KR20220051169A - 페일-세이프 액추에이터 및 어셈블리 유닛 - Google Patents

Abstract

부품을 이동시키기 위한 페일-세이프 액추에이터는 각각의 경우 드라이브(18, 118)를 가지며 이를 통해 제1 또는 제2 드라이브 트레인(24, 26)이 이동될 수 있다. 각각의 경우에서 상기 드라이브 트레인(24, 26)은 이들 자체의 출력 샤프트(34, 38)를 가지며 서로 독립적으로 작동될 수 있다. 에너지 저장 장치는 상기 제2 출력 샤프트(38)와 결합되고, 여기서 유지 장치는 선택적으로 에너지를 유지하거나 상기 에너지 저장 장치로부터 에너지를 방출하여, 상기 제2 출력 샤프트(38)가 이동될 수 있다. 상기 제1 출력 샤프트(34)의 회전 엔트레인먼트는 상기 드라이브(18)가 고장난 경우 이는 특정 단부 위치로 이동되는 것을 보장한다. 상기 두개의 출력 샤프트(34, 38)는 상기 드라이브 트레인이 작동되면 기어 휠(32, 36)을 통해 움직이도록 설정된다. 액추에이터 및 이동된 부품으로 구성되는 어셈블리 유닛이 또한 개시된다.

Description

페일-세이프 액추에이터 및 어셈블리 유닛

본 발명은 두개의 단부 위치 사이에서 부품을 이동시키기 위한 페일-세이프 액추에이터, 및 이러한 액추에이터와 상기 액추에이터에 의해 이동되는 부품(part)을 갖는 어셈블리 유닛에 관한 것이다.

특히, 본 발명은 밸브 또는 환기 플랩(ventilation flap)을 작동시키는 액추에이터에 관한 것이다. 본 발명에 따른 액추에이터는 유체 흐름을 제어하는데 사용될 수 있다. 이러한 산업적으로 사용되는 액추에이터는 석유 및 가스 산업, 식수 및 폐수 회사, 에너지 플랜트, 선박, 광산, 식품-가공 플랜트뿐만 아니라, 제약 및 화학 회사와 같은 다양한 산업 분야에서 사용된다. 이러한 페일-세이프 액추에이터는 건물, 터널 등에서도 사용된다. 상기 목적은 비상 시 상기 액추에이터에 의해 이동되는 부품의 명확한(unequivocal) 위치를 확인할 수 있기 위해 상기 드라이브에 고장이 발생한 경우 구동된 부품의 특정된 위치를 보장하는 것이다. 대부분의 경우 이러한 명확한 위치는 이동된 부품이 내장된 전체 시스템(예를 들어, 환기 시스템 또는 공정 플랜트)이 안전한 상태에 있다는 것이다.

페일-세이프 액추에이터는 예를 들어 HVAC 애플리케이션, 즉 난방, 환기 및 공조 애플리케이션에서 밸브 플랩 또는 환기 플랩을 작동하고 특정 위치, 예를 들어 터널에서의 온도 또는 공기 흐름을 제어하기 위해 사용된다. 예를 들어 터널에서, 화재가 발생한 경우 도로 터널, 기차 터널 또는 광산의 터널과 관계없이, 해당 환기 플랩 시스템이 미리 결정된 위치로 이동되어야 한다.

본 발명의 목적은 구조가 소형이고 사용이 유연한 두개의 단부 위치 사이에서 부품을 이동시키기 위한 페일-세이프 액추에이터를 만드는 것이다.

본 발명의 제1 양태에 따르면 두개의 단부 위치 사이에 부품을 이동시키기 위한 페일-세이프 액추에이터가 제공되고,

제1 드라이브,

상기 부품의 방향으로 상기 액추에이터의 이동(movement)을 외부로 전달하는 제1 출력 샤프트를 갖는 상기 제1 드라이브에 의해 움직이도록 설정될 수 있는 제1 드라이브 트레인(drive train),

제2 드라이브,

상기 제1 출력 샤프트와 동축으로 운행되는 제2 출력 샤프트를 갖는 상기 제2 드라이브에 의해 움직이도록 설정될 수 있는 제2 드라이브 트레인,

- 상기 제1 및/또는 제2 드라이브는 상기 제1 및/또는 제2 출력 샤프트를 움직이도록 설정하기 위해, 선택적으로 활성화될 수 있음 -,

상기 제2 드라이브 트레인과 결합되는 에너지 저장 장치,

상기 에너지 저장 장치에 저장된 에너지가 상기 에너지 저장 장치에 남아 있거나 상기 제2 드라이브 트레인으로 방출되는 것을 선택적으로 보장하는 적어도 하나의 외부로 작동 가능한 유지 장치(holding device),

상기 에너지 저장 장치가 방출되지 않고 상기 드라이브가 상기 단부 위치 사이에서 상기 제1 출력 샤프트를 이동시키는 경우 상기 단부 위치 사이의 거리와 관련된 적어도 하나의 회전 각도에 의해 상기 제2 출력 샤프트에 대해 상기 제1 출력 샤프트의 회전을 허용하고,

방출된 상기 에너지 저장 장치와 상기 두개의 단부 위치 중 제1 위치에서 고장난 드라이브를 갖는 상기 제2 출력 샤프트에 의한 상기 제1 출력 샤프트의 회전 엔트레인먼트(entrainment)를 제공하도록 구성되는, 상기 제2 출력 샤프트와 상기 제1 출력 샤프트 사이의 기계적 회전 엔트레인먼트 장치(mechanical rotary entrainment device)를 포함한다.

본 발명에 따른 액추에이터는 두개의 개별 드라이브에 의해 상이한 상태가 달성되도록 구성될 수 있다. 상기 제1 드라이브 트레인은 할당된 제1 드라이브에 의해 직접 이동될 수 있다. 대안으로, 상기 제2 드라이브 트레인은 이의 할당된 제2 드라이브와 함께 이동할 수 있으며, 그 결과 상기 에너지 저장 장치가 에너지를 흡수할 수 있다. 대안으로, 두개의 드라이브 트레인은 이들 각각의 드라이브에 의해 이동될 수 있으므로, 예를 들어 밸브 플랩(valve flap) 또는 환기 플랩(ventilator flap)과 같이 이동할 부품이 상기 제1 드라이브 트레인에 의해 이동될 수 있고 상기 에너지 저장 장치도 동시에 로딩될 수 있다. 이는 상기 액추에이터가 매우 유연하게 사용되는 것을 가능하게 할 수 있다.

