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TECHNISCHES GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Drehmomentanzeiger, die mit einer
Ventilanordnung angewendet werden, und insbesondere visuelle Anzeigen zur
Bestimmung, ob die Drehmomentmenge, die auf einen Betätiger oder
eine Ventilanordnung durch ein Handrad ausgeübt wurde, die Drehmomentbeschränkungen
davon überschreitet
und Maximaldrehmomentanzeiger.
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HINTERGRUND
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Betätiger und
Ventilanordnungskomponenten können
durch Mechanismen, wie Handradanordnungen betrieben oder angetrieben
werden. Die Rotation eines Handrades entweder im Uhrzeigersinn oder
gegen den Uhrzeigersinn erzeugt eine Rotationskraft auf eine Antriebswelle,
welche wiederum einen Betätiger
oder eine Ventilanordnung antreibt. Zum Beispiel wird eine typischerweise
mit Antriebsbetätigern
und Ventilanordnungen verwendete Handradanordnung in 1 gezeigt.
Die Rotation des Handrades treibt einen Schaft oder eine Antriebshülse innerhalb
des Betätigers,
welcher wiederum entweder einen Ventilschaft direkt oder indirekt über einen
Satz von Zahnrädern
antreibt. Die Verwendung von Handrädern und Handradvorrichtungen
mit Betätigern
und Ventilanordnungen ist gut bekannt.
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Betätiger und
Ventilanordnungen, die durch Handräder angetrieben werden, sind
typischerweise Drehmomentbeschränkungen
unterworfen. Eine Aufbringung von Drehmoment oberhalb der Drehmomentbeschränkungen
eines Betätigers
oder einer Ventilanordnung kann den Betätiger oder die Ventilanordnung
beschädigen.
Sobald eine übermäßige Drehmomentmenge
auf einen Betätiger
oder eine Ventilanordnung aufgebracht wurde, sollte die Vorrichtung
ersetzt werden.
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Um
Schäden
zu vermeiden, die durch die übermäßige Drehmomentaufbringung
verursacht wurden, werden üblicherweise
Warnungen in die Betriebshandbücher
gedruckt, welche die Betätiger oder
die Ventilanordnungen begleiten. Andernfalls können Warnungen auch auf Betätigergehäusen oder
auf Handrädern
angebracht werden, die an einem Betätiger befestigt sind, um eine Überaufbringung
von Drehmoment auf die Anordnung zu verhindern. Jedoch ist es während des
Betriebs schwierig, wenn nicht sogar unmöglich, dass ein Benutzer die Drehmomentmenge überwacht,
die auf einen Betätiger
oder eine Ventilanordnung aufgebracht wird. Dies ist insbesondere
der Fall, wenn ein Benutzer die Drehmomentmenge nur schätzen kann,
die auf eine Vorrichtung aufgebracht wird, aufgrund seiner Erfahrung
und eines Gefühls
für die
Kraftmenge, die bei irgendeiner gegebenen Zeit aufgebracht wird.
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In
vielen Fällen
existiert kein Mechanismus, um die Aufbringung einer übermäßigen Drehmomentmenge
auf einen Betätiger
oder eine Ventilanordnung zu verhindern. Häufig, wenn ein übermäßiges Drehmoment
auf einen Betätiger
oder eine Ventilanordnung aufgebracht wird, verursacht das übermäßige Drehmoment
Schäden
an dem Betätiger oder
der Ventilanordnung, was eine Wartung oder ein Ersetzen des Betätigers oder
der Ventilanordnung nötig
macht. Daher wäre
es wünschenswert,
einen Mechanismus bereitzustellen, durch welchen ein Benutzer bestimmen
könnte,
ob die Drehmomentbeschränkungen
eines Betätigers
oder einer Ventilanordnung überschritten
wurden.
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Obwohl
die Aufbringung von übermäßiger Kraft
und Drehmoment auf einen Betätiger
oder eine Ventilanordnung unerwünscht
ist, können
Notsituationen auftreten, welch solch ein Aufbringen erfordern. In
diesen Fällen
sollte die Fähigkeit eines
Benutzers, die Drehmomentbeschränkungen
eines Betätigers oder
einer Ventilanordnung auszuschalten, nicht behindert werden.
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Weiterhin
in vielen Fällen,
wenn ein Schaden durch die Verwendung eines übermäßigen Drehmoments mit einer
Vorrichtung verursacht wurde, wird der Hersteller herbeigerufen,
um die Vorrichtung auf Grundlage einer Garantie zu reparieren. Weiterhin können in
vielen Fällen,
in denen ein Betätiger
oder eine Ventilanordnung durch die Aufbringung eines übermäßigen Drehmoments
auf einen Mechanismus geschädigt
wurde, die Hersteller zum Reparieren der Vorrichtung herbeigerufen
werden. Die Unfähigkeit des
Herstellers zu bestimmen, ob eine Vorrichtung auf Grund des Aufbringens
einer übermäßigen Drehmomentmenge
auf die Vorrichtung beschädigt
wurde, oder ob einige andere berechtigte Schäden auftraten, ist wichtig.
Daher ist es wünschenswert
eine Einrichtung bereitzustellen, durch welche Hersteller überwachen
oder bestimmen können,
wenn ein Schaden an einem Betätiger
oder einer Ventilanordnung durch die Aufbringung übermäßiger Drehmomentmengen
auf den Mechanismus eher als durch einen Fehler oder eine normale
Abnutzung der Vorrichtung verursacht wurden.
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Daher
besteht eine Notwendigkeit, einen Mechanismus bereitzustellen, durch
welchen das Drehmoment, welches auf einen Betätiger oder eine Ventilanordnungsvorrichtung
aufgebracht wird, überwacht
werden kann, um einen Schaden an einem Betätiger oder an einer Ventilanordnung
zu verhindern. Es ist ebenso wünschenswert,
einen Mechanismus bereitzustellen zur Bezeichnung, wenn die Drehmomentbeschränkungen
eines Betätigers
oder einer Ventilanordnung durch einen Benutzer überschritten wurden.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung betreffen Vorrichtungen, welche in der
Lage sind, das Drehmomentniveau zu bezeichnen, welches auf einen
Betätiger
oder eine Ventilanordnung aufgebracht wurde, die in der Lage ist,
durch das Handrad angetrieben zu werden. Insbesondere schließen Ausführungsformen
der Erfindung Drehmomentanzeigen ein, die in der Lage sind, die
Drehmomentmenge aufzuzeichnen, die auf einen Betätiger oder eine Ventilanordnung
durch den Betrieb eines Handrades oder einer anderen mit dem Betätiger oder
der Ventilanordnung verbundenen Vorrichtung aufgebracht wurde. Ausführungsformen
dieser Erfindung können
ebenso Tattletale-Drehmomentanzeigen bereitstellen, die die größte Drehmomentmenge aufzeichnen
oder bezeichnen, die auf einen Betätiger oder eine Ventilanordnung
durch ein Handrad oder eine andere Vorrichtung über einen Zeitraum aufgebracht
wurde.
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In
einigen Ausführungsformen
der Erfindung sind eine oder mehrere Drehmomentanzeigemarkierungen
und eine Anzeige mit einer Handradvorrichtung oder einer anderen
Vorrichtung ausgestaltet, die in der Lage ist, einen Betätiger oder
eine Ventilanordnung anzutreiben. Die Positionierung des Anzeigers relativ
zu den Drehmomentanzeigemarkierungen kann die Menge des Drehmoments
bezeichnen oder einen Kraftbereich, der auf einen Betätiger oder
eine Ventilanordnung durch Rotation oder Bewegung der Handradvorrichtung
oder einer anderen Vorrichtung aufgebracht wurde, die den Betätiger oder
die Ventilanordnung antreibt.
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In
anderen Ausführungsformen
der Erfindung ist eine Tattletale-Drehmomentanzeige mit einer Handradvorrichtung
oder einer anderen Vorrichtung ausgestaltet, die in der Lage ist,
einen Betätiger oder
eine Ventilanordnung anzutreiben. Die Tattletale-Drehmomentanzeige
kann die Maximaldrehmomentmenge aufzeichnen oder anzeigen, die auf
den Betätiger
oder die Ventilanordnung durch die Handradvorrichtung oder eine
andere Vorrichtung in einem Zeitraum aufgebracht wurde. Die Tattletale-Drehmomentanzeige
kann für
einen Nutzer der Handradvorrichtung oder einer anderen Vorrichtung
sichtbar sein, oder sie kann vor einer direkten Sicht versteckt sein,
so dass eine Demontage der Handradvorrichtung oder der anderen Vorrichtung
nötig ist,
um die Maximaldrehmoment menge zu bestimmen, die auf einen Betätiger oder
eine Ventilanordnung aufgebracht wurde.
