DE10128385A1

DE10128385A1 - Mehrwege-Hahn

Info

Publication number: DE10128385A1
Application number: DE2001128385
Authority: DE
Inventors: Norbert Mueller
Original assignee: ALTEK ALLG LANDTECH
Current assignee: ALTEK ALLG LANDTECH
Priority date: 2001-06-06
Filing date: 2001-06-06
Publication date: 2003-01-09
Anticipated expiration: 2021-06-07
Also published as: DE10128385B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Mehrwege-Hahn, insbesondere einen Mehrwege-Kugelhahn für landwirtschaftliche Einsatzzwecke, mit einem Gehäuse (12), in dem ein Steuerglied um eine Drehachse (18) drehbar gelagert ist und mittels einer Antriebseinrichtung verstellbar ist. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist zwischen der Antriebseinrichtung (28) und dem Steuerglied (16) eine Kopplungseinrichtung vorgesehen, die Mittel (50) zur räumlichen Umlenkung des Antriebsmoments um wenigstens 90 DEG aufweist. DOLLAR A Verwendung z. B. bei Feldspritzen für die Landwirtschaft.

Description

Die Erfindung betrifft einen Mehrwege-Hahn, insbesondere einen Mehrwege-Kugelhahn für landwirtschaftliche Einsatzzwecke, mit einem Gehäuse, in dem ein Steuerglied um eine Drehachse drehbar gelagert und mittels einer Antriebseinrichtung verstellbar ist.

Aus dem deutschen Gebrauchsmuster 299 15 293.6 ist ein Mehrwege- Kugelhahn für landwirtschaftliche Einsatzzwecke bekannt, bei dem ein Steuerglied mittels eines Betätigungshebels um eine Drehachse drehbar ist.

Gestiegene Anforderungen an die Leistungsfähigkeit von Geräten für landwirtschaftliche Einsatzzwecke, beispielsweise Feldspritzen zum Ausbringen von Schädlingsbekämpfungsmittel auf Felder, erfordern eine automatische Einstellung von Mehrwege-Kugelhähnen. Mehrwege-Kugelhähne sind in der Regel im Bereich der Gehäusewand landwirtschaftlicher Geräte untergebracht, so dass ein Betätigungshebel unmittelbar auf den Kugelhahn aufgesetzt werden kann und dennoch von außen bedienbar ist.

Wird anstelle des Betätigungshebels ein ansteuerbarer Aktor aufgesetzt, benötigt der Kugelhahn einen erheblich größeren Bauraum. Infolgedessen muss die Konstruktion des landwirtschaftlichen Geräts, beispielsweise einer Feldspritze, geändert werden.

Mit der Erfindung soll ein mittels einer Antriebseinrichtung betätigbarer Mehrwege-Hahn geschaffen werden, der gegenüber einem manuell betätigbaren Mehrwege-Hahn einen nur geringfügig größeren Bauraum benötigt.

Erfindungsgemäß ist hierzu ein Mehrwege-Hahn, insbesondere ein Mehrwege-Kugelhahn für landwirtschaftliche Einsatzzwecke vorgesehen, der ein Gehäuse aufweist, in dem ein Steuerglied um eine Drehachse drehbar gelagert und mittels einer Antriebseinrichtung verstellbar ist, bei dem zwischen der Antriebseinrichtung und dem Steuerglied eine Kopplungseinrichtung vorgesehen ist, die Mittel zur räumlichen Umlenkung des Antriebsmoments um wenigstens 90° aufweist.

Indem Mittel zur Umlenkung des Antriebsmoments um wenigstens 90° vorgesehen sind, kann der Mehrwege-Hahn mittels einer Antriebseinrichtung betätigt werden und dennoch wird eine geringe Baulänge des Mehrwege-Hahns erreicht. Dadurch muss eine Konstruktion eines landwirtschaftlichen Geräts, beispielsweise einer Feldspritze, für das der Mehrwege-Hahn vorgesehen ist, nicht geändert werden, um einen mittels einer Antriebseinrichtung betätigten Mehrwege-Hahn unterzubringen.

