ES2677670T3 - Dispositivo actuador - Google Patents

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ES2677670T3 ES14700862.7T ES14700862T ES2677670T3 ES 2677670 T3 ES2677670 T3 ES 2677670T3 ES 14700862 T ES14700862 T ES 14700862T ES 2677670 T3 ES2677670 T3 ES 2677670T3
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Georg Bachmaier
Gerit Ebelsberger
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Abstract

Dispositivo actuador (1) con una unidad de accionamiento (3) y una unidad de salida (19), presentando la unidad de salida (19) una primera unidad de traducción (15) con una primera salida (7) y una segunda unidad de traducción (16) con una segunda salida (8) unida por fluidos mediante un sistema de conductos (27) con la primera unidad de traducción (15), estando conectada la unidad de accionamiento (3) por fluidos con el sistema de conductos (27) y siendo posible intercambiarse un fluido por medio de la unidad de accionamiento (3) entre la primera unidad de traducción (15) y la segunda unidad de traducción (16) para la elongación de las salidas (7, 8), presentando la primea unidad de traducción (15) y la segunda unidad de traducción (16) respectivamente un elemento de pretensado (12, 25), caracterizado porque los elementos de pretensado (12, 25) están soportados en direcciones opuestas respecto a un medio de sujeción (4) común montado de forma móvil.

Description

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DISPOSITIVO ACTUADOR DESCRIPCION
La presente invencion se refiere a un dispositivo actuador.
Se conocen dispositivos actuadores por ejemplo del documento FR 997 620 A. Estos presentan habitualmente el objetivo de realizar una elongacion en una determinada zona. A tal fin el dispositivo actuador debe hacer posible tanto un movimiento hacia adelante como tambien hacia atras. Para asegurar un movimiento en las dos direcciones debe ser pretensado el lfquido hidraulico contenido en el dispositivo actuador. Este pretensado vana en dispositivos actuadores conocidos con la elongacion. Esto conduce a diferencias de presion que limitan la elongacion maxima posible y conducen a un desarrollo de fuerzas no constante.
La presente invencion se basa en el objetivo de superar estas desventajas y proporcionar un dispositivo actuador mejorado.
Se consigue este objetivo con un dispositivo actuador segun la reivindicacion 1. Se aportan perfeccionamientos ventajosos de la invencion en las reivindicaciones dependientes y se describen en la descripcion.
El dispositivo actuador de acuerdo con la invencion presenta una unidad de accionamiento y una unidad de salida. La unidad de salida comprende una primera unidad de traduccion con una primera salida y una segunda unidad de traduccion con una segunda salida unida por fluido por un sistema de conducto con la primera unidad de traduccion. La unidad de accionamiento esta unida por fluido con el sistema de conductos. Para la elongacion de las salidas se puede intercambiar un fluido mediante la unidad de accionamiento entre la primera unidad de traduccion y la segunda unidad de traduccion. La primera unidad de traduccion y la segunda unidad de traduccion presentan respectivamente un elemento de pretensado. De acuerdo con la invencion estos elementos de pretensado estan apoyados en direccion opuesta respecto a un medio de sujecion comun dispuestos de forma movil.
Mediante la disposicion movil del medio de sujecion se mueve este componente con las dos salidas. De este modo no se genera de forma ventajosa fuerza diferencial alguna entre los dos elementos de pretensado. Por tanto las presiones en las camaras de fluido se mantienen contantes independientemente de la carrera. Por un lado se puede mantener asf constante la fuerza del dispositivo actuador independientemente de la elongacion, ya que la diferencia de presion del fluido no cambia. Por otro lado se puede aumentar tambien claramente la carrera maxima.
En una configuracion ventajosa del dispositivo actuador de acuerdo con la invencion presentan el primer elemento traductor y el segundo elemento traductor una seccion transversal hidraulica medida identica.
De este modo las elongaciones de ambas salidas presentan los mismos trayectos. El medio de sujecion se mueve por tanto de forma uniforme hacia las elongaciones de ambas salidas.
En una configuracion ventajosa adicional del dispositivo actuador de acuerdo con la invencion presentan el primer elemento de pretensado y el segundo elemento de pretensado una fuerza de pretension identica. Ademas el primer elemento de pretensado y el segundo elemento de pretensado presentan preferiblemente un mdice de resorte identico.
De este modo se consigue un sistema simetrico que presenta en ambas direcciones las mismas propiedades. Por tanto se simplifica un uso del dispositivo actuador en un grupo constructivo.
