BR0110727B1 - Dispositivo atuador - Google Patents

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DISPOSITIVO ATUADOR".

Descrição A invenção refere-se a um dispositivo atuador para ajuste de um equipamento de controle ativado a força contrariamente à direção de deslo- camento, sendo que o equipamento atuador apresenta um elemento atuador axialmente deslocável em direção de deslocamento em uma carcaça do dis- positivo por um fuso giratório de um equipamento de avanço, fuso giratório esse que está ligado à prova de rotação com uma bucha giratória montada giratoriamente na carcaça do dispositivo e envolvendo o fuso giratório, a qual está fixada relativamente a um flange anelar ligado à prova de rotação com a caixa por meio de uma mola bobinada contrariamente a uma direção de rotação de avanço do fuso giratório, sendo que à mola bobinada está as- sociado um equipamento de desprendimento de emergência para retorno do elemento atuador contrariamente à direção de deslocamento.

Um tal dispositivo atuador é conhecido da prática, sendo que o dispositivo atuador ajusta equipamentos de controle, como válvulas, equi- pamentos de estrangulamento e outros mecanismos de controle especial- mente para emprego em sistemas marítimos de produção de óleo ou gás. É evidente que o dispositivo atuador é empregável então também para corres- pondentes localizações terrestres de difícil acesso ou distantes.

Quando do ajuste do equipamento de ajuste contrariamente à atuação de força, o elemento atuador é deslocado axialmente e serve por exemplo em sua posição de avanço deslocada para o ajuste do equipamen- to de controle em sua disponibilidade de aplicação. Sendo o elemento atua- dor movido de volta contrariamente à direção de deslocamento, o equipa- mento de controle é desativado. Um tal dispositivo atuador apresenta uma correspondente carcaça de dispositivo, para oferecer proteção contra influ- ências na área de aplicação do dispositivo marítima ou terrestre. O elemento atuador é deslocado mediante rotação do fuso giratório, que está ligado à prova de rotação com uma bucha giratória envolvendo o mesmo. Essa bu- cha giratória está fixada, relativamente a um flange anelar ligado á prova de rotação com a carcaça do dispositivo, por meio de uma mola bobinada con- trariamente à direção de rotação de avanço do fuso giratório. Com isso é garantido, de fato, que seja possível uma rotação do fuso giratório na dire- ção de rotação de avanço sem impedimento pela mola bobinada para deslo- camento para fora do elemento atuador; simultaneamente, todavia, é impe- dida um deslocamento do elemento atuador para dentro da carcaça do dis- positivo pela atuação a força no equipamento de controle contrariamente à direção de deslocamento pela mola bobinada. Com isso, por exemplo é im- pedido um correspondente carregamento do equipamento de avanço e re- cebido pela carcaça do dispositivo.

Todavia, para possibilitar, quando de uma queda de corrente ou semelhante, um retorno automático do elemento atuador para fechamento do equipamento de controle, à mola bobinada está associado um equipa- mento de desprendimento de emergência, pelo qual a mola bobinada é des- prendida na medida em que a bucha giratória é girável relativamente ao flange anelar e, correspondentemente, o fuso giratório ligado à prova de ro- tação com a magna giratória, pode girar contrariamente à direção de rotação de avanço e, correspondentemente, é movida pelo elemento atuador contra- riamente à direção de deslocamento.

No dispositivo atuador anteriormente conhecido, o equipamento de desprendimento de emergência está disposto externamente na carcaça do dispositivo, sendo que é formado de um eletroímã com tucho saliente pa- ra dentro da carcaça do dispositivo. O tucho está distante da extremidade da mola bobinada, com o que esta liga a bucha giratória e o flange anelar à prova de rotação entre si. Em caso de queda de corrente, o tucho é movido pela atuação a mola contra a extremidade da mola bobinada, de modo que pode soltá-la. No total, a estrutura desse dispositivo atuador é relativamente complexa, sendo que a mola bobinada só dificilmente é regulável, ou nem mesmo o é, em seu tensionamento sobre a magna giratória e o flange ane- lar. A invenção tem, portanto, por objetivo aperfeiçoar de tal maneira o dispositivo atuador descrito no início que este apresente uma estrutura mais compacta e mais simples e, simultaneamente, possa ser facilmente e precisamente regulável o enrolamento da mola bobinada relativamente à resistência à rotação da ligação de bucha giratória e flange anelar.

Esse objetivo é alcançado, em conexão com as características do preâmbulo da reivindicação 1, pelo fato de que o equipamento de des- prendimento de emergência apresenta uma bucha de aperto giratória entre uma posição de aperto e uma posição de afrouxamento, ativada a força na direção de sua posição de afrouxamento, para a mola bobinada, que é retida de forma liberável em posição de aperto.

Na posição de afrouxamento, a mola bobinada está em tal medi- da solta que é possível uma rotação da bucha giratória relativamente ao flange anelar e, assim, uma rotação do fuso giratório contrariamente à dire- ção de rotação de avanço. Quando da rotação da bucha de aperto para fora da posição de afrouxamento, a rotação da bucha giratória para com o flange anelar pode ser impedida pela força de enlace da mola bobinada. Além dis- so, via de regra a bucha de aperto está disposta dentro da carcaça do dispo- sitivo, de modo que nenhuma parte do equipamento de desprendimento de emergência se salienta para fora do dispositivo na caixa. Com isso, o equi- pamento de desprendimento de emergência está sujeito em medida bem menor a avarias ou semelhantes.

