DE2613065C3

DE2613065C3 - Automatische Kupplungsvorrichtung für ein Handrad

Info

Publication number: DE2613065C3
Application number: DE2613065A
Authority: DE
Inventors: Pierluigi Florenz Bianchini (Italien)
Original assignee: Nuovo Pignone SpA
Current assignee: Nuovo Pignone SpA
Priority date: 1975-03-27
Filing date: 1976-03-26
Publication date: 1978-10-12
Also published as: FR2305669B1; DE2613065A1; IT1049383B; DE2613065B2; US4034624A; FR2305669A1; ES446619A1; GB1482899A

Description

Die Erfindung betrifft ein·, auton ,tische Kupplungsvorrichtung für ein Handrad, insbesondere von einer Ventilbetätigungseinrichtung, mit · nem mit dem Handrad verbundenen Zylinder und einem darin mit Vorsprüngen ausgebildetem Eingriffsabschnitt, welcher mit einem Betätigungselement in Eingriff bringbar ist, ferner mit einem Schneckenrad, das von einer Schnecke zum Verdrehen des Betätigungselementes anlreibbar ist.

Bei einer derartigen bekannten Kupplungsvorrichtung (DE-AS 23 10 200) erfolgt der Antrieb vom Motor über einen Schneckentrieb, wobei das Schneckenrad asymmetrisch ausgebildet und axial kraftschlüssig außer Eingriff von der Schnecke verschiebbar auf dem Betätigungselement angeordnet ist und mit einer Feder gegen die Schnecke gedrückt wird, wobei das eine Ende des Betätigungselementes und das Handrad mit Klauen versehen und das letztere axial verschiebbar so angeordnet ist, daß beim Einschieben des Handrades die Klauen erst ineinander greifen, nachdem das Handrad das Schneckenrad axial gegen die Kraft der Feder auf der Betätigungsspindel verschoben und somit von der Schnecke getrennt hat. Bei der bekannten Kupplungsvorrichtung erfolgt also das Auskuppeln des Motorantriebes und das Einkuppeln des Handrades an das Betätigungselement durch axiale Verschiebung, d. h. durch Eindrücken des Handrades gegen die Kraft der Feder, welche das asymmetrische Schneckenrad gegen bo die Schnecke anpreßt. Diese bekannte Kupplungsvorrichtung benötigt also zwei unterschiedliche Betätigüngsbewegüngert, um zuerst durch eine Axialverschiebung den Motorantrieb aus^ und das Handrad einzukuppeln, und dann durch Drehen des Handrades M das Betätigungselement zu drehen.

Bei einer anderen bekannten Kupplungsvorrichtung dieser Art (GB-PS 6 89 211) betätigt eine mit dem Handrad verbundene Antriebswelle durch axiale Verschiebung gegen die Krafi einer Feder eine Kugelkupplung, durch welche wahlweise das Handrad oder das Schneckenrad des motorischen Antriebes an eine Getriebsanordnung angekuppelt wird, durch welche das achsparallel zu der mit dem Handrad verbundenen Welle angeordnete Betätigungselement in Drehung versetzt wird. Diese Anordnung ist in ihrem Aufbau sehr kompliziert und erfordert ebenfalls eine axiale Verschiebung des Handrades zum Abkuppeln des motorischen Antriebes und Ankuppeln des Handrades vor einer Drehbewegung des Handrades zur Betätigung des Betätigungselementes.

Bei einer weiteren bekannten Kupplungsvorrichtung dieser Art (DE-OS 23 65 426) ist der Elektromotor für die Motorbetätigung um das als Spindelschaft ausgebildete Betätigungselement herumliegend angeordnet, wobei der Stator am Gehäuse, z. B. eines Absperrschiebers, befestigt ist und der Rotor axial verschieblich, aber drehfest auf der Betätigungsspindel angeordnet ist und wobei Organe vorgesehen sind, die den Rotor elastisch in eine axial bezüglich des Stators verschobene Stellung beaufschlagen und Organe vorgesehen sind, die die Festlegung zwischen Handrad und Rotor bewirken, wenn dieser letztere sich in seiner Verschiebestellung befindet.

