CN101263345B - 调节驱动装置 - Google Patents

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Abstract

调节驱动装置(10)，尤其是具有电马达(60)和大减速比的传动机构(48)，将转矩传递到至少一个闸板或至少一个阀门的驱动轴(24)上以调节气体或液体体积流量。尤其是在供暖通风空调(HLK)、防火和空间防护领域中使用的调节驱动装置(10)直接或通过适配件(16)在径向方向上抗扭转地装配在被操控机构的机架或支架上。它与驱动轴(24)形成可拆卸的力结合和/或形状配合连接。调节驱动装置本身或者适配件(16)具有至少一个在端侧的插入槽口(40)用于驱动轴(24)，槽口是U形或半圆形的。优选通过执行马达，但是也可通过气动、液压或手动地实现调节驱动装置的控制。调节驱动装置(10)可选择性地用作桥接驱动装置。

Description

调节驱动装置
本发明涉及一种调节驱动装置，尤其是具有电马达和大减速比的传动机构，用于尤其是在供暖通风空调(HLK)、防火和空间防护领域中，将转矩传递到至少一个闸板或至少一个阀门的驱动轴上以调节气体或液体体积流量。本发明还涉及这种调节驱动装置的使用。
自30多年以来提出在采暖、通风和空调设备(HLK设备)中制造用于调节机构的电动化的电控调节驱动装置。HLK调节机构保证气体或流体，尤其是空气和水的经济的体积流量调节。作为紧凑的单元，HLK调节机构通常不仅包括驱动装置，而且包括压力感应器和调节器，所有部分都组装在一个设备里面。
通风系统越来越多地应用于楼宇、尤其是住宅、办公室和工业建筑，通常与防火和防烟组合使用。在通风设备中通过可摆转的空气闸板实现体积流量调节，这具有重要的意义。通过适合的测量仪器测量体积流量，例如通过由驱动装置、压力感应器和调节器构成的紧凑的单元NMV-D2M，Belimo Automation公司CH-8340 Hinwil，并且将测量值传递到电子装置。
为了控制通风系统中的闸板或者水管系统中的球阀，必须使较弱的马达控制大面积或大体积的调节机构。精确和稳定的调节只能以非常大的减速比实现。为了使闸板摆转或者为了使球阀以锐角一直旋转到直角，必须使电动马达的初级轴旋转许多圈。在调节驱动装置中将马达的减速的转矩转换成摆转运动或直线运动。
在WO 2006/024 183中描述了用于线性地控制装置的调节驱动装置，它在转换由电动马达驱动的小齿轮的转矩的条件下控制纵向偏移的切向杆。这个切向杆在它那一侧操控HLK、防火和空间防护设备的闸板或阀门。可单独调节的、沿着其轴线可移动的标准螺纹杆抗扭转地支承在调节驱动装置里面。小齿轮与至少一个自由旋转的驱动轮以形状配合处于啮合。弹性的顶压机构起到使驱动轮和标准螺纹杆无间隙地啮合的作用。
本发明的目的是，实现上述形式的调节驱动装置，它简化驱动轴的操控并且具有灵活性，也用于现有设备的改造。
按照本发明这个目的由此得以实现，即调节驱动装置直接或通过适配件在径向方向上抗扭转地装配在被操控机构的机架或支架上，并且与连续的驱动轴形成可拆卸的力结合和/或形状配合连接。这种调节驱动装置的特殊和改进的实施方式是从属权利要求的内容。
所述驱动轴可以构造得较短，并且控制唯一的调节机构如闸板或阀门。但是驱动轴也可以构造得较长，并同时控制多个调节机构。为了装配调节驱动装置，连续的驱动轴不必分开。也可以通过唯一的调节机构控制长的驱动轴。为了更换调节驱动装置，只需松开固定螺纹件和驱动轴上的力结合和/或形状配合连接。新安装的调节驱动装置不必装配在要被维修或要被替换的调节驱动装置的同一位置上，因此实际上无需中断运行地实现更换，更换只需几秒钟。
如同下面详细指出的那样，为了新装配或者为了改造优选将适配件固定在底板上，它以适宜的方式也抗扭转地固定调节驱动装置。