Para se poder movimentar o fuso giratório na direção de rotação de avanço, o equipamento de avanço pode apresentar um motor elétrico.

Um tal motor pode ser por exemplo um servomotor de tensão contínua. Há a possibilidade de que o motor elétrico acione diretamente o fuso giratório. Para se obter um equipamento de avanço com uma elevada transmissão de torque, o fuso giratório pode ser executado como fuso rotati- vo esférico, e o motor elétrico pode estar ligado em acionamento com uma porca esférica, em que está montado o fuso rotativo esférico.

Para se poder converter a velocidade de rotação do motor elétri- co correspondentemente em revoluções do fuso giratório, entre o motor elé- trico e a porca esférica pode estar disposto um equipamento de transmissão.

Um tal equipamento de transmissão pode ser uma combinação padronizada de embreagem-freio ou também uma assim chamada transmissão Flex- Spline, que não contém rodas dentadas clássicas.

Para se poder manipular mais facilmente e fixar motor elétrico e equipamento de transmissão, estes podem formar uma unidade de motor- transmissão fixada especialmente de forma liberável a um disco anelar fixa- do transversal mente à carcaça do dispositivo no mesmo.

Para melhor montagem do fuso giratório e/ou da porca esférica, o disco anelar pode apresentar em seu lado apontando para a porca esférica um prolongamento anelar, no qual está montada giratória uma bucha de li- gação. Esta está ligada especialmente de maneira de forma liberável em um de suas extremidades com a unidade de motor-transmissão e, em sua outra extremidade, com a porca esférica. Na bucha de ligação gira o fuso giratório, sendo que este pode estar montado giratoriamente na bucha de ligação ou livremente giratório para com a mesma. A bucha de ligação é girada pela unidade de motor-transmissão e transmite essa rotação à porca esférica, com o que o fuso giratório gira relativamente à porca esférica na direção de rotação de avanço ou contrariamente a essa direção.

Para permitir uma rotação da bucha de ligação apenas na dire- ção de rotação de avanço do fuso giratório e, simultaneamente, captar um correspondente torque de retorno exercido sobre o fuso giratório através de toda a carcaça do dispositivo, entre bucha de ligação e prolongamento ane- lar pode estar disposta uma outra mola bobinada.

Para se poder verificar de maneira simples a posição do elemen- to atuador e, correspondentemente, do fuso giratório, ao equipamento de avanço, especialmente ao motor elétrico, pode estar associado um sensor de posição. Este detecta por exemplo correspondentes posições longitudi- nais do fuso giratório e determina das mesmas a posição do elemento atua- dor. É igualmente possível determinar o trajeto de avanço do elemento atua- dor diretamente por um correspondente sensor de posição no motor. Algo análogo se aplica à rotação de retorno do fuso giratório e, com isso, ao rea- juste do elemento atuador.

Para se proteger a outra mola bobinada contra influências exte- riores e/ou posicionar a bucha de ligação e a porca esférica em direção es- pecialmente radial e axial, uma camisa externa pode envolver o prolonga- mento anelar e a bucha de ligação e estar fixada de modo de forma liberável ao disco anelar. A camisa externa está disposta pela ligação com o disco anelar à prova de rotação para com a carcaça do dispositivo.

Para se guiar seguramente o fuso giratório na região entre a porca esférica e o elemento atuador, a bucha giratória pode se estender es- sencialmente da porca esférica até à extremidade de saída da carcaça do dispositivo contraposta ao motor elétrico, sendo que ao menos duas fendas de guia estão executadas na bucha de guia, em que são deslocáveis em direção axial peças de guia radialmente salientes relativamente ao fuso gira- tório. Pelo engate das peças de guia nas correspondentes fendas de guia ficam a bucha giratória e o fuso giratório ligados entre si à prova de rotação.

Isto é, quando de rotação do fuso giratório por exemplo na direção de rota- ção de avanço, a bucha giratória permanece parada. A bucha de guia é en- tão firmada pela mola de alça, ou segunda contra rotação. A bucha de rota- ção está montada giratória relativamente à carcaça do dispositivo por cor- respondentes mancais. A fim de se poder utilizar fusos giratórios ou fusos rotativos esfé- ricos padronizados, as peças de guia podem estar dispostas em uma cabeça de fuso fixada, de maneira de forma liberável, em uma extremidade do fuso giratório.

Para se poder converter de maneira simples uma rotação do fuso giratório e também da cabeça do fuso em um movimento axial do ele- mento atuador, a cabeça do fuso pode apresentar em seu lado oposto ao fuso giratório um suporte giratório para uma extremidade do elemento atua- dor. Por esse suporte giratório são giráveis o elemento atuador e o fuso gira- tório relativamente entre si, sendo que via de regra o elemento atuador não executa uma rotação e é movido apenas axialmente em direção de avanço ou em direção contrária.

Em um exemplo de execução simples, buchas de guia e buchas protetoras podem apresentar segmentos extremos apontando um para o outro com diâmetro externo essencialmente igual, sobre os quais está enro- lada a mola bobinada.

Em torno da mola bobinada se estende então a bucha de aperto, que pode abrir ou fechar a mola bobinada em função de sua posição.