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Entsprechend
einigen Ausführungsformen kann
eine Handradvorrichtung eine Rotationswelle einschließen, die
mit einem Handrad und einer Antriebswelle verbunden ist, die mit
einem Betätiger oder
einer Ventilanordnung zum Antreiben des Betätigers oder der Ventilanordnung
verbunden ist. Eine oder mehrere Kraft erzeugende Vorrichtungen
(wie z. B. Federn) sind mit der Antriebswelle und der Rotationswelle
verbunden, um die Drehmomentmenge zu steuern, die auf den Betätiger oder
die Ventilanordnung durch Bewegung des Handrades oder der mit der
Rotationswelle verbundenen Vorrichtung aufgebracht wird. Drehmomentanzeigemarkierungen,
die in die Handradvorrichtung integriert sind, bezeichnen visuell
die Drehmomentmenge, die auf den Betätiger oder die Ventilanordnung
in Bezug auf die Bewegung oder die Rotation des Handrades oder der
anderen mit der Rotationswelle verbundenen Vorrichtung aufgebracht
wurde. Eine Tattletale-Drehmomentanzeige zur
Anzeige der Maximaldrehmomentmenge, die auf einen Betätiger oder
eine Ventilanordnung durch die Handradvorrichtung aufgebracht wurde,
kann ebenso in die Handradvorrichtung integriert sein.
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In
anderen Ausführungsformen
kann die Rotationswelle einer Handradvorrichtung Ansätze einschließen, welche
Federn oder andere Kraft erzeugende Vorrichtung zusammendrücken, welche
wiederum eine Kraft auf eine Antriebswellenhülle ausüben. Eine Bewegung der Antriebswellenhülle, ausgelöst durch
die Kraft erzeugenden Vorrichtungen, dreht eine Antriebswelle und
treibt einen Betätiger oder
eine Ventilanordnung an, die damit verbunden ist. Drehmomentanzeigemarkierungen
und Tattletale-Drehmomentanzeigen entsprechend bestimmter Ausführungsformen
der Erfindung können
in solche Vorrichtungen integriert sein, um die Drehmomentmenge
anzuzeigen, die auf einen Betätiger
oder eine Ventilanordnung aufgebracht wurde, und um die maximale
Drehmomentmenge aufzuzeichnen, die über einen Zeitraum darauf aufgebracht
wurde.
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In
noch anderen Ausführungsformen
kann eine Handradvorrichtung eine Antriebswelle und flexible, mit
einem Handrad oder einer anderen Vorrichtung zum Drehen einer Antriebswelle
verbundene Speichen einschließen.
Eine Drehung des Handrades verbiegt die Speichen bis ein ausreichendes Drehmoment
auf die Antriebswelle aufgebracht ist, um einen Betätiger oder
eine mit der Antriebswelle verbundene Ventilanordnung anzutreiben.
Drehmomentanzeigemarkierungen können
in eine Unterstützung
integriert sein, die mit der Antriebswelle verbunden ist und in
Bezug auf eine flexible Speiche orientiert ist. Das Biegen einer
Speiche in Bezug auf die Drehmomentanzeigemarkierungen ermöglicht eine visuelle
Darstellung der Drehmomentmenge, die auf einen Betätiger oder
eine Ventilanordnung durch Bewegung des Handrades oder andere Drehvorrichtungen
aufgebracht wurde. Eine Tattletale-Drehmomentanzeige kann ebenso
in die Handradvorrichtung integriert sein, um die maximale Drehmomentmenge zu
bezeichnen, die auf einen Betätiger
oder eine Ventilanordnung aufgebracht wurde, die durch die Handradvorrichtung
angetrieben wird.
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Entsprechend
anderen Ausführungsformen der
Erfindung kann eine Handradvorrichtung Kraft erzeugende Vorrichtungen
einschließen,
die in ein Handrad eingeschlossen sind, um Kraft auf Rotationsspeichen
auszuüben,
die mit dem Handrad und einer Antriebswelle verbunden sind. Die
Antriebswelle kann einen Betätiger
oder eine Ventilanordnung antreiben, die mit der Antriebswelle verbunden
ist. Drehmomentanzeigemarkierungen, die in die Handradvorrichtung
integriert sind, bezeichnen visuell die Drehmomentmenge oder einen
Drehmomentbereich, der auf die Antriebswelle und den Betätiger oder
die Ventilanordnung durch die Rotation des Handrades aufgebracht
wurde. Eine Tattletale-Drehmomentanzeige kann ebenso in die Handradvorrichtung
integriert sein, um einen maximalen Drehmomentwert anzuzeigen, der
auf dem Betätiger
oder die Ventilanordnung durch die Handradanordnung über einen Zeitraum
aufgebracht wurde.
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Verfahren
zur visuellen Überwachung
der Drehmomentmenge, die auf einen Betätiger oder eine Ventilanordnung
durch eine Handradvorrichtung aufgebracht werden, werden ebenso
bereitgestellt. Die Integration von Drehmomentanzeigemarkierungen
in eine Handradvorrichtung erlaubt das Überwachen der Drehmomentmenge,
die durch die Handradvorrichtung auf einen Betätiger oder eine Ventilanordnung
aufgebracht wurde.
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In
noch weiteren Ausführungsformen
sind Verfahren zur Überwachung
und Aufzeichnung der maximalen Drehmomentmenge, die auf einen Betätiger oder
eine Ventilanordnung aufgebracht wurde, durch die Integration einer
Tattletale-Vorrichtung
in eine Handradvorrichtung bereitgestellt. Die Tattletale-Vorrichtung
kann verwendet werden, um die maximale Drehmomentmenge aufzuzeichnen
oder zu bestimmen, die auf einen Betätiger oder eine Ventilanordnung über die
Zeit aufgebracht wurde. Die Tattletale-Vorrichtung kann visuell
sichtbar sein, oder kann innerhalb der Handradvorrichtung versteckt
sein.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Während die
Beschreibung mit den Ansprüchen
einhergeht, die besonders betonen und klar beanspruchen, was als
die vorliegende Erfindung betrachtet wird, kann die Erfindung schneller
verstanden und durch einen Fachmann geschätzt werden durch die folgende
Beschreibung der Erfindung, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen
gelesen wird, in denen:
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1 zeigt
eine Handradanordnung wie im Stand der Technik verwendet;
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2 zeigt
eine Querschnittansicht einer Handradanordnung entsprechend besonderer
Ausführungsformen
der Erfindung;
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3 zeigt
eine Ansicht einer Handradanordnung von oben nach unten entsprechend
besonderer Ausführungsformen
der Erfindung;
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4 zeigt
eine Ansicht einer Handradanordnung von oben nach unten entsprechend
gewisser Ausführungsformen
der Erfindung;
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5 zeigt
eine Ansicht einer Handradanordnung von oben nach unten entsprechend
einiger Ausführungsformen
der Erfindung;
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6 zeigt
eine Ansicht einer Handradanordnung von oben nach unten entsprechend
besonderer Ausführungsformen
der Erfindung;
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7 zeigt
eine Ansicht einer Handradanordnung von oben nach unten entsprechend
gewisser Ausführungsformen
der Erfindung;
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8 zeigt
eine Ansicht einer Handradanordnung von oben nach unten entsprechend
einiger Ausführungsform
der Erfindung; und
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9 zeigt
eine Querschnittansicht einer Handradfelge (Handradfelge??), die
mit gewissen Ausführungsformen
der Erfindung verwendet werden kann.
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BESTE AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
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Besondere
Ausführungsformen
der Erfindung betreffen visuelle Drehmomentanzeigen, die mit einer
Ventilanordnung oder einem Betätiger
verwendet werden können,
und insbesondere Vorrichtungen zu Anzeige, wenn die Drehmomentmenge, die
auf eine Ventilanordnung oder einen Betätiger ausgeübt wird, die Drehmomentbeschränkungen
der Ventilanordnung oder des Betätigers überschreiten.
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Entsprechend
den Ausführungsformen
der Erfindung kann eine visuelle Anzeige der Drehmomentmenge, die
auf eine Ventilanordnung oder einen Betätiger durch Verwendung eines
Handrades ausgeübt
wird, in einer Handradanordnung oder als Teil der Ventilanordnung
oder des Betätigers
eingeschlossen sein. Wenn eine Handradanordnung gedreht wird, wird
die entsprechende Drehmomentmenge auf eine Ventilanordnung oder
einen Betätiger
durch Rotation des Handrades ausgeübt und visuell durch einen
Drehmomentanzeiger bezeichnet. Der Drehmomentanzeiger kann die Drehmomentmenge
darstellen, die auf die Ventilanordnung oder den Betätiger aufgebracht
wurde, oder einen Drehmomentbereich, der auf die Ventilanordnung
oder den Betätiger
aufgebracht wurde. Daher kann der Drehmomentanzeiger entsprechend
den Ausführungsformen
der Erfindung einen Nutzer visuell informieren, ob die Drehmomentbeschränkungen
der Ventilanordnung oder des Betätigers überschritten werden
oder überschritten
wurden.