通过在端面安置在调节驱动装置或者适配件上的、U形或半圆形的槽口实现侧面的连接，驱动轴以很小的间隙配合在槽口中。由公共的基板或者由其延长体承受调节驱动装置的反应力。
以公知的方式实现调节驱动装置的传动轴或者适配件与驱动轴之间的力结合和/或形状配合连接，例如通过
-卡箍，优选具有用于形状配合的横槽，
-两个以形状配合方式的相互嵌接的圆柱齿轮或者齿轮段，或者
-在横截面上为圆扇段形的具有内部制齿的传动机构空心轴，它在调节驱动装置或适配件径向插入和固定以后，与驱动轴的外部制齿以形状配合方式处于啮合。
为了形成与驱动轴的力结合和/或形状配合连接，通常通过螺纹连接在HLK设备的机架或支架上实现调节驱动装置或适配件的固定。这必须抗扭转地实现，必须吸收驱动装置的反应力。在每个驱动轴的区域内适宜地设置至少两个位置，在那里调节驱动装置可以带有适配件或者没有适配件地被螺纹连接。按照本发明的特殊实施方式，也可以将调节驱动装置插到快卡装置(Schnappvorrichtung)上并且立刻发挥功能。可以首先在驱动马达运行故障时插上这个调节驱动装置并且无延迟地投入运行。如果调节驱动装置和适配件设置在公共的基板上，只需固定或锁紧这个基板。
已经证明平行四边形形式的适配件是特别适宜的，其中传动轭杆和驱动轭杆通过平行的拉杆铰接地连接。通过传动机构输出轴使要使用的转矩传递到传动轭杆并且由那里通过拉杆传递到驱动轭杆上，该驱动轭杆使转矩以力结合和/或形状配合方式传递到驱动轴上。在这种情况下，无论驱动装置还是附件都不需要轴承。
按照本发明的调节驱动装置可以用于需要调节驱动装置的场合。单个地或以成组的方式通过公共的连续驱动轴实现对调节机构、尤其是闸板或阀门的驱动。
可以在单个或公共的驱动轴的每个位置上实现调节驱动装置的侧面连接，在该位置处可以在HLK设备的机架或支架上实现调节机构。
按照本发明的调节驱动装置的特殊应用形式是移动的应用。如果某个地方调节驱动装置的马达失效，可以在驱动轴的另一位置上旋上装好的调节驱动装置，或者通过快卡机构在径向方向上移入并固定。
按照本发明的可以在径向方向上上装配的调节驱动装置可以更简单且更快速地装配在连续的驱动轴上的任意或给定位置上，该调节驱动装置在定位方面具有更高的灵活性。对于存在调节驱动装置的设备可以通过安装适配件进行改造。尤其由马达控制调节驱动装置。优选使用电动马达，适宜地是执行马达(Steckmotor)。在某些情况下气动或液压的驱动马达是适宜的。也不排除手动的驱动装置。
借助于附图所示的实施例详细描述本发明，这些实施例也是从属权利要求的内容。附图中：
图1简示出具有部分可见的适配件的调节驱动装置的透视图，
图2示出调节驱动装置的透视图，
图3示出具有适配件的调节驱动装置的透视图，
图4示出调节驱动装置的剖视图，
图5示出具有适配件的调节驱动装置的剖视图，
图6示出具有平行四边形机构的适配件的减速机构。
在图1中所示的调节驱动装置10主要包括马达外壳12和传动机构外壳14，它们设置在公共的外壳里面。传动机构使电动马达初级轴的数百转减速到传动机构输出轴17的几转，这通过箭头18表示。这个摆转运动通过基本由平行四边形机构20所形成的具有卡箍22的适配件16传递到连续的驱动轴24上，该驱动轴通过接收旋转运动释放闸板或阀门打开和关闭。这个旋转运动通过箭头26表征，它在与箭头18在相同的旋转方向上旋转。
主要包括平行四边形机构20的适配件16可摆转地支承在基板28上，该基板在它那一侧通过装配孔30与被操控机构的机架或支架螺纹连接。
所述调节驱动装置10同样与适配件16的基板28或者其延长体(图6中的78)螺纹连接。该调节驱动装置10的基板具有延长体32，它具有纵向中心的槽口34。在这个槽口34中导引未示出的基板28的延长体的销栓36。由此使调节驱动装置10抗扭转地安装。在有利的杠杆比例的情况下，驱动装置的反应力得以接收。
