DE3144753C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Betätigungsvor­ richtung der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechen­ den Art.

Eine solche Betätigungsvorrichtung ist aus der GB-PS 15 12 230 bekannt.

Bei der bekannten Ausführungsform ist das mit der Antriebsspindel zusammenwirkende Gewinde als Innengewinde der Antriebshülse ausgebildet. Dieses Gewinde wird bei je­ der Betätigung beansprucht und ist einem entsprechenden Verschleiß unterworfen. Die Antriebshülse muß erfahrungs­ gemäß zwei- oder dreimal ausgewechselt werden, bevor ein anderes Teil der Betätigungsvorrichtung versagt. Wenn das Gewinde verschlissen ist, muß bei dem Gegenstand der GB-PS 15 12 230 die dort einstückige Antriebshülse insgesamt ausgewechselt werden, was eine Demontage der gesamten An­ ordnung erforderlich macht, wobei unter Umständen auch die Justierung der von der Betätigungsvorrichtung betätigten Aggregate neu vorgenommen werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Erneue­ rung des Spindelgewindes zu erleichtern.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 wiederge­ gebene Erfindung gelöst.

Das Spindelgewinde ist also nicht unmittelbar an der Antriebshülse, sondern an einer davon getrennten, in die Antriebshülse eingesetzten Klauenhülse angebracht, die über die Verbindungsbüchse mit der Antriebshülse verbindbar ist. Steht die Auswechslung an, wird die Verbindungshülse mit der Klauenhülse aus der Antriebshülse herausgezogen und eine neue Klauenhülse mit neuem Gewinde eingeschoben sowie anschließend durch die Verbindungshülse wieder mit der Antriebshülse drehfest verbunden. Der große Vorteil ist dabei, daß die betätigte Einrichtung von der Auswechslung der Klauenbüchse unberührt bleibt und insoweit keinerlei Montage und Justierarbeiten und keine Verwendung von Spezialwerkzeugen notwendig sind.

Die Ausgestaltung nach Anspruch 2 ermöglicht die kraftschlüssige Übertragung des Drehmoments.

Anspruch 3 gibt eine zweckmäßige Ausführungsform der axialen Fixierung der Antriebsanordnung wieder.

Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 1 ist eine Seitenansicht der Betätigungsvor­ richtung im Schnitt;

Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht nach der Linie A-A in Fig. 1;

Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht eines Teils der Betätigungsvorrichtung;

Fig. 4 zeigt die Teile der Fig. 3 in auseinanderge­ zogener Darstellung;

Fig. 5 zeigt eine Entkupplungseinrichtung im Schnitt nach der Linie B-B in Fig. 1;

Fig. 6 zeigt eine Seitenansicht der Entkupplungs­ einrichtung nach Fig. 5;

Fig. 7a bis 7d zeigen die verschiedenen Schritte zum Entfernen der Klauenhülse.

Die Betätigungsvorrichtung 1 nach Fig. 1 dient bei­ spielsweise zum Öffnen und Schließen eines Ventils mittels einer Antriebsspindel 51. Das Antriebsmoment kann durch ein Handrad 18 (Fig. 1) oder einen elektrischen Motor 2 (Fig. 2) bereitgestellt werden.

Der Motor 2 weist eine Antriebswelle 32 auf, die das Antriebszahnrad 3 dreht. Das Antriebszahnrad 3 sitzt auf der Schneckenwelle 4, auf der eine Schnecke 5 angebracht ist. Die Schnecke 5 ist mit der Schneckenwelle 4 verkeilt, wie es in Fig. 2 bei 33 gezeigt ist. Die Drehung der Schnecke 5 verursacht eine Drehung des Schneckenrades 6, welches auf der Antriebshülse 14 (Fig. 1) angebracht ist. Um die Schnecke 5 an der richtigen Stelle zu fixieren, ist eine Federanordnung 40 vorgesehen. Zur Steuerung des elektri­ schen Motors 2 in Abhängigkeit von der Stellung der Antriebs­ spindel kann ein Drehschalter 42 benutzt werden.

