关闭设备的制作方法

本实用新型涉及一种关闭设备，其具有传动机构，该传动机构设置在壳体中。

背景技术：

这样的关闭设备是已知的并且典型地被用于在关闭位置与打开位置之间调节工业配件或可调节的堤坝结构。在此，通常使用一级或多级蜗轮蜗杆传动机构作为(回转)传动机构，经常结合一级或多级传动机构作为前置传动机构(例如正齿轮传动机构、行星齿轮传动机构或锥齿轮传动机构)，所述前置传动机构典型地经由输入轴由马达(例如电气式或液压式)驱动或借助手轮由操作者驱动。即使在打开和关闭的堤坝结构中也能安装和使用这样的关闭设备。属于特殊应用情况 (这些特殊应用情况没有被全面列举出)的是：用于堰闸和堤坝结构的抬举设施、在水工金属结构领域的设施(例如防洪阀门)、用于防洪的设施(例如堰闸、水闸等)和经由杆来实现应用的杠杆传动机构以及其它应用情况，其中，传动机构是自锁的和/或经历至少单侧受限的调节行程。

此外常见的是，为配件或堤坝结构的回转运动构造止挡部，以便避免调节超出打开位置或关闭位置，因为这可能导致损坏配件或堤坝结构。

然而，在使用这样的止挡部时又存在如下危险，即：由于起作用的止挡力而在接纳止挡部的部件上出现过载，这在最差的情况下会导致壳体断裂。然而无论如何都要避免壳体断裂，因为在壳体断裂时：第一，松动的部件掉下；第二，有害物质出现；以及第三，可能失去配件或堤坝结构的功能、尤其是其传动机构的自锁。

迄今为止常见的是，通过如下方式降低壳体断裂的危险，即：限制可回转性的止挡部设置在壳体之外并且设置在单独的力回路中，从而止挡力不被导入到传动机构的壳体中。然而，这样的设置在许多应用中不是最佳的。

技术实现要素：

因此，总的来说，本实用新型基于如下任务，即：在关闭设备中、尤其是在其传动机构的区域中避免壳体断裂的危险，以便确保高的运行安全性。

为了解决该任务，按照本实用新型在关闭设备中设置如下的特征，即关闭设备尤其是配件关闭设备或堤坝结构关闭设备，其具有传动机构，该传动机构设置在壳体中，该关闭设备的特征在于，在关闭设备的包括传动机构的传动系中构成有理论断裂部位。因此，尤其是按照本实用新型为了解决所述任务在开头提及类型的关闭设备中提出，在关闭设备的包括传动机构的传动系中构成有理论断裂部位。优选地，所述关闭设备构成为配件关闭设备或堤坝结构关闭设备。在此，堤坝结构已知作为壅水设施或类似的由人建造的结构的一部分，该部分大多在流水过程中建立通道和/或打开的或相对于环境不封闭的流体输送系统，以便允许形成水库或者控制流体输送流。在此关心的堤坝结构具有控制部件，该控制部件能经由关闭设备来操纵，以便控制流量。配件的特征是例如作为在管道等以及通常相对于环境封闭的管路系统中用于改变或截断物质流的构件。

不言而喻，这样的按照本实用新型的关闭设备当然可以与配件(例如阀)或堤坝结构在从动侧可耦联，以便获得能完整起作用的关闭设备。

通过构成理论断裂部位来限制如下的力，该力能够穿过理论断裂部位并且沿着传动系被导入到关闭设备的传动机构中。通过适当地确定理论断裂部位的尺寸，该最大能沿着传动系传递的力正好能够被选择成这样大，使得该力小于传动机构、尤其是所属壳体所承受得住的第二力。因此，本实用新型能够实现将限动止挡部优选设置在传动机构的壳体之内，以便能够实现其紧凑的结构形式，所述限动止挡部限制配件的或堤坝结构(的可动部件)的回转运动，在此降低了或甚至完全消除了壳体断裂的危险。因此，按照本实用新型可以规定，所述关闭设备具有至少一个限动止挡部。

