专利名称：具有可调过载离合器的阀门执行器的制作方法
具有可调过载离合器的阀门执行器本发明涉及供暖、通风与空调技术领域。本发明尤其涉及一种用于阀门的执行器，尤其是用于供暖、通风和/或者空调设备的阀门的执行器。在供暖、通风与空调技术领域的许多应用中均使用一种传热介质，以将热能从源发地传输到目的地，热能传输可以用来加热建筑物内的某一个空间或区域，在这种情况下， 传热介质在源发地吸收热能，然后在输送到目的地之后又将热能至少部分释放出来。热能传输同样也可以用来冷却建筑物内的某一个空间或区域，在这种情况下，传热介质在目的地吸收热能，然后在源发地又将其至少部分释放出来。传热介质可以是任意一种流体，多数情况下使用水。水的优点是具有很高的比热容，因此每单位质量能够传输特别大的热量。为了在供暖、通风与空调设备中控制或调节传热介质的流量，需要使用一些阀门， 这些阀门也称作供暖、通风与空调设备阀门。例如可以利用所谓的关断阀或节流阀来调整传热介质的流量。可以利用多路阀将处在确定温度水平的传热介质与一种处在另一个温度水平的传热介质适当混合，以此来调整热功率。供暖、通风与空调设备阀门具有基本上可以利用不同类型驱动构件进行驱动或调整的执行器。(A)第一种驱动构件例如是电机，所述电机在合适地致动时允许自动调整阀门。(B)第二种驱动构件是手动调整装置，例如手轮，操作人员可将其用来以手工方式调整相关的供暖、通风与空调设备阀门。尤其可在开动供暖、通风与空调设备的时候进行手动调整是有利的。(C)第三种驱动构件是所谓的回位弹簧，在利用手动调整装置和/或者电机对供暖、通风与空调设备的阀门进行调整之后，回位弹簧能在例如断电后使得供暖、通风与空调设备的阀门自动回到其初始位置中。典型的供暖、通风与空调设备的阀门除了具有上述驱动构件(A)之外，还可具有上述驱动构件(B)和/或者(C)。有不同的驱动装置可用于供暖、通风与空调设备的阀门，以下将对此进行简要解释NSR(Non Spring Return/无弹簧回位)执行器这种类型的阀门执行器具有电机和手动调整装置。没有回位弹簧。NSR执行器也称作无弹簧回位型执行器。WSRdith Spring Return/有弹簧回位)执行器这种类型的阀门执行器具有作为可能的动力源的电机、回位弹簧和手动调整装置。WSR执行器通常在所谓的自动模式下利用电机进行工作。但是如果电机失去电源电压，回位弹簧就会使得利用执行器工作的阀门关闭。如果电机上没有电源电压，则可以手工打开WSR执行器，并且将其锁定在任意的位置中。一旦电源电压重新接上(anliegt)，则将WSR执行器重新解除锁定，然后WSR执行器就会转入自动调节模式。TSR(Ti)Y Spring Return)执行器这类阀门执行器也称作回位弹簧型执行器， 其具有作为动力源的电机以及回位弹簧。由于对于某些应用必须遵守τ ν (技术监督协会)标准，因此TSR执行器不允许有手动调整装置。当电流中断时，回位弹簧将会自动关闭与TSR执行器连接的供暖、通风与空调设备的阀门。供暖、通风与空调设备的阀门的执行器必须具有一系列特性，并且/或者满足相关技术要求，才能在实际中应用于供暖、通风与空调设备。例如合适的执行器必须能够根据工作模式，将“电机”、“回位弹簧”和“手动调整装置”这三种动力源中的一个连接到供暖、 通风与空调设备的阀门的节流机构。 此外，还要通过适当的过载离合器对能够利用手动调整装置作用于阀门或者执行器传动机构的扭矩进行限制，以防止故意和/或者无意损坏执行器和/或者阀门。已知用于供暖、通风与空调设备的阀门的扭矩限制装置技术结构比较复杂，而且不灵活，因为无法改变预先设定的最大待传递的扭矩。本发明的任务在于提供一种阀门执行器，其具有简单的并且同时就最大待传递扭矩而言灵活的扭矩限制装置。采用独立权利要求的主题，即可解决这一任务。从属权利要求所述均为本发明的有益实施方式。按照本发明的第一方面描述了一种用于阀门的执行器，尤其是用于供暖、通风和/ 或者空调设备的阀门的执行器。所述执行器具有(a)外壳；(b)轴，该轴至少部分布置在外壳中，并且可以直接或间接与阀门耦合，从而可以在转动轴时对阀门进行调整；(C)可以与轴耦合的手动操作元件；以及(d)过载离合器，该过载离合器布置在手动操作元件和轴之间，并且可将手动操作元件传递给轴的扭矩限制为预先设定的最大值。按照本发明，所述过载离合器具有耦合元件和可更换的弹簧元件，所述弹簧元件朝向轴压迫耦合元件，从而使得可传递扭矩的最大值与可更换的弹簧元件有关。