상기 제1 출력 샤프트와 상기 제2 출력 샤프트의 동축 배치는 또한 단순한 구성일 수 있는 소형 디자인을 허용할 수 있다. 이에 따라 상기 두개의 출력 샤프트 사이의 기계적 회전 언트레인먼트 장치가 중요하다. 한편으로, 이러한 회전 엔트레인먼트 장치는 제1 드라이브 트레인에 의해서만 상기 부품의 이동을 허용할 수 있고 다른 한편으로는 드라이브가 고장나거나 이동할 부품이 상기 에너지 저장 장치로부터 에너지를 방출하여 특정 단부 위치로 이동해야 하는 경우, 안정성-중요 사건의 경우에 회전 엔트레인먼트를 허용할 수 있다. 따라서 전환 가능한 커플링(coupling)을 생략될 수 있다.

에너지가 출력 샤프트의 방향으로 도입되는 각각의 기어 휠의 톱니는 원주의 비교적 큰 부분에 걸쳐 제공될 수 있다. 플랩이 폐쇄 상태에서 완전히 개방 상태로 변경하기 위해 90°만 이동하면 되지만, 액추에이터를 재구성하면 상기 제2 드라이브 트레인의 이동 방향을 반전시킬 수 있다. 이는 방출된 에너지 저장 장치가 상기 제2 출력 샤프트에 의해 구동되어 상기 제1 출력 샤프트가 반대 방향으로 이동되는 것을 보장할 수 있음을 의미한다. 이는 하기에서 자세히 설명될 바와 같이, 예를 들어 역-작용 에너지 저장 장치 또는 가역 에너지 저장 장치의 설치와 같은 간단한 재구성 조치를 통해 가능하게 될 수 있다.

상기 두개의 드라이브는 전기 모터일 수 있다.

상기 두개의 드라이브, 회전 엔트레인먼트 장치 및 유지 장치는

제1 상태에서, 상기 제 2 드라이브 장치가 두개의 단부 위치 중 제2 위치의 방향으로 상기 제2 출력 샤프트를 이동할 수 있고, 에너지가 이에 의해 상기 에너지 저장 장치로 도입될 수 있으며, 특히 여기서 제1 출력 샤프트는 이에 의해 이동되지 않고,

후속하는 제2 상태에서, 상기 적어도 하나의 유지 장치가 상기 에너지 저장 장치에서 에너지를 유지할 수 있고 상기 제1 드라이브 장치는 그런 다음 이의 단부 위치 사이에서 부품을 이동시킬 수 있으며,

두개의 드라이브가 모두 고장나는 후속하는 제3 상태에서, 상기 유지 장치가 상기 에너지 저장 장치에서 에너지를 방출할 수 있으며 결과적으로 상기 제2 출력 샤프트가 상기 제1 단부 위치의 방향으로 이동시킬 수 있고 상기 제1 단부 위치의 방향으로 상기 제1 드라이브 트레인의 회전 엔트레인먼트가 가능하도록 조정된(coordinated) 방식으로 선택적으로 구성되고 제어 가능하다.

본 발명의 이러한 실시 형태에서, 상기 에너지 저장 장치에서 에너지는 상기 제2 드라이브 트레인의 이동을 통해서만 도입될 수 있고, 상기 제1 드라이브 트레인은 수동 상태로 유지된다.

대안으로, 상기 제1 상태에서 두개의 드라이브가 구동, 즉 활성화되고 이동될 수 있으므로, 두개의 출력 샤프트는 두개의 단부 위치 중 제2 위치의 방향으로 이동되고, 결과적으로 에너지가 상기 에너지 저장 장치로 도입될 수 있다. 이러한 실시 형태의 이점은 상기 제2 드라이브 트레인에 대한 복귀 스트로크(return stroke)가 단독으로 필요하지 않기 때문에 에너지 도입 프로세스가 매우 신속하게 발생한다는 것일 수 있다. 에너지를 투입하면서, 상기 제2 단부 위치가 개방되거나 폐쇄된 위치인지 여부에 따라, 부품이 이의 개방 또는 폐쇄 위치로 동시에 이동될 수 있다.

또 다른 실시 형태에서, 상기 제1 상태에서, 방전된 에너지 저장 장치 및 이용 가능한 유지 장치를 사용하여 상기 두개의 단부 위치 중 제2 위치의 방향으로 제1 출력 샤프트를 구동할 때, 상기 제1 출력 샤프트는 상기 제2 출력 샤프트를 이와 함께 운반할 수 있어, 상기 제2 출력 샤프트가 서로 결합된다. 이러한 방식으로, 에너지는 상기 제1 출력 샤프트에서 상기 제2 출력 샤프트로 도입되고 상기 에너지 저장 장치로 전달될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 상기 유지 장치는 제2 출력 샤프트를 제2 상태에서 유지할 수 있고, 따라서 에너지가 상기 에너지 저장 장치에 남아 있는 상태에서 상기 에너지 저장 장치를 고정할 수 있다. 예를 들어 상기 에너지 저장 장치가 스프링을 포함하는 경우, 상기 스프링은 상기 제2 상태에서 인장(tension)될 수 있고, 상기 유지 장치는 상기 스프링이 이완될 수 없도록 상기 제2 출력 샤프트를 제자리에 유지할 수 있다. 따라서, 상기 에너지 저장 장치와 상기 제2 출력 샤프트는 동시에 특정 명확한 상태에 있을 수 있다.

각각의 드라이브 트레인이 이의 자체 유지 장치에 할당된 경우, 이들 드라이브 트레인은 서로 독립적으로 가능할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 드라이브 트레인의 유지 장치는 이동된 부품이 외부 영향에 대해 특정 위치에 유지되어, 위치의 고정이 달성되는 것을 보장할 수 있다. 그러나, 하나의 드라이브를 다른 드라이브의 유지 장치에 대해 작동하는 것을 방지하기 위해, 하나의 드라이브가 다른 드라이브의 유지 장치를 통해 의도하지 않게 작동하는 경우, 두개의 유지 장치는 모두 개방되어야 한다.

