CN214368074U - 调节驱动设备和调节驱动设备的结构系列 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及调节驱动设备和调节驱动设备的结构系列。为了提高调节驱动设备的运行安全性、特别是对于在核电站中的应用，提出一种调节驱动设备，包括：具有电驱动马达的马达单元和位于所述马达单元下游的传动单元，该传动单元具有传动装置，在所述马达单元与传动单元之间使用纯机械触发的转矩限制器，所述转矩限制器在触发情况下、亦即当超过作为驱动或负载力矩的确定的触发转矩时，取消在由调节驱动设备的电驱动马达驱动的轴与调节驱动设备的从动轴之间的抗扭的连接，所述从动轴驱动要调节的调节元件，其中，在此保持减小的力流。在低于触发转矩之后，驱动马达还可以由此调节调节元件，并且因此例如确保安全地关闭配件。

Description

调节驱动设备和调节驱动设备的结构系列

技术领域

本实用新型涉及一种调节驱动设备和调节驱动设备的结构系列。

背景技术

调节驱动设备在此可以理解为典型的电气驱动设备，所述电气驱动设备用于调节调节元件、亦即例如阀门、配件或技术系统的其他可运动的元件。因此，所述调节驱动设备可以借助于电驱动马达、居间地通过传动装置来调节调节元件。

这种调节驱动设备例如用于核电站中，以便在那里在冷却循环中操作不同的配件。在此，高的运行安全性是极其重要的：调节驱动设备例如必须在所有情况下都能实现对配件的调节，以便因此能实现在反应堆运行时的安全性。

总体上已经常见的是，在调节驱动设备中规定用于限制转矩的措施，以便阻止这样的配件由于通过调节驱动设备的驱动马达的过度的应力而造成损坏。所述调节驱动设备自身也必须被保护以防过高的负载力矩。为此已经使用可以识别过载情况的机电开关。

在核电站中使用调节驱动设备时试图：不利用应急成套设备、而是利用调节驱动设备的电池电源，以便因此在具有后续的电源失灵的事故的情况下，总是能够以高的安全性确保调节驱动设备的正常功能。同样，在核电站中经常规定，在必要的调节驱动设备中应该完全不使用电子装置或者至少尽可能少地使用电子装置，以便也由此使调节驱动设备的失灵变得不太可能。因此相应地，大多数情况下放弃电子驱动调节。

在核电站中对于调节驱动设备的典型的环境条件和要求是：在干扰情况下，必须容忍在100℃以上的温度一年，其中可能出现温度峰值直至250℃。相应地，也可能出现非常高的温度梯度。要求的寿命典型地为60年。此外，可能出现具有放射性辐射的高负载。在所有这些干扰情况场景中，所述调节驱动设备必须保持完全功能良好。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，在调节驱动设备上实现简单且安全的转矩限制，并且在此考虑适用于核电站中的框架条件。

因此，按照本实用新型为了解决所述目的在开头所述类型的调节驱动设备中特别是规定：调节驱动设备，包括：具有电驱动马达的马达单元和位于所述马达单元下游的传动单元，该传动单元具有传动装置，在马达单元与传动单元之间设置有机械的转矩限制器，所述机械的转矩限制器在触发情况下在超过触发转矩时取消在被驱动马达驱动的轴与调节驱动设备的从动轴之间的抗扭的连接。

在正常运行中、亦即在触发转矩之下，转矩限制器将被驱动马达引入的驱动力矩传递到传动单元的传动装置上。而在触发转矩之上时，所述转矩限制器取消抗扭的连接。因此，在所述触发转矩之下时，被驱动的轴与从动轴(在忽略离合器中一定的间隙的情况下)保持相互抗扭的连接。由此，在过载情况之后所述调节驱动设备可以继续运行，不同于借助于剪刀销来防止过载的调节驱动设备，因为这样的剪刀销在过载情况下断裂之后导致持久的负载分离。因此，对于按照本实用新型的解决方案有利的是，从驱动马达至传动装置的力流仅暂时地且可逆地但是非彻底地被中断。

所提出的纯机械方式的转矩限制器还具有如下优点：即使当转矩限制器触发并且抗扭的连接取消时，还能够可以继续微小地传递转矩。在后者的情况下，由调节驱动设备驱动的调节元件不停止，而是只要运动的障碍被消除，就可以借助于驱动马达继续运行配件。

不仅马达单元、而且传动单元可以分别配备有自身的壳体，从而这些单元(特别是通过为此配备的机械接口)能模块式组合。所述转矩限制器可以相应地同样具有自身的壳体，所述壳体可以具有适配的接口，以便所述转矩限制器可以模块式地使用在马达单元与传动单元之间，而为此无须进行对马达单元和传动单元的适配。

换言之，所述转矩限制器因此可以设计为转矩限制器模块，所述转矩限制器模块具有相互对应的在马达侧和在传动装置侧的接口，利用所述接口能将转矩限制器模块耦联到马达单元上或传动单元上。这可以在没有接着适配马达单元/传动单元的情况下进行。特别是，在省去转矩限制器的情况下，所述马达单元能通过自身的接口直接与传动单元的接口相耦联。

备选地，但是也可以这样适配调节驱动设备的壳体，在所述壳体中例如设置有调节驱动设备的预传动装置，使得所述转矩限制器集成到调节驱动设备中、例如在传动单元之内。为此，必须因此仅使用(例如传动单元的)适配的壳体。