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Eine
besondere Ausführungsform
einer Handradvorrichtung 100, die mit der Erfindung verwendet
werden kann, ist in 2 gezeigt. Die Handradvorrichtung 100 schließt ein Handrad 110 ein,
welches entfernbar in eine Rotationswelle 120 durch einen
oder mehrere Bolzen 112 befestigt ist. Die Rotationswelle 120 befindet
sich innerhalb einer Antriebswelle 130 und kann darin rotieren.
Eine Handradkappe 150 kann mit der Antriebswelle 130 durch
einen oder mehrere Bolzen 152 verbunden sein, um die Rotationswelle 120 innerhalb
der Antriebswelle 130 zu sichern. Die Rotationswelle 120 kann
innerhalb der Antriebswelle 130 rotieren. Zusätzlich können eines
oder mehrere bewegliche Siegel oder Lager 122 zwischen
der Rotationswelle 120 und der Antriebswelle 130 angeordnet
sein, um die Rotationsbewegung der Rotationswelle 120 innerhalb
der Antriebswelle 130 zu erleichtern. Die Antriebswelle 130 kann entfernbar
an einem Betätiger
oder eine Ventilanordnung durch Bolzen 132 befestigt sein,
um eine Bewegung auf den Betätiger
oder die Ventilanordnung zu übertragen,
wenn sich die Antriebswelle 130 dreht. Die Handradvorrichtung 100 schließt ebenso
einen oder mehrere Rotationszapfen 140 ein, die mit der Rotationswelle 120 verbunden
sind, und einen oder mehrere Antriebszapfen 145, die mit
der Antriebswelle 130 verbunden sind.
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Entsprechend
gewisser Ausführungsformen der
Erfindung kann die Handradvorrichtung 100 mit einer Drehmomentanzeige
ausgestattet sein, um visuell die Drehmomentmenge zu bezeichnen,
die auf die Antriebswelle 130 und auf den Betätiger oder
die Ventilanordnung aufgebracht wurde, die mit der Antriebswelle 130 verbunden
sind.
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Ein
Drehmomentanzeiger nach einigen Ausführungsformen der Erfindung
ist in 3 gezeigt. Eine Handradvorrichtung 100,
wie die in 2 gezeigte, schließt Drehmomentanzeigemarkierungen 115 auf
dem Handrad 110, einen Zeiger 170, der auf der
Antriebswelle 130 befestigt ist und eine oder mehrere Federn 160 mit
zwei Enden ein, wobei die Federn entfernbar durch ein erstes Ende
mit einem Rotationszapfen 140 und durch ein zweites Ende
mit einem Antriebszapfen 145 verbunden sind. Der Drehmomentanzeiger,
wie in 3 gezeigt, schließt zwei Rotationszapfen 140A und 140B und
zwei Antriebszapfen 145A und 145B ein. Zumindest
eine Feder 160 kann mit den Zapfen verbunden sein, wobei Federn 160 zwischen
den Rotationszapfen 140 und den Antriebszapfen 145 verbunden
sind.
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Die
Antriebswelle 130 der Handradvorrichtung 100 kann
durch das Handrad 110 gedreht werden. Die Bewegung des
Handrades 110 dreht die Rotationswelle 120, welche
wiederum die Rotationszapfen 140 bewegt, die an der Rotationswelle 120 befestigt
sind. Die Bewegung der Rotationszapfen 140 übt eine
Kraft auf eine oder mehrere Federn 160 aus, welche wiederum
eine Kraft auf die Antriebszapfen 145 ausüben und
sich strecken. Wenn die auf die Antriebszapfen 145 ausgeübte Kraft
ausreichend ist, um die Antriebswelle 130 zu bewegen, bewegt
sich die Antriebswelle 130 mit der Rotation des Handrades 110.
Wenn jedoch das Drehmoment oder die Kraft, die zur Drehung der Antriebswelle 130 benötigt wird,
größer ist
als die auf das Handrad 110 ausgeübte Kraft, wird sich dann die
Antriebswelle 130 nicht bewegen. Die Aufbringung zusätzlicher
Kraft auf das Handrad 110 wird die Feder 160 weiter
strecken, und eine größere Kraft
auf die Antriebswelle 130 ausüben. Auf diese Art kann das
Handrad 100 gedreht werden, bis genügend Kraft durch die Federn 160 auf die
Antriebszapfen 145 aufgebracht wird, um die Antriebswelle 130 in
dieselbe Richtung wie die Rotation des Handrades 110 zu
drehen.
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Zum
Beispiel, wenn das in 3 gezeigte Handrad 110 in
eine Richtung im Uhrzeigersinn gedreht wird, bewegen sich die Rotationszapfen 140A und 140B ebenfalls
in einer Richtung im Uhrzeigersinn, und strecken jeweils die Federn 160C und 160A.
Das Strecken der Federn 160A und 160C übt jeweils
eine Kraft auf die Antriebszapfen 145B und 145A aus.
Zum Beispiel, wenn die Feder 160A durch die Bewegung des
Rotationszapfens 140B gestreckt wird, übt die Feder 160A eine
Zugkraft auf den Antriebszapfen 145B aus. Ähnlich übt das Strecken
der Feder 160C durch Rotation des Rotationszapfens 140A Zugkraft
auf den An triebszapfen 145A aus. Wenn die durch die Feder 160A auf
den Antriebszapfen 145B und durch die Feder 160C auf
den Antriebszapfen 145A ausgeübte Kraft ausreichend ist,
um die Kraft zu überwinden,
die benötigt
wird, um die Antriebswelle 130 zu drehen, dann wird sich
die Antriebswelle 130 drehen. Wenn jedoch die Feder 160 Kräfte nicht
ausreichend sind, um die Kraft zu überwinden, die benötigt wird,
um die Antriebswelle 130 zu bewegen, dann muss eine zusätzliche
Rotationskraft auf das Handrad 110 aufgebracht werden,
bevor eine Rotation der Antriebswelle 130 auftreten wird.
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Wie
in 2 gezeigt, ist die Antriebswelle 130 an
einem Betätiger
oder eine Ventilanordnung durch Bolzen 132 befestigt. Betätiger und
Ventilanordnung weisen typischerweise eine maximale Drehmomenttoleranz
auf. Wenn die Drehmomenttoleranz überschritten wird, kann ein
Schaden am Betätiger oder
an der Ventilanordnung auftreten. Daher überschreitet die auf die Antriebswelle 130 aufgebrachte Drehmomentmenge
nicht die Drehmomentbeschränkungen
des Betätigers
oder der Ventilanordnung, an welcher sie befestigt ist. In dem vorherigen
Beispiel, wenn sich die Antriebswelle 130 nicht zu drehen
beginnt, aufgrund der Rotation des Handrades 110, kann
ein Nutzer dazu geneigt sein, zusätzliche Rotationskraft auf
das Handrad 110 fortlaufend aufzubringen, welches wiederum
Drehmoment auf die Antriebswelle 130 und den Betätiger oder
die Ventilanordnung, an welche sie befestigt ist, aufbringt.
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Wie
in 3 gezeigt, schließen bestimmte Ausführungsformen
der Erfindung Drehmomentanzeigemarkierungen 115 auf dem
Handrad 110 ein und einen Zeiger 170, der an der
Antriebswelle 130 befestigt ist. Wenn dies in Kombination
verwendet wird, können
die Drehmomentanzeigemarkierungen 115 mit dem Zeiger 170 ausgerichtet
sein, um die Drehmomentmenge anzuzeigen, die auf einen Betätiger oder
eine Ventilanordnung aufgebracht wird, die an der Antriebswelle 130 befestigt
ist. Als Beispiel, und nicht beschränkend, schließen die
Drehmomentanzeigemarkierungen 115 auf dem Handrad 110 in 3 drei
Bereiche ein. Ein erster Bereich 115A kann mit dem Zeiger 170 ausgerichtet
sein, so dass sich der Zeiger 170 in der Mitte des ersten
Bereichs 115A befindet, wenn keine Kräfte auf das Handrad 100 und
die Antriebswelle 130 aufgebracht werden. Zwei zweite Bereiche 115B liegen
auf jeder Seite des ersten Bereichs 115A und sind gleich
groß und
gleich beabstandet. Zwei dritte Bereiche 115C liegen auf
jeder Seite der zwei Bereiche 115B und sind ebenso gleich
groß und
beabstandet. Wenn das Handrad 110 gedreht wird, bewegen
sich die Drehmomentanzeigemarkierungen 115 mit dem Handrad 110 und
in Bezug zu der Position des Zeigers 170. Wenn die Rotationskräfte, die
auf das Handrad 110 aufgebracht werden, unzureichend sind,
um die Antriebswelle 130 zu bewegen, wird der Zeiger 170 in
seiner Ausgangsposition verbleiben und wird auf einen unterschiedlichen
Bereich der Drehmomentanzeigemarkierungen 115 zeigen, in
Abhängigkeit
davon, wie weit das Handrad 110 gedreht wurde. Sobald eine ausreichende
Kraft auf das Handrad 110 aufgebracht wurde, um die Antriebswelle 130 zu
drehen, wird sich die Antriebswelle 130 drehen und den
Zeiger 170 bewegen. Die Bewegung des Zeigers 170 wird
von der Bewegung des Handrades 110 abhängen, und der Zeiger 170 wird
die Drehmomentmenge anzeigen, die aufgebracht wurde, um die Antriebswelle 130 durch
ihre Position relativ zu den Drehmomentanzeigemarkierungen 115 auf
den Handrad 110 zu bewegen.