在此处还要提及的是，即使在传动机构卡住的情况下本实用新型也发挥其优点，所述卡住不是由于到达止挡部而引起、而是由于调节元件(例如能由传动机构移动的阀)的卡住而引起。因为即使在该情况下，一旦出现这样的卡住，按照本实用新型的理论断裂部位引起力流中断并且因此传动机构的应力中断。因此，虽然在按照本实用新型的关闭设备中可以如开头所阐述的那样构成有止挡部，但对于本实用新型的技术使用而言不强制需要这样的止挡部。

按照本实用新型的关闭设备能够实现如下的技术效果：该关闭设备安全地运行，因为有效地避免了在壳体的构成限动止挡部的部件上出现过载。在此，理论断裂部位作为安全机构起作用，因为该理论断裂部位在超过最大驱动力矩时断裂并且因此有效地禁止导入可能会损坏传动机构的壳体的力。因此，通过关闭设备的按照本实用新型的设计方案，以简单的方式提供有效的过载保护。

例如，本实用新型的一种优选构造方案规定，关闭设备的传动机构自锁地构成。自锁的传动机构的使用可以是有利的，因为在该情况下即使传动系在理论断裂部位在过载时断裂的情况下中断也能够确保配件或堤坝结构不自动调节。而在使用非自锁的传动机构时，关闭设备在许多应用情况下必须设有附加设备，以便能够在传动系中断的情况下将配件或堤坝结构固定在其位置中。

在此，按照本实用新型特别有利的是，理论断裂部位设置在传动系中，并且所述理论断裂部位设置在至自锁的传动机构的驱动侧。因为在该情况下传动机构能够基于其自锁而即使在理论断裂部位断裂的情况下也有效地禁止配件或堤坝结构自动调节。

参考术语“驱动侧”要阐述的是，自锁的传动机构不能从配件或堤坝结构的一侧起被驱动。因此，“驱动侧”可以被理解为沿着传动系的如下位置，该位置参考传动机构内的自锁部位处于关闭设备的典型地电动和/或手动的驱动装置的一侧。因此，在使用自锁的传动机构时，理论断裂部位在传动系中优选设置在驱动装置与传动机构的锁止部位之间。

如果下面提及力矩，则不言而喻地，作用于理论断裂部位的或被导入到传动系中并且因此被导入到调节驱动装置的传动机构中的力总是与所述力矩相关联。

按照本实用新型的一种构造方案，理论断裂部位可以以扭转断裂部位的形式构成。在此，扭转断裂部位的断裂力矩可以这样选择，即：该断裂力矩小于传动机构、尤其是所属壳体所承受得住的驱动力矩。例如，所述断裂力矩可以为操纵力矩的多倍。在此，例如在传动机构的输入端上作用的力矩或直接作用于理论断裂部位的力矩可以被看作断裂力矩，在所述断裂力矩中出现理论断裂部位的削弱或断裂。

在该构造方案中的优点是，一方面能够获得之前所说明的防止过载的安全性并且另一方面能够获得在定义最大由扭转断裂部位传递的驱动力矩时的高精确性。例如，扭转断裂部位能够在均匀材料中通过选择直径或倒圆构造来非常精确地定义，如还要更详细地阐述的那样。

按照本实用新型的一种进一步构造方案，理论断裂部位尤其是可以这样确定尺寸，即：该理论断裂部位的断裂力矩为操纵力矩的多倍、优选至少一倍半、特别优选至少两倍。在此，例如在正常运行中典型地在理论断裂部位上出现的最大力矩可以被看作是操纵力矩。通过该构造方案实现：理论断裂部位虽然安全地在过载时断裂、但在正常运行中不断裂。

按照本实用新型，可以优选在传动机构的壳体之内构成有至少一个限动止挡部，所述至少一个限动止挡部限制传动系的运动、尤其是限制配件或堤坝结构的运动。为了防止由于在限动止挡部处的力导入而损坏壳体，本实用新型的一种构造方案因此规定，这样设计理论断裂部位，使得能越过理论断裂部位沿着传动系并且直至所述至少一个限动止挡部传递的最大力小于第二力，当所述第二力在所述至少一个限动止挡部处起作用时，壳体承受得住所述第二力。

