专利名称：阀致动器的驱动机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及将驱动力从一个驱动部件传输至一个被驱动部件所用的一种驱动机构，本发明特别涉及但并不仅限于对阀、闸阀、阀门等进行操作所用的机构以控制流体的流动。本申请中的术语“流体”涵盖液体、气体和蒸汽及多态流体，例如在悬浮液中包含有固体的液体。
背景技术：
在致动器的一个典型例子中，致动器驱动机构被设计来操纵机械阀，驱动部件是一个电动马达，而连接至被驱动轴的减速驱动机构是以蜗杆和蜗轮的形式出现的，蜗轮被键联或以其他方式固定到致动器输出轴或“输出柱”上，该输出轴操纵阀的运动元件。
在阀致动技术领域中，通常的实践作法是布置驱动系统，这样，只有由致动器的驱动旋转部件产生的力和转矩才可通过传动装置传输至被驱动部件上；这是为了消除在没有动力提供给驱动部件时引起的问题，但在动力作用的阀运动部件上时，由阀内的压力流体产生的不平衡力太大而使致动器齿轮轮系“反向驱动”，从而导致阀运动部件从其座中脱离，或者从其在由阀致动器的最后运行所确定的流体路径内的最后位置中脱离出来。
消除致动器齿轮轮系中产生反向驱动的可能性所用的一种常用方法是利用蜗轮/蜗杆啮合件上的一个相当大的减速比，这样，在将转矩施加到驱动装置的蜗轮侧上时，啮合表面上的正常摩擦系数与蜗杆导角的较小值相结合而将驱动转矩锁定。
在一个机械阀中，该“锁定”转矩在一个动力循环操作之后变得非常大，特别是在一些阀中，运动部件被强压到基座上以消除流体在上游阀口和下游阀口之间的泄漏。
为了在动力故障或在安装或维修管线设备时能够操纵阀而提供了一个双位置离合器和一个手操纵轮。这些部件通常布置在带有蜗轮的致动器输出轴上。离合器是通过一个人工操纵杆操纵的。该操纵杆被弹簧偏压至一个停止位置，驱动机构的通常状态是被锁定在动力驱动模式下。在操纵杆的整个运行弧形路径上对其进行操纵以将离合器运动元件从动力驱动位置处解脱出来，并将其移入人工驱动位置中。同时，操纵杆操纵一个锁栓机构，在操纵杆被释放及时回复至其停止位置时，该锁栓机构可确保离合处于人工驱动模式下。这样设计的锁栓机构将致动器保持在手驱动状态下直至再次启动动力驱动。驱动组件的离合释放部件的转动可自动释放锁栓机构，并可使离合器运动部件在弹簧的载荷下回复至其动力驱动位置。
离合器运动部件向动力驱动模式的自动回复是阀操纵领域的一种公知特征，这种特征可消除将操纵柄送至(有时是长距离的)无人操纵位置的需要以维护在维修服务等之后不经意处于人工驱动模式下的阀致动器。
当离合器部件被安装在输出轴上时，在致动器输出轴中产生的高转矩以及由非反向驱动蜗杆/蜗轮啮合件锁止在轴中的其他转矩对离合器接合部件产生较大的力的作用，所述离合器接合部件成为被定位的阀和蜗轮上的锁定啮合齿之间的作用力/转矩路径的一部分。在使离合器从动力驱动位置中脱离出来时，这些较高的转矩和作用力将使所述脱离变得困难。
此外，在大型的芯阀上需要较大的作用力来定位及卸下该芯阀，安装在手轮上的输出轴及被用于将离合器从动力模式下释放出来且移动入手驱动模式所用的操纵杆需要全部为金属结构，这样就显著增大了致动器的尺寸和重量。
在美国专利U.S.4370902中披露了一种可部分解决该问题的方案，在该方案中将一个附加的正齿齿轮减速轮系插入蜗轮轴和致动器输出轴或输出柱之间。这样就以与附加的啮合正齿齿轮上的相应齿数基本成正比而降低蜗轮轴上的转矩，但由定位的阀轴产生的且以锁定在致动离合器的动力驱动侧中的齿轮驱动比所降低的转矩仍遗留下来。
本发明的目的即为消除由离合器组件的动力驱动侧产生的转矩的锁定情况且进一步降低在手轮处所需的操纵转矩，这样，除了利用较小的人力即可操作操纵杆和手轮之外，还可减小组成离合器、操纵杆和手轮组件的部件的尺寸，如果需要的话，可利用由塑料或加强的塑性材料制作的模件来生产所述部件。