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Entsprechend
einigen Ausführungsformen der
Erfindung können
die Drehmomentanzeigemarkierungen 115 farblich codiert
sein. Zum Beispiel können
die drei verschiedenen Drehmomentanzeigemarkierungen 115 Bereiche,
wie in 3 gezeigt, farblich codiert sein, um visuell anzuzeigen,
wenn die Drehmomentbeschränkungen
eines Betätigers
oder einer Ventilanordnung, die an der Antriebswelle 130 befestigt
sind, erreicht oder überschritten
werden. Der erste Bereich 115A kann grün gefärbt sein, um anzuzeigen, dass
der Betrieb des Handrades 110 in dem ersten Bereich 115A innerhalb
der Grenzen zulässiger
Drehmomentbeschränkungen
für den
Betätiger
oder die Ventilanordnung, die mit der Antriebswelle 130 verbunden
sind, liegt. Die zweiten Bereiche 115B können gelb
gefärbt
sein, um anzuzeigen, dass die Drehmomentbeschränkungen des Betätigers oder
der Ventilanordnung, die mit der Antriebswelle 130 verbunden
sind, erreicht wer den. Die dritten Bereiche 115C können rot
gefärbt
sein, um anzuzeigen, dass die Drehmomentbeschränkungen des Betätigers oder
der Ventilanordnung, die an der Antriebswelle 130 befestigt
sind, überschritten
werden oder überschritten
wurden.
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Entsprechend
anderen Ausführungsformen der
Erfindung können
die Drehmomentanzeigemarkierungen 115 andere Reihen von
Markierungen einschließen.
Zum Beispiel können
Markierungen, die Einheiten oder Zahlen in Verbindung mit der Drehmomentmenge
darstellen, die auf eine Antriebswelle 130 aufgebracht
wurde, als die Drehmomentanzeigemarkierungen 115 verwendet
werden. Alternativ können
andere Markierungen ebenfalls verwendet werden, und die Ausführungsformen
der Erfindung sind nicht durch die Art oder den Stil der verwendeten Drehmomentanzeigemarkierungen 115 beschränkt.
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Während des
Betriebs kann die Drehmomentmenge, die auf die Antriebswelle 130 und
den verbundenen Betätiger
oder die Ventilanordnung aufgebracht wird, überwacht werden, während sich
das Handrad 110 dreht. Wenn das Handrad 110 gedreht wird,
verbleibt der Zeiger 170 in einer starren Position, bis
ein ausreichendes Drehmoment auf die Antriebszapfen 145 durch
Rotation des Handrades 110 aufgebracht wird, was zu einer
Bewegung der Antriebswelle 130 führt. Die Bewegung des Handrades 110 richtet
die Drehmomentanzeigemarkierungen 115 mit dem Zeiger 170 aus.
Wenn sich die Antriebswelle 130 beginnt zu bewegen, während sich
der Zeiger 170 immer noch in dem ersten Bereich 115A befindet
(d. h. der grüne
Bereich), wird der Zeiger 170 in dem ersten Bereich 115A verbleiben,
bis eine zusätzliche
Kraft aufgebracht wird, um die Antriebswelle 130 zu bewegen.
Wenn eine zusätzliche
Kraft aufgebracht wird, um die Antriebswelle 130 zu bewegen, kann
sich der Zeiger nicht synchron mit dem Handrad 110 bewegen,
und demnach kann sich der Zeiger 170 aus dem ersten Bereich 115A in
den zweiten Bereich 115B bewegen, was anzeigt, dass die
Drehmomentbeschränkungen
des Betätigers
oder der Ventilanordnung, die mit der Antriebswelle 130 verbunden ist,
erreicht werden. Daher ist ein Nutzer in der Lage, visuell zu beurteilen,
ob ein zusätzliches
Drehmoment auf den Betätiger
oder die Ventilanord nung aufgebracht werden sollte oder nicht, durch
Beobachten, wo sich der Zeiger in Bezug zu den Drehmomentanzeigemarkierungen 115 auf
dem Handrad 110 befindet.
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Die
Drehmomentbeschränkungen
des Betätigers
oder der Ventilanordnung, mit welcher die Antriebswelle 130 verbunden
ist, sind typischerweise bekannt. Entsprechend besonderer Ausführungsformen
der Erfindung können
die Drehmomentbereiche, die auf die Antriebswelle 130 durch
Drehung des Handrades 110 aufgebracht werden, durch Ändern der
Federn 160 eingestellt werden, welche an den Rotationszapfen 140 und
den Antriebszapfen 145 befestigt sind. Wenn eine größere Drehmomentmenge
benötigt
wird, um einen Betätiger
oder eine Ventilanordnung zu bewegen, können stärkere Federn 160 innerhalb
der Ausführungsformen
der Erfindung verwendet werden. Wenn eine geringere Drehmomentmenge
nötig ist,
um einen Betätiger
oder eine Ventilanordnung zu bewegen, können kleinere Federn 160 verwendet
werden. Die in den Ausführungsformen
der Erfindung verwendeten Federn 160 können ausgewählt werden auf Grundlage der
Betriebsdrehmomentbereiche, die auf einen Betätiger oder eine Ventilanordnung
aufgebracht werden können, und
aufgrund Größe der Bereiche
der Drehmomentanzeigemarkierungen 115 auf dem Handrad 110. Zum
Beispiel bei Kenntnis der Betriebsdrehmomentbeschränkungen
eines Betätigers,
der an der Antriebswelle 130 befestigt ist, kann eine Feder 160 oder
ein Satz Federn 160 so ausgewählt werden, dass die Federn 160 die
Antriebswelle 130 bewegen werden, während die Drehmomentanzeigemarkierungen 115 des
ersten Bereichs 115A der Zeiger 170 Position auf
der Antriebswelle 130 entsprechen. Die Federn 160 können auch
so ausgewählt
werden, dass die Drehmomentbeschränkungen des Betätigers erreicht
werden, und die Rotationsmenge des Handrades 110, die nötig ist,
um die Antriebswelle 130 zu bewegen, der Bewegung des Zeigers 170 in dem
zweiten Bereich 115B der Drehmomentanzeigemarkierungen 115 entspricht.
Gleichzeitig können
die Federn 160 so ausgewählt werden, dass wenn die Drehmomentbeschränkungen überschritten
werden, der Zeiger 170 dem dritten Bereich 115C der
Drehmomentanzeigemarkierungen 115 entsprechen wird.
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Einige
Ausführungsformen
der Erfindung, wie die in 3 gezeigten,
können
verwendet werden, um einen Nutzer einer Handradvorrichtung zu warnen,
wenn die Drehmomentbeschränkungen
eines Betätigers
oder einer Ventilanordnung, die mit der Handradvorrichtung 100 verbunden
sind, erreicht oder überschritten
werden. Durch visuelle Inspektion der Position eines Zeigers 170 relativ
zu einer Drehmomentanzeigemarkierung 115 auf dem Handrad 110,
kann die Drehmomentmenge relativ zu den Drehmomentbeschränkungen
eines Betätigers
oder einer Ventilanordnung bestimmt werden, und Entscheidungen in
Bezug auf den Betrieb der Handradvorrichtung 100 können in
Bezug zu dem Betätiger oder
der Ventilanordnung getroffen werden.
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Entsprechend
einiger Ausführungsformen der
Erfindung kann die Anzahl von Federn 160 variieren, die
mit einer Handradvorrichtung 100 verwendet werden. Wie
in 3 gezeigt, können
vier Federn 160 verwendet werden. Wie in 4 gezeigt, können zwei
Federn verwendet werden und können so
gestaltet sein, dass jede Feder 160 mit demselben Antriebszapfen 145B verbunden
ist, und jeweils mit den gegenüberliegenden
Rotationszapfen 140 verbunden ist. In anderen Ausführungsformen
können zwei
Federn verwendet werden und können
entgegengesetzt zueinander gesetzt werden (nicht gezeigt), so dass
eine erste Feder 160 mit einem ersten Antriebszapfen 145A und
einem ersten Rotationszapfen 150A verbunden ist, und eine
zweite Feder 160 mit einem zweiten Antriebszapfen 145B und
einem zweiten Rotationszapfen 140B verbunden ist. Die Verwendung
einer Feder 160 oder von drei Federn 160 kann
innerhalb der Ausführungsformen
der Erfindung angepasst werden. In noch anderen Ausführungsformen
können
vielfältige
Federn 160 in Serie, parallel oder beides geschaltet werden
in Bezug auf die Antriebszapfen 145 und die Rotationszapfen 140,
um eine ausreichende Rotationskraft zu erzeugen, die notwendig ist
für den
Betrieb der Handradvorrichtung 100 mit einem Betätiger oder
einer Ventilanordnung.