所述执行器基于这样的认识适当选择可更换的弹簧元件，就能以简单且有效的方式将过载离合器可以传递的最大扭矩适合于相应的要求。这意味着能够根据所选择的弹簧元件，所述过载离合器的分离力矩匹配于不同的值。例如可以如此设计可更换的弹簧元件的尺寸，从而一方面能够可靠手动调整阀门，另一方面当阀门例如处在其打开或闭合的终端位置中时，即使用力操作手动操作元件， 也能可靠防止损坏阀门或者布置在阀门和执行器之间的传动机构。最大扭矩传递值尤其与弹簧元件的形状、尺寸和/或者材料有关，这些参数能决定可更换的弹簧元件的弹性或者张紧力。而张紧力又会决定耦合元件与轴之间的支承力。 当然张紧力与耦合元件和轴之间的支承力或支承压力也与弹簧元件与耦合元件之间的相对位置有关。耦合元件与轴之间的力传递或扭矩传递可以基于不同的相互作用。从而在耦合元件与轴之间可以出现摩擦力，该摩擦力与耦合元件和轴的两个相互面对的表面有关。这两个表面中的至少一个表面可以例如是橡胶表面，这种橡胶表面能形成较大的摩擦，从而可以防止过载离合器提前滑转。这两个相互面对的表面也可以具有一定的粗糙度，除了支承压力之外，粗糙度同样也是可传递扭矩或者可传递力的重要参数。此外还可以通过安装于轴和/或者耦合元件上的一个或多个磁铁尤其是永久磁铁的磁场在耦合元件与轴之间引起摩擦力。手动操作元件可以是例如简单的手轮，操作人员可操作手轮对阀门进行手动调
iF. ο按照本发明的一种实施例，将可更换的弹簧元件安装在手动操作元件的外壳上。 可以将可更换的弹簧元件置于外壳的相应成形的挖空部分中。这意味着可更换的弹簧元件的外壳是一种适当的容纳部，例如在组装所述执行器的过程中，可以很简单地将可更换的弹簧元件置于容纳部或挖空部分中。组装好执行器之后，就能将弹簧元件固定在容纳部或挖空部分中并且由此将其固定在预定的位置。这可以自动通过执行器的其它部件完成，从而不需要执行单独的操作步骤来固定弹簧元件。同样也可以使用一种适当的锁定机构，例如使用锁定元件来将弹簧元件可靠固定在其容纳部或挖空部分中。最好如 此设计外壳中的容纳部，从而可以安装不同的弹簧元件，所述不同的弹簧元件分别对弹簧元件施加不同的力或者不同的压力。当然也可以如此设计不同类型的弹簧元件，使其具有相同或者至少类似的外径尺寸，从而便于以简单方式针对具体的应用情况， 使得以各种不同的、弹力大小不一的弹簧元件对执行器的变型装配变得容易。按照本发明的另一种实施例，可更换的弹簧元件具有长形带材的形状。此外可更换的弹簧元件至少部分用一种弹性材料尤其是金属制成。可更换的弹簧元件可以是简单的板簧。所述造型的优点在于，能够以特别简单的方式制造可更换的弹簧元件。此外还能毫无问题地将如此成形的可更换的弹簧元件安装于上述外壳上。需指出的是将弹性原料带材剪切成不同大小的片段，就能以简单方式制成不同弹力的可更换的弹簧元件或板簧。这样就能使得带材的外形基本上保持不变。由于带材的局部宽度不同，从外侧很容易看出，因此可以单独调整弹簧刚度。按照本发明的另一种实施例，耦合元件具有第一齿部，轴具有第二齿部。第一齿部与第二齿部至少部分相互啮合，这种方式的好处在于能够在很小的结构空间之内实现过载离合器，而且即使如此也能够在需要时结合使用大弹力的弹簧元件来传递高的扭矩。在执行器组装好的状态中，耦合元件可以将轴至少部分围住，耦合元件的第一齿部与轴的第二齿部至少部分相互啮合。可以用简单方式尽可能实现具有所述齿部的过载离合器，使得相应的分离力矩处在或多或少精确设定的误差范围内。此外当分离或者打开过载离合器时，还能使操作人员有良好可感的反馈。例如操作人员可以通过两个齿部的相对运动引起的变化感觉到过载离合器正在分离，并且/或者通过相应的振动声或滑擦声听出过载离合器的分离(Ausloesen)或者说触发。按照本发明的另一种实施例，执行器还具有可以与轴耦合的电机。通过适当地电致动电机，使得执行器以及被执行器移动的阀门自动进入所需的目标位置中。按照本发明的另一种实施例，执行器还具有可以与轴耦合的工作弹簧。当松开手动操作元件以及/或者电源中断时，所述工作弹簧可以使得调整装置自动转入到最优位置中。这对于安全相关的应用而言尤其重要。按照本发明的另一种实施例，执行器还具有可以直接或间接与阀门耦合的另一个轴，并且还具有布置在另一个轴与轴之间的耦合机构。所述耦合机构这样设置，(a)在第一工作状态下使得手动操作元件与另一个轴脱离；(b)在第二工作状态下使得手动操作元件与另一个轴耦合。例如耦合机构可以是啮合型离合器，当过载离合器没有分离时，另一个轴(也称作下轴)和轴在第二工作状态下相互刚性连接在一起，在第一工作状态中则至少部分相互脱离。