Para fechar a carcaça de dispositivo de maneira simples ao me- nos na extremidade, da qual o elemento atuador é deslocável para fora, uma tampa de caixa pode estar disposta com uma perfuração de guia para o e- lemento atuador na extremidade de saída da caixa. A tampa da caixa pode ser executada aparafusável sobre ou dentro da carcaça do dispositivo. Além disso, a tampa do dispositivo pode ser fixada de maneira de forma liberável na carcaça do dispositivo através de correspondentes outras medidas, como parafusos ou semelhantes.

Para se poder montar de maneira mais simples uma extremida- de da bucha de guia associada à tampa da caixa, a tampa da caixa pode apresentar ao menos uma manga de encaixe saliente para dentro da caixa, que envolve a bucha de guia e à qual está montada giratoriamente a bucha da guia.

Uma estrutura especialmente compacta do equipamento de desprendimento de emergência resulta quando por exemplo em lados exter- nos da camisa externa e da manga de encaixe está montada giratória a bu- cha de aperto. A bucha de aperto pode estar ligada por meio de uma corres- pondente transmissão com eventualmente um acoplamento com o motor elétrico para o fuso giratório ou porca esférica. Para possibilitar uma rotação relativa independente e precisa da bucha de aperto, a bucha de aperto pode ser giratória por meio de um motor de aperto elétrico, especialmente um mo- tor de passo.

Para, quando da rotação da bucha de aperto, de maneira sim- ples, se configurar de maneira simples, mais ou menos firme, o enlace de bucha de guia e camisa externa nas correspondentes regiões, pode estar executado um equipamento de arrasto especialmente no lado interno da bu- cha giratória, que está em contato com uma extremidade de enrolamento dependendo da rotação da bucha de aperto. A mola bobinada produz o blo- queio com travamento devido a atrito em contraposição à direção de abertu- ra pela força de mola própria.

Para configurar o dispositivo atuador de acordo com a invenção de modo especialmente compacto, o motor de aperto pode ser disposto na caixa lateralmente, ao lado da camisa externa. Tão logo o motor de aperto é suprido com energia elétrica, ele exerce um momento de retenção sobre a bucha de aperto, ao qual se con- trapõe a atuação de força da bucha de aperto em posição de afrouxamento.

Falhando o suprimento elétrico ou sendo reduzido o suprimento elétrico, o motor de aperto gira e especialmente a bucha de aperto pela força de mola na direção da posição de afrouxamento. Em um exemplo de execução sim- ples, para a atuação de força da bucha de aperto na direção da posição de afrouxamento entre a bucha de aperto e a caixa ou um componente à prova de rotação relativamente à caixa pode estar disposta uma mola de retorno.

Quando da rotação da bucha de aperto, esta é tensionada para fora de sua posição de afrouxamento, sendo que a energia acumulada na mola de retor- no pode ser usada para o reajuste da bucha de aperto em sua posição de afrouxamento. Cabe assinalar que a mola de retorno é empregada tanto pa- ra um fechamento de emergência como também para um fechamento nor- mal ou para reajuste da bucha de aperto com desprendimento da mola bobi- nada.

No caso o mais simples, o componente à prova de rotação pode ser nesse contexto a tampa da caixa e especialmente a manga de encaixe.

Para se tensionar a mola de retorno igualmente por meio da bu- cha de aperto, um outro equipamento de arrasto pode se salientar essenci- almente radialmente para dentro desde o lado interno da bucha de aperto, o qual se encontra em contato com uma extremidade bobinada da mola de retorno executada como mola de torção. Especialmente a correspondente- mente outra extremidade da mola bobinada está fixada ao componente à prova de rotação.

Para se envolver o elemento atuador ao menos parcialmente ao longo do movimento de avanço, a tampa da caixa pode apresentar uma ca- misa externa contraposta à manga de encaixe, que envolve o elemento atu- ador.

Para impedir uma penetração de água, sujeira ou semelhante na camisa externa, esta pode apresentar em sua extremidade livre uma tampa extrema especialmente de forma liberável com perfuração de saída para o elemento atuador essencial mente em forma de barra. O elemento atuador pode apresentar seção transversal retangular ou redonda.

Para amortecer um movimento do elemento atuador, a camisa externa pode ser cheia ao menos parcialmente com um fluido e do elemento atuador se salientar ao menos um elemento de deslocamento dentro da ca- misa externa.

Um elemento de deslocamento especialmente eficaz e simples pode ser visto no fato de que o mesmo é executado como disco de deslo- camento se salientando radialmente para fora do elemento atuador com ao menos uma perfuração de passagem de fluido.

Para mais simples manutenção e facilidade de acesso do dispo- sitivo atuador, a caixa pode ser composta de ao menos duas partes de caixa ligadas entre si de maneira de forma liberável. Para então se poder por e- xemplo trocar a unidade de motor-transmissão ou repará-la de maneira sim- ples, uma parte da caixa pode ser executada essencialmente como corpo extremo de caixa, em que está contida a unidade de motor-transmissão.

Uma possibilidade de fixação simples do dispositivo atuador de acordo com a invenção a um correspondente equipamento de controle resul- ta por exemplo do fato de que um equipamento de fixação está disposto di- retamente em um lado externo da caixa na região da tampa da caixa para a fixação de forma liberável no equipamento de controle. A seguir, exemplos de execução vantajosos da invenção serão mais detalhadamente explicados e descritos com base em um desenho de figuras em apenso.