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Die
Federn 160 können
ersetzt werden oder in Kombination mit anderen Vorrichtungen verwendet werden,
die in der Lage sind, ähnliche
Kräfte
zu denen der Federn 160 aufzubringen, wenn die Handradvorrichtung 100 verwendet
wird. Zum Beispiel Seile aus dehnbaren Materialien wie Gummi, Gewebe
oder ähnlichem
können
mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Als ein Beispiel
kann eine Serie oder Gruppe elastischer oder bungee-artiger Seile
eine Feder 160 ersetzen, und an den Antriebszapfen 145 und
den Rotationszapfen 140 angebracht sein, um äquivalente
Kräfte
aufzubringen, die durch eine Feder 160 erzeugt werden.
Alle anderen bekannten Materialien und Vorrichtungen könnten ebenso
verwendet werden, die geeignet sind, um solche Kräfte zu erzeugen.
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In
zusätzlichen
Ausführungsformen
können Federn 160 oder
andere Vorrichtungen, die in der Lage sind, in den Ausführungsformen
verwendete Kräfte
aufzubringen, mit einer Antriebswelle 130 und einer Rotationswelle 120 durch
alle geeigneten Vorrichtungen oder Verfahren (andere als durch die
Antriebszapfen 145 und die Rotationszapfen 140)
verbunden sein, die in der Lage sind, Verbindungs- oder Haltefedern 160 oder äquivalente
Vorrichtungen zu sein.
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Entsprechend
anderen Ausführungsformen der
Erfindung können
die Drehmomentanzeigemarkierungen 115 auf die Antriebswelle 130 der
Handradvorrichtung 100 aufgebracht werden und der Zeiger 170 kann
an dem Handrad 110 befestigt sein (nicht gezeigt). In solchen
Ausführungsformen
bewegt sich der Zeiger 170 relativ zu der Antriebswelle 130,
wenn das Handrad 110 gedreht wird, und zeigt damit den
Drehmomentbereich an, der auf die Antriebswelle 130 und
einen Betätiger
oder eine Ventilanordnung, die mit der Antriebswelle 130 verbunden sind,
aufgebracht wird. Wenn sich die Antriebswelle 130 beginnt
zu bewegen, wird der Zeiger 170 in Ausrichtung mit dem
Abschnitt der Drehmomentanzeigemarkierungen 115 auf der
Antriebswelle 130 verbleiben und damit anzeigen, ob die
Drehmomentmenge, die durch Rotation des Handrades 110 aufgebracht wird,
innerhalb eines zulässigen
Bereichs für
den Betätiger
oder die Ventilanordnung liegt, die mit der Antriebswelle 130 verbunden
sind.
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Entsprechend
anderen Ausführungsformen der
Erfindung können
die Drehmomentanzeigemarkierungen 115 in die Rotationswelle 120 integriert sein
und der Zeiger 170 kann in die Antriebswelle 130 integriert
sein. In noch weiteren Ausführungsformen können die
Drehmomentanzeigemarkierungen 115 in die Antriebswelle 130 integriert
sein und der Zeiger 170 kann in die Rotationswelle 120 integriert
sein.
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Entsprechend
anderen Ausführungsformen der
Erfindung kann eine Tattletale-Vorrichtung
allein oder in Kombination mit der Drehmomentanzeigevorrichtung
verwendet werden. Die Tattletale-Vorrichtung ist in der Lage anzuzeigen,
ob die Drehmomentbeschränkungen
des Betätigers
oder der Ventilanordnung, die an der Handradvorrichtung 100 befestigt
sind, durch Rotation des Handrades 110 überschritten wurden. Jede Anzahl
von Tattletale-Vorrichtungen kann in verschiedenste Ausführungsformen der
Erfindung integriert werden. Daher sind die hier beschriebenen Ausführungsformen
eher beispielhaft und nicht beschränkend gedacht.
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In
einigen Ausführungsformen
der Erfindung kann ein Zeiger 170 in Kontakt mit den Drehmomentanzeigemarkierungen 115 treten.
Wenn sich der Zeiger 170 entlang des Bereichs der Drehmomentanzeigemarkierungen 115 bewegt,
kann der Zeiger 170 eine Markierung hinterlassen, die die
maximale Ablenkung des Zeigers 170 in Bezug auf die Drehmomentanzeigemarkierungen 115 bezeichnet.
Die Markierung kann eine permanente Markierung sein, wie durch Ritzen
der Drehmomentanzeigemarkierungen 115 oder durch andere
Markierungen, so dass eine visuelle Inspektion der Drehmomentanzeigemarkierungen 115 die
maximale Drehmomentmenge, oder einen maximalen Drehmomentbereich
aufdeckt, welcher auf einen Betätiger
oder eine Ventilanordnung aufgebracht wurde, die an einer Antriebswelle 130 einer
Handradvorrichtung 100 befestigt sind.
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In
anderen Ausführungsformen
kann der Zeiger 170 einen versteckten Tattletale bewegen,
der in die Drehmomentanzeigemarkierungen 115 eingeschlossen
ist. Zum Beispiel können
die Drehmomentanzeigemarkierungen 115, die sich auf einem
Handrad 110 oder einer Antriebswelle 130 befinden,
eine Vorrichtung mit einem Innenraum einschließen, worin eine oder mehrere
bewegliche Markierungen für
die Bewegung innerhalb des Hohlraums angeordnet sein können. Die
Markierungen können
nach der Montage und Positionierung der Drehmomentanzeigemarkierungen 115 auf
der Handradvorrichtung 100 so ausgerichtet werden, dass
die Markierungen in einer Linie mit einer Null-Drehmomentposition
liegen, oder innerhalb eines normalen Betriebsdrehmomentbereichs.
Eine Bewegung eines Zeiger 170 in Bezug zu den Markierungen
kann die Markierungen in eine Richtung innerhalb des Hohlraums bewegen,
so dass die Markierungen die maximale Ablenkung des Zeigers 170 entlang
der Drehmomentanzeigemarkierungen 115 auszeichnet. Zum
Beispiel kann einer oder beide der Markierungen und der Zeiger 170 magnetisiert
sein, so dass eine Bewegung des Zeigers 170 eine entsprechende
Bewegung einer Markierung auslöst.
Daher, um zu bestimmen, dass die maximalen Drehmomentbeschränkungen
des Betätigers oder
der Ventilanordnung, die mit der Handradvorrichtung 100 verbunden
sind, überschritten
wurden, könnten
die Drehmomentanzeigemarkierungen 115 Vorrichtung zerlegt
werden, um die Position der Markierungen in dem Hohlraum zu bestimmen.
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In
noch anderen Ausführungsformen
der Erfindung würde
eine Bewegung des Zeigers 170 entlang der Drehmomentanzeigemarkierungen 115 einen
oder mehrere Stifte oder sekundäre
Zeiger drücken,
die an den Drehmomentanzeigemarkierungen 115 befestigt
sind, was die maximale Drehmomentposition erreichen würde, die
entlang der Drehmomentanzeigemarkierungen 115 erreicht
wurde. Eine Inspektion des Stiftes oder der Stifte würde den
maximalen Drehmomentbereich aufdecken, der während des Betriebs der Vorrichtung
erreicht wurde.
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In
anderen Ausführungsformen
der Erfindung kann die Tattletale-Vorrichtung so versteckt sein,
dass die maximale Ablenkung, wie durch die Tattletale- Vorrichtung aufgezeichnet,
nur durch Zerlegung der Handradvorrichtung 100 bestimmt
werden kann. Zum Beispiel kann eine Tattletale-Vorrichtung im Inneren
einer Handradvorrichtung 100 angeordnet sein. Einer oder
mehrere bewegliche Stifte, die sich innerhalb eines Innenraums der
Handradvorrichtung 100 befinden, können mit den Drehmomentanzeigemarkierungen 115 verbunden
sein, und können
durch die Bewegung des Zeigers 170 bewegt werden. Wenn
der Zeiger über
die Drehmomentanzeigemarkierungen 115 abgelenkt wird, könnten einer
oder mehrere der beweglichen Stifte bewegt werden, um das maximale
Drehmoment darzustellen, welches auf die Handradvorrichtung 100 wirkte.
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Entsprechend
anderen Ausführungsformen der
Erfindung kann eine Tattletale-Vorrichtung
ein zerbrechliches Material einschließen, welches permanent deformiert
wird, wenn größere Ablenkungen des
Zeigers 170 entlang der Drehmomentanzeigemarkierungen 115 auftreten.