在阀致动领域(Valve Actuation Technology)中应用的一种典型的现有方法是通过在蜗轮的一面和离合器运动部件之间布置一个驱动机构来实现的，该典型的现有方法用于在操作操纵杆之后将致动器的驱动保持在手动模式下，但只要驱动马达一开始转动，则可自动转变为动力驱动模式。所述驱动机构将离合器运动部件保持在其手驱动位置中且压缩弹簧装置，而弹簧装置则将离合器运动部件压入其动力驱动位置中。驱动机构的必要特征是一个可转动的栓部件，该栓部件形成与蜗轮相邻的驱动机构的端部。栓部件布置有一个较轻的中心弹簧，在选择手操纵模式的情况下，该中心弹簧使栓部件与蜗轮保持垂直。
只要蜗轮在动力驱动下开始转动，蜗轮运动表面和栓部件的底脚之间的摩擦力就克服较轻的中心弹簧装置的作用力而使栓部件转动约90度以达到蜗轮表面上的一个后续的平行位置。这样，栓部件在相对于蜗轮轴的轴向中产生的运动足可使离合器运动部件与动力驱动装置相配合。
同时，这种现存的、与动力驱动装置自动重新结合方式是令人满意的，但该方式依赖于较小的线形中心弹簧，而该中心弹簧在维修中可能失效。
另外，依赖栓部件和蜗轮表面之间的表面摩擦来操纵所述机构会使栓部件不能被“确定地”锁定在手驱动模式下。
本发明的另一个目的是提供一个锁栓机构以进行自动的离合器再接合操作，这样就不依赖所述的摩擦力来释放栓部件且提供有一种机构，在该机构中，在离合器处于动力驱动模式中时，栓部件不与驱动机构的转动部件相接触。
发明内容
根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种机械阀致动器，其中自马达至致动器输出轴的驱动是通过齿轮啮合件进行的，该齿轮啮合件不能被反向驱动，致动器具有一个可选择的人工驱动机构，人工驱动机构包括手轮、离合器和操纵杆以从马达驱动模式转变为手驱动模式，致动器还具有布置在马达和输出轴之间的中间轴，手轮由中间轴携带或至少可操纵性地与中间轴相连以驱动中间轴。
其特征在于中间轴布置在马达和齿轮啮合件之间，在操作操纵杆而使致动器进入手驱动模式时，离合机构完全自由操纵，由前述马达运行产生且被非回转驱动齿轮啮合件锁定在输出轴中的输出轴转矩就不再被锁定在离合器机构中。
适当的非反转可驱动齿轮啮合件包括蜗杆和蜗轮组件，优选的情况为离合器机构与中间轴相关联/或安装在中间轴上。
致动器还优选包括与中间轴相关联的齿轮减速驱动装置以进一步增大装置的轻便性，这样就可容易地人工驱动致动器的输出轴。
由于本发明的致动器在离合器处不存在需要克服的被锁定转矩以使离合器与马达分离，从而与手工驱动装置相结合，且由于通过在中间轴和蜗杆之间布置附加的减速驱动机构来降低所需的手工驱动输入转矩，这样，至少手轮、操纵杆和特定的离合部件之一、优选为其中的每一个均可由模制的塑性材料制成。
由于本发明具有独特的驱动机构，因此，与现有的致动器相比，本发明的致动器可被构造的更便宜、更紧凑、轻便且更易于使用。
对致动器的其他改进之处包括形成可运动的离合部件且使离合器操纵器与协作的锥形表面相结合，这样就可更容易地将离合器从马达驱动配合转变为手工驱动配合。运动的离合器部件和离合器操纵器上的滑动锥形表面最好被构造得使离合器操纵器的锥形表面围绕运动的离合部件的锥形表面至少部分卷绕，这样，在离合脱开操作的起始阶段整个区域相接触，随着离合器运动部件提升至手工驱动位置，所述区域迅速减小至线性接触。离合器操纵器的锥形表面围绕运动离合部件的锥形表面向上卷绕180度。