在图2中示出调节驱动装置10(图1)的传动机构外壳14，它在箭头38的方向上在径向方向上插到连续的驱动轴24上并且通过未示出的机构抗扭转地固定。该传动机构外壳14在端面上具有U形槽口40，驱动轴24以很小的间隙配合匹配到该槽口40中。该U形槽口40可以减少成半圆柱形开口。通过箭头26表示驱动轴24的旋转方向。
为了简化未示出用于使传动机构输出轴17(图1)的转矩以力结合或形状配合方式传递到驱动轴24上的机构。在此这个其至少在减速传动机构的区域内具有外部制齿。在插接和固定了减速传动机构14时，传动机构输出轴17的外部制齿以形状配合方式啮合在驱动轴24的外部制齿里面。
在下部在传动机构外壳14里设置有用于执行马达60(图1)的初级轴的开口42。这个初级轴同样具有外部制齿，它在导入执行马达60以后与减速传动机构的齿轮处于形状配合方式的啮合。通过箭头44表示通过执行马达60的初级轴进行的驱动。
按照图3的实施方式使传动机构外壳14通过传动机构输出轴17插到适配件16上。这一点在箭头46的方向上实现，该箭头平行于驱动轴24延伸。用于在径向方向上插接到驱动轴24上的U形槽口40在端面安装在适配件16中。适配件16传递要施加在驱动轴24上的用于减速传动机构的转矩，在传动机构外壳14内不再需要U形的槽口40。由于适配件16，也可以改造已安装的调节驱动装置10，而不必复杂的机械加工工艺。
图4和5主要示出图2和3的内部。为了清晰，在图4中在马达外壳12里面没有示出任何部件，其结构对应于常见的执行马达60。在传动机构外壳14中可以看到部分减速传动机构48。在传动轴上设置小齿轮50，其外部制齿啮合在具有非常大的半径的齿段52里面。这个齿段52具有相当小的略超过90°的摆转范围。该齿段控制传动机构输出轴17，该传动机构输出轴通过卡箍22与用于调节机构的驱动轴24处于力结合和形状配合方式的嵌接。
在卡箍22的支腿56上引起夹紧力作用的螺纹件54相对于齿段52或中间件的凸肩58可调节地张紧。
图5示出对应于图3的适配件6，它主要由平行四边形机构20构成。这个平行四边形机构20在基板28的纵向上延伸，该平行四边形机构由传动轭杆62、驱动轭杆64和两个使两个轭杆铰接连接的拉杆66、68构成。
所述传动轭杆62可旋转地与基板28连接并且与多棱轴70固定连接，该多棱轴垂直于基板28延伸。
在此轴70在横截面中构造成正方形的，但它也可以具有其它的不是圆形的横截面，例如三角形、六边形或具有削平部位的圆形。轴70为了形成形状配合连接可以插到具有相应空腔的传动机构输出轴17里面。
所述驱动轭杆64在纵向中心对着外面具有接近圆形的缺口，它基本对应于基板28中的U形槽口40。此外驱动轭杆64的接片两次基本直角地折弯，并由此形成用于固定卡箍22的凸肩58。该卡箍20的支腿56具有外螺纹，两个带有垫片的螺母54使卡箍固定紧固到所使用的驱动轴上并形成力结合连接。
图6示出适配件16，基本上是装配在基板28上的平行四边形机构20，其具有以力结合和形状配合方式作用于驱动轴24上的卡箍22。传动机构输出轴17将转矩传递到其横截面为正方形的轴70上，轴70在它那一侧形成与平行四边形机构20的传动轭杆62的形状配合连接。通过箭头18表征的旋转运动由两个与传动轭杆62铰接连接的、平行的拉杆66、68传递到驱动轭杆64上。卡箍22旋紧到与驱动轭杆64构造成整体的、两次成直角折弯的凸肩58上，两个具有外螺纹的支腿56可以通过螺母54旋紧。由此使卡箍22顶压到驱动轴24上并形成力结合连接。卡箍22上的横槽72，在驱动轭杆64的缺口中和在凸肩58的缺口中，除了力结合以外也能够至少部分地形成形状配合连接。