Die Position des deformierten zerbrechlichen Materials in Bezug
zu den Drehmomentanzeigemarkierungen 115 stellt die maximale
Drehmomentmenge dar, die durch die Handradvorrichtung 100 auf
die Antriebswelle 130 aufgebracht wurde.
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Die
Verwendung von Tattletale-Vorrichtungen mit Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung erlaubt einem Benutzer einer Handradvorrichtung 100 visuell
zu bestimmen, wenn die Drehmomentbeschränkungen eines Betätigers oder
einer Ventilanordnung überschritten
wurden, welches anzeigen würde,
ob Wartung oder Austausch der Ausrüstung von Nöten ist. Zusätzlich kann
die Verwendung von Tattletales, und insbesondere von versteckten
Tattletales, Herstellern erlauben zu bestimmen, wenn die Drehmomentbeschränkungen
eines beschädigten
Betätigers überschritten
wurden, so dass der Hersteller Garantie und andere Verpflichtungen vermeiden
könnte.
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Andere
repräsentative
Ausführungsformen der
Erfindung sind in den 5 und 6 dargestellt.
Wie in 5 gezeigt, schließt die Antriebswelle 230 eine
Antriebswellenhülle 235 ein,
die mit der Antriebswelle 230 verbunden ist, und eine Grup pe
von Druckfedern 260 in Kommunikation mit der Antriebswellenhülle 235.
Die Druckfedern 260 stehen ebenso in Kommunikation mit
Ansätzen 242,
welche wiederum mit der Rotationswelle 220 verbunden sind.
Ein Handrad 210 ist mit der Rotationswelle 220 verbunden,
und kann verwendet werden, um die Rotationswelle 220 in
die Richtung zu drehen, in die das Handrad 210 gedreht
wird, wie bei den anderen Ausführungsformen
der Erfindung. Die Rotation der Welle 220 bewegt die Ansätze 242,
was zu einer Kompression von einer oder mehrerer der Federn 260 führt, und
zum Aufbringen eines Drucks auf die Antriebswellenhülle 235.
Wenn die Kraft, die auf die Kompressionsfedern 260 durch
Rotation des Handrades 210 aufgebracht wird, ausreichend
ist, um das Drehmoment zu überwinden,
welches benötigt
wird, um die Antriebswelle 230 zu bewegen, dann verursachen
die Kompressionsfedern 260 eine Bewegung der Antriebswellenhülle 235 und
der damit verbundenen Antriebswelle 230. Die Bewegung der
Antriebswelle 230 wird in eine Bewegung eines Betätigers oder
einer Ventilanordnung übersetzt,
die mit der Antriebswelle 230 verbunden sind (nicht gezeigt).
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Ähnlich zu
anderen Ausführungsformen
der Erfindung schließt
die Handradvorrichtung 200, wie in 5 gezeigt,
Drehmomentanzeigemarkierungen 215 und einen Zeiger 270 ein.
Die Drehmomentanzeigemarkierungen 215 schließen einen
ersten Bereich 215A, zwei zweite Bereiche 215B auf
jeder Seite des ersten Bereichs 215A, und zwei dritte Bereiche 215C auf
jeder Seite der zweiten Bereiche 215B ein. Die in 5 gezeigten
Drehmomentanzeigemarkierungen 215 sind an der Antriebswelle 230 befestigt
oder damit verbunden. Es wird verstanden, dass die Drehmomentanzeigemarkierungen 215 auch
mit dem Handrad 210, der Antriebswellenhülle 235 oder der
Rotationswelle 220 verbunden sein können, wie zuvor mit Bezug zu
den anderen Ausführungsformen der
Erfindung beschrieben. Derart wird verstanden, dass der Zeiger 270 mit
der Rotationswelle 220, der Antriebswelle 230,
der Antriebswellenhülle 235 oder dem
Handrad 210 der Handradvorrichtung 200 verbunden
sein kann. Wie gezeigt ist der Zeiger 270 mit einem Ansatz 242 oder
mit der Rotationswelle 220 verbunden.
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Wenn
das Handrad 210 der Handradvorrichtung 200 gedreht
wird, wie in 5 gezeigt, bewegt sich der Zeiger 270 mit
der Rotationswelle 220 und in Bezug zu den Drehmomentanzeigemarkierungen 215,
was die Drehmomentmenge anzeigt, die durch die Kompressionsfedern 260 auf
die Antriebswelle 230 aufgebracht wird. Wenn ausreichend
Drehmoment auf die Antriebswellenhülle 235 aufgebracht wird,
bewegt die Antriebswellenhülle 235 die
Antriebswelle 230, welche wiederum die Drehmomentanzeigemarkierungen 215 bewegt.
Die Position des Zeigers 270 in Bezug zu den Drehmomentanzeigemarkierungen 215 während der
Rotation repräsentiert
visuell die Drehmomentmenge, die auf die Antriebswelle 230 und
auf den Betätiger
oder die Ventilanordnung aufgebracht wird, die mit der Antriebswelle 230 verbunden
sind.
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Die
Antriebswellenhülle 235 kann
andere Ausgestaltungen einschließen. Zum Beispiel kann die
in 6 gezeigte Handradvorrichtung 200 eine Antriebswellenhülle 235 mit
einer unterschiedlichen Gestalt als die der Antriebswellenhülle 235 von 5 einschließen. Entsprechend
alternativer Ausführungsformen
der Erfindung kann die Antriebswellenhülle 235 gestaltet
sein, um die Positionierung von Kompressionsfedern 260 innerhalb
der Antriebswellenhülle 235 zu
beherbergen, so dass die Ansätze 242 Kräfte auf
die Kompressionsfedern 260 und die Antriebswellenhülle 235 aufbringen.
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Entsprechend
besonderer Ausführungsformen
der Erfindung kann jede Anzahl von Kompressionsfedern 260 mit
den verschiedenen Gestaltungen der Handradvorrichtung 200 verwendet
werden. Zum Beispiel sind vier Kompressionsfedern 260 in 5 gezeigt
und zwei Kompressionsfedern 260 in 6. Auch
wenn es nicht gezeigt ist, könnten
auch eine oder drei Kompressionsfedern 260 mit anderen
Ausführungsformen
der Erfindung verwendet werden, und die Antriebswellenhüllen 235 könnten angemessen
gestaltet sein. In noch anderen Ausführungsformen könnten mehrere
Kompressionsfedern 260 in Serie, parallel oder sowohl in
Serie als auch parallel angeordnet sein, um einen nötigen Widerstand
oder Kräfte
bereitzustellen, die benötigt
werden, um die Antriebswelle 230 einer Hand radvorrichtung 200 zu drehen.
Zusätzlich
könnten
andere Arten von Federn, wie Tellerfedern, anstelle der Druckfedern 260 verwendet
werden. Auch andere Materialien, wie dehnbare Materialien und bungeeseil-artige
Materialien könnten
anstelle oder in Kombination mit den Druckfedern mit den verschiedenen
Ausführungsformen
der Erfindung verwendet werden.
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In
immer noch anderen Ausführungsformen der
Erfindung kann eine Tattletale-Vorrichtung
in die Handradvorrichtungen 200 eingeschlossen sein, wie in 5 und 6 gezeigt.
Die Tattletale-Vorrichtung kann eine visuelle Anzeige des maximalen, während der
Verwendung der Handradvorrichtung 200 erreichten Drehmoments
einschließen,
wie z. B. durch einen beweglichen Stift, welcher die maximale Drehmomentposition
anzeigt, oder einen Kontakt zwischen dem Zeiger 270 und
den Drehmomentanzeigemarkierungen 215, welcher eine visuelle
Markierung auf den Drehmomentanzeigemarkierungen 215 hinterlässt. Versteckte
Tattletale-Vorrichtungen können
auch mit Ausführungsformen
der Erfindung verwendet werden, bei welchen die versteckten Tattletale-Vorrichtungen
in die Handradvorrichtung 200 eingeschlossen sind, so dass
eine Inspektion des den maximalen Drehmoment anzeigenden Tattletale nur
durch Zerlegung der Handradvorrichtung 200 durchgeführt werden
kann. Die Tattletale-Vorrichtungen können mit Ausführungsformen
der Erfindung verwendet werden, wie denen in 5 und 6, sind
aber nicht beschränkt
und können
jede Tattletale-Vorrichtung einschließen, die mit anderen Ausführungsformen
der Erfindung verwendet werden kann.