优选的情况为致动器具有一个可转动的凸轮部件，该凸轮部件由操纵杆驱动，该凸轮部件与离合器操纵器相配合以通过滑动锥形表面来改变操纵杆运动机构和运动的离合器部件之间的机械利益。该凸轮部件在离合脱开操作开始时适当地提供了较大的机械利益以克服较高的静态摩擦系数，而在相对于较低的动态摩擦系数操作时，则为操纵杆的剩余动作提供较低的机械利益比率，该较低的机械利益比率使操纵杆产生总量较小的角运动。
特别优选的情况为将操纵杆的转动轴线与手轮的转动轴线平行且相邻布置，该操纵杆具有弯曲形状且在手轮的圆周之下摆动并部分围绕手轮凸出。在将致动器安装到阀上时，这些特征被用来减少容纳致动器所需的空间。
优选的情况为致动器还包括一个栓部件以将离合器锁定在手工驱动所需的结合状态，该栓部件适当地布置有齿，所述齿与致动器驱动轮系的齿轮齿相啮合以将致动器锁定在手驱动状态，从而在处于手驱动模式时进行主动配合，而在回复至动力驱动模式时处于确定的被驱动分离操作。
优选的情况为齿轮由马达驱动且齿轮与中间轴相关联/或安装在中间轴上，该齿轮通过离合器的操作而与中间轴可选择地配合以驱动中间轴。
栓部件优选可被驱动旋转且具有一个与其相邻的扁弹簧装置，栓部件与该扁弹簧装置相配合，该扁弹簧装置偏压栓部件而使其朝着手驱动接合的锁止位置进行转动。
优选的情况为栓部件布置有一个平面凸起，该凸起与扁弹簧装置相配合，这样，在“后续”的分离位置中该栓部件与前述部件脱离接触，从而使其配合在手驱动接合的锁止位置中。
栓部件适当地与扁弹簧相配合而为栓部件提供三个停靠位置，其中两个位置是根据齿轮29的转动方向确定的“后续”位置，另一个位置是将所述机构锁止在手驱动模式中时的中心结合位置。
所述平面凸起优选为矩形/大体上为正方形。
栓部件优选是可转动的，致动器的锁止机构还包括至少一个静态的柱销装置以使栓部件转动而从一个分离的“后续”位置主动旋转至锁止位置，优选布置一对相互间隔的这种静态柱销装置，在操作操纵杆而使栓部件从两个后续位置之一处移开时，栓部件即在所述的一对静态柱销装置之间运动。
离合器具有一个运动的离合器部件，所述中间轴优选具有小齿轮齿以与一个轴上的协作齿轮操作配合，从而驱动蜗杆/蜗轮，中间轴还包括与运动的离合器部件相结合的键部件，运动的离合器部件可沿着中间轴的纵向滑动但不可与其一起转动，所述小齿轮齿特别优选沿着中间轴的纵向延伸，所述键部件即是由小齿轮齿的这些纵向延伸部形成的。
中间轴上的小齿轮齿的纵向延伸部优选被剪切而具有减小的直径。延伸部的减小的直径在中间轴上提供了一个位置，由驱动马达驱动的齿轮可围绕所述位置自由转动，延伸部的减小的直径还提供了一个跨靠台阶而作为马达驱动齿轮或中置式垫圈的轴向位置。
在本发明的另一个方面中提供了一种类型的机械阀致动器，该致动器具有一个可选择的人工驱动装置，该人工驱动装置包括手轮、离合器和操纵杆以从马达动力驱动模式转变为手驱动模式，其中致动器包括栓部件以将离合器锁止配合而进行手驱动或马达驱动，栓部件布置有齿，该齿与致动器的驱动轮系的齿轮齿相啮合以在手工驱动模式时进行主动配合，且在回复至动力驱动模式时进行确定的被驱动分离操作。
下面将参考附图并以例子的形式对本发明的背景技术和优选实施例进行描述，其中
图1所示为利用现有技术的一种机械阀致动器的驱动装置的必要外形特征。
图2所示为U.S.4370902中的阀致动器的驱动装置外形特征。该图也简单地显示了利用现有技术的自动再配合离合机构。
图3所示为机械阀致动器的一个剖视图。根据本发明的目的，图中显示的主要驱动外形部件包括离合器和离合器操纵机构。为进行清楚显示的目的，图中只在单个平面中显示了一些可转动部件。
图4所示为一个部分分解立视图，图中显示了一些部件，这些部件包括具有相邻离合器操纵机构的中间轴。
图5显示了致动器部件，这些部件具有离合器的锁止和自动释放特征，所述部件的相对位置与处于动力驱动模式中的致动器相对应。