优选地，所述转矩限制器例如可以这样设计，使得所述转矩限制器在触发情况下减少、特别是暂时地完全中断从驱动马达至传动单元的传动装置的力流。在这样的设计方案中优选的是，尽管在触发情况下取消在被驱动的轴与从动轴之间的抗扭的连接，借助于所述转矩限制器也能将减小的剩余力矩继续从驱动马达传递到传动单元的传动装置上。因为由此一方面确保不持续地中断力流。此外，所述调节驱动设备自身即使在过载情况下(例如如果松开配件的初始的阻塞)于是还可以关闭配件。换言之，所述转矩限制器因此可以这样设计，使得所述转矩限制器在低于触发转矩的情况下恢复抗扭的连接。由此特别是紧接着所述传动装置能继续被驱动马达驱动。换言之，在驱动马达与传动装置之间的力流因此又能完全恢复。

为了高的运行安全性——如在核电站中所要求的那样——能倾向于所述转矩限制器仅机械地运行。这特别是意味着所述转矩限制器可以这样设计，使得所述转矩限制器不具有电子组件。

所述转矩限制器的一种可能的设计方案规定，所述转矩限制器具有在马达侧的驱动件，所述在马达侧的驱动件在触发情况下相对于转矩限制器的在传动装置侧的从动件转动。在此有利的是，在触发情况下(亦即在引入到转矩限制器中的作为负载力矩或者驱动力矩超过触发转矩时)在该相对转动期间保持在驱动件与从动件之间减小的力流。于是由此可以将剩余力矩从驱动马达经由转矩限制器和传动装置传递到调节驱动设备的调节元件上。

因此可以规定，在触发情况下保持能通过所述转矩限制器传递剩余力矩。通过这样的预防措施例如也可以实现：在触发情况下马达单元能继续运行，从而在触发情况下能避免驱动马达的锁止。这与用于制动器的备选应用相比实现本质上的优点，所述制动器用于限制由调节驱动设备提供的极限力矩。因为这样的制动器能使驱动马达完全锁止，由此在驱动马达中又通过电流的情况下可能导致驱动马达的有危险的过热和由此导致驱动马达的完全失灵。而按照本实用新型的转矩限制器即使在触发情况下也消散(以热量的形式的)能量并且因此有效地保护驱动马达。此外，通过避免驱动马达的锁止来阻止将强的轴向力引入到驱动传动系中，在突然制动时情况经常如此。由此特别是可以有效避免调节驱动设备的预传动装置的损坏。

优选地，所述驱动件与从动件借助于压紧力关于所述转矩限制器的旋转轴线在轴向上相对彼此夹紧。

按照另一个可能的设计方案可以规定，所述转矩限制器具有多个相互对应的分离面、特别是在从动件和/或驱动件上具有多个相互对应的分离面，在触发情况下，所述分离面克服复位力能关于转矩限制器的旋转轴线在轴向上分离。该复位力恰好可以提供上述压紧力。通过分离面的分离(亦即通过在各分离面之间的间隔越来越大)例如可以中断在转矩限制器之内的力锁合和/或形锁合。由此可以实现有效的且低磨损的、可逆的转矩限制。

所述转矩限制器还可以设计为棘轮离合器。在该情况下，在触发情况下所述分离面可以多次相继地接合和分离，并且因此能实现驱动件相对于从动件的振颤(Durchratschen)。

为了提高所述转矩限制器的寿命，该转矩限制器可以具有多个滚动体，例如所述滚动体以球或辊的形式，所述滚动体在马达侧的驱动件与在传动装置侧的从动件之间传送驱动力。将滚动体应用在转矩限制器中是有利的，因为按照这种方式可以实现在触发情况下转矩限制器相对于负载的更高的耐磨性。特别是可以限制在马达侧的驱动件和在传动装置侧的从动件的分离面上的磨损。这是特别重要的，以便确保：所述转矩限制器即使在多次触发、特别是(在作为棘轮离合器的设计方案中的)振颤之后还保持完全可运转，并且这样还可以保护调节驱动设备和由该调节驱动设备驱动的配件以防过载，但是也保持完全可运转。

为了高效地传递转矩有利的是，所述转矩限制器借助于形锁合、例如在驱动件与从动件之间的形锁合、并且特别是居间地通过滚动体传递转矩。

所述转矩限制器也可实现为打滑离合器。在所述打滑离合器中，在触发转矩之下能通过在马达侧的驱动件与在传动装置侧的从动件之间的力锁合来传递转矩。在此有利的是，在触发转矩之上所述转矩限制器于是中断所述力锁合。因此，所述打滑离合器在预调节的触发转矩的情况下打滑，并且因此限制能通过转矩限制器传递的转矩。而在低于所述触发转矩的情况下，力锁合得以恢复，并且打滑离合器于是又将驱动力矩从驱动马达传递至传动装置。在此，对打滑离合器的触发沿两个方向作用：因此，所述转矩限制器可以有效地限制从马达传递到传动装置上并且最终传递到由调节驱动设备调节的调节元件上的驱动力矩，而且可以限制从传动装置出发传递到驱动马达上的负载力矩。

但是在转矩限制器的运行中、特别是在触发情况下，也可以通过其他方式在调节驱动设备的驱动传动系中形成振动。这些振动特别是可以引起调节驱动设备的转动部件的严重的轴向负载。在没有特定的预防措施的情况下，由此特别是可能发生，转矩限制器在驱动传动系上在轴向方向上往复移动。为了避免或减少这一点，可以规定，所述转矩限制器具有形锁合的轴—轮毂连接，特别是使用花键轴的情况下，以用于将驱动马达的驱动力矩传递到传动单元的传动装置上。