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7 zeigt
zusätzliche
Ausführungsformen der
Erfindung. Wie gezeigt, kann eine Handradvorrichtung 700 ein
Handrad 710, flexible Speichen 720, eine Antriebswelle 730 und
Drehmomentanzeigemarkierungen 715 einschließen, die
auf einer Drehmomentanzeigeunterstützung 717 befestigt
sind. Eine oder mehrere flexible Speichen 720 sind auf
einem ersten Ende mit dem Handrad 710 verbunden und auf
einem zweiten Ende mit der Antriebswelle 730. Die Drehung
des Handrades 710 übersetzt
Kraft durch die flexiblen Speichen 720 auf die Antriebswelle 730,
welche wiederum die Antriebswelle 730 dreht. Die Antriebswel le 730 kann
an einem Betätiger
oder einer Ventilanordnung befestigt sein. Eine Drehmomentanzeigeunterstützung 717 kann
mit der Antriebswelle 730 verbunden sein, und kann eine
oder mehrere der flexiblen Speichen 720 spannen. Die Drehmomentanzeigeunterstützung 717 unterstützt die
Drehmomentanzeigemarkierungen 715, welche verwendet werden
können,
um zu bestimmen, wenn die Drehmomentmenge, die auf das Handrad 710 aufgebracht
wurde, die Drehmomentbeschränkungen
eines Betätigers
oder einer Ventilanordnung überschreitet,
die mit der Antriebswelle 730 verbunden sind.
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Wie
in der Ausführungsform
von 7 gezeigt, können
die Drehmomentanzeigemarkierungen 715 drei verschiedene
Bereiche einschließen:
Einen ersten Bereich 715A, zwei zweite Bereiche 715B auf jeder
Seite des ersten Bereichs 715A und zwei dritte Bereiche 715C auf
jeder Seite der zwei zweiten Bereiche 715B. Die Drehmomentanzeigemarkierungen 715 können farblich
codiert sein, um die verschiedenen Bereiche oder Drehmomentbereiche
zu bezeichnen, welche auf die Antriebswelle 730 durch Drehung eines
Handrades 710 aufgebracht wurden. Entsprechend anderen
Ausführungsformen
der Erfindung können
die Drehmomentanzeigemarkierungen 715 eine oder mehrere
Markierungen einschließen,
die in der Lage sind, verschiedene Drehmomentmengen anzuzeigen,
die auf einen Betätiger
oder eine Ventilanordnung aufgebracht wurden, die an einer Antriebswelle 730 angebracht
sind.
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Andere
Markierungen oder Markierungskombinationen können als Drehmomentanzeigemarkierungen 715 entsprechend
anderen Ausführungsformen
der Erfindung verwendet werden.
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Die
flexiblen Speichen 720 können in einer entspannten Position 720A angeordnet
oder positioniert sein, wenn keine Rotationskräfte auf das Handrad 710 wirken,
wie in 7 gezeigt. Wenn sich jedoch das Handrad 710 dreht,
verursachen die aufgebrachten Kräfte
ein Biegen der flexiblen Speichen 720 in eine gebogene
Position 720B. Wenn die Rotationskraft, die durch das Handrad 710 auf
die fle xiblen Speichen 720 wirkt, freigegeben wird, kehren
die flexiblen Speichen 720 in die entspannte Position 720A zurück.
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Die
auf die Antriebswelle 730 aufgebrachte Drehmomentmenge,
und auf einen Betätiger
oder eine Ventilanordnung, die mit der Antriebswelle 730 verbunden
sind, kann durch die Position einer flexiblen Speiche 720 in
der gebogenen Position 720B bestimmt werden, die durch
eine Rotation des Handrades 710 ausgelöst wurde. Wie in 7 gezeigt,
wenn eine Rotationskraft auf das Handrad 710 aufgebracht ist,
biegen sich die flexiblen Speichen 720 in eine gebogene
Position 720B. Die Drehmomentanzeigeunterstützung 717 bewegt
sich jedoch mit der Antriebswelle 730. Daher, bis sich
die Antriebswelle 730 beginnt zu bewegen, verbleibt die
Drehmomentanzeigeunterstützung 717 in
Position, und die Drehmomentmenge, die auf die Antriebswelle 730 aufgebracht
wird, kann durch Ansehen der Position der gebogenen Speiche 720B in
Bezug zu den Drehmomentanzeigemarkierungen 715 bestimmt
werden, die durch die Drehmomentanzeigeunterstützung 717 gehalten
werden. Wenn sich die Antriebswelle 730 bewegt, bewegen
sich die Drehmomentanzeigemarkierungen 715 und die Drehmomentanzeigeunterstützung 717 ebenso,
und die Drehmomentmenge, die auf die Antriebswelle 730 oder
einen Betätiger oder
eine Ventilanordnung, die damit verbunden ist, aufgebracht wird,
kann durch die Position der gebogenen Speiche 720B in Bezug
zu den Drehmomentanzeigemarkierungen 715 bestimmt werden.
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In
einigen Ausführungsformen
der Erfindung kann die Handradvorrichtung 700, die in 7 gezeigt
ist, ebenso eine Tattletale-Vorrichtung (nicht gezeigt) einschließen. Die
Tattletale-Vorrichtung kann die maximale Drehmomentmenge aufzeichnen,
die auf die Antriebswelle 730 und den damit verbundenen
Betätiger
oder die Ventilanordnung aufgebracht wurde. Zum Beispiel können die
flexiblen Speichen 720 die Drehmomentanzeigemarkierungen 715 so kontaktieren,
dass die flexiblen Speichen 720 eine Markierung auf den
Drehmomentanzeigemarkierungen 715 entsprechend der maximalen
Drehmomentmenge hinterlassen, die auf die Handradvorrichtung 700 aufgebracht
wurde. In anderen Ausführungsformen kann
die Bewegung der flexiblen Speichen 720 einen Stift oder
eine andere Markierung bewegen, die mit den Drehmomentanzeigemarkierungen 715 so
verbunden ist, dass das maximale aufgebrachte Drehmoment visuell
auf den Drehmomentanzeigemarkierungen 715 dargestellt ist.
Tattletale-Vorrichtungen, die mit und entsprechend anderen Ausführungsformen
der Erfindung verwendet werden, können auch mit der Handradvorrichtung 700,
wie in 7 gezeigt, verwendet werden.
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Entsprechend
noch anderen Ausführungsformen
der Erfindung kann eine Handradvorrichtung 800 ein Handrad 810,
eine Antriebswelle 830 und eine oder mehrere Antriebsspeichen 820 einschließen, die
das Handrad 810 mit der Antriebswelle 830 verbinden,
wie in 8 gezeigt. Die Antriebswelle 830 kann
mit einem Betätiger
oder einer Ventilanordnung verbunden sein. Das Handrad 810 kann
weiterhin eine Handradfelge 812 und eine Handradabdeckung 880 einschließen, die
um einen oder mehrere der Abschnitte der Handradfelge 812 gewickelt
ist. Federn 860 können
um die Handradfelge 812 neben einer oder mehrerer der Antriebsspeichen 820 angebracht
sein. Wie in 8 gezeigt, können Federn 860 auf
der Handradfelge 812 auf jeder Seite jeder der Antriebsspeichen 820 angebracht
sein. Die Federn 860 können
Kompressionsfedern, Tellerfedern oder andere geeignete Vorrichtungen
einschließen, die
in der Lage sind, eine Kraft bereitzustellen, die nötig ist,
um die Ausführungsformen
der Erfindung umzusetzen. Eine geschlitzte Handradabdeckung 880 kann über die
Handradfelge 812 passen und die Federn 860 in
einer Federantriebsposition 885 kontaktieren.
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In
einigen Ausführungsformen
der Erfindung kann der Federantriebsposition 885 Abschnitt
der Handradabdeckung 880 eine Querschnittöffnung einschließen, die
eine Passage der Handradfelge 812 ermöglicht, aber eine Passage der
Federn 860 verhindert. 9 zeigt
eine Querschnittansicht der Handradfelge 812 und der Handradabdeckung 880 in einer
der Federantriebspositionen 885 des Handrades 810.
Wie gezeigt ist die Handradfelge 812 durch die Handradabdeckung 880 umschlossen,
und die Handradabdeckung 880 schließt eine Breite 816 in der
Feder antriebsposition 885 ein. Die Breite 816 der Handradabdeckung 880 in
der Federantriebsposition 885 kann angepasst werden, um
eine Bewegung einer Feder 860 mit der Handradfelge 812 zu
verhindern. Mit anderen Worten kann der Breiten 816 Abschnitt
der Handradabdeckung 880 angepasst sein, um eine Kraft
auf eine Feder 860 aufzubringen, die auf der Handradfelge 812 befestigt
ist.