En una configuracion ventajosa adicional del dispositivo actuador de acuerdo con la invencion el primer elemento de traduccion y/o el segundo elemento de traduccion es un cilindro hidraulico.
Los cilindros hidraulicos presentan de forma ventajosa una rigidez longitudinal muy baja y por tanto no influyen en los indices de resorte de los elementos de pretensado. Ademas se pueden exponer los cilindros hidraulicos a elongaciones prolongadas.
En una configuracion ventajosa alternativa del dispositivo actuador de acuerdo con la invencion el primer elemento de traduccion y/o el segundo elemento de traduccion es un fuelle. El fuelle es a este respecto de forma ventajosa un fuelle de metal o un fuelle de membrana, presentando los fuelles los mismos indices de resorte.
Con un fuelle, de forma particular un fuelle de metal, se puede conseguir mas facilmente una gran compacidad de sistema. Ademas estos fuelles presentan un peso relativamente pequeno.
En una configuracion ventajosa adicional del dispositivo actuador de acuerdo con la invencion las camaras de fluido y los conductos de fluido estan rellenos completamente con un lfquido hidraulico.
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De este modo el fluido es esencialmente incompresible y se asegura un modo de operacion del dispositivo actuador uniforme con presiones distintas y altas en el sistema.
Se aclaran a continuacion ejemplos de realizacion de la invencion en funcion de los dibujos y de la descripcion siguiente. Estos muestran:
Figura 1 un dispositivo actuador; y
Figuran 2 a 4 Unidades de traduccion del dispositivo actuador en distintas configuraciones.
En la figura 1 se esquematiza a modo de ejemplo un dispositivo actuador 1 de acuerdo con la invencion en un sistema de coordenadas 13. El dispositivo actuador 1 representado comprende la unidad de accionamiento 3 y una unidad de salida 19 unida con fluidos mediante un primer conducto de fluido 18 con la unidad de accionamiento 3.
La unidad de accionamiento 3 comprende un primer actuador 2 y un elemento de accionamiento 20. El elemento de accionamiento 20 presenta una camara de fluido de accionamiento 17.
El actuador 2 puede ser por ejemplo un piezoactuador 2 o un actuador 2 magnetoresistente. La unidad de accionamiento 3 esta configurada de forma que mediante la elongacion del actuador 2 se puede influenciar en el tamano del volumen de la camara de fluido de accionamiento 17.
El actuador 2 esta unido a tal fin en direccion de la presion con arrastre de fuerza con el elemento de accionamiento 20. El actuador 2 puede estar unido tambien con arrastre de forma con el elemento de accionamiento 20. El actuador puede estar unido tambien de modo opuesto a la direccion de la presion, en direccion de traccion con arrastre de fuerza con el elemento de accionamiento 20. La direccion de la presion representa a este respecto la direccion de la elongacion del actuador 2.
En la forma representada en la figura 1 se ejerce tambien mediante un aumento de la elongacion del actuador 2 una fuerza de presion sobre el elemento de accionamiento 20. Mediante un aumento de la elongacion del actuador 2 se disminuye el volumen de la camara de fluido de accionamiento 17. Mediante una disminucion de la elongacion del actuador 2 se puede al menos ampliar el volumen de la camara de fluido de accionamiento 17. En la union con arrastre de fuerza de actuador 2 con el elemento de accionamiento 20 en la direccion de traccion se amplfa mediante una disminucion de la elongacion del actuador 2 el volumen de la camara de fluido de accionamiento 17. Con el redireccionamiento en el elemento de accionamiento 20 puede tambien invertirse en principio la relacion entre elongacion del actuador 2 y volumen de la camara de fluido de accionamiento 17.
El elemento de accionamiento 20 puede ser por ejemplo un cilindro hidraulico con un piston, un fuelle, de forma particular un fuelle metalico o tambien un fuelle de membrana. En la figura 1 se representa a modo de ejemplo un cilindro hidraulico 20 como elemento de accionamiento 20, estando unido con arrastre de fuerza con el piston del actuador 2.
A la camara de fluido de accionamiento 17 se conecta el primer conducto de fluido 18. Con la disminucion del volumen de la camara de fluido de accionamiento 17, fluye un fluido que se encuentra en la camara de fluido de accionamiento 17 por el primer conducto de fluido 18 hasta la unidad de salida 19. Con una ampliacion del volumen de la camara de accionamiento 17 el fluido puede fluir hacia dentro de la camara de fluido de accionamiento 17.