상기 유지 장치의 치수(dimension)를 가능한 한 작게 유지하기 위해, 본 발명의 일 실시 형태에 따르면 상기 유지 장치는 상기 드라이브의 드라이브 샤프트, 또는 상기 드라이브 샤프트와 직접 연결되는 샤프트, 또는 이에 근접하게 있는 샤프트에 직접 작용할 수 있고, 그 위에 놓인다.

본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 상기 유지 장치 또는 유지 장치들은 전자기 브레이크일 수 있다.

상기 에너지 저장 장치는 교체 또는 반전될 수 있도록 비파괴적으로 분리 가능한 방식으로 상기 제2 출력 샤프트와 직접 또는 간접적으로 결합될 수 있다. 상기 액추에이터의 설계 및 이의 의도된 용도에 따라, 에너지 흡수 용량이 더 많거나 더 적은 다른 에너지 저장 장치를 사용할 수 있거나, 상기 에너지 저장 장치가 작동하는 회전 방향을 변경할 수 있다.

이러한 연결에서, 동일한 회전 엔트레인먼트 장치를 사용하여, 상기 제2 출력 샤프트가 반대 회전 방향으로 상기 제1 출력 샤프트를 동반(entrain)할 수 있는 경우가 최적이며, 여기서 상기 회전 방향은 상기 에너지 저장 장치의 회전 방향 효과에 의존한다. 결과적으로, 상기 회전 방향 효과가 반전되는지 여부에 관계없이, 회전 엔트레인먼트 장치가 사용될 수 있다. 이는 본 발명에 따른 액추에이터의 사용에 있어서 높은 유연성을 허용할 수 있다.

본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 상기 에너지 저장 장치는 두개의 상이한 위치에서 상기 제2 출력 샤프트에 결합될 수 있고, 제1 위치에서 상기 제1 출력 샤프트가 일 단부 위치로 가압될 수 있고 제2 위치에서 대향하는 단부 위치로 가압될 수 있는 것을 보장할 수 있다. 결과적으로, 상기 액추에이터의 사용자는 상기 에너지 저장 장치의 회전 방향 효과를 변경하기 위해 다른 에너지 저장 장치가 필요하지 않지만, 액추에이터로부터 제거하고 다른 위치로 결합하는 동일한 에너지 저장 장치를 사용할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 액추에이터는 사용이 매우 다양할 수 있다.

본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 상기 에너지 저장 장치의 제1 위치는 상기 에너지 저장 장치가 180°로 반전될 수 있다는 점에서 제2 위치와 상이하므로 더 이상 전면에서 상기 제2 출력 샤프트에 결합되지 않고 후면에 결합된다. 이는 상기 에너지 저장 장치의 간단한 부착을 보장할 수 있으며, 이는 예를 들어 상기 제2 출력 샤프트에 직접 맞춰지는 이의 반대측에 샤프트 소켓(shaft socket)을 갖는다.

상기 제1 및 제2 출력 샤프트는 서로 접촉하는 정지 표면에 의해 회전 방향으로 결합될 수 있다. 이는 회전 엔트레인먼트를 달성하기 위한 매우 간단한 가능성일 수 있다.

이에 의해 정지 표면은 상기 기어 휠 또는 상기 제1 및 제2 출력 샤프트의 반대 단부면에 제공될 수 있다. 단부면을 통한 토크의 이러한 트랜스미션(transmission)은 작은 반경 방향 공간 요건으로 이어질 수 있다.

상기 회전 엔트레인먼트 장치의 구성을 위한 특히 경제적인 실시 형태는 상기 기어 휠 또는 상기 출력 샤프트에 돌출부 또는 핀의 형태로 상기 정지 표면을 제공하는 것을 포함할 수 있다. 특히, 상기 기어 휠의 단부면에 커플링 핀(coupling pin)을 포함하는 실시 형태는 상기 기어 휠에 해당하는 보어(bore)를 생성하기만 하면 되기 때문에 비용 측면에서 유리할 수 있으며, 이는 핀의 위치 관점에서 높은 유연성으로 이어진다. 다른 각도 범위를 커버하도록 의도된 다른 액추에이터의 경우, 상기 핀은 다르게 위치된 보어만 갖는 동일한 기어 휠에 사용될 수 있다.

상기 제1 및 제2 드라이브 트레인의 정지 표면이 서로 접촉하는 경우, 즉 단부 위치에 도달한 경우, 본 발명에 따른 액추에이터의 사용에서 전술한 유연성을 보장하기 위해 서로 접촉하지 않는 정지 표면이 서로 적어도 180°로 이격되어야 한다. 적어도 180°는 이론적 총 이동 범위를 적어도 90°의 두개의 부분으로 분할하는 것을 가능하게 하고, 이는 예를 들어 플랩이 0°와 90° 사이에서 이동되게 하고 상기 에너지 저장 장치에 의해 하나 또는 다른 방향 중 하나로 가변적으로 이동된다.

이미 간략하게 언급된 바와 같이, 상기 에너지 저장 장치는 적어도 하나의 탄성 스프링 요소(elastic spring element)를 포함할 수 있으며; 대안으로, 상기 제2 출력 샤프트를 중심으로 대칭적으로 배치되는 여러 스프링 요소, 특히 압축 스프링(compression spring)이 제공될 수 있다. 상기 제2 출력 샤프트는 또한 대칭 배치를 통해 대칭적으로 로딩될 수 있으며, 이는 추가로 본 발명에 따른 액추에이터의 서비스 수명을 증가시킬 수 있다.

상기 압축 스프링은 또한 공통 부재에 의해 쌍으로 상기 제2 출력 샤프트에 결합될 수 있으므로, 여러 압축 스프링이 동시에 작용할 수 있다.