本实用新型的一种特别优选的构造方案规定，理论断裂部位构成在传动系的可松脱地与传动机构或前置传动机构耦联的部件上。通过该构造方案，具有理论断裂部位的部件在该理论断裂部位断裂之后能够非常简单地从所涉及的传动机构中被取出，这降低了用于恢复关闭设备的耗费。

按照本实用新型的一种进一步构造方案可以规定，理论断裂部位构成在传动机构或前置传动机构的轴中和/或该轴上。该构造方案是优选的，因为轴在断裂的情况下典型地比传动机构的其它部件更小地歪斜或甚至不歪斜。因此，在理论断裂部位断裂的情况下，能够避免传动机构的由卡住的部件导致的后续损坏。

按照本实用新型的一种进一步构造方案，当理论断裂部位以横截面渐缩部的形式构成时，能够特别简单地实现按照本实用新型的理论断裂部位。因此，在使用本身已知的构件的情况下能够实现正确定义理论断裂部位。因为通过构件的横截面渐缩，理论断裂部位不仅能够在传动机构的轴上实现、而且能够在传动机构的其它可动或静止的部件上实现。

按照本实用新型普遍有利的是，所述横截面渐缩部在至较大的直径或较大的横截面或较大直径的横截面的过渡部上具有过渡半径。这样的过渡半径可以为至少0.3mm、优选至少0.5mm、特别优选至少 1.0mm。通过过渡半径能够避免锋利的边缘，在所述锋利的边缘上可能出现机械应力并且由此出现微小裂痕，所述微小裂痕可能导致理论断裂部位的断裂力矩的不希望的变化。换言之，通过设置所说明的过渡半径能够获得高疲劳强度的理论断裂部位。当在具体的应用中疲劳强度不重要或者重要性小时，则过渡半径可以选择成非常小或甚至可以不构成有过渡半径；而在具有高的运行循环次数并且相应地具有对理论断裂部位的疲劳强度的高要求的应用中，有利的是，过渡半径构成为大的、亦即尤其是构成为具有以上说明的值。

按照本实用新型的一种特殊的构造方案，所述横截面渐缩部可以以凹入部的形式设计。在此优选的是，所述凹入部在360°的角度范围上削减横截面。如果所述凹入部例如以环形铣入部的形式例如被安置在轴上，则按照本实用新型有利的是，凹入部的深度为所述轴的直径的至少10％。通过这样的构造方案能够确保，所述轴精确地在凹入部的部位上断裂并且不在前面或后面的区域中断裂。因此能够更好地控制断裂并且避免在传动系上的、尤其是在传动机构上的后续损坏。

按照本实用新型的一种优选的进一步构造方案规定，在横截面渐缩部设计为凹入部时，在凹入部基底与凹入部侧壁之间的过渡部上构成有过渡半径。因此，如之前已经说明的那样，避免了机械的应力峰值，该应力峰值可能不利地影响理论断裂部位的疲劳强度。

凹入部形式的横截面渐缩部按照本实用新型例如可以构成为全倒圆部或矩形槽。按照本实用新型，倒圆形状是优选的，因为倒圆形状有利于避免应力峰值。这有利于获得定义的断裂力矩。但是，按照本实用新型也可以使用沟槽或凸肩，以便通过使传动机构的轴或其它可动或静止的部件的横截面渐缩来定义理论断裂部位。

作为所说明的槽的备选方案，本实用新型的一种进一步构造方案规定，所述横截面渐缩部通过至少一个钻孔构成。不言而喻，钻孔典型地仅在有限的角度范围内削减例如传动机构部件的横截面，但这能够足以用于定义理论断裂部位。所述钻孔按照本实用新型例如可以沿着直径延伸亦或以其它方式延伸，只要所述钻孔通过减少材料而引起传动机构部件的并且因此引起理论断裂部位的横截面削减。

备选地或补充地，为了能够产生期望的材料削减以便形成理论断裂部位，按照本实用新型的横截面渐缩部例如也可以在空心轴上通过从内凹入而构成、亦即在空心轴的内侧上构成。因此，盲孔、冲压部等也可以被设计为按照本实用新型的横截面渐缩部。