图6显示了与图5所示相同的部件，但它们的相对位置与处于手驱动模式中的致动器相对应。
图7所示为手轮的正视图，其中，相邻的离合器操纵杆处于其停止位置及操纵位置。
图8所示的实施例具有一根中间轴，其中，该轴上的整体式驱动小齿轮被加长且被加工而形成键部件，该键部件径向定位运动的离合其部件。
具体实施例方式
首先参考图1而对现有技术进行描述，图1中显示了现有阀致动器的驱动装置外形的一个简化视图，电动马达1通过蜗杆3驱动蜗轮2。蜗轮2在致动器输出轴4上自由转动。一个运动的离合器部件5在输出轴4上轴向自由运动，但却由键部件6径向定位在中间轴上。
手轮7也安装在输出轴4上且可相对于轴独立转动。离合器运动部件5可运动而通过挡块8和槽9与蜗轮2配合或通过挡块10和槽11而与手轮7相配合。
与蜗轮齿相配合的蜗杆3的导角通常足够小以在向轴4施加转矩时阻止该机构的反向驱动。在该非驱动模式下，离合器运动部件5仍与蜗轮2上的挡块8配合，被锁定在输出轴4上的转矩通过挡块8和槽9而被传输至蜗轮和蜗杆的锁定配合组件上。这样就需要一个较大的轴向力使离合器从动力驱动模式中脱离出来。
离合器随后从动力驱动模式中分离出来并运动入手驱动模式中，然后，手轮7就可通过致动器输出轴4操纵该阀，所需的手轮转矩等于由动力驱动装置供应的转矩。为此原因，在中间物和较大尺寸的机械阀安装机构上，手轮布置有延伸的轭件12以使操作者产生所需的较大人工转矩，从而对阀进行人工操作。
图2显示了用于降低手轮转矩而部分解决该问题的一种技术方案，该方案是通过将具有相关离合机构和蜗轮的手轮驱动装置放置在带有小齿轮14的一根中间轴13上来实现的，小齿轮14与安装在致动器输出轴16上的齿轮15相啮合。图2还显示了已知机构的一种形式，在马达1被启动时，该已知机构用于与动力驱动装置再次自动接合。
在该机构中，通过操纵杆18抬升可轴向运动的轴17以推动离合运动部件19而使其与蜗轮2脱离配合，并使其与手轮20相结合而压缩弹簧21。
在轴17的下端布置有一个可枢转的栓部件22，图中的栓部件处于一种后续的姿势，而离合器仍与蜗轮相配合。该栓部件在包围枢轴23的一根自对中线形扭簧(图中未显示)的作用下而从左手后续位置或右手后续位置(根据蜗轮的转动方向来判断)被压入垂直位置。
在电动马达1静止并操作操纵杆18而使致动器进入人工驱动模式的情况下，轴17被抬高而使栓部件22转入其与轴17轴向对准的中间位置。在这种状态下，栓部件22作为一个“驱动件”而通过轴17将离合运动部件19保持在手驱动模式中。
在重新启动马达1时，栓部件22的远端和蜗轮2的转动表面之间的摩擦力足够大以克服由自对中弹簧在枢轴23处产生的对中转矩，所述转矩使栓部件转动入其两个后续位置之一(根据蜗轮的转动方向来确定)中，从而可使轴17和离合运动部件19在弹簧21的作用下下降至动力驱动位置。
在图3和图4中显示了对致动器驱动组件的不同改进之处。图3所示为通过驱动装置的主轴中心所作的一个半示意性剖视图。图4所示为组成离合器机构的一些部件的垂直分解立视图，这些部件需要进一步的清楚显示。在图示的剖视图中，中间轴带有离合器部件25且布置有一个整体式的小齿轮26。马达轴27具有一个整体式布置的小齿轮28，该小齿轮28驱动位于中间轴24上但可相对于中间轴24独立转动的齿轮29。
运动的离合部件25布置有键部件30，该键部件30与键部件31相配合而使运动的离合器部件在轴24上自由滑动但相对于轴可转动性地安装。在该剖视图中，如图3所示，运动的离合器部件25处于其下降的动力驱动位置，其中的一个突出销子32与在齿轮29中形成的一个圆孔或弧形盲槽33相配合。在这种模式下。马达1就可通过啮合的小齿轮28和齿轮29来驱动中间轴24，从而通过与孔或盲槽33相配合的突出销子32及运动的离合器部件25上的键部件31将转矩传送到轴24上，所述键部件30与轴24上延伸的长键部件31相配合。
