DE2056755C3 - Drehmoment-Sicherung für den Antrieb von Ventilen u.dgl - Google Patents

Description

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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Drehmoment-Sicherung für den Antrieb von Ventilen u. dgl., mit einem Paar von zusammenarbeitenden Ratschenrädern und einem Spannelement zum Beaufschlagen derselben, die vorzugsweise im Bereich eines Handrades angeordnet sind.

Es sind schon verschiedentlich Vorschläge gemacht worden, wie man diesem Überdrehen durch Vorsehung einer Drehmoment-Sicherung begegnen kann. So ist aus dem DT-Gbm 6 910 036 eine Vorrichtung zur Begrenzung des Drehmoments bei Ventilen bekanntgeworden, die ein Paar von zusammenarbeitenden Ratschenrädem und ein Spannelement zum Beaufschlagen derselben enthält Dabei ist am oberen Ende des Spindelteits, das von einem Handrad angetrieben werden soll, ein Zahnkranz vorgesehen, dessen Zähne mit ihren einen Zahnflanken mehr oder weniger in Richtung der Absperr-Drehbewegung geneigt sind, während die während der Öffnungsbewegung beanspruchten Zahnflanken etwa parallel zur Spindelachse verlaufen. Drehfest mit einem Handgriff verbunden ist ein von einer Schraubendruckfeder gegen den ersten Zahnkranz gedrückter zweiter Zahnkranz vorgesehen, dessen Zähne an die Form der Zähne des ersten Zahnkranzes angepaßt sind. Wird beim Schließen des Wasserventils das höchstzulässige Drehmoment überschritten, dann rutschen die Zahnflanken der beiden Zahnkränze voneinander ab, die beiden Zahnkränze ratschen gegeneinander. Beim öffnen stehen die beiden Zahnkränze fest miteinander im Eingriff und können das am Handrad aufgebrachte Drehmoment voll auf die Spindel übertragen.

Da die Schraubendruckfeder und die die Zahnkranz aufweisende Scheibe gemäß dieser Vorrichtung zw_t voneinander getrennte Elemente sind, ist dies eine relativ aufwendige Konstruktion. Es muß ein Sackloch in die Spindel gebohrt werden, das ziemlich genau placiert und dessen Tiefe ebenfalls ziemlich genau 'lontrolliert werden muß. Danach muß die Schraubendruckfeder mit dem Griff sowie mit der Zahnscheibe auf irgendeine Art verbunden werden, was eine ziemlich umständliche Arbeit ist da schon beim Zusammensetzen die Vorspannung der Schraubendruckfeder zu überwinden ist Nachteilig ist weiterhin, daß die von der Schraubendruckfeder hervorgerufene Druckbeaufschlagung der Scheibe nicht gleichmäßig verteilt ist sondern sich auf einen einzigen Punkt konzentriert wodurch sich eine ungleichmäßige Abnutzung der Zähne dieser Zahnscheibe ergibt Die Betriebsdauer sowie die Zuverlässigkeit der Anordnung sind aus diesem Grunde stark begrenzt

Andere Anordnungen, wie sie z. B. aus der US-PS 3 193 243 und aus den FR-PS 1 109 246 und !474 968 bekanntgeworden sind, sind noch komplizierter aufgebaut So zeigt die US-PS 3 193 243 eine Anordnung mit zwei Ratschen-Radpaaren und zwei Schraubendruckfedern, die aus einer Vielzahl von Einzelteilen zusammengesetzt ist Diese Drehmoment-Sicherungen sollen wahlweise lösbar sein, damit das Ventil entweder nur in einer Richtung oder in beiden Richtungen betätigt werden kann.

Die anderen beiden genannten Druckschriften zeigen Drehmoment-Sicherungen, bei denen die Hemmungen radial wirken. Die FR-PS 1 109 246 verwendet hier Kugeln, die von Federn in entsprechende Ausnehmungen in der Spindel gedrückt werden, die FR-PS 1 474 968 zeigt eine Anordnung, bei der Hemmkeile beweglich an der Spindel angelenkt sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Drehmoment-Sicherung der eingangs genannten Art zu schaffen, die äußerst einfach herzustellen und zusammenzusetzen ist und die trotz einfachen Aufbaus eine sichere Wirkungsweise gewährleistet

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß eines der Ratschenräder und das Spannelement ein einstückiges Werkstück sind und daß das Spannelement tellerförmig ausgebildet ist.