最好通过耦合机构的不同部件相互啮合进行耦合，也就是从第一工作状态转变为第二工作状态。通过不同部件相互分离实现脱离，也就是从第二工作状态转变为第一工作状态。因此也可将第一工作状态称作空转状态，将第二工作状态也称作耦合状态。 第一工作状态也可称作正常工作状态，因为在执行器正常工作状态下不需要手动操作或调整阀门。此后如果需要以简单并且高效的方式对供暖、通风与空调设备进行维护和/或者改造，就可以例如调整第二工作状态。按照本发明的另一种实施例，当另一个轴相对于轴处在分离位置中时，则呈现两个工作状态的其中一个工作状态。当另一个轴相对于轴处在接合位置中时，则呈现两个工作状态的另一个工作状态。这种方式的好处在于，可以通过特别简单的操作干预，使得执行器从第一工作状态转变为第二工作状态，反之亦然。如果已经相对于执行器的另外部件中的至少一个使手动操作元件分离或者将其拉出，则最好存在第一工作状态或空转状态。如果已经相对于另外部件中的至少一个使手动操作元件接合或者压入，则相应地存在第二工作状态或者耦合状态。也可以将接合状态称作〃 Hand-Mode Push"手动模式推入状态。当推入手动操作元件时，就会使其耦合在轴中或者耦合在轴上。同时可以使得必要时存在的同样驱动轴的电机与轴分离。然后只要通过简单移动手动操作元件，即可对执行器或都利用执行器工作的阀门进行调整，不必担心电机或者与电机相连的传动机构意外受损。按照本发明的另一种实施例，执行器还具有同样也布置在另一个轴与轴之间的滑动离合器，设置该滑动离合器，从而即使耦合机构处在第一工作状态，轴也可在另一个轴旋转时转动。这意味着不仅能够使用与轴耦合的手动操作元件以手动方式主动驱动轴，而且手动操作元件也可作为另一个轴旋转的指示装置，其借助操作人员自身的旋转显示通过另一个动力源使得另一个轴转动。通过通常只能将很小的扭矩从另一个轴传递给轴的滑动离合器，因此与轴耦合以及在其它情况下至少近似于空转的手动操作元件是指示器，其通过并非由操作人员引起的自身转动指示出轴的转动。另一个动力源例如可以是能够用已知方式驱动用于供暖、通风与空调设备的阀门的执行器的轴的电机和/或者工作弹簧。与上述过载离合器相比，滑动离合器最好只能传递非常小的扭矩。因此可以通过滑动离合器使得至少近似于空转的手动操作元件进行旋转运动。但如果要从外部阻止手动操作元件旋转，那么滑动离合器就能可靠防止执行器发生故障。按照本发明的另一种实施例，执行器还具有锁定元件，该锁定元件安装于手动操作元件上并被如此构造，使得在激活锁定元件时可防止手动操作元件相对于外壳移动。这种方式的优点在于可以用简单并且可靠的方式防止手动操作元件意外运动。例如对供暖、通风与空调设备进行维护和/或者改装时，就可以激活锁定元件。即使有电缆连接到电机(任意一种电机控制装置)，也能防止执行器意外移动。对已知的供暖、通风与空调设备执行器进行维护时，需要费事地断开电气连接，而这里所述的执行器则没有这个问题。因此能够明显更顺利地执行维护和/或者改装工作。按照本发明的另一种实施例，可以相对于轴的纵轴线径向移动锁定元件。可以用适当的方式使得锁定元件与执行器的外壳啮合。就此而言，为了安全起见，需指出的是这里所述的执行器的外壳不同于以上曾经提及的手动操作元件的外壳。利用径向移动激活锁定元件的好处在于操作人员只要简单地动一动手，或者甚至只要动一根手指，就能锁定手动操作元件。锁定元件和外壳之间的啮合作用可防止手动操作元件意外转动。此外还可以使得锁定元件相对于轴在轴向与外壳啮合。这例如可以从下面啮合在执行器外壳的凸起部分上来完成。这样就能防止手动操作元件在轴向移动。尤其可以防止手动操作元件意外地从第一工作状态转变为第二工作状态，反之亦然。需明确指出的是这里所述的锁定元件不仅可用于所述的径向啮合作用，同时 也可用于所述的轴向啮合作用。这样就能以简单的方式，相对于所有可能的运动方向锁定手动操作元件。此外还需指出的是只要手动操作元件没有接合，或者没有通过锁定元件将其保持在接合位置中，则提升弹簧就会将手动操作元件自动移动到执行器处在所谓的自动模式的位置中。此时，所述自动模式指的是利用电机运行执行器。按照本发明的另一种实施例，执行器还具有卡锁元件，该卡锁元件布置在手动操作元件和外壳之间，并且具有第一卡锁区和第二卡锁区。构造第一卡锁区以适于啮合到手动操作元件的第一表面轮廓中，相应地构造第二卡锁区，以适于啮合到外壳的第二表面轮廓中。手动操作元件的第一表面轮廓可以具有例如从手动操作元件的中心轴沿径向向外伸出的多个凸起部分。