总体上有利的是，所述转矩限制器的触发转矩是能调节的。为此，一种特别简单的解决方案规定，这可以通过适配作用到驱动件和/或从动件上的弹簧强度来进行。该弹簧强度特别是可以控制：所述分离面从哪个转矩起分离并且由此取消抗扭的连接。

所述传动单元的传动装置优选可以设计为自锁的、特别是设计为蜗轮传动装置。因为由此避免，通过传动装置可以将高的负载力矩作用到驱动马达上。

此外，所述调节驱动设备可以具有附加的预传动装置，优选地所述预传动装置可以以行星齿轮传动装置的形式设计。所述预传动装置例如可以设置在转矩限制器与传动装置之间或在转矩限制器与驱动马达之间。

此外，为了在核电站中使用可以规定，所述调节驱动设备的驱动马达设计为直流马达，并且所述调节驱动设备具有用于给所述直流马达提供电压的应急电池。原则上与其他常见的交流马达(AC)相比，直流马达具有如下缺点：不存在倾覆力矩、亦即不存在如下转矩，从该转矩起马达中的力产生(Kraftentwicklung)失效。而在直流马达的情况下，使得构成连续的特征曲线，所述特征曲线即使在转速较小的情况下也能实现非常高的驱动力矩。在交流马达中所述倾覆力矩至今用于确保：即使当(例如通过机电开关)对转矩的监控失灵时、亦即当达到且超过倾覆力矩时，继续进行转矩限制。因为在直流马达中这样的倾覆力矩不可用，所以利用按照本实用新型的机械的转矩限制器可以实现特别是作为调节驱动设备的驱动马达的直流马达的极为有效的、安全且可重复的转矩限制。

最后，为了解决开头所述的目的提出一种调节驱动设备的结构系列，其中，所述结构系列的调节驱动设备可以分别根据按照本使用新型的调节驱动设备或如上所述的那样设计。应用在结构系列的调节驱动设备中的转矩限制器特别是可以如上所述地设计。

所述结构系列的调节驱动设备分别具有电驱动马达以及位于下游的传动装置。在此，在驱动马达与传动装置之间相应地设置有机械的转矩限制器。此外，可以将预传动装置插入在传动系中在转矩限制器之前或之后。所述转矩限制器在此限制相应的最大的极限力矩，所述最大的极限力矩可以由调节驱动设备提供以用于调节调节元件(例如配件)。亦即，相应的调节驱动设备可以由此仅提供相应的最大极限力矩，以用于调节调节元件。这样的限制是必要的，因为否则(特别是在直流马达的应用中)由调节驱动设备提供的最大极限力矩仅受驱动马达的电流消耗所限制、亦即受恰好最大可提供的电流量和受驱动马达的物理特性所限制，这对于安全的运行是不足够的。

所调节的最大极限力矩在此可以基于如下力矩选择，所述力矩根据具体应用的要求必须被施加以用于使要利用调节驱动设备调节的调节元件运动。通过借助于转矩限制器将极限力矩限制到最大值，于是例如可以安全地设计由调节驱动设备调节的配件的必要的机械强度。

附加地，为了提高运行安全性，作为第一安全实例还可以设有机电安全开关，所述机电安全开关在超过确定的第一极限力矩的情况下关断调节驱动设备并且因此置于待机运行。在正常运行下，所述调节驱动设备因此最高提供第一极限力矩。而在该第一安全实例失灵的情况下，所述机械的转矩限制器于是可以干预并且因此将由调节驱动设备提供的力矩限制到上述最大极限力矩。因此，所述最大极限力矩通常大于第一极限力矩。所述结构系列的调节驱动设备的最大极限力矩例如可以为直至第一极限力矩的200％，从所述第一极限力矩起安全开关(通常)干预。

所述结构系列的特征现在恰好在于，所述结构系列的不同的调节驱动设备虽然根据所使用的提供不同大小的最大驱动力矩的驱动马达和/或根据所使用的传动装置、特别是预传动装置来区分，但是结构系列的调节驱动设备分别具有或使用结构相同的转矩限制器。所述结构相同的转矩限制器在此可以在其相应的触发转矩(所述触发转矩按照相应的应用情况而设计)方面进行区分。所述触发转矩例如可以在+/- 150％的范围中变化，例如在20Nm与50Nm之间。触发转矩的这样大的变化例如可以通过使用不同强度的弹簧元件来实现，其中，所述转矩限制器也可以具有用于机械地调节触发转矩的装置，从而因此即使在使用相同强度的弹簧元件的情况下也可以实现不同大小的触发转矩。

可以由相应的调节驱动设备提供的最大极限力矩在此作为所使用的转矩限制器的触发转矩与在转矩限制器与由调节驱动设备驱动的调节元件之间的传动比的乘积得出。该传动比通过上述传动装置确定，其中，附加地还可以将预传动装置在(主)传动装置与转矩限制器之间插入到力流中，例如以便提高最大极限力矩。

此外，所述结构系列的特征可以在于，在所述结构系列的调节驱动设备的(通过转矩限制器确认的)相应的最大极限力矩与由该调节驱动设备在正常运行下提供的第一极限力矩之间的比例跨越所述结构系列地覆盖或者说用尽150％至170％、120％至190％或甚至100％至 200％的范围。因此，在结构系列中在使用结构相同、然而具有不同触发转矩的转矩限制器的情况下因此实现对于由调节驱动设备提供的可能的最大极限力矩的高的带宽。