Mostram: Figura 1 - um corte longitudinal pelo dispositivo atuador de acor- do com a invenção com equipamento de controle conectado;

Figura 2 - um corte longitudinal pelo dispositivo atuador segundo a figura 1 ou ao longo da linha de corte ll-ll da figura 3;

Figura 3 - uma vista dianteira do dispositivo atuador segundo a figura 2;

Figura 4 - um corte ao longo da linha IV-IV da figura 3;

Figura 5 - uma vista dianteira análoga à figura 3 de um segundo exemplo de execução de um dispositivo atuador de acordo com a invenção, e Figura 6 - um corte ao longo da linha VI-VI da figura 5.

Na figura 1 está representado um corte por um dispositivo atua- dor 1 de acordo com a invenção, que está flangeado lateralmente a um e- quipamento de controle 3 em forma de uma válvula. O dispositivo atuador 1 apresenta uma carcaça de dispositivo 4, em que está montado deslocável em direção axial 66 um elemento atuador 7 entre uma posição de extensão 70 e uma posição de retração 71. O elemento atuador 7 é deslocável para fora na extremidade do dispositivo atuador 1 voltada para o equipamento de controle 3 e desloca um cursor de válvula 68. Este é ativado a força em dire- ção de reajuste 74 por ao menos uma mola de retorno 67 no lado do equi- pamento de controle 3 contraposto ao dispositivo atuador 1. A carcaça de dispositivo 4 está fixada de maneira de forma libe- rável por meio de equipamentos de fixação 64 a uma caixa de flange 69 do equipamento de controle 3. Dentro da caixa de flange 69 são deslocáveis elementos atuador 7 e cursores de válvula 68 em direções de ajuste 2. Na posição de extensão 70 do elemento atuador 7 o cursor de válvula 68 está em tal medida deslocado na direção de controle 3, que uma perfuração de cursor 73 executada no cursor de válvula 68 libera uma perfuração de válvu- la 72. Na posição de retração 71, o cursor de válvula 68 fecha a perfuração de válvula 72. Na extremidade da carcaça de dispositivo 4 contraposta ao equipamento de controle 3 está conectado um cabo 79 para controle do dis- positivo atuador bem como para transmissão de dados.

Na figura 2 está representado um corte longitudinal pelo disposi- tivo atuador 1. Em uma metade superior segundo a figura 2, o elemento atu- ador 7 está representado em sua posição de retração 71 e em uma metade inferior, separada dessa metade superior pela direção axial 66, está o ele- mento atuador 7 representado em sua posição de extensão 70, vide também figura 1. A carcaça de dispositivo 4 é formada em duas partes de caixa 62 e 63. A parte de caixa 63 forma uma tampa de caixa, que está fixada de maneira de forma liberável por meio do equipamento de fixação 64 à outra parte de caixa 62. Um equipamento de fixação 64 correspondente está dis- posto na extremidade de saída 29 da carcaça de dispositivo 4 contraposta à tampa de caixa 63.

Na tampa de caixa 63 está disposto um motor elétrico 14 como parte de uma unidade de motor-transmissão 19. Em uma extremidade está montado um sensor de posição 26 para determinação da posição longitudi- nal do fuso 5. O sensor de posição 26 se salienta da tampa de caixa 63 em contraposição à extremidade de saída 29 da carcaça de dispositivo 4 e está disposto em uma tampa de sensor 76 ligada de maneira de forma liberável com a tampa de caixa 63. O motor 14 elétrico está ligado com um equipamento de trans- missão 17 como outra parte da unidade de motor-transmissão, que pode por exemplo ser uma assim chamada transmissão flex-spline sem rodas denta- das clássicas. A unidade de motor-transmissão 19 está fixada a um disco anelar 18 se estendendo transversal mente na carcaça de dispositivo 4, sen- do que o equipamento de transmissão 17 está ao menos parcialmente inse- rido em uma correspondente abertura anelar central desse disco anelar.

No lado 20 do disco anelar 18 oposto ao motor 14 elétrico apre- senta o mesmo um prolongamento anelar 21, em que está montado giratória uma bucha de ligação 22. A bucha de ligação 22 está ligada giratoriamente com o equipamento de transmissão 17 em sua extremidade 23. Em sua ex- tremidade 24 contraposta está fixada de maneira de forma liberável a uma porca esférica 16. Na porca esférica 16 está montado o fuso giratório como fuso rotativo esférico 15 em direção axial 66 ou em direção de deslocamento 2. A bucha de ligação 22 apresenta na direção da porca esférica 16 diversos segmentos com diâmetro crescente, sendo que em sua extremidade 23 a- presenta um segmento com mínimo diâmetro, que está fixado ao equipa- mento de transmissão 17. Porca esférica 16, fuso giratório 15 e unidade de motor-transmissão 19 formam um equipamento de avanço 6 para o elemen- to atuador 7.

Na bucha de ligação 22 está disposto o fuso giratório 5, sendo que na figura 2 está representado em uma posição deslocada ao máximo para dentro da bucha de ligação 22 na metade superior e, na metade inferi- or, na posição deslocada ao máximo para fora da bucha de ligação 22.

Entre bucha de ligação 22 e prolongamento anelar 21 está re- presentada em seus lados externos uma mola bobinada 25. Esta possibilita uma rotação da bucha de ligação 22 na direção de rotação de avanço 11, enquanto que uma rotação na direção inversa é impedida.