本实用新型的一种又进一步的构造方案规定，理论断裂部位构成在传动机构或前置传动机构的输入轴上。换言之，该构造方案提出，除了输入轴之外，传动机构的所有其它的部件从驱动方向起看、亦即尤其是从调整驱动装置的马达看设置在理论断裂部位之后。因此能够有效地避免损坏所述其它的部件。在理论断裂部位断裂(例如由于通过调整驱动装置的马达的过应力)的情况下仅须更换输入轴；而传动机构的所有其它的部件保持完好并且能够被继续使用。亦即，通过该构造方案最小化由从前面向内的过应力对传动机构的可能损坏。

为了尽可能精确地确定理论断裂部位对过载的响应，按照本实用新型的一种进一步构造方案有利的是，在其上构成有理论断裂部位的传动机构部件由至少一个支承件、优选由至少两个支承件保持。这样的支承件虽然不是强制需要的，但该支承件可以是有用的，尤其是以便实现径向和/或轴向地固定具有理论断裂部位的传动机构部件。因此能够确保：所述传动机构部件在理论断裂部位断裂之后保留在该传动机构部件在传动结构中的位置上。

按照本实用新型的支承件例如已经可以通过传动机构部件如行星齿轮实现，所述传动机构部件与具有理论断裂部位传动机构部件接合。按照本实用新型的支承件也可以由一个或多个单独的轴承构成。通常在支承件的构成方面有利的是，一方面可以接纳横向力和弯曲力矩并且另一方面即便在理论断裂部位断裂之后也可以将具有理论断裂部位的部件保持在其位置中，由此尤其是可以避免歪斜。支承件因此能够有利的例如是，驱动装置由手轮形成，该手轮将横向力和弯曲力矩传递到具有理论断裂部位的输入轴上。

如果构成有按照本实用新型的支承件，那么优选的是，一个或多个支承件相对于理论断裂部位设置在驱动侧。如果理论断裂部位例如构成在传动机构的轴上，那么通过这些设计方案，作用于轴的弯曲力矩可以由支承件、尤其是轴承承受。因此结果是，仅(例如由马达或手轮施加到轴上的)扭矩导致理论断裂部位的断裂。因此，在定义理论断裂部位的断裂力矩时能达到较高的精度，因为限制了寄生力矩对理论断裂部位的影响。

在一定的应用中有利的可以是，在传动机构上游在驱动侧设置有另外的前置传动机构、例如多级行星齿轮传动机构，例如以便产生高的调节力。按照本实用新型在如下情况下是有利的，即，不是传动机构的输入轴、而是设置在传动级之间的传动机构部件(例如连接在传动机构和前置传动机构之间的中间小齿轮或者设置在传动级之间的中间轴)设有材料削弱部，所述材料削弱部用作理论断裂部位。这具有如下优点：在运行中尽可能不出现作用于理论断裂部位的横向力，从而理论断裂部位仅在所希望的扭应力时断裂。因此可以精确地限定和维持过压保护。

换句话说，本实用新型的另一设计方案因此规定，理论断裂部位构成在设置于传动级之间的传动机构部件上、尤其是构成在介于关闭设备的第一传动级和第二传动级之间的中间小齿轮或者中间轴上。在该解决方案中有利的是，在理论断裂部位断裂的情况下，仅须更换中间小齿轮或中间轴，其通常位于两个传动级的交点上；而两个传动级、例如传动机构和前置传动机构和尤其是它们的壳体被保护以防由过应力导致损坏。

正是为了便利于具有理论断裂部位的传动机构部件的更换，按照本实用新型的另一设计方案有利的是，所述理论断裂部位构成在传动机构的可运动部件上，该可运动部件与传动机构的另外的部件接合，使得所述可运动部件能够逆着装入方向从传动机构中取出。在此当然有利的是，这样的取出尤其是可以在理论断裂部位断裂之后进行。因此整体上能够实现具有理论断裂部位的传动机构部件的在不妨碍传动机构功能的情况下的容易的可更换性。