这特别是可以通过如下方式实现，即，在结构系统的各个调节驱动设备中，将预传动装置在驱动马达与转矩限制器之间或者在传动装置与转矩限制器之间插入到力流中，如还应更详细地阐明的那样。结果，所述结构系列的调节驱动设备因此一方面可以成本有利地制造，并且另一方面可以在可能的应用目的上覆盖大的带宽。

该结构系列构思也可以应用到调节驱动设备的不同的结构尺寸上。因此，所述结构系列可以包括调节驱动设备的多个结构尺寸，其中，属于确定的结构尺寸的每个调节驱动设备基于尺寸的壳体。出于成本原因，该壳体可以特别是相同或者至少极度相似地设计。在此也提出如下构思，在所述结构尺寸之内总是使用结构相同的(特别是以如上所述的转矩限制器模块的形式的)转矩限制器。在此，在一个结构尺寸之内可以重新区分用于确定的调节驱动设备的驱动马达，例如以便实现不同的最大极限力矩或不同的最大调节行程或最大的调节速度。

现在根据各实施例更详细地阐明本实用新型，但是本实用新型不限于这些实施例。

附图说明

通过单个或多个权利要求的特征的相互组合和/或与相应的实施例的单个或多个特征的组合得出另外的实施例。因此，本实用新型的构成方案特别是可以由对优选实施例的如下描述结合总体的说明书、权利要求以及附图获得。

图中：

图1示出按照本实用新型的设计为大型驱动设备的调节驱动设备的侧向横剖示图，

图2示出图1中的横剖示图的细节，所述细节在图1中借助于虚线框表示，

图3示出构成为模块的机械的转矩限制器的透视图，

图4示出图3的转矩限制器模块的详细的侧向横剖示图，

图5以前视图示出图3中的转矩限制器，

图6从上部示出图1的调节驱动设备的俯视图，

图7示出转矩限制器的驱动件和从动件的可能的设计方案，

图8示出转矩限制器的驱动件和从动件的另一个可能的设计方案，

图9示出按照本实用新型的设计为小型驱动设备的调节驱动设备的侧向横剖示图，该调节驱动设备使用图4中的转矩限制器模块。

具体实施方式

图1和6示出整体以1示出的以大型驱动设备形式的调节驱动设备1，所述大型驱动设备具有马达单元2以及传动单元4和设置在所述马达单元2与传动单元4之间的机械的转矩限制器6。如在图1中可看出，在马达单元2中设置有电驱动马达3，所述驱动马达居间地通过机械的转矩限制器6驱动传动单元4的设计为蜗轮传动装置15 的传动装置5。

在蜗轮传动装置15与转矩限制器6之间，将行星齿轮传动装置14作为预传动装置16插入到力流中。行星齿轮传动装置14被转矩限制器6的从动件10驱动。所述行星齿轮传动装置14在其侧驱动蜗轮传动装置15、更准确地说涡轮轴27。为此，行星齿轮传动装置14借助于传动装置侧的离合器18与涡轮轴27相连接。而驱动马达3的马达轴26借助于花键轴连接部25与在转矩限制器6的输入侧上的驱动件9相连接(为此也参见图2和图4)，由此几乎不传递轴向力。此外，马达轴26的耦联借助于具有滑键连接部的插接套筒34实现(参见图 2)。

在此，在调节驱动设备1中，中间的壳体17恰好这样在其长度方面被适配，使得所述壳体不仅可以容纳预传动装置16、而且可以容纳转矩限制器6。因此在该设计方案中，所述转矩限制器6集成到调节驱动设备1中。

如果电驱动马达3超过一定的驱动力矩，那么所述转矩限制器6 触发，并且由此取消在图1中示出的被驱动马达3驱动的轴7(马达轴26)与另外的从动的轴8之间的抗扭的连接，所述从动的轴居间的通过传动装置5调节作为调节驱动设备1的调节元件的配件(在图6中未示出)。只要将被驱动马达3提供的驱动力矩、亦或基于传动装置 5的负载力矩引入到转矩限制器6中，超过预定的触发转矩(触发情况)，那么所述转矩限制器6减小从驱动马达3至传动单元4的传动装置5(或者沿相反的方向)的力流，其中由此降低调节驱动设备的效率。因此，所述转矩限制器6用作一种类型的安全离合器，所述安全离合器例如可以保护由调节驱动设备1驱动的配件以防过载。但是，在触发时所述力流未被完全中断，而是在触发情况下也还通过转矩限制器6传递剩余力矩。

因此，如在下文中还应更详细地阐明的那样，恰好这样设计所述转矩限制器6，使得尽管在触发情况下取消在轴7与轴8之间的抗扭的连接，小于触发转矩的减小的剩余力矩也可以借助于转矩限制器6 继续从驱动马达3传递到传动装置5上。由此，即使转矩限制器6暂时起作用，调节驱动设备1还可以借助于驱动马达3安全地关闭配件。因此，在触发情况下通过转矩限制器6仅使力流减小，但是还不中断，亦即触发情况下通过转矩限制器6仅使调节驱动设备1的效率降低。

例如如果所述配件夹紧并且随后却又松开，那么可能发生又低于所述触发转矩。在这种情况下，转矩限制器6恢复在轴7与8之间的抗扭的连接，从而紧接着通过驱动马达3又能继续在正常运行下、在满效率的情况下驱动所述传动装置5。因此，在这种情况下，在驱动马达3与传动装置5之间的力流得以完全恢复。