Entre bucha de ligação 22 e prolongamento anelar 21 está dis- posto um mancai giratório 28, sendo que esse mancai giratório bem como todos os outros mancais giratórios estão representados de maneira usual por um quadrado ou retângulo com diagonais desenhadas. A bucha de ligação 22 está envolta por uma camisa externa 27, que está fixada a uma de suas extremidades à prova de rotação no disco anelar 18 de maneira de forma liberável. Em sua extremidade contraposta apresenta a camisa externa 27 um segmento extremo 40, que forma um flange anelar 9 envolvendo a porca esférica 16. Ao flange anelar 9 se conec- ta na direção da extremidade de saída 29 da carcaça de dispositivo 4 uma bucha giratória 8, que apresenta em sua extremidade apontando para o flange anelar 9 um segmento extremo 39. Segmento extremo 39 e flange anelar 9 apresentam igual diâmetro externo 41 e 42. Sobre o segmento ex- tremo 39 ou sobre o flange anelar 9 está enrolada uma mola bobinada 10, que liga à prova de rotação entre si na direção de rotação de avanço 11, quando da rotação da porca esférica 16, a camisa externa 27 e a bucha gira- tória 8. A bucha giratória 8 se estende até uma tampa de caixa 43 inserida na abertura de saída 29 da carcaça de dispositivo 4. A tampa de caixa apre- senta em seu lado interno uma bucha de encaixe 45, que envolve a bucha giratória e dentro da qual está a bucha giratória montada giratoriamente a- través do mancai giratório 28. Através de outros mancais giratórios 28 na outra extremidade da bucha giratória 8 está a mesma montada giratoriamen- te no flange anelar 9 da camisa externa 27. A tampa de caixa 43 apresenta uma perfuração de guia 44 central, pela qual está conduzido o elemento a- tuador 7. A uma extremidade 38 do elemento atuador 7 associada ao fuso giratório 5 está o mesmo ligado com um suporte giratório 37. O suporte gira- tório 37 está fixado à extremidade 34 do fuso giratório 5 como parte de uma cabeça de fuso 35 de maneira de forma liberável, em cujo lado 36 contra- posto ao fuso giratório está montado. Do suporte giratório 37 se salientam radialmente para fora, mutuamente contrapostas, duas peças de guia 32, 33, que engatam em correspondentes fendas de guia 30, 31 na bucha giratória 8 e estão guiadas nessas fendas de guia em direção axial 66. Pelo engate de peças de guia e fendas de guia ficam o suporte giratório 37 e, com isso, fuso giratório 5 e bucha giratória 8, ligados entre si à prova de rotação.

No lado externo da tampa de caixa 43 contraposto à bucha de encaixe 45 apresenta a tampa de caixa uma bucha externa 55, que envolve o elemento atuador 7. Em sua extremidade livre 56 está a bucha externa 55 fechada por uma tampa extrema 57. Esta apresenta uma perfuração de saí- da 58, pela qual o elemento atuador 7 é deslocável para fora. Na posição de retração 71 termina a extremidade livre do elemento atuador 7 essencial- mente rente com um lado externo da tampa extrema 57. A bucha externa 55 está cheia com um fluido não representado. Este serve para amortecimento de um movimento do elemento atuador 7, sendo que do mesmo se salienta radialmente para fora um disco de deslocamento 60 como elemento de des- locamento 59. No disco de deslocamento 60 estão dispostas perfurações de passagem de fluido 61, que amortecem especialmente o movimento do ele- mento atuador 7 na direção da posição de extensão 70. A mola bobinada 10 está, em uma de suas extremidades bobi- nadas 51, em contato com um equipamento de arrasto 49, que é executado em um lado interno 50 de uma bucha de aperto 13. A bucha de aperto 13 está montada giratoriamente por meio de mancais giratórios 28 em suas ex- tremidades de um lado sobre o lado externo 47 da bucha de encaixe 45 e, de outro lado, sobre o lado externo 45 da camisa externa 27. Em sua extre- midade voltada para a camisa externa 27 apresenta a bucha de aperto 13 um flange extremo 77 radialmente apontando para dentro com uma enden- tação interna. Esta se encontra em engate com uma roda dentada 78, que é girada por um motor de aperto 48. O motor de aperto 48 está disposto entre camisa externa 27 e carcaça de dispositivo 4 e é controlável separadamente do motor 4 elétrico para rotação da bucha de aperto 13.

Com a bucha de encaixe 45 está ligada em uma de suas extre- midades uma mola de retorno 52 executada como mola de torção. Sua outra extremidade bobinada 54 está em contato com um equipamento de arrasto 53, que se salienta do lado interno 50 da bucha de aperto 13. Quando da rotação da bucha de aperto 13 pelo motor de aperto 48 é tensionada a mola de retorno 52 e fornece uma força de reajuste para a bucha de aperto 13.

Motor de aperto 48, bucha de aperto 13, mola bobinada 10 e mola de retorno 52 formam um equipamento de desprendimento de emer- gência 12, que, no caso de falha do suprimento elétrico do dispositivo atua- dor 1, produz um reajuste automático ou autônomo do elemento atuador 7 na posição de retração 71.

Na figura 3 está representada uma vista dianteira do dispositivo atuador 1 da figura 2 na direção da tampa de caixa 63 e tampa de sensor 76. A figura 2 corresponde a um corte ao longo da linha ll-ll da figura 3. Concen- tricamente em torno do sensor de posição 26 estão dispostos, segundo a figura 3, quatro compensadores 75, que estão mais detalhadamente repre- sentados na figura 4. A figura 4 corresponde a um corte ao longo da linha IV- IV da figura 3.