상기 부재가 기어 랙(gear rack)이고 기어 톱니(gear teeth)를 갖는 경우, 상기 제2 출력 샤프트가 상기 기어 랙과 맞물리는 기어 휠을 통해 상기 에너지 저장 장치와 연결될 수 있다는 점에서 축 방향으로 조절될 수 있다.

상기 에너지 저장 장치가 별도의 외부적으로 폐쇄된 어셈블리 유닛으로 설계될 수 있다는 점에서 본 발명에 따른 액추에이터의 가변성 및 소형화가 증가될 수 있다. 이러한 어셈블리 유닛에는 여러 스프링 요소가 수용될 수 있다. 상기 에너지 저장 장치가 상기 제2 출력 샤프트에 분리 가능하게 결합되는 커플링 포인트(coupling point)은 반대측, 즉 전면 및 후면에서 접근할 수 있다. 이러한 일례는 양측에서 접근할 수 있는 상기 에너지 저장 장치에 제공되는 허브이며, 이를 통해 상기 에너지 저장 장치가 전면 또는 후면에서 상기 제2 출력 샤프트에 결합되었는지 여부에 관계없이, 상기 에너지 저장 장치로 토크가 도입될 수 있다.

이들 기어 휠을 갖는 상기 출력 샤프트는 일체로 또는 개별 부품으로 설계될 수 있으며, 상기 출력 샤프트의 부분만 각각의 경우에 기어 휠에 형성될 수 있으며 상기 출력 샤프트의 다른 부분은 전체 출력 샤프트를 함께 정의하기 위해 차례로 부착될 수 있다. 따라서 "출력 샤프트"라는 용어는 각각의 기어 휠과 별도로 설계되는 일체형 부품임을 필요로 하지 않는다.

상기 부품을 이의 원하는 제1 단부 위치로 되돌릴 때 원하는 복귀 시간을 달성하고 따라서 단부 정지부를 칠 때 에너지가 갑자기 방출됨으로 인해 모든 부품에 불필요한 응력이 가해지지 않도록, 전기 드라이브일 수 있는 드라이브 중 하나 또는 둘 모두는 이들이 반전되는 발전기로서 사용될 수 있다. 결과적으로, 상기 발전기는 유연하고 가변적으로 조절 가능한 브레이크 또는 댐퍼로 사용할 수 있으며 이를 통해 상기 에너지 저장 장치의 방출 시 이동 속도와 총 복귀 시간이 조절될 수 있다.

상기 발전기에서 생성된 전기 에너지는 상기 제어 전자 장치에 공급하는데 사용될 수 있다. 이는 정전 후 제1 순간에 제어 장치가 "데드"되어, 결과적으로 유지 장치가 개방할 수 있음을 의미한다. 그런 다음 상기 에너지 저장 장치는 출력 샤프트를 뒤로 구동할 수 있으므로 발전기를 구동할 수 있다. 상기 발전기에 의해 생성된 전력은 제어 장치를 "깨워", 이는 스프링의 복귀를 감지하고 복귀 속도를 "조절"할 수 있다.

그러나, 상기 에너지 저장 장치의 전력 출력은 상기 전자 장치에 의해 요구되는 것보다 훨씬 높을 수 있으며 전압 서지를 일으켜 상기 제어 전자 장치를 손상시킬 수 있다.

잉여 에너지의 일부는 모터의 권선(winding)에서 자동으로 열로 변환될 수 있다. 잉여 전기 에너지의 대부분은 제동 저항(braking resistance)에서 열로 변환될 수 있다.

본 발명의 제2 양태에 따르면, 본 발명의 제1 양태에 따른 액추에이터 및 이에 의해 이동되는 부품, 예를 들어 밸브 플랩 또는 환기 플랩을 갖는 어셈블리 유닛이 제공된다.

본 발명의 추가 특징 및 이점은 참조되는 하기 설명 및 하기 도면에서 설명된다. 도면에서:
도 1은 본 발명에 따른 액추에이터 및 본 발명에 따른 어셈블리의 일 실시 형태의 사시도를 도시한다.
도 2는 외부 하우징이 생략된, 에너지 저장 장치와 함께 액추에이터의 일부의 개략도를 도시한다.
도 3은 에너지 저장 장치의 절개도로 본 발명에 따른 액추에이터의 사시도를 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 액추에이터로 사용되는 회전 엔트레인먼트 장치를 부분적으로 투명한 개략적인 투시도로 도시한다.
도 5는 제1 출력 샤프트가 제1 단부 위치에 있거나 그 근처에 있고 에너지 저장 장치가 로딩된 회전 엔트레인먼트 장치의 개략도를 도시한다.
도 6은 제1 출력 샤프트가 대향하는 제2 단부 위치에 있는 도 5에 도시된 회전 엔트레인먼트 장치의 도면을 도시한다.
도 7은 에너지 저장 장치의 로딩 전에, 도 5에 도시된 실시 형태와 반대 방향으로 에너지 저장 장치가 작용하는 도 5에 도시된 회전 엔트레인먼트 장치의 도면을 도시한다.
도 8은 로딩된 에너지 저장 장치를 갖는 도 7에 도시된 회전 엔트레인먼트 장치의 도면을 도시한다.
도 9는 제1 단부 위치에서 제1 출력 샤프트를 갖는 도 7에 도시된 회전 엔트레인먼트 장치의 도면을 도시한다.

도 1은 두개의 단부 위치 사이의 부품(12), 예를 들어 밸브 또는 환기 플랩을 이동할 수 있는 페일-세이프 액추에이터(10)를 갖는 어셈블리를 도시한다.

액추에이터는 다중 부품 외부 하우징(14), 및 플랜지되거나, 더욱 구체적으로 별도로 외부적으로 폐쇄된 어셈블리 유닛으로 설계되는 외부 하우징(14)에 고정되는 에너지 저장 장치(16)를 갖는다.

도 2에서 볼 수 있는 제1 및 제2 전기 드라이브(18, 118)는 외부 하우징(14)에 수용된다.

제1 드라이브 트레인(24) 및 제2 드라이브 트레인(26)을 포함하는 트랜스미션(transmission; 22)은 드라이브(18, 118)를 통해 구동되며, 여기서 제1 드라이브 트레인(24)은 드라이브(18)에 할당되고 제2 드라이브 트레인(26)은 드라이브(118)에 할당된다.