Aus Fig. 1 in Verbindung mit Fig. 3 und 4 läßt sich ersehen, daß die Antriebshülse 14 das zentrale Element der Betätigungsvorrichtung darstellt. An dem unteren Ende der Antriebshülse 14 sind das Schneckenrad 6 und der exzentrische Antriebsring 7 angebracht. Das Schneckenrad 6 ist gegenüber der Antriebshülse 14 frei drehbar. Der Antriebsring 7 ist mit dem Schneckenrad 6 durch das mit dem Schneckenrad 6 verbun­ dene Ringglied 8 über Stifte 8 a und 8 b verbunden, die in ent­ sprechende Lochungen 7 a und 7 b des Antriebsrings 7 eingreifen. Die Antriebshülse 14 ist in dem gemäß den Fig. 3 und 4 un­ mittelbar oberhalb des exzentrischen Antriebsringes 7 gelegenen Bereich von einer Kupplungshülse 9 umgeben. Die Kupplungs­ hülse 9 ist axial längs der Antriebshülse 14 bewegbar und durch eine sie umgebende Schraubendruckfeder 35 in eine erste Stellung druckbelastet, in der die beiden Bodenansätze 10 in die Ausnehmungen 7 c und 7 d des exzentrischen Antriebs­ rings 7 eingreifen. Wenn sich die Kupplungshülse 9 in dieser ersten Stellung befindet, wird sie zusammen mit dem exzentri­ schen Antriebsring und dem Schneckenrad 6 gedreht.

Auf der Antriebshülse 14 ist ein Kegelzahnrad 12 dreh­ fest angeordnet. Die Drehung des Kegelzahnrades 12 dreht so­ mit die Antriebshülse 14. Die Drehbewegung der Kupplungs­ hülse 9 wird auf das Kegelzahnrad 12 mit Hilfe der Kopfan­ sätze 11 und 13 übertragen, welche in Schlitze 12 a und 12 b in dem Kegelzahnrad 12 eingreifen. Wenn die Kupplungshülse 9 sich in ihrer ersten Stellung befindet und an dem exzentri­ schen Antriebsring angreift, wird das Drehmoment von dem Motor 2 über das Schneckenrad 6, den exzentrischen Antriebs­ ring 7 und die Kupplungshülse 9 auf das Kegelzahnrad 12 wei­ tergeleitet.

Die Kupplungshülse 9 kann wahlweise axial aufwärts (Fig. 3 und 4) entlang der Antriebshülse 14 in eine zweite Stellung bewegt werden, in der sie außer Eingriff an dem exzentrischen Antriebsring 7 ist. Dies geschieht mit Hilfe einer Entkupplungseinrichtung, welche später beschrieben wird. In der zweiten Stellung stehen die Kopfansätze 11 und 13 mit den Ansätzen 16 a und 16 b eines Handradverbindungsstücks 17 in Berührung, an welchem ein Handrad 18 angebracht ist. Wenn sich die Kupplungshülse 9 in ihrer zweiten Stellung befindet, drehen sich bei einer Drehung des Handrades 18 die Ansätze 16 a und 16 b, welche diese Drehung auf die Kopfansätze 11 und 13 übertragen, wodurch die Kupplungshülse 9 und das Kegelzahn­ rad 12 gedreht werden.

In der Antriebshülse 14 ist eine Verbindungshülse 19 angeordnet, welche Kopfansätze 19 a und 19 b aufweist, die in Schlitze 14 a und 14 b der Antriebshülse 14 eingreifen. Die Drehbewegung der Antriebshülse 14 wird durch diese Ansätze 19 a und 19 b auf die Verbindungshülse 19 übertragen. Unter­ halb der Verbindungshülse 19 (Fig. 3 und 4) ist ferner eine Klauenhülse 21 angeordnet. Die Klauenhülse 21 hat ein Innen­ gewinde 44, in welches das Außengewinde der Antriebsspindel 51 eingreift, welche sich in die Antriebshülse 14 hineiner­ streckt. Die mit Außengewinde versehene Antriebsspindel 51 erstreckt sich durch einen Abdeckring 50 in der Wandung der Betätigungsvorrichtung 1 hindurch in die stirnseitige Öff­ nung 46 der Klauenhülse 21.

Die Klauenhülse 21 und die Verbindungshülse 19 werden in ihrer Position in der Antriebshülse 14 mit Hilfe einer Gewindekappe 20 festgehalten, die mit ihrem Innengewinde auf ein Außengewinde 37 am Kopfende der Antriebshülse 14 aufgeschraubt ist.