附图说明

现在借助实施例详细描述本实用新型，但是本实用新型不局限于这些实施例。

其它实施例由相应实施例的单个或多个特征的组合来获得。尤其是可以因此由接下来对优选实施例的描述结合常规的说明以及附图来获得本实用新型的构成方案。附图如下：

图1是按照本实用新型的关闭设备的带有局部剖视的俯视图，该关闭设备具有涡轮蜗杆回转传动机构和作为前置传动机构的两级行星齿轮传动机构，其中，按照本实用新型的理论断裂部位构成在前置传动机构的作为中间小齿轮起作用的太阳轮上，

图2是按照本实用新型的另一关闭设备的细节图，所述另一关闭设备具有作为前置传动机构的一级行星齿轮传动机构，其中，理论断裂部位构成在输入轴上。

具体实施方式

在接下来对本实用新型不同实施方式的描述中，在其功能方面一致的元件即使在不同设计或成形的情况下也保持一致的附图标记。

图1示出整体以1标示的按照本实用新型的以配件关闭设备为例的关闭设备。该关闭设备具有自锁的传动机构2，该传动机构设置在壳体3中。传动机构2设计成具有回转止挡部15的回转传动机构的形式并且通过蜗轮蜗杆传动机构形成，该蜗轮蜗杆传动机构具有涡轮7，该涡轮使关闭设备1的堤坝结构的可运动部件或配件回转。涡轮7在此被蜗杆轴8、9驱动。蜗杆轴8、9由空心蜗杆8形成，所述空心蜗杆不可相对转动地安装在承载轴9上。在按照本实用新型的其它设计方案中，蜗杆轴也可以一件式实施。

形成传动机构2输入轴的承载轴9由行星齿轮架10驱动，该行星齿轮架是两级行星齿轮传动机构18的部件，该两级行星齿轮传动机构用作前置传动机构18。前置传动机构18具有多个行星齿轮11(这些行星齿轮分别通过行星齿轮销22与一个行星齿轮架10连接)、一个固定的空心轮12、一个壳体盖14、一个驱动侧的输入轴5(其作为驱动侧的行星齿轮级的太阳轮起作用)以及另一个太阳轮，所述另一个太阳轮作为中间小齿轮13介于所述行星齿轮传动机构的第一级和第二级之间。因为中间小齿轮13与第一传动级的行星齿轮架10抗扭地连接并且与第二传动级的行星齿轮11啮合，所以所述中间小齿轮整体上介于前置传动机构18或者说关闭设备1的第一和第二传动级之间。

图1所示的关闭设备1的传动系因此包括蜗轮蜗杆传动机构2和两级行星齿轮传动机构18。经由输入轴5可以例如借助于电驱动装置或经由手动驱动装置将驱动力矩引入前置传动机构18中，所述驱动力矩传递到关闭设备1的原本的回转传动机构2上，此时开始力矩转换。

如果驱动蜗杆轴8、9，那么涡轮7相应旋转，其中，借助于锁紧螺母16和相应的调节螺钉，使止挡部15构成在传动机构2的壳体3 内。所述止挡部15限制涡轮7的旋转并且因此限制受控配件或受控堤坝结构的回转运动。如果涡轮7挡靠在止挡部15上、但继续被驱动装置通过传动系传动地驱动，那么因此将力经由止挡部15引入壳体3 中。将所述力限制到对于壳体3而言在安全技术方面不苛刻的程度，是本实用新型的目的。

该目的如图1清楚示出的那样通过如下方式解决，即，在传动系中、具体说在中间小齿轮13上构成有理论断裂部位4。在图1所示的实施例中，理论断裂部位4设计为扭转断裂部位4：如果超出作用在输入轴5上的一定驱动力矩，那么中间小齿轮13在由构成在中间小齿轮13上的横截面渐缩部6限定的平面中断裂。使扭转断裂部位4开始断裂的断裂力矩在此可以选择为，使得该断裂力矩多倍地大于通常在运行中为了调节连接的配件或连接的堤坝结构而在理论断裂部位4的部位上所需的驱动力矩。