Os compensadores 75 estão dispostos na tampa de caixa 63 respectivamente radialmente externamente com relação ao motor 14 elétri- co. Os compensadores servem à compensação de volume e pressão com base no enchimento completo com óleo do dispositivo atuador e, assim, à compensação de alterações de volume durante a atuação e a mudança de temperatura.

Na figura 5 está representada uma vista análoga à figura 3 em uma segundo exemplo de execução de um dispositivo atuador 1 de acordo com a invenção. Quatro compensadores 75 estão dispostos concentrica- mente ao sensor de posição 26. A figura 6 corresponde a um corte ao longo da linha VI-VI da figura 5. Para descrição do segundo exemplo de execução do dispositivo atuador 1 se remete à figura 2, sendo que partes iguais em ambas as figuras são caracterizadas por iguais números de referência e são mencionadas apenas ainda parcialmente. O segundo exemplo de execução do dispositivo atuador 1 se distingue essencial mente do primeiro pelo fato de que a bucha de encaixe 45 se estende um pouco menos além na carcaça de dispositivo 4. Uma outra diferença é que o sensor de posição 26 está disposto rebaixado na tampa de caixa 63 e a abertura alojando o sensor de posição é fechável por uma cor- respondente tampa de sensor 76 rente ao lado externo da tampa de caixa 63.

Ademais, o motor 14 elétrico é executado menor, pois o segundo exemplo de execução do dispositivo atuador 1 de acordo com a invenção está projetado para menores potências.

Na figura 6 está o elemento atuador representado apenas em sua posição de retração 71, em que - vide também figura 2 - termina essen- cialmente rente a um lado externo da tampa extrema 57.

Ademais, por exemplo a carcaça de dispositivo 4, analogamente à figura 2, apresenta em seu lado externo 65 correspondentes equipamentos de fixação 64 tanto para ligação de tampa de caixa 63 e outra parte de caixa 62 como também para ligação de parte de caixa 62 como por exemplo a cai- xa de flange 69, vide figura 1. A seguir se explicará, brevemente, o modo de funcionamento do dispositivo atuador 1 de acordo com a invenção com base nas figuras em apenso.

Para deslocamento do elemento atuador 7 em direção de deslo- camento 2, é ativado o motor 14 elétrico, que gira através do equipamento de transmissão 17 a bucha de ligação 22 e a porca esférica 16 com ela liga- da à prova de rotação. Quando da rotação da porca esférica, o fuso giratório 5 ou fuso rotativo esférico 15 é movimentado em direção axial, sendo que move por meio do suporte giratório 37 em sua extremidade 34 o elemento atuador 7 na direção da posição de extensão 70.

Simultaneamente a isso ou também temporalmente antes disso, pelo motor de aperto 48 através da roda dentada 78 é girada a bucha de aperto 13. Pelos correspondentes dispositivos de arrasto 49, 53 são tanto afrouxadas as molas bobinadas 10 como apertadas as molas de reajuste 52.

Isto é, a mola bobinada 10 enlaça por tensão própria a bucha giratória 8 e a camisa externa 27, com o que estas ficam ligadas entre si à prova de rota- ção. A mola de retorno 52 é tensionada quando da rotação da bucha de a- perto 13.

Pela ligação entre bucha de aperto 8 e camisa externa 27 é im- pedida uma rotação de retorno do fuso esférico 5. O correspondente torque de retorno é transmitido pela camisa externa 27 à carcaça de dispositivo 4.

Sendo o motor de aperto 48 executado como motor de passo operado com uma correspondente corrente de retenção, este permanece em sua posição, como também a bucha de aperto 13. Na mola de retorno 52 é armazenada energia, que procura girar de volta a bucha de aperto 13 contra o momento de retenção do motor de aperto 48.

Na posição de extensão 70 do elemento atuador 7 está a perfu- ração de válvula 72 aberta - vide figura 1, e pode ter lugar o transporte de gás/óleo ou semelhante. O correspondente movimento longitudinal do fuso giratório 5 é determinado pelo sensor de posição 26.

Devendo a perfuração de válvula 72 ser novamente fechada, o momento de retenção do motor de aperto 48 é reduzido por correspondente atuação. Em seguida, a mola bobinada 10 é aberta, de modo que pela força de reajuste da mola de retorno 52 a bucha giratória 8 pode ser girada relati- vamente à camisa externa 27 em direção contrária. Pela ligação à prova de rotação de bucha giratória 8 para com o fuso giratório 5 - vide fendas e guia 30, 31 e peças de guia 32, 33 - pode o fuso giratório pela porca esférica 16 girar de volta na direção do motor 14 elétrico, sendo que o elemento atuador 7 ligado com o fuso giratório é deslocado de volta à posição de retração 71. A força de reajuste exercida pela mola de retorno 67 - vide figura 1 - sobre o elemento atuador 7 tem uma grande importância, pois por essa força tem lugar essencial mente o reajuste tanto do elemento atuador 7 como também do fuso giratório 5. A mola de retorno 52 serve essencialmente apenas para a rotação de retorno da bucha de aperto 13 e para um correspondente des- prendimento da mola bobinada 10.