如根据图2可看出的那样，该图示出按照本实用新型的设计用于传递大的驱动力矩的调节驱动设备，所述转矩限制器6仅是机械组件而不具有电子组件。更准确地，在图2中示出的转矩限制器6如下构造：所述转矩限制器6具有在马达侧的驱动件9以及在传动装置侧的从动件10，所述在马达侧的驱动件居间地通过花键连接部与被驱动马达3驱动的轴7(马达轴26)抗扭地相连接，所述在传动装置侧的从动件居间地通过以行星齿轮传动装置14形式的预传动装置16来驱动从动轴8(涡轮轴27)。

在触发情况下，在马达侧的驱动件9可以相对于转矩限制器6的在传动装置侧的从动件10转动，从而基于该相对转动和与此相关联地取消在轴7与8之间抗扭的连接，从轴7到轴8上的力流虽然首先保持，然而明显减小。

转矩限制器6的该设计方案特别是导致：驱动马达3可以在触发情况下继续运行并且例如不被所述转矩限制器6锁止或者说停止。由此可以避免由于阻塞引起的过热而导致驱动马达3的失灵。此外，由此确保：在触发情况下总是还有剩余力矩可以从驱动马达3经由转矩限制器6传递到传动装置5上。

如在图2中示出的那样，所述转矩限制器6具有多个相互对应的构成在从动件10和驱动件9上的分离面11。在触发情况下，这些分离面11可以克服借助于弹簧22(参见图4)产生的复位力19关于转矩限制器6的在图2和4中示出的旋转轴线20在轴向上分离。通过所述分离(亦即各分离面11相互间的间隔越来越大)，不仅在驱动件9 与从动件10之间的力锁合、而且形锁合被中断。

可以根据图7和8来阐明这种功能原理，各图示出这样的分离面 11的两个可能的设计方案。在图7的示例中，所述分离面11构成为分别在驱动侧的驱动件9上和在传动装置侧的从动件10上的螺旋面，其中，这两个部件借助于压紧力21相互夹紧。在超过触发转矩的情况下，所述两个部件9和10(围绕转矩限制器6的旋转轴线20)相互转动，其中，由于倾斜地构成的分离面11导致在驱动件9与从动件10 之间(更确切地说克服复位力19)的在轴向上的相对移动。

在图8中示出的示例中，功能原理是相似的，其中在此为了减小在分离面11上的磨损而设有附加的滚动体12，所述滚动体在马达侧的驱动件9与在传动装置侧的从动件10之间传送驱动力。

通过图7和8的两个设计方案，所述转矩限制器6例如可以设计为棘轮离合器，在所述棘轮离合器中——在触发情况下——各分离面 11多次相继地接合和分离，并且因此能实现驱动件9相对于从动件10 的振颤。通过该振颤相应地取消抗扭的连接，从而实现对由转矩限制器6传递的转矩的有效的限制。

根据图7的左边的示图(其中示出在锁入状态下相对于从动件10 的驱动件9)、而且根据图8，在那里左侧的示图，可以如下理解，在这样的设计方案中，所述转矩限制器6借助于形锁合(亦即在相应的驱动件9与相应的从动件10之间的形锁合)、在图8的示例中居间地通过滚动体12来传递转矩。在此，所述在彼此对应构成的各分离面 11之间恰好形成形锁合。

备选的设计方案规定，所述转矩限制器6实现为打滑离合器。在这种情况下，在所述触发转矩之下，通过在马达侧的驱动件9与在传动装置侧的从动件10之间的力锁合可继续传递转矩。然而，在所述触发转矩之上，转矩限制器6减小在所述两个部件9与10之间的力锁合，从而在这种情况下借助于摩擦锁合仅还传递强烈减小的转矩。但是在此在触发情况下力流也不完全中断。

在图3、4和5的实施例中，这些图示出转矩限制器模块23，所述转矩限制器模块在按照图9的调节驱动设备1中可模块式地插入到马达单元2与传动单元4之间，转矩限制器6的在传动装置侧的从动件10具有离合器18，如图9示出的那样，所述离合器用于将转矩限制器6耦联到调节驱动设备1的传动装置5上。

按照图1的调节驱动设备1还具有可相比拟的离合器18，然而在那里离合器18将由转矩限制器6驱动的预传动装置16耦联到传动装置5上。因此，在按照图1的大型驱动设备中，预传动装置16插入在转矩限制器6与传动装置5之间，而在按照图9的小型驱动设备中，预传动装置16插入在驱动马达3与转矩限制器6之间。

根据图4和9也能看出的是，按照本实用新型的调节驱动设备1 可以模块式地构成，其中，不仅传动单元4、而且马达单元2以及转矩限制器6分别配备有自身的壳体17，从而这些单元2、4和6可以模块式地相互连接。

通过更换电驱动马达3或所属的马达单元2以及例如传动装置5、特别是预传动装置16可以形成调节驱动设备1的结构系列32，其中，所述结构系列32的调节驱动设备1可以分别提供不同大小的最大极限力矩。

因此，所述结构系列32的调节驱动设备1分别具有电驱动马达3 和位于下游的传动装置5。在此，在驱动马达3与传动装置5之间相应地设置有机械的转矩限制器6，其中，总是将结构相同的转矩限制器6应用在结构系列32的调节驱动设备1的每个调节驱动设备中。在此，所述转矩限制器6相应地限制最大极限力矩，所述最大极限力矩可以由相应的调节驱动设备1提供以用于调节调节元件。