드라이브 트레인(24, 26)은 드라이브(18, 118)에 의해 생성된 토크를 변환하고 이를 이들의 드라이브 트레인으로 전달하는 기어 휠을 포함한다.

각각의 드라이브 트레인(24, 26)은 그에 할당된 별도의 유지 장치에 의해 고정될 수 있다. 드라이브 트레인(24)은 전자기 브레이크의 형태로 설계되고 드라이브(18)의 피니언(pinion)에 의해 직접 구동되는 기어 휠에 작용하는 유지 장치(82)를 갖는다. 이는 유지 장치(82)만이 매우 낮은 토크를 유지하게 하고 저전력 투입이 필요하므로, 소형 구성이 가능하고 낮은 고유 발열만 나타낸다는 것을 의미한다. 제2 드라이브 트레인(26)을 위해 제공되고 마찬가지로 드라이브(118)의 피니언에 의해 직접 구동되는 기어 휠에 직접 작용하는 유지 장치(182)에도 동일하게 적용된다.

제1 드라이브 트레인(24)은 제1 출력 샤프트(34)와 결합되거나 그 위에 놓이는 제1 기어 휠(32)을 갖는다. 제1 기어 휠(32)에 평행하게 배치되는 제2 기어 휠(36)은 제2 드라이브 트레인(26)에 할당되고 또한 제2 출력 샤프트(38)와 결합되거나 동일 부품을 형성한다.

출력 샤프트(34, 38)는 서로 동축으로 배치되고 기어 휠(32, 36)에 닿는다.

제1 출력 샤프트(34)는 직접적으로 또는 다른 기계적 토크-전달 부품의 간섭(interposition)과 함께 구동된 부품(12)으로 이어진다.

도 4에 도시된 것은 제1 출력 샤프트(34)와 제2 출력 샤프트(38) 사이의 기계적 회전 엔트레인먼트 장치(40)이다. 회전 엔트레인먼트 장치(40)는 기어 휠(32, 36)의 대향하는 단부면(42, 44)에 의해 실현되고, 여기서 출력 샤프트(34, 38)가 회전 방향으로 결합될 수 있는 정지 표면이 여기에 제공된다.

예시된 실시예에서, 정지 표면은 기어 휠(32, 36)에 고정되고 이들과 관련하여 축방향으로 돌출되는 돌출부, 보다 정확하게 핀에 의해 형성된다.

구체적으로, 기어 휠(36)에서, 핀(46) 및 핀(48)은 해당하는 축방향 개구로 도입된다.

이들 핀(46, 48)은 출력 샤프트(34, 38)의 가상 중심 축을 중심으로 동일한 원형 직경에 배치된다. 핀(50)은 마찬가지로 해당 축 방향 개구로 도입, 바람직하게 가압되다는 점에서 기어 휠(32)에 고정된다. 이는 역시 핀(46, 48)과 동일한 원형 직경에 배치된다.

선택적으로, 핀(50)은 각각의 경우에 핀(46, 48)의 외부 직경 또는 외부 기하학적 구조에 상보적인 만입부(52)가 원주 방향으로 반대측에 있어, 핀(50)이 핀(46)과 접촉할 때 그리고 핀(48)이 선형 접촉뿐만 아니라 평면 접촉이 각각의 경우에 발생한다.

또한 도 4에서 제2 출력 샤프트(38)가 상대적으로 길고 에너지 저장 장치(16)와 결합되는 피팅 스프링 홈(fitting spring groove; 54)을 갖는다는 것을 볼 수 있다.

이러한 에너지 저장 장치(16)는 도 3에서 절단된 상태로 도시된다.

에너지 저장 장치(16)는 도 1에 도시된 소위 커플링 포인트(60)를 가지며, 이는 허브의 형태로 설계된다. 제2 출력 샤프트(38)는 이러한 허브에 도입될 수 있다.

허브는 도 3에 도시된 기어 휠(62)과 토크-결합된다.

이러한 기어 휠은 두개의 정반대로 대향하는 기어 랙(64)과 맞물린다. 각각의 기어 랙(64)은 이로 할당되는 한쌍의 압축 스프링(66, 68 또는 70, 72)을 가지며, 이를 통해 드라이브(18)의 고장 경우에 부품(12)이 그로부터 일정 거리에 위치하더라도, 부품(12)이 특정 단부 위치로 이동되는 것을 보장하는 복귀 에너지가 저장될 수 있다.

도 3에 도시된 상부 기어 랙(64)은 이의 우측 단부에 이로 고정되는 스프링 플레이트(74)를 가지며 이는 압축 스프링(68)의 우측 단부에 대해 놓인다. 압축 스프링(68)의 좌측 단부는 하우징의 측면에 대향하여 지지된다.

상부 기어 랙(64)의 좌측 단부는 마찬가지로 압축 스프링(66)의 우측 단부에 대해 놓이는 스프링 플레이트(76)를 운반하며, 여기에서도 압축 스프링(66)의 좌측 단부는 하우징의 측면에 대해 지지된다.

도 3에 도시된 바와 같은 하부 기어 랙(64)은 반대 방향으로 이의 할당된 압축 스프링(70, 72)을 로딩한다. 스프링-랙 배치는 전체적으로 출력 샤프트(34, 38)의 중심 축에 대해 점-대칭이다. 이는 하부 기어 랙(64)이 이로 고정되고 압축 스프링(70)의 좌측 단부에 대해 놓이는 스프링 플레이트(78)이고, 압축 스프링(70)의 우측 단부는 하우징의 측면에 대해 지지된다는 것을 의미한다. 하부 기어 랙(64)의 우측 단부는 압축 스프링(70)의 좌측 단부에 대해 놓이는 스프링 플레이트(80)와 결합되고, 압축 스프링(72)의 우측 단부는 차례로 하우징의 측면에 대해 차례로 지지된다.