In Weiterbildung der Erfindung ist die Antriebseinrichtung als Elektromotor ausgebildet und die Mittel zur Umlenkung lenken das vom Elektromotor erzeugte Drehmoment um.

In Weiterbildung der Erfindung ist eine Drehmomentumlenkung um 180° vorgesehen und der Elektromotor ist seitlich neben dem Gehäuse angeordnet.

Durch diese Maßnahmen entsteht ein besonders kompakter Mehrwege- Hahn. Zur Drehmomentumlenkung kann beispielsweise ein Riemengetriebe, ein Zahnriemengetriebe ein Kurbeltrieb oder Zahnräder vorgesehen sein. Indem der Elektromotor seitlich neben dem Gehäuse angeordnet ist, kann ein bei Mehrwege-Hähnen konstruktiv bedingter Totraum genutzt werden, indem der Elektromotor im Bereich zwischen zwei Anschlussstutzen angeordnet wird. Trotz des Vorsehens eines Elektromotors bleibt darüber hinaus die Drehachse des Steuerglieds zugänglich, um in ihrer Verlängerung einen Betätigungshebel für einen manuellen Notbetrieb anzuordnen.

In Weiterbildung der Erfindung weisen die Mittel zur Umlenkung des Drehmoments zwischen dem Elektromotor und dem Steuerglied ein Zahnradgetriebe auf.

Zahnradgetriebe können die erforderlichen hohen Drehmomente übertragen und sind kostengünstig herzustellen. Beispielsweise kann bei einer Umlenkung um 90° ein Kegelradgetriebe zum Einsatz kommen, wohingegen bei einer Umlenkung um 180° Flachzahnräder verwendet werden.

In Weiterbildung der Erfindung ist der Elektromotor als Getriebemotor mit Planetengetriebe ausgebildet.

Mit Getriebemotoren können die zur Verstellung eines Mehrwege-Hahns notwendigen hohen Drehmomente bei geringem Platzbedarf des Elektromotors erzeugt werden.

In Weiterbildung der Erfindung ist das Steuerglied mit einer Antriebswelle für die Ankopplung an die Mittel zur Umlenkung des Antriebsmoments verbunden, wobei im Bereich der Antriebswelle Mittel zur Positionserkennung angeordnet sind.

Durch Mittel zur Positionserkennung ist eine gegebenenfalls vorgesehene Steuerung des Mehrwege-Hahns in der Lage, die aktuelle Position des Steuerglieds des Mehrwege-Hahns zu erkennen. Dies ist insbesondere deshalb von Bedeutung, da der Mehrwege-Hahn vorteilhafterweise reversierbar ausgeführt ist, d. h. dass beispielsweise vier mögliche Positionen in der Reihenfolge 1-2-3-4, aber auch in der Reihenfolge 1-4-3-2 angefahren werden können.

In Weiterbildung der Erfindung weist die Antriebswelle des Steuerglieds auf ihrer Mantelfläche wenigstens einen Nocken auf und die Mittel zur Positionserkennung weisen wenigstens einen durch den Nocken betätigbaren Mikroschalter auf.

Das Vorsehen von mittels eines Nockens betätigbaren Mikroschaltern erlaubt eine zuverlässige Positionserkennung. Mikroschalter sind für die Anforderungen der Landtechnik geeignet und preisgünstig verfügbar.

In Weiterbildung der Erfindung ist das Gehäuse mit einer Montageplatte versehen, die wenigstens zwei Bohrungen aufweist, wobei sich eine Antriebswelle des Steuerglieds durch die erste Bohrung und eine Abtriebswelle des Elektromotors durch die zweite Bohrung erstreckt.

Dadurch kann ein einfacher Aufbau erreicht werden und die Montageplatte kann beispielsweise mittels Befestigungsschrauben oder Bolzen am Gehäuse befestigt werden. Vorteilhafter Weise werden zur Befestigung der Montageplatte lediglich ohnehin am Gehäuse vorhandene Befestigungsschrauben verlängert. Dadurch kann ein vorhandener, mechanisch betätigbarer Mehrwege-Hahn mit geringem Aufwand auf einen Antrieb mittels Elektromotor umgerüstet werden.