La unidad de salida 19 presenta una primera unidad de traduccion 15 y una segunda unidad de traduccion 16. La primera unidad de traduccion 15 esta unida con fluido con la segunda unidad de traduccion 16.
La primera unidad de traduccion 15 presenta una camara de fluido de salida 11, un primer elemento de traduccion 14, una primera salida 7 y un primer elemento de pretensado 12. Y la segunda unidad de traduccion 16 presenta una camara de fluido de salida 9, un segundo elemento de traduccion 24, una segunda salida 8 y un segundo elemento de pretensado 25.
En la realizacion representada en la figura 1 se indican el primer elemento de traduccion 14 y el segundo elemento de traduccion 24 como cilmdricos hidraulicos 14, 24 y los elementos de pretensado 12, 25 se configuran como muelles helicoidales 12, 25. Los cilindros hidraulicos 14, 24 presentan usualmente un piston desplazable. El piston forma aqrn respectivamente la salida 7, 8. El volumen de las camaras de fluido 11, 9 se determina respectivamente segun la posicion de las salidas 7, 8, o bien la elongacion de las salidas 7, 8 depende respectivamente del volumen de las camaras de fluido 11, 9. Los elementos de pretensado 12, 25 ejercen respectivamente una pretension sobre las salidas 7, 8, aqrn sobre los pistones 7, 8.
El primer elemento de pretensado 12 y el segundo elemento de pretensado 25 estan apoyados ambos de acuerdo con la invencion en un medio de sujecion 4 comun. Los elementos de pretensado 12, 25 estan dispuestos a tal fin esencialmente de forma opuesta. Los elementos de pretensado 12, 25 actuan en una lmea. El medio de sujecion 4 es ngido y se mueve libremente. El medio de sujecion 4 se dispone de modo flotante. Los elementos de pretensado
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12, 25 actuan de forma opuesta uno respecto al otro de modo que se produce un equilibrio de fuerzas entre la fuerza ejercida del primer elemento de pretensado 12 y la fuerza ejercida del segundo elemento de pretensado 25. El medio de sujecion 4 se puede mover en la direccion de la elongacion de las salidas 7, 8. El medio de sujecion 4 se mueve con las salidas 7, 8.
La camara de fluido de salida 11 de la primera unidad de traduccion 15 esta unida por fluidos con la camara de fluido de reserva 9 de la segunda unidad de traduccion 16 mediante un sistema de conductos (27). El sistema de conducto esta configurado de modo que esta dispuesto un segundo conducto de fluido 21 y un tercer conducto de fluido 22 paralelo uno respecto a otro y un cuarto conducto de fluido 26 en serie respecto al segundo y tercer conducto de fluido 21, 22. En el segundo conducto de fluido 21 esta dispuesta una valvula de retorno de succion 6. En el tercer conducto de fluido 22 esta dispuesta una valvula de retorno de succion 5. La valvula de retorno de succion 6 bloquea en direccion de la presion y la valvula de retorno de presion 5 bloquea de modo opuesto a la direccion de la presion en la direccion de succion. Las valvulas de retorno 5, 6 estan dispuestas opuestamente una respecto a otra. Las valvulas de retorno 5, 6 abren respectivamente solo en una direccion, la valvula de retorno de succion 6 abre en direccion de la presion y la valvula de retorno de presion 5 abre en direccion de la succion. Las valvulas de retorno 5, 6 estan pretensadas de modo que tiene lugar una abertura ya a partir de una presion presente determinada. El primer conducto de fluido 18 esta unido por fluidos con el cuarto conducto de fluido 26 en una posicion acoplada 23.
En el ejemplo de realizacion segun la figura 1 esta dispuesto el segundo conducto de fluido 21 en la camara de fluido de salida 11, y el cuarto conducto de fluido 26 esta dispuesto en el conducto de fluido de reserva 9. El cuarto conducto de fluido 26 puede estar provisto adicionalmente con un acelerador 10, que estrecha la seccion transversal del cuarto conducto de fluido 26.
Las camaras de fluido 9, 11, 17 y los conductos de fluido 18, 21, 22, 26 estan rellenos con un fluido, de forma particular con un lfquido hidraulico, como aceite de silicona o glicerina.
Mediante movimientos de ida y vuelta de la unidad de accionamiento 3 se puede intercambiar el fluido entre la primera unidad de traduccion 15 y la segunda unidad de traduccion 16. De este modo se elongan las salidas 7, 8. En funcion de una velocidad con la que se completa la elongacion del actuador 2, se puede invertir el luido desde la camara de fluido de reserva 9 a la camara de fluido de salida 11 o se puede conducir desde la camara de fluido de salida 11 a la camara de fluido de reserva 9.