中间轴24通过小齿轮26与致动器输出轴4永久性地驱动耦合，小齿轮26与齿轮34啮合，而齿轮34再被键接到其上加工有蜗杆3的轴35上。蜗杆与蜗轮2相配合，蜗轮2则被键接或永久性地附加到致动器输出轴4上。
从下面的内容、即从离合器组件与蜗杆或蜗轮轴相分离至中间轴通过中间齿轮减速轮系(小齿轮26和齿轮34)驱动所述蜗杆轴35则可得到图3中所披露的致动器驱动装置的一个显著优点。与图1和图2所示的致动器驱动装置不同，由非反向驱动蜗杆和蜗轮啮合件所锁定的转矩不再通过离合器凸起和槽来传输。此外，由于从马达至中间轴的减速驱动是通过渐开线齿轮齿(小齿轮28和齿轮29上的齿)来实现的，所述渐开线齿轮齿可被反向驱动来驱动马达1的电枢，这样，在切断传输至马达的动力时，在动力驱动模式下传输的转矩就不会被遗留而锁定在离合器凸起和槽中。
因此，在不必克服由前述动力运行周期而在齿轮系中产生的较大锁定力的情况下就可在从动力驱动模式至手工驱动模式时使离合器分离。这样，则可将离合器组件和相关的操纵杆36制作成较轻的结构，特别是可利用塑料模件来取代在图1和图2所示设计中的较重金属部件。通过中间轴所进行的附加齿轮减速驱动可使手轮组件的结构比图1所示设计中所需的结构要轻，这样就可利用适当尺寸的模制轮37和转动手柄38取代延伸的轭件12和较大的手轮7。
为使致动器壳体具有最小的尺寸且通过手轮和操纵杆来实现尺寸的减小，在图3和图4中显示了离合器和操纵杆的一种新颖的紧凑设计方案。在实现该紧凑设计方案中的一个重要步骤是使操纵杆36的转动轴线与手轮37的轴线平行且相邻。如果需要的话，轴中心之间的距离可如图7所示的那样，即可将操纵杆轴线定位在手轮的圆周直径之内。操纵杆的弯曲形状是这种紧凑设计的另一个特征，处于停止位置中的操纵杆的轮廓围绕手轮凸起而弯曲，这样，操纵杆就部分隐藏在手轮的后面。
操纵杆36的转动将离合器部件25从其弹簧加载的动力驱动位置向上抬起所用装置将在下文中进行描述。
运动的离合器部件25布置有一个锥形外表面39，该外表面39与离合操纵器41的一个延伸的内锥形表面40相配合。如图3所示，该锥形的半角约为45度。如图4所示，将离合器操纵器锥形内表面40周围的部分切除掉，运动离合部件25周围的“弯曲”角度等于或小于180度以使离合器操纵器41在水平方向中向图3中右侧运动。
离合器操纵器受到包围它的壳体的限制而只能在一个单个平面中运动，其向右的运动通过延伸的锥形表面40在表面39上的滑动作用而转变为同等意义上的垂直提升动作，该垂直运动脱离动力驱动且使运动的离合器部件25上的成套径向面齿42与手轮轴组件上的成套齿43相配合。
操纵杆36从其停止位置向操纵位置44的运动(在图7中为顺时针运动)使离合器操纵器41在成形槽45的作用下在其受限制的水平方向中运动，所述成形槽45位于模制在离合器操纵器41上的整体式柱件47上的可转动凸轮部件46中。凸轮部件46被键接或附加在操纵杆36的轴48上。成形槽45这样定形而使操纵杆36的大部分运动从其停止位置开始即被用于使柱件47产生较小的初始偏转以增大操纵杆/凸轮外形的机械利益，从而在开始离合器分离操作时可克服运行的锥形表面39、40之间较高的静摩擦力。
该运动一旦开始，被润滑的锥形表面之间的摩擦系数即被降低至某一个值，特别地，该值约为静摩擦系数的一半大小，从而使操纵杆36的其余运动只利用较低的机械利益。