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In
einigen Ausführungsformen
kann die Handradfelge 812 so gestaltet sein, dass sie durch eine
oder mehrere Antriebsspeichen 820 passt, und durch die
Antriebsspeichen 820 beweglich ist. In solchen Ausführungsformen
ist die Handradabdeckung 880 an der Handradfelge 812 so
befestigt, dass eine Bewegung der Handradabdeckung 880 in
eine ähnliche
Bewegung der Handradfelge 812 übersetzt wird. Daher wird die
Rotation der Handradabdeckung 880 in eine Rotation der
Handradfelge 812 übersetzt. Wenn
die Handradabdeckung 880 gedreht wird, bewegt sich die
Handradfelge 812, und die Federantriebsposition 885 der
Handradabdeckung 880 bringen eine Kraft auf eine oder mehrere
der Federn 860 auf, welche wiederum eine Kraft auf eine
oder mehrere der Antriebsspeichen 820 aufbringt. Wenn die Kraft,
die durch eine oder mehrere der Federn 860 auf die Antriebsspeichen 820 aufgebracht
wird, ausreichend ist, um die Antriebswelle 830 zu drehen, dann
werden sich die Antriebsspeichen 820 bewegen und eine Rotation
der Antriebswelle 830 verursachen.
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In
anderen besonderen Ausführungsformen der
Erfindung kann die Handradfelge 812 mit einer oder mehreren
der Antriebsspeichen 820 verbunden sein. In solchen Ausführungsformen
ist die Handradabdeckung 880 um die Handradfelge 812 beweglich,
wobei eine Bewegung der Handradabdeckung 880 nicht notwendigerweise
in eine Bewegung der Handradfelge 812 übersetzt wird. Zum Beispiel
kann die Handradabdeckung 880 über die Handradfelge 812 gleiten,
wenn sie gegriffen und bewegt wird. Eine Bewegung der Handradabdeckung 880 bringt
Kräfte auf
eine oder mehrere der Federn 860 in Kontakt mit den Federantriebspositionen 885 der
Handradabdeckung 880 auf. Wenn die Kräfte, die auf eine oder mehrere
der Federn 860 aufgebracht werden, ausreichend ist, um
das Drehmo ment zu überwinden,
welches nötig
ist, um die Antriebswelle 830 zu bewegen, dann werden sich
die Antriebsspeichen 820 und die Handradfelge 812 als
ein Ergebnis der Bewegung der Handradabdeckung 880 bewegen.
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Entsprechend
anderen Ausführungsformen der
Erfindung kann die Drehmomentmenge, die durch das Handrad 810 auf
die Antriebswelle 830 aufgebracht wird, unter Verwendung
von Drehmomentanzeigemarkierungen 815 überwacht werden. Zum Beispiel,
in einigen Ausführungsformen
der Erfindung, können
Drehmomentanzeigemarkierungen 815 auf die Handradabdeckung 880 gedruckt
werden, wie in 8 gezeigt. Ein Zeiger 870 kann
an der Antriebswelle 830 so befestigt sein, dass wenn keine Kräfte auf
das Handrad 810 aufgebracht werden, sich der Zeiger 870 in
einer Mittelposition der Drehmomentanzeigemarkierungen 815 befindet.
Wenn die Handradabdeckung 880 gedreht wird, bewegen sich die
Drehmomentanzeigemarkierungen 815 relativ zu dem Zeiger 870 und
registrieren dabei die Drehmomentmenge, die auf die Antriebswelle 830 aufgebracht
wird. Wenn ausreichend Drehmoment erzeugt wurde, um die Antriebswelle 830 zu
bewegen, kann sich der Zeiger 870 mit der Antriebswelle 830 und
der Handradabdeckung 880 bewegen, und dabei die Drehmomentmenge
registrieren, die auf die Antriebswelle 830 aufgebracht
wird.
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In
anderen Ausführungsformen
der Erfindung können
sich Drehmomentanzeigemarkierungen 815 auf einem Abschnitt
der Handradabdeckung 880 befinden, die die Federn 860 (nicht
gezeigt) überdeckt.
Die Drehmomentanzeigemarkierungen 815 können jede Art gewünschter
Markierungen einschließen.
Beispielsweise kann anstelle eines Zeigers 870 eine oder
mehrere der Antriebsspeichen 820 der Handradvorrichtung 800 mit
den Drehmomentanzeigemarkierungen 815 verwendet werden, um
die Drehmomentmenge zu bestimmen, die auf die Antriebswelle 830 und
einen Betätiger
oder eine damit verwendete Ventilanordnung aufgebracht wurde. Die
Drehmomentanzeigemarkierungen 815, die sich auf einem Abschnitt
der Handradabdeckung 880 befinden, und die Federn 860 um
eine Antriebsspeiche 820 abdecken, werden sich in Verbindung
mit der Handradabdeckung 880 bewegen. Wenn die Handradabdeckung 880 bewegt
wird, ändert
sich die relative Position der Drehmomentanzeigemarkierungen 815 auf
der Handradabdeckung 880 in Bezug zu der Antriebsspeiche 820, über welcher
sie ursprünglich positioniert
waren. Auf Grundlage der relativen Positionsänderung kann die Drehmomentmenge
bestimmt werden, die auf die Antriebswelle 830 aufgebracht
wird. Auf diese Art und Weise kann ein Nutzer visuell registrieren,
ob die Drehmomentbeschränkungen
der Drehmomentwelle 830 und der damit verbundene Betätiger oder
die Ventilanordnung erreicht oder überschritten werden.
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Tattletale-Vorrichtungen
können
in Ausführungsformen
der Erfindung, wie in 8 gezeigt, oder in ähnlichen
Gestaltungen eingeschlossen sein. Zum Beispiel kann eine Tattletale-Vorrichtung,
wie ein zerbrechliches Material, innerhalb der Handradabdeckung 880 nahe
einer Feder 860 angeordnet sein. Wenn das Handrad 810 bewegt
wird und Drehmoment aufgebracht wird, kann das zerbrechliche Material
permanent deformiert werden. Eine Untersuchung des Ausmaßes, in
welchem das zerbrechliche Material deformiert ist, kann die Drehmomentmenge
anzeigen, die auf das Material aufgebracht wurde, so dass bestimmt
werden kann, ob die Drehmomentbeschränkungen der Antriebswelle 830 überschritten
wurden. Andere als die in Bezug auf andere Ausführungsformen der Erfindung
beschriebene Tattletale-Vorrichtungen können ebenso verwendet werden.
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Gemäß immer
noch anderen Ausführungsformen
der Erfindung können
die Federn oder andere Kraft erzeugende Vorrichtungen, die mit Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verwendet werden, so gestaltet sein,
dass zwei oder mehrere Drehmomentbeschränkungen visuell überwacht
werden können
unter Verwendung der Drehmomentanzeigemarkierungen entsprechend
der vorliegenden Erfindung. Zum Beispiel können die in 3 gezeigten
Ausführungsformen
der Erfindung vier Federn 160 einschließen. Wenn das Handrad 310 in
einer Richtung im Uhrzeigersinn gedreht wird, können die Federn 160A und
die Federn 160C zwischen den Rotationszapfen 140 und
den Antriebszapfen 145 gestreckt werden. Die so aufgebrachte
Drehmomentmenge ist daher von der Stärke der Federn 160A und 160C abhängig, und
nicht von den Federn 160B und 160D, welche die
Antriebswelle 130 nicht antreiben, wenn sich das Handrad 110 in
einer Richtung im Uhrzeigersinn bewegt. Die Federn 160B und 160D treiben
jedoch die Antriebswelle 130 an, wenn sich das Handrad 110 in
einer Richtung gegen den Uhrzeigersinn bewegt. Daher können die
Kräfte,
die nötig
sind, um die Antriebswelle 130 unter Verwendung des Handrades 110 zu
bewegen, gesteuert werden durch Auswahl der gewünschten Stärke gegenüberliegender Federn. Wenn die
Kraftmenge, die nötig
ist, um ein Handrad in einer Richtung im Uhrzeigersinn zu bewegen,
größer ist
als die, die benötigt
wird, um es in einer Richtung entgegensetzt dem Uhrzeigersinn zu
drehen, können
Federn oder andere Kraft erzeugende Vorrichtungen mit verschiedenen
Stärken
ausgewählt
werden. In solchen Fällen
können
zwei Zeiger 170 und zwei Sätze Drehmomentanzeigemarkierungen 115 verwendet
werden.
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Nachdem
gewisse momentan bevorzugte Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, wird verstanden,
dass die Erfindung, die durch die angefügten Ansprüche definiert ist, nicht auf
bestimmte Details in der obigen Beschreibung beschränkt ist,
da viele offensichtliche Variationen davon eingeschlossen sind,
ohne den Geist oder den Bereich wie nachstehend beansprucht zu verlassen.
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Zusammenfassung
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Drehmomentanzeigemarkierungen,
die in Handradvorrichtungen eingeschlossen sind, die mit Betätigern oder
Ventilanordnungen verbunden sind, bieten eine visuelle Anzeige der
Drehmomentmenge, die durch die Handradvorrichtung auf einen Betätiger oder
eine Ventilanordnung aufgebracht wurde. Tattletale-Drehmomentanzeigen,
die in einer Handradvorrichtung eingeschlossen sind, bieten weiterhin
eine beständige
Anzeige der Maximaldrehmomentmenge, die auf einen Betätiger oder
eine Ventilanordnung aufgebracht wurde, welches mit der Handradvorrichtung
verbunden ist.