제2 출력 샤프트(38)가 반시계 방향으로 이동되면, 그 결과 기어 휠(62)도 마찬가지로 반시계 방향으로 이동되며, 상부 기어 랙(64)은 좌측으로 이동하고 이의 압축 스프링(66, 68)을 인장하며 하부 기어 랙(64)은 우측으로 이동하고 이의 압축 스프링(70, 72)에 인장한다.

에너지 저장 장치(16)는 일 방향으로만 작용하는데, 즉 이러한 설치된 경우 압축 스프링이 이완되면 제2 출력 샤프트(38)가 시계 방향으로 회전하게 한다.

허브에 의해 형성된 커플링 포인트(60)는 두개의 반대측으로부터 제2 출력 샤프트(38)에 결합될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 에너지 저장 장치(16)의 하부측이 전면이라면, 도 1에 도시된 상부측은 후면이다. 에너지 저장 장치(16)가 제2 출력 샤프트(38)에서 위쪽으로 당겨지고 180°로 반전되면, 이의 후면으로 출력 샤프트(38)에 다시 연결될 수 있다. 그러나, 에너지 저장 장치(16)의 이러한 반전의 결과, 에너지 저장 장치(16)가 제2 출력 샤프트(38)에 작용하는 회전 방향이 반전된다. 그런 다음 에너지 저장 장치(16)는 출력 샤프트(38)를 반시계 방향으로 회전시키려고 시도한다.

에너지 저장 장치(18)의 출력 샤프트(38)로의 결합이 피팅 스프링(fitting spring)에 의해 영향을 받는 경우, 이러한 경우 에너지 저장 장치(16)는 단순히 출력 샤프트(38)의 중심 축을 중심으로 180°로 추가로 회전될 필요가 있고, 이는 반전의 결과로 피팅 스프링에 대한 홈이 정반대 방향으로 변경되기 때문이다.

에너지 저장 장치(16)에서 에너지를 유지하여 이를 저장하기 위해, 전술한 전자기 브레이크 대신에 예를 들어 자기 스프링 잠금 장치 또는 일부 종류의 클램프 또는 형태 피팅 연결이 제공된다. 작동 상태에서 이러한 유지 장치(182)는 제2 출력 샤프트(38)의 회전을 방지하여, 압축 스프링(66, 68, 70, 72)이 이들의 인장된 위치에 있다.

압축 스프링의 사전-인장은 조절 스크류(adjustment screw; 86)에 의해 변경될 수 있고(도 3 참조), 이는 스프링 플레이트(74, 76, 78, 80)가 이들 조절 스크류(86)에 의해 기어 랙(64)에 대해 축방향으로 조절될 수 있기 때문이며, 기어 랙(64)의 단부면에 다소 깊게 또는 덜 깊게 조여지는 이들 조절 스크류(86)에 의해, 이들은 이로부터 더 많거나 더 적은 거리로 이격된다. 너트(88)는 스프링 플레이트(74, 78)에 대한 정지부로서 조절 스크류(86)에 제공된다. 스프링 플레이트(76, 80)의 경우, 스크류 헤드 자체가 정지부로서 역할한다.

조절 스크류(86)에 의한 조절은 출력 샤프트(34)가 항상 이의 최대 이동이 정확하게 단부에서 각각의 단부 위치에 있지 않을 수 있기 때문에 중요하고; 그렇지 않으면 공차 또는 외부 영향으로 인해 약간의 간격이 발생할 수 있다. 오히려, 출력 샤프트(34)는 이론적으로 각각의 단부 위치를 몇 도만큼 오버런할 수 있을 필요가 있을 수 있으므로, 예를 들어 낮은 사전-인장을 갖는 밸브 플랩이 밸브 시트에 대해 단단히 놓인다. 이들 각각의 단부 위치는 상이할 수 있다. 예를 들어, 볼 밸브는 플랩까지 과도하게 회전될 필요가 없다.

도 5는 제2 기어 휠(36) 및 기어 휠(36)과 관련하여 축방향으로 자연스럽게 오프셋(offset)되는 피팅 스프링 홈(54)을 도시하고, 제2 출력 샤프트(38)의 위치를 명확하게 하기 위해서만 도시된다.

한편으로 서로에 대해 핀(46, 48, 50)의 위치가 중요하고 각각의 경우에 두개의 기어 휠(32, 36)이 360° 이상으로 전체 원주를 중심으로 연장되는 기어 톱니와 같은 외부 원주의 180° 이상으로 기어 톱니를 갖는다는 사실이다.

기어 휠(36)의 핀(46, 48)은 중심 축으로부터 더 큰 각도(α)로 이격되며, 이는 너무 커서 원주를 중심으로 서로 대면하는 핀(48 또는 46)의 정지 표면(90, 92)이 적어도 220°의 거리로 이격된다. 이러한 각도는 각도(β)이다. 도 5에서 알 수 있는 바와 같이, 이동된 부품에 의한 제한없이 핀(46, 48)에 대해 중심 축을 중심으로 최대 회전이 가능하면; 핀(50)은 따라서 핀(46, 48)에 대해 180°보다 큰 각도 범위 내에서, 이러한 경우에 시계 방향으로, 그리고 도 5를 참조하여 반시계 방향으로 이동할 수 있다.

도 5에 파선으로 표시된 핀(48)의 위치에서, 제2 출력 샤프트(38)는 파선으로 나타내지 않은 위치에 대해 시계 방향으로 90° 또는 90°보다 약간 더 회전된다. 이러한 위치에서, 에너지 저장 장치(16)는 거의 비어 있고 이제 제1 출력 샤프트(34)에 적용될 수 있는 낮은 토크만을 갖는다.

액추에이터의 기능 원리는 파선으로 표시된 이러한 시작 위치에서 시작하여 다음과 같이 설명된다.