应认识到突出的锥形表面39及与其相配合的半圆圆形表面40只是在动力离合器分离操作时进行整个表面接触。这样就可利用最大的接触表面积，而在克服由较高静摩擦力产生的作用力时，则使用最小的表面接触面积。离合器操纵器41一旦开始运动，运动的离合器部件就开始抬升，相接触的表面积开始迅速减小，这是因为通过接触的锥形部分所作的水平剖面(如图3所示)在理论上显示为具有不同线性接触直径的圆。在实际应用中，由操纵力产生的表面偏移将产生一个较窄的接触区以取代两个运动的锥形表面在理论上的线性接触。
操纵杆36受到弹簧的偏压，这样，在释放时，它就回复至由外伸的手轮37部分遮蔽的停止位置。参考图4，所述的回复通常是通过一根螺旋牵引弹簧49来实现的。该螺旋牵引弹簧49的一端安装在致动器壳体上，而其另一端在一个位置处附加在凸轮部件46上，这样，弹簧的张紧力在凸轮部件46上产生回复运行转矩，然后通过操纵杆轴48作用在操纵杆36上。
在图3和图4中也显示了新设计的锁栓系统的主要部件，图5和图6显示了锁栓部件分别处于其脱开状态(动力驱动)和锁止状态(手工驱动)中时的相应位置。
柱件47的基座中具有一个孔，一根较小的轴50插入该孔中并作为新设计的栓部件51的一个枢轴，栓部件51以与图2中的已知部件22相同的方式运行，但本发明对栓部件51进行了明显的改进。
在非锁止型动力驱动模式(参见图5)中，栓部件51在板簧52的作用下与齿轮29保持间隙，板簧52通过与枢轴中心周围的一个正方形凸起53的侧面相配合而将栓部件保持在相间隔90度的三个角位置之一中。这种布置以90度的间隔提供了三个确定的停止位置，中间的位置则为“锁止”状态。
板簧的端部通过槽或其他装置定位在离合器操纵器41中，这样，在离合器分离操作中，板簧的端部相对于枢轴50而保持在同样的位置中。在该操作中，栓部件51受到位于致动器壳体中的两个柱件54之间的拉伸而被迫转动接近90度。如图5中的虚线所示，栓部件朝着锁止位置的最终角运动是通过板簧在可转动的正方形凸起53的拐角的作用下首先产生偏转来实现的，然后，板簧回复至其初始平坦位置而迫使栓部件以非常小的最终角度进入图6所示的位置。为到达所述最终的锁止位置，水平运动就比锁止位置和释放位置之间的距离稍长一些。这是为了使栓部件上的齿在与齿轮29上的齿结合之前从其上经过。
齿轮29在马达1的驱动下的转动使机构回复至动力驱动模式。现在，与齿轮齿相配合的栓部件进行转动，从而使离合操纵器41朝着动力驱动模式位置回转。转动的最后较小角度使栓部件51被“回弹”至图5所示的位置，而所有的锁止齿55与齿轮齿之间保持间隔。
在阀致动器技术中所用的已知机构相比，具有相应的自动释放特征的本发明锁止机构设计具有显著的优点，在下面的内容中列举了所述的优点1)在锁止状态(手工驱动)下，栓部件51与齿轮29相对主动定位，而在齿轮开始转动时，该栓部件则被驱动以进入非锁止位置。因此，本发明不依赖摩擦部件来保证从手工驱动至动力驱动的变化。
2)在动力驱动和马达操纵系统中，栓部件51与转动的齿轮29保持间隙。这对已知的机构是一种显著的改进，在已知的机构中，后续的锁止操纵杆与蜗轮连续弹性接触，并对驱动驱动装置施加轻微的摩擦；但更重要的是，在已知的机构中产生摩擦碎片，这些碎片最终将在较长的运行过程中对润滑油造成污染。
3)栓部件51从动力驱动模式转动(接合)至手驱动模式主要是通过一种结构来实现的，在这种结构中，栓部件从两个柱件54之间经过且产生偏转。与依靠已知的方法相比这是一种更主动性的操作，已知的方法是利用一根自对中线弹簧来实现至锁止位置的改变。利用弹簧52来完成栓部件90度转动的最后较小角度来实现主动的锁止操作，同时安全地消除了由柱件54将栓部件51锁止在手驱动模式中的危险。
图8中显示了本发明的另一个实施例，该实施例的目的在于降低中间轴24的制造成本。