Um die Kupplungshülse 9 in die zweite Stellung zu bewegen, ist die bereits erwähnte Entkupplungseinrichtung vorgesehen. Die Entkupplungseinrichtung umfaßt ein Entkupplungsritzel 24, welches auf einer Entkupplungswelle 23 angebracht ist. Am äußeren Ende der Entkupplungswelle 23 sitzt ein Betätigungs­ knopf 27, mit welchem die Entkupplungswelle 23 und das Ent­ kupplungsritzel 24 gedreht werden können. In der Wiedergabe von Fig. 3 wird das Entkupplungsritzel zum Entkuppeln der Kupplungshülse 9 im Uhrzeigersinn gedreht. Die Zähne 22 des Entkupplungsritzels 24 kämmen mit entsprechenden Umfangs­ rippen 26 an der Kupplungshülse 9, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. Durch Drehen des Entkupplungsritzels 24 wird die Kupp­ lungshülse 9 in Achsrichtung entlang der Antriebshülse 14 in die zweite Stellung bewegt, in der der Eingriff mit dem exzentrischen Antriebsring 7 aufgehoben ist.

Die Entkupplungseinrichtung wird betätigt, wenn die Drehbewegung des exzentrischen Antriebsringes 7 aufhört und die Kupplung mit Hilfe des Handrades 18 bewegt werden soll. Wenn das Entkupplungsritzel 24 und die Entkupplungswelle mit Hilfe des Entkupplungsknopfes 27 gedreht werden, erfährt auch der Nockenträger 28 eine gleichzeitige Drehung, wie aus Fig. 5 ersichtlich ist. An dem Nockenträger 28 ist auf einem Zapfen 29 ein Nockenglied 30 schwenkbar gelagert. Mit der Drehung des Nockenträgers 28 erfährt auch der Nocken 30 eine Drehung, bis er zur Anlage auf der Umfangsfläche 38 exzentrischen Antriebsringes 7 kommt. Das Nockenglied 30 ist durch eine Feder 31 belastet, so daß es auf der Umfangsfläche 38 des exzentrischen Antriebsringes 7 verbleibt, bis dieser gedreht wird. Dabei wirkt die exzentrische Nockenfläche 39 dahin, das Nockenglied 30 von dem exzentrischen Antriebsring 7 her­ unterzudrücken, wobei die Feder 35 die Kupplungshülse in ihre erste Stellung zurückdrückt.

Die Klauenhülse 21 erleidet an ihrem Innengewinde einen Verschleiß, der von der Häufigkeit der Betätigung der Gewinde­ spindel 51 und der dabei auftretenden Belastung abhängt. Die Klauenbüchse 21 muß daher öfter ausgewechselt werden.

Um die Klauenbüchse 21 auszuwechseln, ist es zunächst notwendig, das Handrad 18 und die Gewindekappe 20 zu entfernen. Dann wird die Verbindungshülse 19 herausgezogen, bis die Ansätze 19 a und 19 b außer Eingriff an den Schlitzen 14 a und 14 b gelangt sind. Es sei bemerkt, daß, während die Ansätze 19 a und 19 b außer Eingriff mit den Schlitzen 14 a und 14 b gelangt sind, die gemäß Fig. 4 nach unten gerichteten Ansätze 19 c und 19 d der Verbindungshülse 19 noch in Eingriff mit den Schlitzen 21 a und 21 b der Klauenhülse 21 sich befinden. Bei einer Drehung der Verbindungshülse 19 in der in Fig. 7d angedeuteten Richtung wird auch die Klauenbüchse 21 mitge­ dreht, die auf diese Weise von der Geschwindespindel 21 ganz heruntergedreht werden kann. Jetzt kann eine neue Klauenhülse 21 eingedreht und festgelegt werden, wobei die Arbeitsvorgänge in umgekehrter Weise erfolgen, wie vorstehend beschrieben. Sobald die Klauenhülse 21 in die in Fig. 1 wiedergegebene Stellung gelangt ist, werden die Verbindungshülse 19, die Gewindekappe 20 und das Handrad 18 wieder montiert.

In den Fig. 7a bis 7d sind die einzelnen Schritte noch einmal wiedergegeben. Der Zustand nach Fig. 7a entspricht dem nach Fig. 1. In Fig. 7b sind das Handrad und die Gewindekappe 20 gelöst. In Fig. 7c ist die Verbindungshülse 19 gerade so weit herausgezogen, daß die Ansätze 19 a und 19 b außer Eingriff mit den Schlitzen 14 a und 14 b sind, die Klauenhülse 21 aber noch gedreht werden kann. Der Anfang des Herausdrehens der Klauen­ hülse 21 ist in Fig. 7d wiedergegeben.