제1 상태에서, 드라이브(18)는 맞물리며, 동시에 이전에 폐쇄된 이의 유지 장치(82)와 유지 장치(182)가 개방되어, 드라이브(18)의 후속 작동 시 완전한 제2 드라이브 트레인(26)이 활성화된다. 제2 출력 샤프트(38)는 파선으로 표시된 제1 단부 위치(도 5에서 파선으로 표시된 핀(48)을 참조)로부터 도 5에서 화살표에 따른 대향하는 제2 단부 위치로 반시계 방향으로 이동되며, 구동된 핀(50)은 반시계 반향으로 핀(48)을 동반한다. 이는 기어 휠(32)이 기어 휠(36) 및 이와 함께 출력 샤프트(38)를 따라 운반한다는 것을 의미한다. 따라서, 기어 휠(62) 및 기어 랙(64)도 반시계 방향으로 이동되어, 압축 스프링이 인장된다. 그런 다음, 유지 장치(182)가 제2 드라이브 트레인(26) 및 이에 따른 제2 출력 샤프트(38)를 차단하기 위해 작동된다. 따라서 핀(46, 48)은 도 5에 도시된 위치에 유지된다.

이들 이동 동안, 제1 드라이브(18)는 수동 상태를 유지할 수 있고, 이의 유지 장치(82)는 폐쇄된 상태로 유지된다.

유지 장치(82)가 이전과 같이 활성화되는 후속 제2 상태에서, 제1 드라이브(18)는 이와 함께 제1 드라이브 트레인(24)이 활성화된다. 따라서 기어 휠(32)이 구동되어, 제1 출력 샤프트(34)가 도 6에 표시된 제1 단부 위치와 제2 단부 위치 사이에서 이동될 수 있다. 결과적으로, 하나 이상의 밸브 또는 플랩, 예를 들어 터널에서의 환기 플랩이 개방되고 폐쇄된다. 제1 단부 위치는 도 5에 도시된 위치일 수 있거나 시계 방향으로 더 멀리, 예를 들어 3시 또는 약 4시에 놓일 수 있다. 이러한 제2 상태에서, 커플링(30)이 해제되는데, 즉 기어 휠(36)의 이동이 없고 따라서 출력 샤프트(38)의 이동도 제2 드라이브 트레인에서 발생하지 않는다. 드라이브 트레인(24, 26)은 결과적으로 서로 분리된다.

제3 상태에서, 드라이브(18, 118)가 예를 들어 정전이나 결함으로 인해 고장 나면, 부품(12)의 미리 정의된 위치가 보장되어야 한다. 이러한 경우 유지 장치(82, 182)는 자동으로 해제되는데, 이러한 경우 예를 들어 스프링 장착 자석에 더 이상 전력이 공급되지 않아, 스프링이 해당 부품을 할당된 드라이브 트레인(24, 26)에서의 맞물림에서 제거 및 해제하기 때문이다. 그런 다음 에너지는 에너지 저장 장치(16)에서 갑자기 방출된다. 즉, 예를 들어 도 6에 도시된 바와 같이, 부품(12)이 폐쇄 상태에 있고 핀(50)이 이의 제2 단부 위치 사이에 위치되며 이에 따라 핀(48)에 대해 놓이고, 기어 휠(36)이 시계 방향으로 회전하며, 그 결과 핀(48)이 핀(50) 및 이에 따라 제1 출력 샤프트(34)를 동반하고 부품(12)을 이의 제1 단부 위치로 이동시킨다.

에너지 저장 장치(16)의 로딩 또는 보다 일반적으로 제1 상태에서 에너지 저장 장치(16)로의 에너지 도입은 위에서 설명한 것과 달리 달성될 수도 있다. 이를 위해 드라이브(18, 118)는 단순히 다르게 작동된다.

예를 들어, 제1 상태에서 두개의 드라이브(18, 118)가 작동되어, 두개의 드라이브 트레인(24, 26)이 활성화되며 두개의 출력 샤프트(34, 38)가 서로 별도로 회전하도록 설정된다. 이에 의해 두개의 유지 장치(82, 182)는 자연스럽게 개방된다. 따라서 핀(50)은 도 5를 참조하여 위에서 설명한 바와 같이, 핀(48)을 가지고 운반할 필요가 없다. 따라서 핀(48, 50)은 회전 각도에 의해 제1 상태에서 서로 이격될 수 있지만, 그럼에도 불구하고 핀(48)은 도 6에 도시된 위치로 이동함과 동시에 에너지가 에너지 저장 장치(16)로 전달된다.

추가 옵션에 따르면, 제1 상태에서 제2 드라이브 트레인(26)만이 작동되고, 즉 드라이브(118)는 도 5 및 6에 도시된 바와 같이 제2 출력 샤프트(38)를 반시계 방향으로 이동시켜, 에너지를 에너지 저장 장치(16)로 도입한다. 이러한 상태에서 핀(50)의 위치는 변경되지 않는다.

에너지 저장 장치(16)의 회전 방향이 변경되어야 하는 경우, 예를 들어 정전의 경우 부품(16)이 더 이상 개방 위치가 아니라 폐쇄 위치에 있어야 하기 때문에, 에너지 저장 장치(16)는 완전히 또는 거의 완전히 방전된 후 당겨진 다음 반전되고 커플링 포인트(60)의 중심 축을 중심으로 180°로 회전된 후, 제2 출력 샤프트(38)에 다시 연결된다.

그러나, 반전된 에너지 저장 장치(16)를 피팅하기 전에, 제2 기어 휠(36)은 반시계 방향으로 180°로 회전된다. 그런 다음 핀(46)은 핀(50)에 대해 놓인다. 제2 기어 휠(36)의 180°로의 이러한 회전은 도 7에서의 피팅 스프링 홈(54)의 위치에서 볼 수 있다.

에너지 저장 장치(16)를 재충전하기 위해, 기어 휠(36)은 시계 방향으로 이동되어야 하는데, 그 이유는 에너지 저장 장치(16)가 이제 반시계 방향으로 작용하기 때문이다. 시계 방향으로의 이러한 이동은 기어 휠(36)을 단독으로 회전시키거나, 기어 휠(32, 36)을 동시에 회전시키거나, 기어 휠(32)을 회전시키고 수동적으로 핀(46, 50) 사이의 접촉에 의해 기어 휠(36)을 동반함으로써 위에서 설명된 세가지 서로 다른 방식으로 다시 수행될 수 있다.