In Weiterbildung der Erfindung ist auf einer dem Elektromotor und dem Gehäuse abgewandten Seite der Platte ein Zahnradgetriebe angeordnet, und das Zahnradgetriebe ist mit einer Haube abgedeckt.

Dadurch kann das Zahnradgetriebe vor Verschmutzung geschützt werden, was insbesondere für landwirtschaftliche Einsatzzwecke von besonderer Bedeutung ist. Zur Abdichtung kann eine Dichtung zwischen Haube und Montageplatte vorgesehen sein. Wellen, die sich durch die Montageplatte erstrecken, können mittels Radialwellendichtringen abgedichtet sein.

Schließlich ist vorgesehen, dass eine Antriebswelle des Steuerglieds Einrichtungen zum Ankoppeln eines Betätigungshebels aufweist.

Durch diese Maßnahme ist sichergestellt, dass auch bei Ausfall des Elektromotors der Mehrwege-Hahn betätigbar ist.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen.
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 drei Schnittansichten eines Mehrwege-Kugelhahns gemäß dem Stand der Technik,
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Mehrwege-Kugelhahns gemäß einer bevorzugten Ausführungsform,
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Mehrwege-Kugelhahns der Fig. 2 bei abgenommener Getriebehaube und
Fig. 4 eine Seitenansicht des Mehrwege-Kugelhahns der Fig. 2 bei abgenommener Haube.
Der in der Fig. 1 dargestellte konventionelle Mehrwege-Kugelhahn 10 weist ein Gehäuse 12 mit mehreren Anschlussstutzen auf. Innerhalb des Gehäuses 12 ist ein Steuerglied 16 um eine Drehachse 18 drehbar gelagert. Das Steuerglied 16 weist einen Fortsatz 20 auf, der konzentrisch zur Drehachse 18 angeordnet ist. An dem Fortsatz 20 kann ein Betätigungshebel 22 befestigt werden, mittels dem das Steuerglied 16 in die unterschiedlichen vorgesehenen Positionen gedreht werden kann.
Die Darstellung der Fig. 2 zeigt einen Mehrwege-Kugelhahn 24 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Der Mehrwege- Kugelhahn 24 weist ein Gehäuse 12 auf, das gleich zu dem Gehäuse 12 des in der Fig. 1 gezeigten Kugelhahns 10 aufgebaut ist. Im Unterschied zu der Darstellung der Fig. 1 sind die Anschlussstutzen 14 des Gehäuses 12 in der Darstellung der Fig. 2 mit Aufschraubmuttern 26 versehen. Der Mehrwege-Kugelhahn 24 ist mittels eines Elektromotors 28 betätigbar. Anstelle des Betätigungshebels 22 der Fig. 1 ist der Fortsatz 20 des Steuerglieds mit einer Antriebswelle verbunden, von der in der Fig. 2 lediglich ein Ende 44 erkennbar ist. Die Antriebswelle wird mittels des Elektromotors 28 um die Drehachse 18 verdreht. Der Elektromotor 28 ist als Getriebemotor mit Planetengetriebe ausgebildet. Eine in der Fig. 2 nicht sichtbare Ankerwelle des Elektromotors 28 und die Drehachse 18 des in der Fig. 2 ebenfalls nicht dargestellten Steuerglieds 16 verlaufen parallel zueinander. Infolgedessen wird ein vom Elektromotor um seine Ankerwelle erzeugtes Drehmoment um 180° umgelenkt und bewirkt dann eine Verdrehung des Steuerglieds 16 um seine Drehachse 18.
Der Elektromotor 28 ist an einer Montageplatte 30 befestigt, die mittels Befestigungsschrauben 32 an Verlängerungen 34 befestigt ist. Die Verlängerungen 34 sind wiederum mittels Gewindebolzen 36 an jeweils einem Auge 38 des Gehäuses 12 befestigt.
Auf einer, dem Gehäuse 12 und dem Elektromotor 28 abgewandten Seite der Montageplatte 30 ist eine Haube 40 vorgesehen, die ein Zahnradgetriebe abdeckt, mittels dem die Drehmomentumlenkung um 180° zwischen der Ankerwelle des Elektromotors 28 und der Drehachse 18 des Steuerglieds 16 erfolgt.