Die nachfolgende Beschreibung der Arbeitsweise der Betätigungsvorrichtung umfaßt sowohl die normale Arbeits­ weise bei Antrieb durch den elektrischen Motor 2 als auch den Entkupplungsvorgang, der es ermöglicht, die Betätigungs­ vorrichtung mit Hilfe des Handrades 18 anzutreiben, wenn es notwendig ist.

Die Motorwelle 32 treibt die Schneckenwelle 4 über einen Zahnradtrieb an, von welchem das Antriebszahnrad 3 in Fig. 2 gezeigt ist. Die Schneckenwelle 4 dreht die auf ihr verkeilte Schnecke 5, und diese treibt das Schneckenrad 6, welches sich auf der Antriebshülse 14 drehen kann. Auf der in Fig. 4 oberen Stirnseite des Schneckenrades 6 sind zwei um 180° versetzte Stifte vorgesehen, welche in die Bohrungen 7 a und 7 b des exzentrischen Antriebsringes 7 eingreifen. Der exzentrische Antriebsring 7 umfaßt zwei um 180° gegeneinander versetzte Ausnehmungen 7 c und 7 d, die um ungefähr 90° gegenüber den Stiften 8 a und 8 b versetzt sind. Der exzentrische Antriebs­ ring 7 treibt die Kupplungshülse 9 mittels der beiden Boden­ ansätze 10 an, die in die Ausnehmungen 7 c bzw. 7 d eingreifen.

Auf der Antriebshülse 14 ist ferner das Kegelzahnrad 12 angeordnet, welches zwei um 180° gegeneinander versetzte Schlitze 12 a und 12 b aufweist. Die Kupplungshülse 9 umfaßt Kopfansätze 11 und 13, welche in die Schlitze 12 a und 12 b eingreifen, so daß die Kupplungshülse 9 das Kegelzahnrad 12 mitantreibt. Die Kupplungshülse 9 ist in der gemäß Fig. 1 von links nach rechts verlaufenden Richtung gegen den exzentrischen Antriebsring 7 durch eine Feder 35 belastet.

Das Kegelzahnrad 12 ist auf der Antriebshülse 14 ver­ keilt und nimmt diese mit. Die Antriebshülse 14 dreht die Verbindungshülse 19 durch den Eingriff der Ansätze 19 a und 19 b in die Schlitze 14 a und 14 b. Die Verbindungshülse 19 wiederum treibt die Klauenhülse 21 mit Hilfe der unteren Ansätze 19 c und 19 d, die in die Ausnehmungen 21 a und 21 b der Klauenhülse 21 eingreifen. Die Klauenhülse 21 treibt die Antriebsspindel 51 an, welche in sie eingreift.

Im Falle eines Motorausfalles oder um den Anfangs­ widerstand der Betätigung zu überwinden, beispielsweise beim Beginn des Öffnungsvorgangs eines Ventils, kann die Betätigungsvorrichtung mit dem Handrad 18 von Hand betätigt werden. Sie wird von Hand durch die Betätigung der Ent­ kupplungseinrichtung auf diese Arbeitsweise umgestellt.

Die Drehung des Entkupplungsknopfes 27 im Uhrzeiger­ sinn um ungefähr 90° übt auf die Kupplungshülse 9 über die Verzahnung 22 eine gemäß Fig. 1 von rechts nach links ge­ richtet Kraft auf die Kupplungshülse aus, wodurch sie sich gegen die Kraft der Feder 35 verlagert und ihre Bodenansätze 10 außer Eingriff mit den Ausnehmungen 7 c und 7 d des exzentri­ schen Antriebsringes 7 kommen. Die genannte Bewegung der Kupplungshülse 9 führt zu einem Angriff der Kopfansätze 11, 13 an den nach unten weisenden Ansätzen 16 a und 16 b des Handrad­ verbindungsstücks 17.