图1示出的按照本实用新型的横截面渐缩部6设计成槽状的凹入部的形式，该凹入部沿着圆柱形中间小齿轮13(在图1中以剖视图示出)的整个圆周延伸。中间小齿轮13本身(其用作用于行星齿轮传动机构的第二传动级的太阳轮)可松脱地与前置传动机构18的行星齿轮 11借助于齿部耦联。中间小齿轮由此可以尤其非常简单地逆着其装入方向从前置传动机构18中取出。

图2示出理论断裂部位4在按照本实用新型的又以配件关闭设备为例的关闭设备1的传动系中、准确说在前置传动机构18上的按照本实用新型的另一设计方案。在图2中示出该前置传动机构18的横剖视图、准确说是一级行星齿轮传动机构的横剖视图的局部，该前置传动机构可以类似于图1的前置传动机构18来使用。

图2的前置传动机构18具有输入轴5(未剖视示出)，在该输入轴上构成有环绕的横截面渐缩部6，该横截面渐缩部的平面限定扭矩理论断裂部位4。输入轴5因此是这样的传动机构部件，在其上构成有理论断裂部位4。理论断裂部位4在图2示出的实施例中还在至传动机构2的驱动侧设置在传动系中。驱动装置因此直接作用到在其上构成有理论断裂部位的传动机构部件上。这样的设计方案按照本实用新型原则上是有利的，因为借此可以有效避免对传动机构2和18的后续部件的损坏。

图2中的前置传动机构18的输入轴5由两个以轴承形式构成的支承件17保持，其中，支承件相对于理论断裂部位4设置在驱动侧。所述支承件17尤其可以接纳横向力，如果横向力作用到输入轴5上的话 (例如在借助手轮操纵输入轴5时)。因此避免理论断裂部位4的不希望的(横向)载荷。

在图2中可看到，横截面渐缩部6构成为全倒圆部。所述全倒圆部(其也可被视为凹入部)的从输入轴5的外径至所述倒圆的底部、即凹入部基底19来测量的深度为输入轴5直径的约20％。横截面在理论断裂部位4的部位上的附加削弱按照本实用新型例如可以通过径向的钻孔来实现。

图2还示出按照本实用新型的另一设计方案，亦即，凹入部至输入轴5上游或下游区段的过渡部被倒圆：在凹入部基底19和相应凹入部侧壁20之间的过渡部上分别构成有过渡半径21。在图2所示的实施例中，该过渡半径21正好相应于全倒圆部的半径。横截面渐缩部4 的一种备选的按照本实用新型的设计方案例如可以由较宽的凹入部获得，所述较宽的凹入部具有平行于轴5的纵轴线延伸的平坦的凹入部基底19以及具有分别在凹入部20的侧壁和凹入部基底19之间构成的过渡半径21。这样的过渡半径的设计有利于避免应力峰值，所述应力峰值会降低理论断裂部位的疲劳强度。

可以理解的是，示出的关闭设备1分别能够与堤坝结构的可运动部件连接，以便形成堤坝结构关闭设备。

总而言之，在具有传动机构2、18的关闭设备1、尤其是用于配件或堤坝结构的关闭设备中，在传动系过载时，会导致传动系损坏并且导致壳体断裂。为了形成有效的过载保护，本实用新型因此提出，在过载的情况下中断关闭设备1的传动系，其方式为，优选在传动机构2、18内并且在驱动装置附近，在传动系中构成有理论断裂部位4，其中，传动机构2优选能够自锁地设计。在过载的情况下(所述过载尤其是可能以扭矩的形式存在)，理论断裂部位4断裂并且因此中断从驱动装置到连接的配件或连接的可调的堤坝结构的力流。由此能有效避免进一步的后续损坏、尤其是壳体断裂。

附图标记列表

1 关闭设备，

2 回转传动机构，

3 壳体，

4 理论断裂部位，

5 输入轴，

6 横截面渐缩部，

7 涡轮，

8 空心蜗杆，

9 承载轴，

10 行星齿轮架，

11 行星齿轮，

12 空心轮，

13 中间小齿轮，

14 壳体盖，

15 止挡部，

16 锁紧螺母，

17 支承件，

18 前置传动机构，

19 凹入部基底，

20 凹入部侧壁，

21 过渡半径，

22 行星齿轮销。