所述凸起部分可以是例如榫销、销钉、凸台，或者是能够在手动操作元件与卡锁元件之间形成机械啮合作用的任何类型的凸起物。例如当第一卡锁区啮合到第一表面轮廓中时，就能在转动手动操作元件时也保证卡锁元件与手动操作元件一起转动。当然只有当第二卡锁区没有同时啮合在于外壳上构成的第二表面轮廓中时，才有这种可能。第一表面轮廓和第一卡锁区最好具有相互互补的形状，从而能够实现可靠啮合。 同理也适用于第二卡锁区和第二表面轮廓的成型。按照本发明的另一种实施例，如此构造卡锁元件，从而(a)使得第一卡锁区能够啮合到第一表面轮廓中，并且/或者(b)使得第二卡锁区能够根据手动操作元件所在的位置啮合在第二表面轮廓中。这意味着手动操作元件的位置或定位对于卡锁元件的作用有影响，例如当手动操作元件相对于轴处在分离位置中时，就可以解除或者阻止卡锁元件的作用。与此相反的是，当手动操作元件相对于轴处在接合位置中时，则可以激活卡锁元件的上述作用。以上在本文中已经对“分离位置”和“接合位置”进行了详细描述，在此不再予以赘述。操作人员可以必要时通过简单地推入或按压手动操作元件激活卡锁元件的作用， 并且通过分离或者拉出手动操作元件解除或者抑制卡锁元件的作用。这意味着在手动操作元件处在接合位置中时，卡锁元件能防止手动操作元件移动，尤其可防止逆时针转动。而在分离位置中则不存在阻止手动操作元件移动尤其是转动的作用。
按照本发明的另一种实施例，卡锁元件的第二卡锁区和/或者外壳的第二表面轮廓这样成形，从而使得卡锁元件相对于外壳具有止回器功能。所述止回器功能的好处在于 在操作手动操作元件之后，能够以简单方式防止尤其通过工作弹簧的弹簧力使得手动操作元件意外回位。 例如止回器功能可以基于所谓的棘爪原理，即第二卡锁区和/或者第二表面轮廓具有带非对称齿面的齿部。需指出的是如此构造止回器功能，从而通过手动操作元件在一规定的方向上略微移动尤其是小的转动，就能解除止回器的作用。例如可以通过与轴耦合的执行器电机来实现手动操作元件的解除作用的运动。形象点来说，通过朝向预定的方向移动手动操作元件，使得卡锁元件脱离成型于相应卡锁区和/或者相应表面轮廓上的倒钩。例如可以将手动操作元件的顺时针(逆时针)转动与仅仅很小的阻力联系起来， 操作人员可在旋转过程中感觉到振动，并且/或者可以听见相应的振动声或者滑擦声。与此相反，由于所述的棘爪作用则会阻止逆时针(顺时针)转动。按照本发明的另一种实施例，执行器还具有提升弹簧，该提升弹簧作用于手动操作元件上，并且沿着轴的轴向对手动操作元件施加力。为了能够对手动操作元件施加作用力，提升弹簧还必须作用于执行器的另外部件中的一个上，所述另外的部件例如可以是轴。提升弹簧最好将所述的轴(上中心轴)压离所述另一个轴(下中心轴)。所述提升弹簧的好处在于操作人员只要执行简单的操作干预，就能使得手动操作元件进入相对于轴的不同轴向位置中。不同的轴向位置可以是例如以上所述与手动操作元件的不同工作状态有关系的位置，尤其是分离位置和接合位置。需指出的是按照本发明的一种优选实施例，可以通过手动操作元件在轴向方向上的移动以及上述卡锁元件的顺时针方向上的旋转运动的组合来激活卡活卡锁元件。例如在锁止位置中(锁定状态)，卡锁元件可以防止通过执行器的工作弹簧引起执行器意外移动。这样就能在执行手动操作干预使得手动操作元件进入目标位置中以后，防止所述执行器意外移动。尤其可以在用手转动手动操作元件时，采用将弹力较强的工作弹簧夹紧的方式来锁止手动操作元件。当松开手动操作元件时，工作弹簧就会使得手动操作元件略微退回，直至在卡锁元件与外壳之间出现下一次啮合。由于典型的工作弹簧的弹力较强，因此会在手动操作元件的上述凸起部分与卡锁元件之间产生高的摩擦力。弹力明显较弱的提升弹簧无法克服该摩擦力，因此手动操作元件将留在相应的轴向位置中。在该位置中通过卡锁元件阻止手动操作元件转动。这样尽管存在工作弹簧的作用力，手动操作元件以及轴均会保持在稳定的(旋转)位置中。最好按照以下方式松开(解锁)手动操作元件如此操作电机，使其始终首选朝向一方向(例如阀门的开启方向)运动。这样就会使得手动操作元件的上述凸起部和卡锁元件的第一卡锁区松开。这使得工作弹簧的张紧力不再作用于手动操作元件，并且相应地减小以上所述的摩擦力。这样就能使得提升弹簧的张紧力足以升高手动操作元件。然后电机就能使得轴自由移动，尤其不会受到手动操作元件的妨碍。需指出的是本发明所述的这些实施方式涉及不同的对象。但专业人士只要看见本申请书，立即就能明白除非另有说明，则除了可以组合属于同一主题的特征之外，也可任意组合属于不同主题的特征。关于本发明的其它优点和特征，可参阅对以下首选实施方式所作的说明。附