Der Zweck des Nockengliedes 30, des Nockenträgers 28, des Zapfens 29 und der Schraubendruckfeder 31 besteht darin, die Kupplungshülse 9 in ihrer gemäß Fig. 1 von rechts nach links verschobenen Stellung zu halten, in der sie an den Ansätzen 16 a und 16 b des Handradverbindungsstücks 17 angreift, solange die Betätigung von Hand erfolgen soll. Bei der nor­ malen Betätigungsart mittels des Motors 2 werden der Nocken­ träger 28 und das Nockenglied 30 ungefähr 90° gemäß Fig. 6 entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkt, um das Nockenglied 30 von dem umlaufenden exzentrischen Antriebsring 7 freizube­ kommen, wie es in Fig. 6 gestrichelt dargestellt ist. Bei der in Fig. 6 ausgezogen wiedergegebenen Stellung des Nocken­ gliedes 30 liegt dieses gegen die Stirnseite 39 des exzentrischen Antriebsringes 7 an und verhindert eine Verlagerung des Antriebsringes 7 gemäß Fig. 6 von rechts nach links, was einer Rückbewegung der Kupplungshülse 9 unter der Kraft der Feder 35 gemäß Fig. 1 von links nach rechts entsprechen würde. Wenn auf Handbetätigung übergegangen werden soll, werden durch die Verdrehung des Entkupplungsknopfes 27 um ungefähr 90° die Entkupplungswelle 23 und der Nockenträger 28 gemäß Fig. 6 im Uhrzeigersinn bewegt, wobei gleichzeitig die Kupplungshülse 9 verlagert wid, so daß das Nockenglied 30 in der in Fig. 6 dargestellten Weise vor die Stirnfläche 39 des Antriebsringes 7 gelangen kann. Wenn der Entkupplungsknopf wieder freigegeben wird, drückt die Feder 35 die Kupplungshülse 9 zurück und dreht das Ritzel 24 gemäß Fig. 1 entgegen dem Uhrzeigersinn, so daß das Nockenglied 30 gegen die Stirnfläche 39 des exzen­ trischen Antriebsringes 7 angedrückt wird.

Die Betätigungsvorrichtung verbleibt in diesem hand­ betätigten Zustand, bis der Motor 2 eingeschaltet ist und die Motorwelle 32 eine Drehung des Schneckenrades 6 und des exzentrischen Antriebsrings 7 bewirkt.

Dieser weist einen tiefergelegten, zur Achse senkrechten Stirnflächenbereich 26 auf, dessen "exzentrisch" verlaufende Berandung C gemäß Fig. 5 nach außen, d. h. bis zur Umfangs­ fläche 38 des exzentrischen Antriebsring 7 verläuft. Bei einer Drehung des Antriebsringes 7 gelangt das Nockenglied 30 bei der entsprechenden Drehstellung auf den tiefergelegenen Bereich 26 der Stirnfläche des Antriebsrings 7. Bei der Weiterdrehung wird die untere Kante E von dem Rand C des vertieften Bereichs 26 erfaßt und entsprechend dessen Verlauf nach außen gedrückt, wodurch das Nockenglied 30 in die in Fig. 6 strichpunktiert wiedergegebene Stellung gelangt und mit der Unterkante E außen auf der Umfangsfläche 38 zur Anlage kommt, wodurch die Blockierung des Antriebsringes 7 aufgehoben ist. Es kommt wieder zu einem Eingriff der Bodenansätze 10 in die Ausnehmungen 7 c und 7 d an dem Antriebsring 7 und da mit zur Ankupplung an den Motor 2.

Claims (3)

1. Betätigungsvorrichtung
mit einem Antriebsmotor (2);
mit einer in einem Gehäuse drehbar gelagerten Antriebshülse (14);
mit einer in die Antriebshülse (14) eingreifenden und mit dieser über ein Gewinde (44) zusammenwirkenden, aus einem Ende der Antriebshülse (14) hervorstehenden An­ triebsspindel (51) und
mit einer von dem Antriebsmotor (2) betätigten Antriebsanordnung (5, 6, 9, 12) für die Antriebshülse,
dadurch gekennzeichnet,
daß das mit der Antriebsspindel (51) zusammenwir­ kende Gewinde als Innengewinde (44) auf einer vom anderen Ende her in die Antriebshülse (14) einschiebbaren Klauen­ hülse (21) ausgebildet ist
und daß in die Antriebshülse (14) vom gleichen Ende her eine am voreilenden Ende ebenfalls Klauen (19 c, 19 d) auf­ weisende Verbindungshülse (19) bis zum Eingriff der Klauen (19 c, 19 d; 21 a, 21 b) eingeschoben ist.

2. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungshülse (19) am nacheilenden Ende radial vorspringende Ansätze (19 a, 19 b) aufweist, die in am Ende der Antriebshülse (14) angebrach­ te Ausnehmungen (14 a, 14 b) eingreifen.

3. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungshülse (19) durch eine auf das Ende der Antriebshülse (14) aufgeschraubte Gewindekappe (20) axial gesichert ist.