Die Haube 40 weist einen zylinderrohrförmigen Vorsprung 42 auf, der konzentrisch zur Drehachse 18 ausgebildet ist. Das Ende 44 der Antriebswelle des Steuerglieds 16 erstreckt sich in den Innenraum des zylinderrohrförmigen Vorsprungs 42 und weist einen, in der Fig. 2 nicht sichtbaren Nocken auf. Das Ende 44 der Antriebswelle des Steuerglieds 16 ist von vier Mikroschaltern 46 umgeben, die mittels des Nockens auf dem Ende 44 der Antriebswelle betätigt werden. Durch die Mikroschalter 46 kann eine Drehposition des Endes 44 und damit des Steuerglieds 16 bestimmt werden. Der zylinderrohrförmige Vorsprung 42 kann mittels eines - nicht dargestellten - Deckels verschlossen werden, so dass die Mikroschalter 46 gegen eindringende Verschmutzung geschützt sind.
Das Ende 44 der Antriebswelle 62 des Steuerglieds weist einen Innensechskant auf. Nach Abnehmen des Deckels auf dem zylinderrohrförmigen Vorsprung 42 kann ein Betätigungshebel in diesen Innensechskant eingesteckt werden, so dass auch bei ausgefallenem Elektromotor 28 das Steuerglied in eine gewünschte Position verdreht werden kann.
Die Mikroschalter 46 sind auf einer Befestigungsplatte 48 angebracht, die wiederum an der Haube 40 befestigt ist. Die Befestigungsplatte 48 weist zwei konzentrisch zur Drehachse 18 angeordnete Langlöcher auf, so dass eine Winkelposition der Mikroschalter 46 um die Drehachse 18 eingestellt werden kann, beispielsweise um Fertigungstoleranzen auszugleichen.
In der Fig. 3 ist der Mehrwege-Kugelhahn der Fig. 2 bei abgenommener Haube 40 dargestellt. Zu erkennen ist ein unter der Haube 40 angeordnetes Zahnradgetriebe 50, das in der Darstellung der Fig. 3 lediglich schematisch gezeigt ist. Ein vom Elektromotor 28 erzeugtes Drehmoment wird über ein Stahlritzel 52 in das Zahnradgetriebe 50 eingeleitet. Mittels dreier weiterer Zahnräder 54, 56 und 58 wird eine Untersetzung bewirkt, so dass ein zur Verstellung des Steuerglieds erforderliches Drehmoment erzeugt werden kann. Die Zahnräder 54 und 56 sind starr miteinander verbunden und auf einer gemeinsamen Welle 60 angeordnet. Die Welle 60 ist mittels Kugellagern einerseits in der Haube 40 und andererseits in der Montageplatte 30 gelagert. Das mit dem Zahnrad 56 kämmende Zahnrad 58 ist starr mit der Antriebswelle 62 des Steuerglieds 16 verbunden. Die Antriebswelle 62 ist ebenfalls mittels Kugellagern in der Haube 40 und in der Montageplatte 30 gelagert.
In der Fig. 3 gut zu erkennen ist das Ende 44 der Antriebswelle 62 des Steuerglieds, das sich, wie in der Fig. 2 dargestellt, durch die Haube 40 erstreckt und den Nocken 64 zur Betätigung der Mikroschalter 46 aufweist.
Das mit dem Zahnrad 54 kämmende Ritzel 52 ist aus Stahl gefertigt, wohingegen die weiteren Zahnräder 54, 56 und 58 aus Kunststoff bestehen. Das Gehäuse 12 und das Steuerglied 16 bestehen ebenfalls aus geeignetem Kunststoff.
Eine Abtriebswelle des Elektromotors 28 und die Antriebswelle 62 des Steuerglieds 16 erstrecken sich durch Bohrungen in der Montageplatte 30 und sind durch geeignete Maßnahmen, beispielsweise das Vorsehen von Radialwellendichtringen, abgedichtet.
In der Seitenansicht der Fig. 4 ist der Mehrwege-Kugelhahn 24 mit abgehobener Haube dargestellt, im Unterschied zur Fig. 3 ist aber die Befestigungsplatte 48 mit den darauf angeordneten Mikroschaltern 46 auf das Ende 44 der Antriebswelle 62 aufgeschoben dargestellt.
Wie der Darstellung der Fig. 4 zu entnehmen ist, ist die Montageplatte 30 mit dem Zahnradgetriebe 50 und dem Elektromotor 28 auf das Gehäuse 12 aufgesetzt. Am Gehäuse 12 sind gegenüber dem in der Fig. 1 dargestellten konventionellen Mehrwege-Kugelhahn dahingegen keine Änderungen erforderlich. Dadurch kann der in der Fig. 1 dargestellte konventionelle Mehrwege-Kugelhahn nachgerüstet werden. Dies ist insbesondere deshalb vorteilhaft, da für manuell und mittels Elektromotor betätigbare Kugelhähne eine große Anzahl an Gleichteilen verwendet werden kann.