No caso de uma queda de corrente, igualmente é reduzido o momento de retenção no motor de aperto 48, de modo que tem lugar um fechamento de emergência do dispositivo atuador 1 graças ao equipamento de desprendimento de emergência formado da mola de retorno 52 e da mola bobinada 10 bem como da bucha de aperto 13. Como já descrito anterior- mente, a mola de retorno 52 gira de volta à bucha de aperto 13, com o que a mola bobinada 10 é solta de seu enlace e, em seguida, a bucha giratória 8 pode girar relativamente à camisa externa 27. A demais função de fecha- mento ocorre analogamente ao fechamento normal do dispositivo atuador 1. É assim possível deslocar para a posição de fechamento uma correspondente válvula sem controle de fora e suprida com energia elétrica. O dispositivo atuador 1 descrito é empregável especialmente na indústria de óleo, de gás, de refinaria ou química, onde, telecomandada, é desejada uma atuação de um equipamento de estrangulamento, uma válvula ou semelhante em localidades distantes e/ou avariadas. O equipamento de desprendimento de emergência 12 de acordo com a invenção é empregável não apenas com a transmissão flex-spline representada sem rodas dentadas clássicas, mas sim também em outros acionamentos existentes com moto- res em série e combinação padrão de embreagens-freios.

Claims (30)

1. Dispositivo atuador (1) para ajuste de um equipamento de controle (3) ativado a força contrariamente à direção de deslocamento (2), sendo que o equipamento atuador (1) apresenta: um elemento atuador (7) axialmente deslocável na direção de deslocamento (2) em uma carcaça do dispositivo (4) por um fuso giratório (5) de um equipamento de avanço (6), fuso giratório (5) esse que está ligado à prova de rotação com uma bucha giratória (8) montada giratoriamente na carcaça de dispositivo (4) e envolvendo o fuso giratório (5), a qual está fixa- da relativamente a um flange anelar (9) ligado à prova de rotação com a car- caça de dispositivo (4) por meio de uma mola bobinada (10) contrariamente a uma direção de rotação de avanço (11) do fuso giratório, sendo que à mola bobinada (10) está associado um equipamento de desprendimento de emer- gência (12) para retorno do elemento atuador (7) contrariamente à direção de deslocamento (2), caracterizado pelo fato de que o equipamento de desprendimento de emergência (12) apresenta uma bucha de aperto (13) giratória entre uma posição de aperto e uma posição de afrouxamento, ati- vada a força na direção de sua posição de afrouxamento, para a mola bobi- nada (10), que é retida de forma liberável em posição de aperto.

2. Dispositivo atuador de acordo com a reivindicação 1, caracte- rizado pelo fato de que o equipamento de avanço (6) apresenta um motor (14) elétrico para rotação do fuso giratório (5).

3. Dispositivo atuador de acordo com a reivindicação 1 ou 2, ca- racterizado pelo fato de que o fuso giratório (5) é executado como fuso rota- tivo esférico (15) e o motor (14) elétrico está ligado em acionamento com uma porca esférica (16), em que está montado o fuso giratório.

4. Dispositivo atuador de acordo com qualquer uma das reivindi- cações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que entre o motor (14) elétrico e a porca esférica (16) está disposto um equipamento de transmissão (17).

5. Dispositivo atuador de acordo com qualquer uma das reivindi- cações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o motor (14) elétrico e o equi- pamento de transmissão (17) formam uma unidade de motor-transmissão (19) fixada especialmente de maneira de forma liberável a um disco anelar (18) fixado na carcaça de dispositivo (4) transversal mente à mesma.

6. Dispositivo atuador de acordo com qualquer uma das reivindi- cações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o disco anelar (18) apresenta em seu lado (20) apontando para a porca esférica (16) um prolongamento anelar (21), em que está montada giratória uma bucha de ligação (22), que está ligada de maneira de forma liberável em uma de suas extremidades (23) com a unidade de motor-transmissão (19) e em sua outra extremidade (24) com a porca esférica (16).

7. Dispositivo atuador de acordo com qualquer uma das reivindi- cações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que entre a bucha de ligação (22) e o prolongamento anelar (21) está disposta uma outra mola bobinada (25).

8. Dispositivo atuador de acordo com qualquer uma das reivindi- cações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que ao equipamento de avanço (6), especialmente ao motor (14) elétrico com o fuso (5, 15), está associado um sensor de posição (26).

9. Dispositivo atuador de acordo com qualquer uma das reivindi- cações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que uma camisa externa (27) envol- ve o prolongamento anelar (21) e a bucha de ligação (22) e está fixada de maneira de forma liberável ao disco anelar (18).

10. Dispositivo atuador de acordo com qualquer uma das reivin- dicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a bucha giratória (8) se es- tende essencial mente da porca esférica (16) até uma extremidade de saída (29) da carcaça de dispositivo (4) contraposta ao motor (14) elétrico, sendo que ao menos duas fendas de guia (30, 31) estão executadas na bucha gira- tória (8), em que peças de guia (32, 33) radialmente salientes relativamente ao fuso giratório (5,15) são deslocáveis em direção axial (66).

11. Dispositivo atuador de acordo com qualquer uma das reivin- dicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que as peças de guia (32, 33) estão dispostas em uma cabeça de fuso (35) fixada de maneira de forma liberável em uma extremidade (34) do fuso giratório (5).