首先再次参考图3，图3中所示的轴24带有一个整体啮合的小齿轮26，如图所示，该小齿轮26具有标准的渐开线形式的齿，轴24还带有一个上突出的键部分31，该键部分31与运动的离合器部件25的键接孔相配合。图3中除了加工不同套的齿(小齿轮和键部件)增加加工成本之外，轴24上相对于齿轮29进行转动(在手驱动模式下)的较大中心直径也在形成齿时不适于利用拉削操作。
参考图8，中间轴56只带有一套齿轮齿，如图所示，该齿轮齿延伸而在轴的下端形成驱动小齿轮。在轴上通过将齿加工掉而形成一个跨靠台阶58，特别是将齿加工掉而使直径59约等于渐开线齿轮的节圆直径，即将齿轮齿的持顶部分加工掉。
现在可将运动的离合器部件25的芯部加工掉而形成一个配合键孔以在图中的上部横截面中的轴56的切齿上滑动。齿轮29可在图8中的中间部分的切齿上进行转动。在跨靠台阶58和运动的离合器部件25之间可布置一个垫圈60。在致动器处于手工驱动模式中时，轴56只能在齿轮29中以较低的速度进行转动而不向轮29传输任何转矩，这样就不会由于在齿轮和轴之间进行间断性的环形接触而产生较大的摩擦。
权利要求
1.一种机械阀致动器，其中从马达至致动器输出轴的驱动是通过齿轮啮合件进行的，所述齿轮啮合件不能被反向驱动，致动器具有一个可选择的人工驱动装置，该人工驱动装置包括手轮、离合器和操纵杆以从马达动力驱动模式转变为手工驱动模式，致动器还具有处于马达和输出轴之间的中间轴，手轮布置在中间轴上或至少可操作性地与中间轴相连以驱动中间轴，其特征在于中间轴布置在马达和齿轮啮合件之间，在操作操纵杆而使致动器进入手驱动模式时，离合机构完全自由操纵，由前述马达运行产生且被非回转驱动齿轮啮合件锁定在输出轴中的输出轴转矩就不再被锁定在离合器机构中。
2.根据权利要求1所述的机械阀致动器，其中非反向驱动的齿轮啮合件包括蜗杆和蜗轮组件。
3.根据权利要求1或2所述的机械阀致动器，其中离合器机构与中间轴相关联/或安装在中间轴上。
4.根据权利要求1、2或3所述的机械阀致动器，其中致动器具有与中间轴相关联的齿轮减速驱动装置。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的机械阀致动器，其中至少所述手轮、操纵杆和一个或多个离合器部件之一是由塑料模件形成的。
6.根据权利要求1、2、3或4所述的机械阀致动器，其中离合器包括可运动的离合器部件和配合运行的离合器操纵件，该操纵件具有配合操作的锥形表面。
7.根据权利要求6所述的机械阀致动器，其中可运动的离合器部件和离合器操纵件上的可滑动锥形表面这样构造，即离合器操纵件的锥形表面围绕可运动离合器部件的锥形表面至少部分卷绕，从而在离合器分离操作开始时进行全区域接触，随着离合器运动部件提升至手驱动位置，所述区域迅速减小为线接触。
8.根据权利要求6或7所述的机械阀致动器，其中致动器具有可转动的凸轮部件，该凸轮部件由操纵杆驱动且与离合器操纵件相配合以通过所述滑动锥形表面来改变操纵杆运动和可运动离合器部件之间的机械利益。
9.根据上述任一权利要求所述的机械阀致动器，其中操纵杆的转动轴线与手轮的转动轴线平行且相邻定位。
10.根据权利要求9所述的机械阀致动器，其中操纵杆具有弯曲的形状且被构造得可在手轮的圆周后面摆动，并部分包围手轮的轴线。
11.根据上述任一权利要求所述的机械阀致动器，其中该致动器还包括一个栓部件以将离合器锁止在配合状态而进行手工驱动。
12.根据权利要求11所述的机械阀致动器，其中栓部件布置有齿，所述齿与致动器的驱动轮系的齿轮齿相配合而将致动器锁止在手驱动状态，从而在手驱动模式下进行主动配合，而在回复至动力驱动模式时，提供一种主动的被驱动分离操作。