Claims

1. Mehrwege-Hahn, insbesondere Mehrwege-Kugelhahn für landwirtschaftliche Einsatzzwecke, mit einem Gehäuse (12), in dem ein Steuerglied (16) um eine Drehachse (18) drehbar gelagert und mittels einer Antriebseinrichtung (28) verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Antriebseinrichtung (28) und dem Steuerglied (16) eine Kopplungseinrichtung vorgesehen ist, die Mittel (50) zur räumlichen Umlenkung des Antriebsmoments um wenigstens 90° aufweist.

2. Mehrwege-Hahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung als Elektromotor (28) ausgebildet ist und die Mittel (50) zur Umlenkung das vom Elektromotor (28) erzeugte Drehmoment umlenken.

3. Mehrwege-Hahn nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Drehmomentumlenkung um 180° vorgesehen und der Elektromotor (28) seitlich neben dem Gehäuse (12) angeordnet ist.

4. Mehrwege-Hahn nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Umlenkung des Drehmoments zwischen einer Ankerwelle des Elektromotors (28) und der Drehachse (18) des Steuerglieds (16) ein Zahnradgetriebe (50, 52, 54, 56, 58) aufweisen.

5. Mehrwege-Hahn nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (28) als Getriebemotor mit Planetengetriebe ausgebildet ist.

6. Mehrwege-Hahn nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerglied (16) mit einer Antriebswelle (44, 62) für die Ankoppelung an die Mittel (50) zur Umlenkung des Antriebsmoments verbunden ist, wobei im Bereich der Antriebswelle (44, 62) Mittel (46) zur Positionserkennung angeordnet sind.

7. Mehrwege-Hahn nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (44, 62) des Steuerglieds (16) auf ihrer Mantelfläche wenigstens einen Nocken (64) aufweist und die Mittel zur Positionserkennung wenigstens einen durch den Nocken (64) betätigbaren Mikroschalter (46) aufweisen.

8. Mehrwege-Hahn nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (12) mit einer Montageplatte (30) versehen ist, die wenigstens zwei Bohrungen aufweist, wobei sich eine Antriebswelle (44, 62) des Steuerglieds (16) durch die erste Bohrung und eine Abtriebswelle des Elektromotors (28) durch die zweite Bohrung erstreckt.

9. Mehrwege-Hahn nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer dem Elektromotor (28) und dem Gehäuse (12) abgewandten Seite der Platte (30) ein Zahnradgetriebe (50) angeordnet ist und das Zahnradgetriebe (50) mit einer Haube (40) abgedeckt ist.

10. Mehrwege-Hahn nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Antriebswelle (44, 62) des Steuerglieds (16) Einrichtungen zum Ankoppeln eines Betätigungshebels aufweist.