Die vorliegende Erfindung macht damit von einer Tellerfeder Gebrauch, wie sie z. B. in der DT-AS 1015 277 bei einer Klauenkupplung mit selbsttätiger Ausschaltung bei Drehmoment-Überschreitung insbesondere für Walzwerke beschrieben ist Handelt es sich bei dieser Klauenkupplung jedoch noch um ein getrenntes Bauelement so ist dieses dagegen bei der erfindungsgemäßen Drehmoment-Sicherung einstückig mit einem der Ratschenräder ausgebildet. Damit weist die erfindungsgemäße Drehmoment-Sicherung ein Minimum an Teilen auf, zeigt eine gleichmäßige Belastung aller Teile im praktischen Gebrauch und ist äußerst einfach zusammenzusetzen.

Wegen der einstückigen Ausbildung von Ratschenrad und Spannelement bietet sich wegen seiner Elastizität zur Herstellung dieses Werkstücks besonders vorteilhaft ein Kunststoffmaterial an. Gegebenenfalls kann auch das zweite Ratschenrad aus Kunststoff bestehen. Während ersteres mit einem Antriebselement, wie z. B. einem Handdrehgriff, kraftschlüssig zu verbinden ist, z. B. mittels eines an seiner Peripherie angebrachten Zapfens zum Eingriff in den Handdrehgriff — was einen besonders einfachen Zusammenbau ermöglicht

—, ist das zweite Ratschenrad kraftschlüssig mit der Antriebsspindel des Ventils od. dgl. zu verbinden, was zweckmäßigerweise mittels aufeinander angepaßter unrunder Teile erfolgt. Die Montierbarkeit der Gesamtanordnung gestaltet sich besonders einfach, wenn das zweite Ratschenrad mit zylindrischen Flächen ausgestattet ist, auf die das erste Ratschenrad aufgesetzt werden kana Auf diese Weise nehmen die beiden zugehörigen Teile beim Zusammenbau zwangsläufig ihre gegenseitige Soll-Lage ein, Spezialwerkzeuge werden für Montagezwecke nicht benötigt

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Drehmoment-Sicherung schematisch dargestellt, an Hand dessen die Erfindung nachfolgend im einzelnen erläutert werden soll. Es zeigt

F i g. 1 eine teiltweise im Schnitt dargestellte Ansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Drehmoment-Sicherung,

F i g. 2 eine auseinandergezogene Darstellung der Drehmoment-Sicherung nach F i g. 1 und

F i g. 3 einen Teilschnitt eines abgeänderten Elements einer Drehmoment-Sicherung nach der Erfindung.

In den Zeichnungen ist von den Ventilen od. dgl., weiche mit der erfindungsgemäßen Drehmoment-Sicherung versehen sind, nur eine Spindel 10 dargestellt. Diese Drehmoment-Sicherung besteht aus einem Paar von ineinander eingreifenden Ratschenrädern 12 und 14, weiche beide aus Kunststoff gespritzt sind. Das Ratschenrad 12 weist ein inneres, nicht kreisförmiges (im vorliegenden Falle ein quadratisches) Teil 16 auf, so daß dieses antriebsmäßig mit einem Vierkant der Spindel 10 verbunden werden kann. Das Ratschenrad 12 weist außerdem zylindrische Ansätze 20 und 22 auf, die mit diesem einstückig gearbeitet sind.

Das Ratschenrad 14 ist zusammen mit einem Spannelement, im vorliegenden Fall einem Federteller 24, einstückig gearbeitet, um die Ratrchenräder 12, 14 zusammenzudrücken bzw. zu beaufschlagen. An der Peripherie der Tellerfeder 24, welche im wesentlichen einen relativ dünnen Querschnitt aufweist, ist ein Rand 26 größerer Stärke angearbeitet, der angespritzte und in gleichmäßigem Abstand zueinander angeordnete Zapfen 28 aufweist Eine Bohrung 30 im Ratschenrad 14 weist ausreichend Spiel auf, um frei auf dem zylindrischen Ansatz 20 des Ratschenrads 12 umzulaufen.