虽然结构系列32的不同的调节驱动设备1根据所使用的驱动马达 3相区分，所述驱动马达可以产生不同大小的最大驱动力矩，其中，相应的驱动马达3例如可以按照不同的调节行程或调节速度来设计。然而，因为结构系列32的调节驱动设备1分别具有结构相同的转矩限制器6，所述转矩限制器可以仅仅在其相应的触发转矩方面相差+/- 20％，所以在正常运行下提供的第一极限力矩与由所涉及的调节驱动设备1提供的最大极限力矩之间的相应的比例跨越所述结构系列地位于150％-170％、120％-190％或甚至100％-200％之间。然而在所有这些情况下确保：通过各自使用的转矩限制器6安全地保护结构系列的每个调节驱动设备1和由相应的调节驱动设备1调节的调节元件(例如配件)以防过载。

此外，在结构系列32之内，还可以给出不同的结构尺寸33、亦即结构系列32的调节驱动设备1可以具有不同尺寸的壳体17，即使所述调节驱动设备使用结构相同的转矩限制器6。

图9示出整体以1标明的按照本实用新型的另外的调节驱动设备 1的纵剖视图，所述调节驱动设备包括马达单元2、传动单元4和设置在其间的机械转矩限制器6。在此，电驱动马达3居间地通过机械的转矩限制器6来驱动传动单元4的设计为蜗轮传动装置15的传动装置 5。然而不同于图1的大型驱动设备，在按照图9的小型驱动设备中，在转矩限制器6之前已经将设计为行星齿轮传动装置14的预传动装置 16沿驱动方向插入到传动系中。因此换言之，在图9中首先借助于预传动装置16对被驱动马达3提供的驱动力矩进行转换。在此，所述预传动装置16驱动转矩限制器6的驱动件9，而转矩限制器6的从动件 10经由离合器18来驱动传动装置5。

在按照图1的大型驱动设备中，所述大型驱动设备使用具有相对较大的驱动力矩的驱动马达3，因此，转矩限制器6接近驱动设备地安装，而在图9的示例中所述转矩限制器远离驱动设备地安装。该方案具有如下优点，即，所述转矩限制器6在触发转矩相同的情况下可以用于具有不同强度的电驱动马达3的不同的调节驱动设备1中。因为在按照图9的小型驱动设备中，施加在转矩限制器6上的转矩由于预传动装置16而提高，并且由此与按照图1的大型驱动设备的驱动马达3所提供的驱动力矩相比拟。

在图9中也可看出的是，将在图3和4中示出的转矩限制器模块 23用于调节驱动设备1中。所述转矩限制器6为此设计为具有自身壳体24的转矩限制器模块23。如在图4中可看出，在壳体24上构成有在马达侧的接口28和在传动装置侧的接口29。这些机械的接口28、29恰好相互对应。更准确地，模块23的在马达侧的接口28构成为类似于传动单元4的接口31(参见图9)，利用所述传动单元的接口可以将传动单元4——如果未插入模块23的话——耦联到马达单元2的在图9中示出的接口30上。因此换言之，恰好可以将模块23插入到马达单元2与传动单元4之间，为此无须进行对马达单元2或传动单元 4的适配。而如果不使用所述模块23，那么马达单元2可以通过自身的接口30直接耦联到传动单元4的接口31上。

表1示出不同调节驱动设备1的多个结构系列32a、32b、32c，所述调节驱动设备分别基于结构相同的转矩限制器6(转矩限制器， torque limiter＝TL)，所述转矩限制器表征相应的结构系列32。

如表格示出的那样，具有第一结构系列32a，其类型SAI-A的调节驱动设备1具有统一的结构尺寸33a，然而具有不同的从动件转速和马达转速。在正常运行下，结构系列32a的调节驱动设备1提供X Nm的第一极限力矩(TL1)。如果超过所述第一极限力矩TL1，那么机电开关干预并且关断相应的调节驱动设备1。该第一结构系列32a 的所有调节驱动设备1在此利用以转矩限制器模块23形式的类型为 TL-A.x的结构相同的同一转矩限制器6。所述转矩限制器6在此仅仅在其相应的触发转矩方面不同，触发转矩要么是x Nm(TL-A.1)、要么是yNm(TL-A.2)。

假如机电开关失灵，那么相应的转矩限制器6将转矩限制到最大值(TL_max)。结果，如在表1示出的那样，由此在相应的调节驱动设备1的转矩的该最大值TL_max与由该结构系列32a的调节驱动设备1 在正常运行下提供的第一极限力矩TL1之间的比例跨越所述结构系列32a地在TL_max/TL1＝[149..199]％的值范围内波动。

表1

在第二结构系列32b——所述第二结构系列基于类型为TL-B.x的转矩限制器(所述转矩限制器可以提供u-v NM的触发转矩)——之内，具有相应于调节驱动设备类型SA-B和SA-C的不同结构尺寸33b 和33c的调节驱动设备1。这两个类型或者说结构尺寸33b、33c基于两个不同尺寸的壳体类型，其中，调节驱动设备1在结构尺寸33之内、例如在结构尺寸33b(SA-B)之内具有不同的从动件转速，所述从动件转速应用特定地选择。在此，不同的从动件转速通过应用不同尺寸的驱动马达3和应用相应的传动比或传动装置5来实现。