图1所示为一种手动调整装置的透视分解图，所述手动调整装置可用于执行器和尤其是手动调整装置的过载离合器，可以给过载离合器装配具有不同弹力的弹簧元件。附图2所示为一种滑动离合器的透视示意图，当电机和/或工作弹簧使得轴转动时，所述滑动离合器作为轴转动的指示装置就会使得分离后的手动操作元件转动。附图3所示为具有手动操作元件的执行器的一部分的透视示意图，所述手动操作元件具有可以径向移动的、用来锁止手动操作元件的锁定元件。附图4所示为执行器的一部分的透视示意图，所述执行器具有布置在手动操作元件和外壳之间的、可提供止回器功能的卡锁元件。附图5a、5b、5c和5d所示分别是具有手动操作元件且没有工作弹簧的执行器的横断面示意图，所述手动操作元件具有可以径向移动的、用来锁止手动操作元件的锁定元件。
附图6a和6b所示分别是具有图中没有绘出的工作弹簧的执行器的横断面示意图，所述执行器具有布置于手动操作元件和外壳之间、可提供止回器功能的卡锁元件。需指出的是与该实施方式的相应特征或部件相同或者至少功能相同的不同实施方式的特征或部件均采用相同的附图标记，或者采用仅仅以其第一个数字区别于相应部件的附图标记的另一种附图标记。为了避免不必要的重复，凡是已经根据之前所述的某一种实施方式解释过的特征或部件，此后将不再予以赘述。此外还需指出的是以下所述的实施方式仅仅是从本发明的可能实施变型方式中受限所选的一些实例。尤其可以用适当的方式将各个实施方式的特征相互组合使用，对于专业人士而言，借助这里详细所示的实施变型方式看出明显公开的多种不同的实施方式。附图1所示为一种手动调整装置的透视分解图，按照本发明的一种实施例将其用于执行器100。执行器100具有轴120，也可以将其称作上中心轴。上中心轴120可以通过卡扣凸起126与图中没有绘出的下中心轴相连，所述下中心轴必要时又可通过传动机构与 (图中没有绘出的)供暖、通风与空调设备的阀门耦合在一起。执行器100还具有手动操作元件130，按照图中所示的实施例，该手动操作元件是简单的手轮。例如操作人员可以使用手柄131手动转动手轮130。手动操作元件130包括外壳132，在该外壳中有两个容纳区域134。外壳132上还设有两个卡扣凸起136，从而可以将手动操作元件130卡扣在轴120中。在此构造所述外壳与卡扣凸起136，从而可以相对于轴120转动手动操作元件130。在轴120上设有或装有多个沿径向伸出的凸台125，以下还将对其功能进行详细解释。在轴120上还设有齿部123，该齿部是过载离合器140的一部分。过载离合器140除了具有齿部123之外，还具有耦合元件142，在耦合元件上同样也装有齿部143。按照这里所示的实施例，齿部143与齿部123至少近似于互补，从而使得这两个齿部能够相互啮合。 根据用来将两个齿部123和143相互压紧或者相互紧贴在一起的作用力，产生可以从外壳 132传递给轴120的最大扭矩。如附图1所示，具有突出部分144的环形耦合元件142以不可转动的方式安装于手动操作元件130的外壳132中。这意味着可根据用来将两个齿部123和143相互压紧的作用力，将最大扭矩从手动操作元件130传 递给轴120。按照这里所示的实施例，可以使用弹力不同的弹簧元件148a、148b、148c，对用来将两个齿部123和143相互压紧的作用力进行调整。分别将一个弹簧元件置于两个容纳区域134的其中一个里，且所述弹簧元件从外侧紧贴在耦合元件142上，或者紧贴在啮合区域 143上。如附图1所示，不同的弹簧元件148a、148b、148c具有不同大小的分段。因此弹簧元件148a、148b、148c具有不同的局部宽度，这又使得(a)两个弹簧元件148c对齿部143 施加比较大的弹簧力；(b)两个弹簧元件148b对齿部143施加中等的弹簧力；(c)两个弹簧元件148a对齿部143施加比较小的弹簧力。因此可以根据所选的弹簧元件选择可以利用过载离合器从手动操作元件130传递给轴120的最大扭矩。需指出的是按照这里所示的实施例，弹簧148a、148b和148c的外径尺寸至少近似于相同，这些弹簧各自起到板簧的作用。因此在生产执行器100时可以选配适当的可更换板簧148a、148b或148c，使得最大可传递扭矩适合于相应的要求。附图2所示为一个滑动离合器250的透视示意图，该滑动离合器布置在轴120和轴290之间。同样可以利用滑动离合器250将一定的扭矩从轴290传递给手动操作元件 130。但该扭矩明显小于可以利用过载离合器140传递的最大扭矩。