12. Dispositivo atuador de acordo com qualquer uma das reivin- dicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que a cabeça de fuso (35) apre- senta em seu lado (36) oposto ao fuso giratório (5) um suporte giratório (37) para uma extremidade (38) do elemento atuador (7).

13. Dispositivo atuador de acordo com qualquer uma das reivin- dicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que a bucha giratória (8) é girató- ria relativamente à camisa externa (27) e entre estas está disposta a mola bobinada (10).

14. Dispositivo atuador de acordo com qualquer uma das reivin- dicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que a bucha giratória (8) e a ca- misa externa (27) apresentam em segmentos extremos (39, 40) apontando um para o outro diâmetros externos (41,42) essencial mente iguais, sobre os quais está enrolada a mola bobinada (10), sendo que o segmento extremo (39) da bucha de guia (28) é o flange anelar (9).

15. Dispositivo atuador de acordo com qualquer uma das reivin- dicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que uma tampa de caixa (43) com a perfuração de guia (44) para o elemento atuador (7) está disposta na extremidade de saída (29) da carcaça de dispositivo (4).

16. Dispositivo atuador de acordo com qualquer uma das reivin- dicações 1 a 15, caracterizado pelo fato de que a tampa de caixa (43) apre- senta ao menos uma bucha de inserção (45) saliente para dentro da carcaça de dispositivo (4), que envolve a bucha giratória (8) e em que a bucha de guia está montada giratoriamente.

17. Dispositivo atuador de acordo com qualquer uma das reivin- dicações 1 a 16, caracterizado pelo fato de que em lados externos (46, 47) de camisa externa (27) e bucha de encaixe (45) estão montadas giratória a bucha de aperto (13).

18. Dispositivo atuador de acordo com qualquer uma das reivin- dicações 1 a 17, caracterizado pelo fato de que a bucha de aperto (13) é giratória por meio de um motor de aperto (48) elétrico, especialmente um motor de passo.

19. Dispositivo atuador de acordo com qualquer uma das reivin- dicações 1 a 18, caracterizado pelo fato de que um equipamento de arrasto (49) está executado especialmente no lado interno (50) da bucha de aperto (13), que está em contato com uma extremidade bobinada (51) da mola bo- binada (10).

20. Dispositivo atuador de acordo com qualquer uma das reivin- dicações 1 a 19, caracterizado pelo fato de que o motor de aperto (48) está disposto na carcaça de dispositivo (4) lateralmente junto à camisa externa (27).

21. Dispositivo atuador de acordo com qualquer uma das reivin- dicações 1 a 20, caracterizado pelo fato de que uma mola de retorno (52) para atuação a força da bucha de aperto (13) na direção da posição de a- frouxamento está disposta entre a bucha de aperto (13) e a carcaça de dis- positivo (4) ou um componente à prova de rotação relativamente à carcaça de dispositivo.

22. Dispositivo atuador de acordo com qualquer uma das reivin- dicações 1 a 21, caracterizado pelo fato de que o componente à prova de rotação é a tampa de caixa (43) e especialmente a bucha de encaixe (45).

23. Dispositivo atuador de acordo com qualquer uma das reivin- dicações 1 a 22, caracterizado pelo fato de que um outro equipamento de arrasto (53) se salienta do lado interno (50) da bucha de aperto (13) essen- cialmente radialmente para dentro, a qual está em contato com uma extre- midade bobinada (54) da mola de retorno (52) executada como mola de tor- ção.

24. Dispositivo atuador de acordo com qualquer uma das reivin- dicações 1 a 23, caracterizado pelo fato de que a tampa de caixa (43) apre- senta uma camisa externa (55) contraposta à bucha de encaixe (45), que envolve o elemento atuador (7).

25. Dispositivo atuador de acordo com qualquer uma das reivin- dicações 1 a 24, caracterizado pelo fato de que a camisa externa (55) apre- senta em sua extremidade (56) livre uma tampa extrema (57) especialmente de forma liberável com perfuração de saída (58) para o elemento atuador (7) essencial mente em forma de barra.

26. Dispositivo atuador de acordo com qualquer uma das reivin- dicações 1 a 25, caracterizado pelo fato de que a camisa externa (55) está ao menos parcialmente cheia com um fluido e do elemento atuador (7) ao menos um elemento de deslocamento (59) se salienta dentro da camisa ex- terna (55).

27. Dispositivo atuador de acordo com qualquer uma das reivin- dicações 1 a 26, caracterizado pelo fato de que o elemento de deslocamento (59) está executado como disco de deslocamento (60) saliente radialmente para fora do elemento atuador (7) com ao menos uma perfuração de passa- gem de fluido (61).

28. Dispositivo atuador de acordo com qualquer uma das reivin- dicações 1 a 27, caracterizado pelo fato de que a carcaça de dispositivo (4) é composta de ao menos duas partes da caixa (62, 63) ligadas entre si de maneira de forma liberável.

29. Dispositivo atuador de acordo com qualquer uma das reivin- dicações 1 a 28, caracterizado pelo fato de que uma parte da caixa (63) está executada essencialmente como tampa extrema de caixa, em que está con- tida a unidade de motor-transmissão (19).

30. Dispositivo atuador de acordo com qualquer uma das reivin- dicações 1 a 29, caracterizado pelo fato de que um equipamento de fixação (64) está disposto em um lado externo (65) da carcaça de dispositivo (4) na região da tampa de caixa (43) para a fixação de forma liberável ao equipa- mento de controle (3).