尽管从一览表中可看出相应的结构系列32的调节驱动设备1的变型较多，特别是在结构尺寸33之内(例如在结构尺寸33d/类型SA-D 之内)，但是每次使用结构相同的转矩限制器6(例如TL-C.2)，这降低制造成本。

总而言之，为了提高调节驱动设备1的运行安全性、特别是对于在核电站中的应用，提出使用纯机械触发的转矩限制器6，所述转矩限制器在触发情况下、亦即当超过作为驱动或负载力矩的确定的触发转矩时，取消在由调节驱动设备1的电驱动马达3驱动的轴7与调节驱动设备1的从动轴8之间的抗扭的连接，所述从动轴驱动要调节的调节元件，其中在此保持减小的力流。在低于触发转矩之后，驱动马达3还可以由此调节调节元件，并且因此例如确保安全地关闭配件(参见图1)。

附图标记列表

1 调节驱动设备

2 马达单元

3 驱动马达

4 传动单元

5 传动装置

6 转矩限制器

7 驱动轴

8 从动轴

9 (6的)驱动件

10 (6的)从动件

11 分离面

12 滚动体

13 手轮

14 行星齿轮传动装置

15 蜗轮传动装置

16 预传动装置

17 壳体

18 (在传动装置侧的)离合器

19 复位力

20 旋转轴线

21 压紧力

22 弹簧

23 转矩限制器模块

24 (23的)壳体

25 花键轴连接部

26 马达轴

27 (15的)涡轮轴

28 (23的)在马达侧的接口

29 (23的)在传动装置侧的接口

30 (2的)接口

31 (4的)接口

32 结构系列

33 结构尺寸

34 (具有滑键的)插接套筒。

Claims (43)

1.调节驱动设备，包括：具有电驱动马达(3)的马达单元(2)和位于所述马达单元(2)下游的传动单元(4)，该传动单元具有传动装置(5)，其特征在于，在所述马达单元(2)与传动单元(4)之间设置有机械的转矩限制器(6)，所述转矩限制器在触发情况下在超过触发转矩时取消在被电驱动马达(3)驱动的轴(7)与所述调节驱动设备(1)的从动轴(8)之间的抗扭的连接。

2.根据权利要求1所述的调节驱动设备，其特征在于，在触发情况下，所述转矩限制器(6)减少从电驱动马达(3)至传动单元(4)的传动装置(5)的力流。

3.根据权利要求2所述的调节驱动设备，其特征在于，在触发情况下，所述转矩限制器(6)暂时地完全中断从电驱动马达(3)至传动单元(4)的传动装置(5)的力流。

4.根据权利要求2或3所述的调节驱动设备，其特征在于，尽管在触发情况下取消在被驱动的轴(7)与从动轴(8)之间的抗扭的连接，借助于所述转矩限制器(6)也能将减小的剩余力矩继续从电驱动马达(3)传递到传动单元(4)的传动装置(5)上。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的调节驱动设备，其特征在于，所述转矩限制器(6)在低于触发转矩的情况下恢复抗扭的连接。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的调节驱动设备，其特征在于，所述转矩限制器(6)在低于触发转矩的情况下恢复抗扭的连接，

-从而紧接着传动装置(5)能继续被电驱动马达(3)驱动，和/或

-从而在电驱动马达(3)与传动装置(5)之间的力流又完全恢复。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的调节驱动设备，其特征在于，所述转矩限制器(6)仅机械地运行。

8.根据权利要求7所述的调节驱动设备，其特征在于，所述转矩限制器不具有电子组件。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的调节驱动设备，其特征在于，所述转矩限制器(6)具有在马达侧的驱动件(9)，所述在马达侧的驱动件在触发情况下相对于转矩限制器(6)的在传动装置侧的从动件(10)转动。

10.根据权利要求9所述的调节驱动设备，其特征在于，

-在触发情况下在该相对转动期间保持在驱动件(9)与从动件(10)之间减小的力流，和/或

-在触发情况下保持能通过所述转矩限制器(6)传递剩余力矩，和/或

-在触发情况下电驱动马达(3)能继续运行。

11.根据权利要求9所述的调节驱动设备，其特征在于，在触发情况下电驱动马达(3)能继续运行，从而在触发情况下能避免电驱动马达(3)的锁止。

12.根据权利要求1至3中任一项所述的调节驱动设备，其特征在于，所述转矩限制器(6)具有多个相互对应的分离面(11)，在触发情况下，所述分离面能克服复位力(19)关于转矩限制器(6)的旋转轴线(20)在轴向上分离。

13.根据权利要求12所述的调节驱动设备，其特征在于，所述多个相互对应的分离面(11)位于从动件(10)和/或驱动件(9)上。

14.根据权利要求12所述的调节驱动设备，其特征在于，通过所述分离来中断力锁合和/或形锁合。

15.根据权利要求12所述的调节驱动设备，其特征在于，所述转矩限制器(6)设计为棘轮离合器。

16.根据权利要求12所述的调节驱动设备，其特征在于，所述转矩限制器(6)设计为棘轮离合器，从而在触发情况下所述分离面(11)多次相继地接合和分离，并且因此能实现驱动件(9)相对于从动件(10)的振颤。

17.根据权利要求9所述的调节驱动设备，其特征在于，所述转矩限制器(6)具有多个滚动体(12)，所述滚动体在马达侧的驱动件(9)与在传动装置侧的从动件(10)之间传送驱动力。