按照这里所示的实施例，只要手动操作元件在其它情况下可以自由转动，尤其没有被锁止时，将滑动离合器250用来在转动轴290时也转动手动操作元件130。这种方式的好处在于，可以通过手动操作元件130的相应旋转运动指示执行器的调整运动，该调整运动例如通过图中没有绘出的电机和/或者工作弹簧260引起。因此手动操作元件130在轴转动时就是旋转的指示器，在该指示器上操作人员能够以简单的方式据此识别执行器的调整运动。按照这里所示的实施例，轴290是下中心轴，该轴通过附图1中所示的卡扣凸起 126与轴120相连。下中心轴290可以直接或者通过图中没有绘出的传动机构与同样也没有在附图2中绘出的供暖、通风与空调设备的阀门耦合在一起。附图3所示为具有手动操作元件130的执行器300的一部分的透视示意图，所述手动操作元件具有可以径向移动的、用来锁止手动操作元件130的锁定元件370。可以径向移动的锁定元件370除了具有附图3中所示的上部之外，还具有一个下部。只要锁定元件 370处在径向向外移动的位置中，锁定元件370的下部就会啮合在执行器300的外壳310的凸起部分中。可以通过啮入的锁定元件370锁止手动操作元件130的旋转角位置和/或者轴向移动。为了在需要时能够以简单方式径向移动锁定元件370，在手动操作元件130的外壳132中设有干预孔371。这样操作人员只要用一根手指，就能以简单方式沿径向向外移动锁定元件370。按照这里所示的实施例，外壳310具有几个检视通道311，可以在外壳闭合后将其用来检查执行器300的功能。此外按照这里所示的实施例，外壳310是整体的合成材料件， 所述外壳还具有盖板312用于图中没有绘出的电机。外壳中的通孔313可用于执行器的电
缆夹具。附图4所示为执行器400的一部分的透视示意图，所述执行器具有布置在手动操作元件130和外壳310之间的卡锁元件480。按照这里所示的实施例，卡锁元件是卡扣环480。卡扣环480被如此成形，即当朝向外壳310向下按压手动操作元件130时，附图1和 2中所示的凸台125就会啮合在卡扣环480中。因此当手动操作元件130转动时，卡扣环 480必然随之转动。按照这里所示的实施例，在向下按压或者接合状态下，轴120还与手动操作元件130耦合在一起。卡扣环480在其外侧还具有非对称的齿形表面，该表面与外壳 310的相应内表面相结合形成止回器功能。因此当手动操作元件130处在接合状态时，就能使得手动操作元件130与轴120 —起仅仅朝向一个方向例如顺时针转动。通过止回器功能可靠防止轴120朝向相反方向例如逆时针转动。用手进行操作干预使得手动操作元件130 接合并且必要时也朝向一方向转动之后，以这种方式也可以将执行器400保持在其最终位置中。这样也能将轴120的旋转角位置锁止在手动调整后的位置中。 附图5a、5b、5c和5d所示分别是没有工作弹簧的执行器500的横断面视图。执行器500具有手动操作元件130，该手动操作元件又具有可以径向移动的、用于锁止手动操作元件130的锁定元件370。执行器500相当于附图3中所示的执行器300。附图5a所示为处在其正常工作状态(自动模式)中的执行器500。这意味着可利用图中没有绘出的作用于轴120的电机使得执行器500运行。在此，手动操作元件130处在分离位置或者上方位置中。除了附图2所示的滑动离合器250之外，手动操作元件130 已经与轴120分离。附图5b所示为操作人员开始用手操作干预之时的执行器500。操作干预包括向下按压(推)手动操作元件130，如附图5b中的垂直箭头所示。这时提升弹簧260被压缩，并且在手动操作元件130和轴290之间形成机械耦合。现在可以按照所需的方式转动手动操作元件130使得轴290转动。这样操作人员就能将与轴290耦合的阀门调整进入任意一个位置中。为了将手动操作元件130并且因此还有轴120锁定在用手调整后的位置中，现在可将锁定元件370沿径向向外移动。这在附图5c中示出。以水平箭头表示径向移动。附图5d所示为锁定元件如何啮合在外壳310中的实施例放大示意图。锁定元件 370具有上部570a、连接条570c和下部570b。操作人员在上部570a上操作锁定元件，使其沿径向向外移动。下部570b在相应的径向运动之后啮合在外壳310的相应结构中。按照这里所示的实施例，不仅可防止手动操作元件130转动，而且也可防止轴向移动。附图6a和6b所示分别是具有提升弹簧260的执行器600的横断面示意图。