Die Drehmoment-Sicherung schließt auch ein Handrad 32 ein, welches ebenfalls aus Kunststoff gespritzt ist. Eine Bohrung 34 im Handrad 32 hat ausreichend Spiel, um auf dem zylindrischen Ansatz 22 des Ratschenrades 12 umzulaufen und weist eine Serie von Sockeln 36 auf, welche an der Unterseite des Handrads für die Aufnahme der Zapfen 28 angeordnet sind.

Wie aus F i g. 1 zu erkennen ist, rastet das Handrad 32 nach dem Zusammenbau der Drehmoment-Sicherung auf der Schulter zwischen den zylindrischen Ansätzen 20 und 22 des Ratschenrads 12. Es wird dort durch eine Scheibe 38 und eine Schraube 40 gesichert, ohne daß die Scheibe 38 die Nabe des Handrades 32 berührt Nach dem Zusammenbau mit den anderen Elementen der Drehmoment-Sicherung ist der Federteller 24 so verformt, daß eine vorbestimmte Spannung auf die Ratschenräder 12 und 14 einwirkt und diese zusammenhält Diese Vorspannung und die Steigung der aneinanderliegenden Flächen der Ratschenrädercähne sind so, daß nur ein vorbestimmtes Maximaldrehmoment auf die Antriebsspindel 10 ausgeübt werden kann. Wenn dieses Drehmoment erreicht ist, verformt sich die Tellerfeder 24 so, daß die Zähne des Ratschenrades 14 über die Zähne des Ratschenrades 12 gleiten können und das Handrad 32 auf dem zylindrischen Ansatz 22 leerläuft.

Verschiedene Abänderungen können durchgeführt werden, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise kann gemäß F i g. 3 ein Element 42 die Aufgabe des Handrades 32 übernehmen, wobei die Schraube 40 verlängert ist, um die besonders große Länge der Nabe des Elements 42 auszugleichen. Das Element 42 weist einen Tellerteil 44 auf, unter dem die Sockel 36 für die Aufnahme der Zapfen 28 des Federtellers angeordnet sind. Von dem tellerförmigen Teil erstreckt sich ein Zapfen 46 mit quadratischem Querschnitt, auf welche ein Werkzeug zur Drehung der Spindel aufgesetzt werden kann. Der Zapfen 46 ist leicht konisch, so daß jeder offene Stockschlüssel oder andere geeignete Werkzeuge aufgesetzt werden können, die größenmäßig in den Bereich zwischen dem oberen Ende und dem unteren Ende des Zapfens fallen.

Während die Drehmoment-Sicherung gemäß dem beschriebenen Ausführungsbeispiel aus Kunststoff hergestellt ist, und die einstückig hergestellten Teile, insbesondere das Ratschenrad 14, mit dem Federteller 24 für die Herstellung aus Kunststoff besonders geeignet sind, ist die Erfindung nicht auf diesen Werkstoff beschränkt, sondern die verschiedenen Elemente können aus Metall oder, falls sie chemischer Aggression ausgesetzt sind, aus Metall mit einer Kunststoffbeschichtung hergestellt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Drehmoment-Sicherung für den Antrieb von Ventilen u. dgL, mit einem Paar von zusammenarbeitenden Ratschenrädem und einem Spannelement zum Beaufschlagen derselben, die vorzugsweise im Bereich eines Handrades angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Ratschenräder (4) und das Spannelement (24) ein einstückiges Werkstück sind und daß da=. Spannelement (24) tellerförmig ist

2. Drehmoment-Sicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannelement (24)

an seiner Peripherie mit Zapfen (21) für den Eingriff in ein Antriebselement (32,36) ausgestattet ist

3. Drehmoment-Sicherung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ratschenrad (14), einschließlich des daran angearbeiteten Spannelements (24), gegebenenfalls auch das zweite Ratschenrad (12) aus Kunststoff besteht.

4. Drehmoment-Sicherung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß das zweite Ratschenrad (12) mit einem unrunden Teil einer Antriebsspindel (10) des Ventils od. dgl. in Antriebsverbindung steht

5. Drehmoment-Sicherung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ratschenrad (12) mit zylindrischen Flächen (20, 22) ausgestattet ist auf die das mit dem Spannelement (24) einstückig gearbeitete eiste Ratschenrad (14) aufgesetzt ist