18.根据权利要求17所述的调节驱动设备，其特征在于，所述滚动体以球或辊的形式构成。

19.根据权利要求17或18所述的调节驱动设备，其特征在于，所述驱动件(9)与从动件(10)借助于压紧力(21)关于所述转矩限制器(6)的旋转轴线(20)在轴向上相对彼此夹紧。

20.根据权利要求9所述的调节驱动设备，其特征在于，所述转矩限制器(6)借助于形锁合传递转矩。

21.根据权利要求20所述的调节驱动设备，其特征在于，所述形锁合是驱动件(9)与从动件(10)之间的形锁合。

22.根据权利要求20或21所述的调节驱动设备，其特征在于，所述转矩限制器(6)居间地通过滚动体(12)传递转矩。

23.根据权利要求1至3中任一项所述的调节驱动设备，其特征在于，所述转矩限制器(6)实现为打滑离合器。

24.根据权利要求9所述的调节驱动设备，其特征在于，所述转矩限制器(6)实现为打滑离合器，从而在触发转矩之下能通过在马达侧的驱动件(9)与在传动装置侧的从动件(10)之间的力锁合来传递转矩。

25.根据权利要求24所述的调节驱动设备，其特征在于，在触发转矩之上所述转矩限制器(6)中断所述力锁合。

26.根据权利要求1至3中任一项所述的调节驱动设备，其特征在于，所述转矩限制器(6)具有形锁合的轴—轮毂连接，以用于传递电驱动马达(3)的驱动力矩。

27.根据权利要求26所述的调节驱动设备，其特征在于，在使用花键轴(25)的情况下，所述转矩限制器(6)具有形锁合的轴—轮毂连接。

28.根据权利要求1至3中任一项所述的调节驱动设备，其特征在于，所述转矩限制器(6)的触发转矩是能调节的。

29.根据权利要求9所述的调节驱动设备，其特征在于，通过适配作用到驱动件(9)和/或从动件(10)上的弹簧强度能调节所述转矩限制器(6)的触发转矩。

30.根据权利要求1至3中任一项所述的调节驱动设备，其特征在于，所述传动单元(4)的传动装置(5)设计为自锁的，和/或

-所述调节驱动设备(1)具有附加的预传动装置(16)。

31.根据权利要求30所述的调节驱动设备，其特征在于，所述传动单元(4)的传动装置(5)设计为蜗轮传动装置(15)。

32.根据权利要求30所述的调节驱动设备，其特征在于，所述预传动装置以行星齿轮传动装置(14)的形式构成。

33.根据权利要求30所述的调节驱动设备，其特征在于，所述预传动装置(16)设置在转矩限制器(6)与传动装置(5)之间或在转矩限制器(6)与电驱动马达(3)之间。

34.根据权利要求1至3中任一项所述的调节驱动设备，其特征在于，所述电驱动马达(3)是直流马达，并且所述调节驱动设备(1)具有用于给所述直流马达提供电压的应急电池。

35.根据权利要求1至3中任一项所述的调节驱动设备，其特征在于，所述转矩限制器(6)设计为转矩限制器模块(23)，所述转矩限制器模块具有相互对应的在马达侧和在传动装置侧的接口(28、29)，利用所述接口能将转矩限制器模块(23)耦联到马达单元(2)上或传动单元(4)上。

36.根据权利要求35所述的调节驱动设备，其特征在于，

-在省去转矩限制器(6)的情况下，所述马达单元(2)能通过自身的接口(30)直接与传动单元(4)的接口(31)相耦联，或者

-所述转矩限制器(6)借助于适配的壳体(17)集成到调节驱动设备(1)中。

37.根据权利要求35所述的调节驱动设备，其特征在于，所述转矩限制器(6)借助于适配的壳体(17)集成到调节驱动设备(1)的传动单元(4)之内。

38.调节驱动设备的结构系列，所述结构系列(32)的每个调节驱动设备(1)根据权利要求1至37中任一项设计，

-所述调节驱动设备(1)分别具有电驱动马达(3)和位于下游的传动装置(5)，

-在电驱动马达(3)与传动装置(5)之间相应地设置有机械的转矩限制器(6)，由此相应的调节驱动设备(1)仅能提供相应的最大极限力矩，以用于调节调节元件，

其特征在于，

-所述结构系列(32)的不同的调节驱动设备(1)根据所使用的提供不同大小的最大驱动力矩的电驱动马达(3)和/或根据所使用的传动装置(5)来区分，并且

-所述结构系列(32)的调节驱动设备(1)分别具有结构相同的转矩限制器(6)，所述转矩限制器仅能在其相应的触发转矩方面进行区分。

39.根据权利要求38所述的结构系列，其特征在于，在所述结构系列(32)的调节驱动设备(1)的相应的最大极限力矩与由该调节驱动设备(1)在正常运行下提供的第一极限力矩之间的比例跨越所述结构系列地用尽100％至200％的范围。

40.根据权利要求39所述的结构系列，其特征在于，所述比例跨越所述结构系列地用尽120％至190％的范围。

41.根据权利要求39所述的结构系列，其特征在于，所述比例跨越所述结构系列地用尽150％至170％的范围。

42.根据权利要求38至41中任一项所述的结构系列，其特征在于，

-所述结构系列(32)包括多个结构尺寸(33)的调节驱动设备(1)，

-属于确定的结构尺寸(33)的每个调节驱动设备(1)基于同样尺寸的壳体(17)，并且

-在所述结构尺寸(33)之内，相应的转矩限制器(6)设计为结构相同的。

43.根据权利要求42所述的结构系列，其特征在于，所述壳体(17)是相同的或极度相似的。

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