执行器具有布置于手动操作元件130和外壳之间的卡锁元件，该卡锁元件可提供止回器功能。 执行器600相当于附图4中所示的执行器400。附图6a所示为处在其正常工作状态(自动模式)中的执行器600。这意味着可利用图中没有绘出的作用于轴120的电机使得执行器600工作。同时，手动操作元件130处在分离位置或者上方位置中。除了附图2所示的滑动离合器250之外，手动操作元件130 已经与轴290分离。附图6b所示为操作人员开始用手进行操作干预之时的执行器600。操作干预包括向下按压(推)手动操作元件130，如附图6b中的垂直箭头所示。这时提升弹簧260被压缩，并且在手动操作元件130和轴290之间形成机械耦合。现在可以通过按照所需的方式转动手动操作元件130使得轴290转动。这样操作人员就能将与轴290耦合的阀门调整进入任意一个位置中。
按照这里所示的实施例，用手转动手动操作元件130使得工作弹簧张紧，从而锁止手动 操作元件130。当手动操作元件130松开时，工作弹簧就会将手动操作元件130略微往回转动，直至齿部伸入在附图4所示的卡锁元件480和外壳310之间。这时将在附图 1和2所示的凸台125与卡锁元件480之间出现很高的摩擦力，从而使得手动操作元件130 保持在相应的轴向位置。在该位置中通过卡锁元件480阻止手动操作元件130转动。这样尽管存在工作弹簧的作用力，手动操作元件130以及轴120均会保持在稳定的(旋转)位置中。按照这里所示的实施例，如此操作图中没有绘出的电机，使其始终首先顺时针运动，即可松开(解锁)手动操作元件。这样手动操作元件130的凸台125(参见附图1和 2)就会脱离卡锁元件480 (参见4)，从而使得工作弹簧的张紧力不再作用于手动操作元件 130，并且显著减小以上所述的摩擦力。这样就能使得提升弹簧的张紧力足以升高手动操作元件130。然后电机就能使得轴朝向两个旋转方向自由运动。需指出的是在统一的生产过程中可以采用适当的变型装配方式生产出这里所述的执行器。这意味着在用于供暖、通风与空调设备的阀门的执行器的平台之内可以利用变型装配方式实现具有不同控制逻辑的不同执行器。此外在同一个平台之内也可以生产另一种所谓的TSR(Tt)V spring Return)执行器，在本专利的以上说明引入部分中已经对此进行了描述。按照这种变型装配方式，可以将以下功能分配给附图l、2、3、5a、5b、5c和5d中所示的执行器，该执行器也就是NSR (Non Spring Return)型执行器(a)用于轴的转动的指示器；(b)在电机工作模式和手动工作模式之间切换；(c)通过可以径向移动的锁定元件锁止手动操作元件；(d)防止传动元件受损的过载离合器。在所述变型装配方式范围中可以将以下功能分配给附图l、2、4、6a和6b中所示的执行器，也就是WSR(With Spring Return)型执行器(a)用于轴的转动的指示器；(b)通过布置在手动操作元件和外壳之间的卡锁元件锁止手动操作元件；(c)防止驱动元件(例如电机和/或者传动机构)受损的过载离合器。附图1附图2附图3附图4附图5A附图5B附图5C附图5D附图6A附图6B附图标记清单100执行器120轴/上中心轴123 齿部
125径向伸出的凸台126卡扣凸起130手动操作元件/手轮131 手柄 132手动操作元件的外壳134容纳区域136卡扣凸起140过载离合器142耦合元件143 齿部144突出部分148a/b/c可更换的弹簧元件250滑动离合器260提升弹簧290轴/下中心轴300执行器310执行器的外壳311检视通道312电机的盖板313用于电缆夹具的通孔314手动操作元件的支座法兰315透明的盖板370锁定元件371干预孔400执行器480卡锁元件/卡扣环500 执行器(NSR)570a锁定元件的上部570b锁定元件的下部570c锁定元件的连接条600 执行器(WSR)
权利要求
1.用于阀门，尤其是用于供暖、通风和/或空调设备的阀门的执行器，所述执行器 (100，200，300)具有■外壳(310)，■轴(120)，该轴至少部分布置在外壳(310)中，并且可以直接或间接与阀门耦合，从而可在转动轴(120)时调整阀门，■手动操作元件(130)，所述手动操作元件可以与轴(120)耦合，以及 ■过载离合器(140)，所述过载离合器布置在手动操作元件(130)和轴(120)之间，并且将从手动操作元件(130)传递给轴(120)的扭矩限制为规定的最大值，其中，所述过载离合器(140)具有耦合元件(14 和可更换的弹簧元件(148a，148b， 148c)，所述弹簧元件可朝向轴(120)压迫耦合元件(142)，使得可传递扭矩的最大值与可更换的弹簧元件(148a，14 ，148c)有关。