13.根据权利要求12所述的机械阀致动器，其中齿轮由马达驱动且与中间轴相关联/安装在中间轴上，所述齿轮通过离合器的操作而与中间轴可选择性地配合与驱动中间轴。
14.根据权利要求11、12或13所述的机械阀致动器，其中栓部件可转动且与其相邻布置有扁弹簧装置，栓部件即与该扁弹簧装置相配合，扁弹簧装置处于一种状态中以使栓部件朝着其手驱动配合的锁止位置转动。
15.根据权利要求14所述的机械阀致动器，其中栓部件布置有一个平面凸起，该凸起与扁弹簧装置相配合，这样，在一个“后续”的分离位置中该栓部件与前述部件脱离接触，从而使其配合在手驱动接合的锁止位置中。
16.根据权利要求11、12、13、14或15所述的机械阀致动器，其中致动器的锁止机构还包括至少一个静止的柱件，在操作操纵杆以使栓部件主动从所述“后续”位置转动至锁止位置中时，栓部件相对于静止的柱件运动。
17.根据权利要求16所述的机械阀致动器，其中锁止机构具有一对相间隔的静止销子，在操作操纵杆而使栓部件主动从两个“后续”位置之一转动至一个中心锁止位置中时，栓部件在所述的一对静止销子之间运动。
18.根据上述任一权利要求所述的机械阀致动器，其中离合器包括可运动的离合器部件，中间轴所具有的小齿轮齿与中间轴的配合齿轮相啮合以驱动蜗杆/蜗轮，中间轴还具有与可运动的离合器部件相配合的键部件，这样，可运动的离合器部件就沿着中间轴的纵向滑动而不与其一起转动，其中小齿轮齿沿着中间轴的纵向延伸，键部件即是由小齿轮齿的纵向延伸部形成的。
19.根据权利要求16所述的机械阀致动器，其中中间轴上的小齿轮齿的纵向延伸部被切掉而具有一个减小的直径。
20.具有可选择的手工驱动装置的一种机械阀致动器，该手工驱动装置包括一个手轮、一个离合器和操纵杆以从马达动力驱动模式转变为手驱动模式，其中，该致动器包括一个栓部件以使离合器处于接合状态而进行手驱动或马达驱动，栓部件具有齿，该齿与致动器的驱动系的齿轮齿相啮合，从而在手工驱动模式下进行主动配合，而在回复至动力驱动模式时则进行主动的被驱动分离操作。
21.具有可选择的手工驱动装置的一种机械阀致动器，该手工驱动装置包括一个手轮、一个离合器和操纵杆以从马达动力驱动模式转变为手驱动模式，其中，该致动器包括一个栓部件以使离合器处于接合状态而进行手驱动或马达驱动，栓部件通过一个固定的柱件的作用而被偏转至其锁止的手驱动位置，操纵杆即相对于固定的柱件运动，致动器还包括一个弹簧装置，该弹簧装置与栓部件相邻来偏压栓部件而使其更完全地进入手驱动配合的锁止位置。
全文摘要
本发明提供了一种机械阀致动器，其中从马达(1)至致动器输出轴(4)的驱动是通过蜗轮(2)和蜗杆(3)或其他齿轮啮合件进行的，所述齿轮啮合件不能被反向驱动，致动器具有可选择的人工驱动装置，该人工驱动装置包括手轮(37)、离合器(25)和操纵杆(44)以从马达动力驱动模式转变为手工驱动模式，致动器还具有处于马达(1)和输出轴(4)之间的中间轴(24)，手轮(37)布置在中间轴(24)上或至少可操作性地与中间轴(24)相连以驱动中间轴(24)，离合器机构与中间轴(24)相关联/安装在中间轴(24)上。中间轴(24)布置在马达(1)和蜗杆(3)/蜗轮(2)驱动件之间，这样，在操作操纵杆(44)而将致动器置于手工驱动模式时，与中间轴(24)相关联/安装在中间轴上的离合器机构可基本自由地运行，由前述的马达驱动产生的输出轴转矩由非反向驱动的蜗杆(3)/蜗轮(2)啮合件锁定在输出轴(4)上而非锁定在离合器机构中。
文档编号F16D11/00GK1802531SQ200480015678
公开日2006年7月12日 申请日期2004年7月14日 优先权日2003年7月17日
发明者斯图尔特·梅斯菲尔德·莱 申请人:罗托克控制有限公司