Para poder conducir el fluido por el segundo o tercer conducto de fluido 21, 22 es necesario debido a las valvulas de retorno 5, 6 pretensadas una presion superior, que para el transito del fluido por el cuarto conducto de fluido 26. La presion en cuestion en el sentido de la presente invencion significa una diferencia de presion entre la zona de admision y la zona de salida de la valvula. La presion en cuestion aumenta con la velocidad de la elongacion del actuador 2.
Las figuras 2 a 4 muestran variantes de realizacion de las unidades de traduccion 15, 16 respectivamente en el ejemplo de la primera unidad de traduccion 15. La salida 7 se pretensa mediante la unidad de pretensado 12. La unidad de pretensado 12 esta apoyada en el medio de sujecion 4. Con el movimiento de la salida 7 en torno al trayecto As va acompanado un cambio de volumen AV correspondientes de la camara de fluido de salida 17. Tiene lugar una corriente masica de fluido por el conducto de fluido 21.
En la figura 2 se representa en la Figura 1 un cilindro hidraulico como unidad de traduccion 15. El piston del cilindro hidraulico es la salida 7.
En la Figura 3 la unidad de traduccion 15 es un fuelle metalico y en la Figura 4 la unidad de traduccion 15 es un fuelle de membrana. La salida 7 esta formada aqrn respectivamente por un piston 7 dispuesto en el fuelle.
Si bien la invencion se ilustro y describio mas detalladamente con el ejemplo de realizacion preferido, la invencion no se ve limitada con los ejemplos dados a conocer y se pueden derivar otras variaciones por el especialista en la tecnica, sin que se abandone el ambito protector de la invencion.

Claims (6)

  1. REIVINDICACIONES
    1.
    Dispositivo actuador (1) con una unidad de accionamiento (3) y una unidad de salida (19), presentando la unidad de salida (19) una primera unidad de traduccion (15) con una primera salida (7) y una segunda unidad
    5
    de traduccion (16) con una segunda salida (8) unida por fluidos mediante un sistema de conductos (27) con la primera unidad de traduccion (15), estando conectada la unidad de accionamiento (3) por fluidos con el sistema de conductos (27) y siendo posible intercambiarse un fluido por medio de la unidad de accionamiento (3) entre la primera unidad de traduccion (15) y la segunda unidad de traduccion (16) para la elongacion de las salidas (7, 8), presentando la primea unidad de traduccion (15) y la segunda unidad de traduccion (16)
    10
    respectivamente un elemento de pretensado (12, 25), caracterizado porque los elementos de pretensado (12, 25) estan soportados en direcciones opuestas respecto a un medio de sujecion (4) comun montado de forma movil.
  2. 2. 15
    Dispositivo actuador (1) segun la reivindicacion 1, en donde el primer elemento de traduccion (14) y el segundo elemento de traduccion (24) presentan una seccion transversal hidraulica medida identica.
  3. 3.
    Dispositivo actuador (1) segun la reivindicacion 2, en donde el primer elemento de traduccion (12) y el segundo elemento de traduccion (25) presentan una seccion transversal hidraulica medida identica.
    o CM
    Dispositivo actuador (1) segun la reivindicacion 3, en donde el primer elemento de pretensado (12) y el segundo elemento de pretensado (25) presentan una fuerza de pretension identica.
  4. 5.
    Dispositivo actuador (1) segun una de las reivindicaciones 1 a 4, en donde el primer elemento de traduccion (14) y/o el segundo elemento de traduccion (24) es un cilindro hidraulico (14, 24).
  5. 25 6.
    Dispositivo actuador (1) segun una de las reivindicaciones 1 a 4, en donde el primer elemento de traduccion (14) y/o el segundo elemento de traduccion (24) es un fuelle (14, 24).
    o CO
    Dispositivo actuador (1) segun la reivindicacion 6, en donde el fuelle (14, 24) es un fuelle metalico (14, 24) o un fuelle de membrana (14, 24), presentando los fuelles (14, 24) los mismos indices de resorte.
  6. 8.
    Dispositivo actuador (1) segun una de las reivindicaciones 1 a 7, en donde las camaras de fluido (9, 11, 17) y los conductos de fluido (18, 21,22) se rellenan completamente con un lfquido hidraulico.
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