Bei dieser bekannter. Anordnung ist alsudas Handrad bei Nichtbetätigung ständig mit dem Betätigungselement gekuppelt, und der Rotor wird erst bei Einschalten des Motorantriebes durch das Magnetfeld des Stators aus der Kupplungsviellung mit dem Handrad in die Arbeitsstellung im Rotor zurückgeholt. Bei dieser bekannten Anordnung ist nicht nur eine spezielle kostspielige Ausbildung des elektromotorischen Antriebes der Vorrichtung erforderlich, sondern es besteht die Gefahr, daß bei Einschalten des elektromotorischen Antriebes nicht nur eine axiale Verschiebekraft auf den Rotor, sondern auch gleichzeitig ein Drehmoment ausgeübt wird, wodurch die Klauen, mit denen der Rotor mit dem Handrad verbunden isi, unter Reibung stehen und daher Verzogerungen beim Auskuppeln auftreten können. Das Auskuppeln des Handrades kann also möglicherweise nicht immer rechtzeitig erfolgen, so daß bei plötzlichem Anspringen des Motors das Handrad beaufschlagt werden kann. Außerdem muß bei Drehen des Handrades der Rotor mitgedreht werden.

Es ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, derartige automatische Kupplungsvorrichtungen für ein Handrad so auszubi'den, daß das Handrad nur bei manueller Betätigung angekuppelt wird und daß eine möglichst einfache Betätigungsweise erreicht wird, bei der das Handrad nicht mehr axial verstellt, sondern nur noui gedreht werden braucht, um das Auskuppeln des Motorantriebes und das Ankuppeln des Handrades an das Betätigungselement zu bewirken.

Dies wird gemäß der Erfindung bei einer automatischen Kupplungsvorrichtung der eingangs erwähnten Art dadurch erreicht, daß dps Schneckenrad so angeordnet ist. daß es dauernd mit der Schnecke in Eingriff steht, daß das Schneckenrad Vorsprünge aufweist, die mit entsprechenden Vorsprangen einer durch eine Feder beaufschlagten Buchse bei Motorantrieb in Eingriff stehen, daß die Büchse weitere Vorsprünge aufweist, mill denen sie mit dem Betätigungselement drehfestj aber axial verschiebbar verbunden ist, daß der Zylinder über eine KürvensteUefUng mit einem Reibring in Verbindung steht, der im Gehäuse der Vorrichtung axial unverschiebbar angeordnet ist, und

daß der Zylinder mit der Buchse so gekopppelt ist, daß durch das Drehen des Zylinders die Buchse mit Hilfe der Kurvensteuerung axial außer Eingriff mit dem Schnekkenrad und danach der Zylinder in Eingriff mit dem Betätigungselement gelangt.

Bei dieser erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung ist also nur mehr ein Drehen des Handrades erforderlich, wobei beim Drehen des Handrades zuerst durch die Kurvensteuerung eine Axialverschiebung der Kupplungsorgant.- derart erfolgt, daß der Motorantrieb abgekuppelt und das Handrad an das Betätigungselement angekuppelt wird, worauf bei Weiterdrehen das Betätigungselement mit dem Handrad mitgedreht wird. Dadurch ist also eine sehr sichere und sehr einfache Betätigungsvorrichtung geschaffen, bei der zur Durchführung aller Vorgänge nur mehr ein Drehen des Handrades erforderlich ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine automatische Kupplungsvorrichtung und

Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1.

Ein Handrad 1 für die manuelle Betätigung ist einstückig mit einem Zylinder 2 ausgebildet, an dessen unterem Ende klauenartige Vorsprünge 3 vorgesehen sind, die in entsprechende Ausnehmungen 3a des Betätigungselementes 4 eingreifen können.