2.根据上述权利要求所述的执行器，其中，将所述可更换的弹簧元件(148a，148b， 148c)安装在手动操作元件(130)的外壳(132)上。
3.根据上述权利要求中任一项所述的执行器，其中，所述可更换的弹簧元件(148a， 148b, 148c)具有长形带材的形状，并且所述可更换的弹簧元件(148a，148b，148c)至少部分地用一种弹性材料、尤其是用金属制成。
4.根据上述权利要求中任一项所述的执行器，其中，所述耦合元件(14 具有第一齿部(143)，并且所述轴(120)具有第二齿部，所述第一齿部(14 和第二齿部(12 至少部分相互啮合。
5.根据上述权利要求中任一项所述的执行器，还具有 ■可以与轴(120)耦合的电机。
6.根据上述权利要求中任一项所述的执行器，还具有 ■可以与轴(120)耦合的工作弹簧。
7.根据上述权利要求中任一项所述的执行器，还具有 ■另一个可以与阀门直接或间接耦合的轴090)，以及■布置在另一个轴(四0)和轴(120)之间的耦合机构，该耦合机构构造成通过所述耦合机构-在第一工作状态下使得另一个轴O90)与轴(120)分离，并且 -在第二工作状态下使得另一个轴O90)与轴(120)耦合。
8.根据上述权利要求所述的执行器，其中-当另一个轴(四0)相对于轴(120)处在分离位置中时，则呈现两个工作状态的其中一个工作状态，-而当另一个轴(四0)相对于轴(120)处在接合位置中时，则呈现两个工作状态的另一个工作状态。
9.根据上述权利要求7 8中任一项所述的执行器，还具有■滑动离合器050)，该滑动离合器同样也布置在另一个轴(四0)和轴(120)之间，并且构造所述滑动离合器，使得即使当所述耦合机构处在第一工作状态中时，轴(120)也会在另一个轴(四0)旋转时转动。
10.根据上述权利要求中任一项所述的执行器，还具有■锁定元件(370)，该锁定元件安装于手动操作元件(130)上，并且构造所述锁定元件，使得当激活锁定元件(370)时，即可防止手动操作元件(130)相对于外壳(310)移动。
11.根据上述权利要求所述的执行器，其中，所述锁定元件(370)可以相对于轴(120) 的纵轴线沿径向移动。
12.根据上述权利要求1 9中任一项所述的执行器，还具有■卡锁元件G80)，该卡锁元件布置在手动操作元件(130)和外壳(310)之间，并且该卡锁元件具有第一卡锁区和第二卡锁区，其中所述第一卡锁区适于啮合在手动操作元件 (130)的第一表面轮廓中，所述第二卡锁区则适于啮合在外壳(310)的第二表面轮廓中。
13.根据上述权利要求所述的执行器，其中，这样构造所述卡锁元件G80)，从而可根据手动操作元件(130)所在的位置，-将第一卡锁区啮合到第一表面轮廓中，并且/或者-将第二卡锁区啮合到第二表面轮廓中。
14.根据上述权利要求所述的执行器，其中所述卡锁元件(480)的第二卡锁区和/或外壳(310)的第二表面轮廓这样成形，使得卡锁元件(480)相对于外壳(310)具有止回器功能。
15.根据上述权利要求1 14中任一项所述的执行器，还具有提升弹簧060)，该提升弹簧作用于手动操作元件(130)，并且可沿着轴(120)的轴向对手动操作元件(130)施加力。
全文摘要
本发明公开了一种用于阀门的执行器，尤其是用于供暖、通风和/或者空调设备的阀门的执行器。所述执行器(100)具有(a)外壳(310)；(b)轴(120)，该轴至少部分布置在外壳(310)中，并且可以与阀门直接或者间接耦合，从而可在转动轴(120)时调整阀门；(c)可以与轴(120)耦合的手动操作元件(130)；(d)过载离合器(140)，该过载离合器布置在手动操作元件(130)和轴(130)之间，并且可将从手动操作元件(130)传递给轴(120)的扭矩限制为规定的最大值。所述过载离合器(140)具有耦合元件(142)和可更换的弹簧元件(148a，148b，148c)，所述弹簧元件可朝向轴(120)压迫耦合元件(142)，使得用于可传递扭矩的最大值与可更换的弹簧元件(148a，148b，148c)有关。
文档编号F16D43/20GK102155578SQ201110078000
公开日2011年8月17日 申请日期2011年2月11日 优先权日2010年2月11日
发明者D·比勒, J·埃弗茨, M·施普雷歇尔, U·维尔纳 申请人:西门子公司