如果传动轭杆62和驱动轭杆64在箭头18、26的方向上运动，则两个拉杆66、68执行由箭头74，76表征的相向的平行运动，即平行于部分表示的基板的纵轴线L。驱动轴24的轴线与纵轴线L相交。按照未示出的实施方式，可以这样装配基板28，使驱动轴24位于纵轴线L以外。所述拉杆66、68以相对于纵轴线L的角度α延伸，其中该角度α可以直至+/-90°或更大。
所述基板28的只部分示出的延长体78能够实现传动机构外壳14的附加固定(图1-3)，用于对施加在驱动轴24上的转矩的反应力吸收进行改善，调节驱动装置10抗扭转地装配。

Claims (12)

1.一种调节驱动装置(10)，用在供暖通风空调(HLK)、防火和空间防护领域中，其中，所述调节驱动装置(10)直接或通过适配件(16)在径向方向上抗扭转地装配在被操控机构的机架或支架上，并且与连续的驱动轴(24)形成可拆卸的力结合和/或形状配合连接，其特征在于，所述调节驱动装置本身或者适配件(16)具有至少一个在端侧的插入槽口(40)用于驱动轴(24)，该槽口(40)基本上是U形或半圆形的。
2.如权利要求1所述的调节驱动装置(10)，其具有电马达(60)和大减速比的传动机构(48)，用于将转矩传递到至少一个闸板或至少一个阀门的驱动轴(24)上以调节气体或液体体积流量。
3.如权利要求1或2所述的调节驱动装置(10)，其特征在于，所述调节驱动装置具有朝着插入槽口(40)敞开的、管段形的传动机构输出轴(17)，该传动机构输出轴具有内部制齿，在径向插入和固定调节驱动装置(10)后，该内部制齿与驱动轴(24)的外部制齿或者与同驱动轴(24)相连的管段(25)以形状配合方式啮合。
4.如权利要求1所述的调节驱动装置(10)，其特征在于，为了形成与驱动轴(24)的力结合和/或形状配合连接，通过与被操控机构的机架或支架的螺纹连接或者快速锁合，实现调节驱动装置(10)或适配件(16)的固定。
5.如权利要求1所述的调节驱动装置(10)，其特征在于，所述适配件(16)包括装配在基板(28)上的平行四边形机构(20)，该平行四边形机构包括由调节驱动装置(10)操控的传动轭杆(62)、用于驱动轴(24)的驱动轭杆(64)和两个平行的、与两个轭杆(62，64)的端部铰接连接的拉杆(66、68)，其中传动轭杆(62)与传动机构输出轴(17)以形状配合和/或力结合方式连接，而驱动轭杆(64)与驱动轴(24)以形状配合和/或力结合方式连接。
6.如权利要求5所述的调节驱动装置(10)，其特征在于，所述平行四边形机构(20)的传动轭杆(62)以形状配合方式被不是圆形的传动轴(70)穿透，该传动轴可旋转地固定在基板(28)里。
7.如权利要求5所述的调节驱动装置(10)，其特征在于，所述驱动轭杆(64)包括在其纵向方向上两次成直角折弯的凸肩(58)，该凸肩被以力结合方式并部分以形状配合方式固定住驱动轴(24)的卡箍(22)的支腿(56)穿透，其中其支腿(56)通过螺母(54)固定。
8.如权利要求5所述的调节驱动装置(10)，其特征在于，所述平行四边形机构(20)的拉杆(66、68)在基板(28)的纵向方向(L)上延伸，或者向一侧或另一侧形成直到约90°的角度(α)。
9.如权利要求1所述的调节驱动装置(10)，其特征在于，所述调节驱动装置附加地抗扭转地装配在用于适配件(16)的基板(28)的延长体(78)上。
10.如权利要求9所述的调节驱动装置(10)，其特征在于，所述调节驱动装置附加地抗扭转地通过螺纹连接在用于适配件(16)的基板(28)的延长体(78)上。
11.如权利要求1所述的调节驱动装置(10)的应用，在用于多个调节机构的连续驱动轴(24)的给定位置上作为暂时使用的桥接驱动装置。
12.如权利要求11所述的调节驱动装置(10)的应用，在用于闸板或阀门的连续驱动轴(24)的给定位置上作为暂时使用的桥接驱动装置。
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