Auf dem Zylinder 2 ist drehbar eine Buchse 8 angebracht, welche an ihrem unteren Ende über Vorsprünge in Form einer Klauenverbindung 4a ständig in Eingriff mit dem Betätigungselement 4 steht. Auf der Buchse 8 ist ein Schneckenrad 5 axial verschiebbar und drehbar gelagert, welches mit einer Schnecke 6 kämmt, welche mit dem Antriebsmotor in Verbindung steht.

Das Schneckenrad 5 ist durch eine axiale Verschiebebewegung gegenüber der Buchse 8 mittels Vorsprüngen in Form einer Radialver/.ahnung 7 wahlweise ankuppelbar oder lösbar. Die Buchse 8 wird durch eine -to Schraubenfeder 9 in Eingriffsrichtung der Verzahnung 7 vorgespannt und mit ihrer dem Handrad 1 zugewandten Stirnseite gegen eine Schulter am Zylinder 2 angepreßt. Wenn also der Zylinder 2 axial verschoben wird, nimmt er die Buchse 8 gegen die Kraft der Feder 9 mit und löst die Zahnverbindung 7 des Schnecken"ades 5, welches ständig in Eingriff mit der Schnecke 6, also ortsfest im Gehäuse 12. verbleibt. Das Betätigungselement 4 steht dabei ständig in drehfester, aber axial verschiebbarer Verbindung 4a mit der Buchse 8 und nach Axialverschiebung des Zylinders 2 über die klauenartigen Vorsprünge 3,3a in Drehverbindung mit dem Zylinder 2.

An der dem Handrad zugewandten Seite des Gehäuses 12 ist axial unverschiebbar ein Reibring 10 angeordnet, der übe, einen Konus 10Λ in Reibverbin π dung mit dem Gehäuse 12 steht. Im Reibring 10 ist ein schraubenförmiger Führungsschlitz 10a einer Kurven-Steuerung angeordnet, in welchen eine am Zylinder 2 gelagerte Führungsrolle U der Kurvensteuerung eingreift. wi

Um den Zylinder 2 gegen das Betätigungselement 4 zu Verschieben und dabei durch Axialverschiebung der Buchse 8 diese Von dem Schneckenrad 5 zu lösen und die klauenartigen Vorsprünge 3 des Zylinders 2 in die Ausnehmungen 3a des Betätigungselementes 4 in i<"> Eingriff zu bringen, muß nur das Handrad i gedreht werden, wodurch zuerst die Führungsrolle 11 in dem schraubenförmigen Führungsschlitz 10a abrollt und dabei die Axialverschiebung des Zylinders 2 und der Buchse 8 gegen die Kraft der Feder 9 bewirkt. Die Axialkraft wird also durch Drehkraft auf das Handrad über den schraubenförmigen Führungsschlitz 10a und den in der konischen Fläche iOb erzeugten Reibungswiderstand als Reaktionskraft, durch welchen eine freie Drehbewegung des Reibringes 10 verhindert wird, aufgebracht. Das automatische Ankuppeln des Handrades und das entsprechende Auskuppeln des Motorantriebs in beiden möglichen Drehrichtungen erfolgt in folgender Weise:

Wenn das Handrad gedreht wird, wird dieses durch das Ablaufen der Führungsrolle 11 in dem schraubenförmigen Führungsschlitz 10a des Reibringes 10 in Richtung auf das Betätigungselement axial verschoben. Dabei ergeben sich zwei Stellungsmöglichkeiten. Entweder schieben sich gegen Ende des Drehhubes der Führungsrolle 11 in dem Führungsseil!.^ 10a nach einer Viertelumdrehung des Handrades die Vorspränge 3 genau in die zugeordneten Ausnehmungen 3a ein, so daß der Zylinder 2 mit dem Betätigungselement 4 drehfest verbunden ist. oder es kommen die klauenartigen Vor-.prünge 3 vor dem Ende des Hubes der Führungsrolle 11 in Berührung mit der Stirnfläche des Betätigungselementes 4, ohne daß die Vorsprünge 3 in die Ausnehmungen 3n eingreifen. Dann beginnt jedoch bei weiterer Drehbewegung des Ilandrades der Reibring 10 sich ebenfalls zu drehen, und die klauenartigen Vorsprünge i gleiten über die Stirnflächen des Betätigungselementes 4 bis sie in die Ausnehmungen 3a eingreifen. Es erfolgt also in jedem Fall eine drehfeste Verbindung des Handrades 1 über den Zylinder 2 mit dem Betätigungselement 4.

Durch gleiche Schraubenausbildung des Führungsschlitzes 10a in beiden Drehrichtungen, wie dargestellt, laufen diese Vorgänge unabhängig vom Drehsinn des Handrades 1 ab.

Die axiale Verschiebebewegung des Zylinders 2 bewirkt durch die gleichzeitige Verschiebung der Buchse 8 mit dem Zylinder 2 das Entkuppeln dieser Buchse 8 in der Verzahnung 7 zwischen der Buchse 8 und dem Schneckenrad 5. wodurch de^r motorische Antrieb abgeschaltet ist.

Bei weitet er Drehbewegung des Handrades nach beendeter Umkupplung dreht sich der Reibring 10 zusammen mit dem Handrad im Gehäuse 12.

Umgekehrt erfolgt das Entkuppeln des Handrades und das Ankuppeln des Motors folgendermaßen:

Wenn die Bedienungsperson das Handrad losläßt bewirkt die Feder 9 eme axiale Verschiebung der Bu -hst. 8 und damit des Zylinders 2 entgegen der zuvor beschriebenen Richtung beim Einkuppeln des Hand^rades. Es gelangt dann die Verzahnung 7 zwischen der Buchse 8 und dem Schneckenrad 5 wieder in Eingriff, während gleichzeitig die klauenartigen Vorsprünge 3 am Zylinder 2 mis den Ausnehmungen 3a im Betätigungselement 4 austreten. Wenn die Entkupplung des Zylinders 2 vom Betätigungselement erfolgt, bewirkt die Führungsrolle 11 der Kurvensteuerung durch Ablaufen in den Führungsschlitz 10a eine Drehung des Handrades in die entsprechende Richtung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Automatische Kupplungsvorrichtung für ein Handrad, insbesondere von einer Ventilbetätigungseinrichtung, mit einem mit dem Handrad verbundenen Zylinder und einem daran mit Vorsprüngen ausgebildeten Eingriffsabschnitt, welcher mit einem Betätigungselement in Eingriff bringbar ist, ferner mit einem Schneckenrad, das von einer Schnecke zum Verdrehen des Betätigungselementes antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneckenrad (5) so angeordnet ist, daß es dauernd mit der Schnecke (6) in Eingriff steht, daß das Schneckenrad Vorsprünge (7) aufweist, die mit is entsprechenden Vorsprüngen einer durch eine Feder (9) beaufschlagten Buchse (8) bei Motorantrieb in Eingriff stehen, daß die Buchse weitere Vorsprünge aufweist, mit denen sie mit dem Betätigungselement (4) drehfest, aber axial verschiebbar verbunden ist, daß der Zylinder (2) über eine Kurvensteuerung (11, XQa) mit einem Reibring (10) in Verbindung steht, der im Gehäuse (12) der Vorrichtung axial unverschiebbar angeordnet ist, und daß der Zylinder mit der Buchse so gekoppelt ist, daß durch das Drehen des Zylinders die Buchse mit Hilfe der Kurvensteuerung iixial außer Eingriff mit dem Schneckenrad und danach der Zylinder in Eingriff mit dem Betätigungselement gelangt.

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