于相對于參照件4具有90度回轉偏移的位置處。
由于驅動裝置6被固定在從動件5上,故驅動裝置6在第二調節位置也以四分之一圈即90度相對于參照件4擺動或旋轉。確切說,驅動裝置6的定子被固定在從動件5上,因此驅動裝置6的定子以四分之一圈即90度相對于參照件4回轉擺動。
第二傳動機構12包括兩個子傳動機構,它們在所述第二調節位置分別以八分之一圈即45度旋轉,一方面相對于參照件4(第一類型子傳動機構13),另一方面相對于從動件5(第二類型子傳動機構14)。在相同回轉方向上進行兩個八分之一圈轉動,由此,兩個八分之一圈相加成四分之一圈,從動聯軸器9、從動件5和驅動裝置6的定子在所述第二調節位置具有所述四分之一圈。因此,中間件3僅旋轉或擺動了從動件5和驅動裝置6定子的一半程度。
就是說,在該調整裝置的調節運動中,驅動裝置6驅動該驅動軸2,該驅動軸由此相對于參照件4回轉。驅動軸2可轉動但不可平移地被固定在參照件4上。通過第一傳動機構11,驅動軸2的回轉運動一方面被轉換為(中間件3相對于參照件4的)線性運動分量,另一方面被轉換為(中間件3相對于參照件4的)回轉運動分量。就是說,中間件3相對于參照件4進行組合式旋轉往復運動。此時,第二傳動機構12通過第一類型子傳動機構13和第二類型子傳動機構14將所述參照件的組合式旋轉往復運動轉換為從動件5的回轉運動。由此,中間件3的線性運動分量被轉換為從動件5的回轉運動。從動件5也可轉動但不可平移地被固定在參照件4上。所述移動直線平行于驅動軸2的中心軸線延伸,中間件3因所述線性運動分量而沿所述移動直線運動。
在附圖中示出的調整裝置1具有在驅動軸1和從動件5之間的、傳動比為80:1的傳動機構。
驅動軸2尤其可具有呈雙頭雙螺紋形式的螺紋且配合螺紋由兩個相同部分組成。
調整裝置1的調節運動的典型持續時間可在2至3秒范圍內。但更快的調節運動也可行。更慢的調節運動也可行,尤其直至10秒、尤其是直至30秒的長持續時間的調節運動。在此情況下,該調節運動對應于從調整裝置1的第一(最終)位置至調整裝置1的第二(最終)位置的運動。
在可在圖10和圖11中清晰看見的接頭10上可連接并緊固失效保護機構。該失效保護機構尤其能以模塊方式構成且被設計為可與調整裝置1分離。
與圖6的一部分相似,圖12示出調整裝置的第二實施方式的參照件4、中間件3和從動件5的橫剖視圖。第二傳動機構12包括第一類型子傳動機構13及第二類型子傳動機構14。第一類型子傳動機構13具有螺旋體導向件30及其配合件31。第二類型子傳動機構14具有螺旋體導向件32及其配合件33。在圖12中,第一類型子傳動機構13和第二類型子傳動機構14分別在螺旋體導向件30、32及其配合件31、33上既具有徑向延伸的側面34,又具有相對于徑向取向傾斜延伸的側面35。
在圖12中,如圖6中的第一實施方式那樣,該調整裝置的第二實施方式在第一類型子傳動機構13中分別具有四個螺旋體導向件30和四個相應的配合件31。同樣,該調整裝置的第一和第二實施方式在第二類型子傳動機構14中分別具有四個螺旋體導向件32和四個相應的配合件33。
在圖12中,在第一類型子傳動機構13和第二類型子傳動機構14中,各相鄰的螺旋體導向件30、32的徑向延伸的側面34都沿中間件3的周長看彼此對立布置。換言之,在沿一個旋轉方向轉動時,四個螺旋體導向件30、32中的兩個不相鄰的螺旋體導向件的徑向延伸的斜面34分別在旋轉方向上先行布置,而布置于其間的另外兩個螺旋體導向件30、32的徑向延伸的斜面34分別在旋轉方向上尾隨布置。
在如圖6所示的調整裝置的第一實施方式中,僅第二類型子傳動機構14具有徑向延伸的斜面34,其在相鄰的螺旋體導向件34情況下沿中間件3的周長看總是對立布置。而在第一實施方式中,第一類型子傳動機構13具有基本徑向延伸的斜面34,其在相鄰的螺旋體導向件34情況下沿中間件3的周長看總是對立布置。第一類型子傳動機構13的基本徑向延伸的斜面34相對于徑向延伸的直線具有15度的角度。
圖13像圖12那樣示出參照件4、中間件3和從動件5的橫剖視圖,但圖13示出調整裝置的第三實施方式。在第三實施方式中,第一類型子傳動機構13和第二類型子傳動機構14均分別僅有兩個螺旋體導向件30、32及其配合件31、33。每兩個螺旋體導向件30、32及其配合件31、33均分別包括兩個徑向延伸的斜面34。每個螺旋體導向件30、32及其每個配合件31、33的兩個徑向延伸的斜面34沿中間件3的周長看總是對立布置。就是說,第三實施方式在第二傳動機構12中不具有相對于徑向取向傾斜延伸的斜面。