에너지 저장 장치(16)의 인장된 상태가 도 8에 도시된다. 에너지 저장 장치(16)로 에너지를 도입하고 유지 장치(182)를 활성화한 후, 커플링(28)의 작동을 통해 부품(12)이 다시 한번 이의 두개의 단부 위치 사이로 이동될 수 있고, 이러한 이동은 도 8의 위치와 비교하여 핀(50)의 변경된 위치를 통해 도 9에서 나타낸다.

단부 위치 중 하나는 이에 따라 에너지 저장 장치(16)의 작동 방향에 따라, 핀(50)이 두개의 핀(46, 48) 중 하나와 접촉하도록 구성될 수 있다.

당연히, 다른 에너지 저장 부품, 예를 들어 다른 스프링 또는 유압 또는 공압 에너지 저장 장치가 압축 스프링 대신 제공될 수 있다.

제2 출력 샤프트(38)에 대한 제1 출력 샤프트(34)의 이론적인 최대 회전 이동성(moveability)은 또한 예를 들어 정지 표면(90)이 핀(50)의 정지 표면(94)과 접촉하는 경우, 적어도 180°의 거리가 핀(50)의 대향하는 정지 표면(96)과 정지 표면(92) 사이에 존재하는 것으로 설명될 수 있다. 설명된 바와 같이, 당연히 이러한 이동성은 액추에이터가 부품(12)에 의해 영향을 받지 않는 경우, 즉 부품(12)이 이러한 최대 회전 이동성을 제한하는 임의의 정지부를 갖지 않는 경우 이론적인 이동성이다.

당연히, 핀(46, 48, 50)은 또한 다른 돌출부에 의해 형성될 수 있거나 출력 샤프트(34, 38)에 직접 제공될 수도 있다. 또한, 기어 휠(32, 36)은 또한 이들의 출력 샤프트로 일체로 전환될 수 있다.

드라이브(18, 118)의 전기 모터는 정상 작동 시 부품(12)의 이동 동안 그리고 활성화된 에너지 저장 장치와 함께 발전기로서 작용할 수 있다.

특히 정상 작동에서, 제어는 부품(12)의 이동에 걸리는 복귀 시간(return time)을 조절하는데 사용될 수 있다.

Claims (19)

1. 두개의 단부 위치 사이에서 부품(12)을 이동시키기 위한 페일-세이프 액추에이터(10)로서,
   제1 드라이브(18),
   상기 부품(12)의 방향으로 액추에이터의 이동을 외부로 전달하는 제1 출력 샤프트(34)를 갖는 제1 드라이브(18)에 의해 움직이도록 설정될 수 있는 제1 드라이브 트레인(24),
   제2 드라이브(118),
   상기 제1 출력 샤프트(34)와 동축으로 운행되는 제2 출력 샤프트(38)를 갖는 상기 제2 드라이브(118)에 의해 움직이도록 설정될 수 있는 제2 드라이브 트레인(26),
   - 상기 제1 및/또는 제2 드라이브(18, 118)는 상기 제1 및/또는 제2 출력 샤프트(34, 38)를 움직이도록 설정하기 위해 선택적으로 활성화될 수 있음 -,
   상기 제2 드라이브 트레인(26)과 결합되는 에너지 저장 장치(16),
   상기 에너지 저장 장치(16)에 저장된 에너지가 선택적으로 상기 에너지 저장 장치(16)에 남아 있거나 상기 제2 드라이브 트레인(26)으로 방출되는 것을 보장하는 적어도 하나의 외부 작동 가능한 유지 장치(182),
   상기 에너지 저장 장치(16)가 방출되지 않고 상기 드라이브가 상기 단부 위치 사이에서 상기 제1 출력 샤프트(34)를 이동시키는 경우 상기 단부 위치 사이의 거리와 관련된 적어도 하나의 회전 각도로 상기 제2 출력 샤프트(38)에 대해 상기 제1 출력 샤프트(34)의 회전을 허용하고
   방출된 상기 에너지 저장 장치(16)와 상기 두개의 단부 위치 중 제1 위치에서 고장난 드라이드(18)를 갖는 상기 제2 출력 샤프트(38)에 의한 상기 제1 출력 샤프트(34)의 회전 엔트레인먼트를 제공하도록 구성되는, 상기 제2 출력 샤프트(38)와 상기 제1 출력 샤프트(34) 사이의 기계적 회전 엔트레인먼트 장치(40)를 포함하는 페일-세이프 액추에이터(10).
2. 제1항에 있어서, 두개의 드라이브(18, 118), 상기 회전 엔트레인먼트 장치(40) 및 상기 적어도 하나의 유지 장치(182)는, 제1 상태에서 상기 제2 드라이브(118)가 상기 제2 출력 샤프트(38)를 상기 두개의 단부 위치 중 제2 위치의 방향으로 이동시키고 이에 의해 에너지가 상기 에너지 저장 장치(16)로 도입되고, 특히 상기 제1 출력 샤프트(34)는 이에 의해 이동되지 않으며,
   후속하는 제2 상태에서, 상기 적어도 하나의 유지 장치(182)는 에너지를 상기 에너지 저장 장치(16)에서 유지하고 상기 제1 드라이브(18)는 상기 부품(12)을 이의 단부 위치 사이에서 이동할 수 있으며,
   상기 두개의 드라이브(18, 118)가 모두 고장인 후속하는 제3 상태에서, 상기 유지 장치(182)는 상기 에너지 저장 장치(16)에서 에너지를 방출하고 결과적으로 상기 제2 출력 샤프트(38)는 상기 제1 단부 위치의 회전으로 이동되고 상기 제1 위치의 방향으로 상기 제1 출력 샤프트(34)의 회전 엔트레인먼트가 가능하게 하도록 조정된 방식으로 구성되고 제어 가능한 것을 특징으로 하는 페일-세이프 액추에이터(1).
3. 제2항에 있어서, 상기 제1 상태에서, 두개의 드라이브(18, 118)는 구동하고 두개의 출력 샤프트(34, 38)는 상기 두개의 단부 위치의 제2 위치의 방향으로 이동하고 에너지는 이에 따라 상기 에너지 저장 장치(16)로 도입되거나, 또는 제1 상태에서 상기 제1 드라이브(18)에 의해 상기 두개의 단부 위치 중 제2 위치의 방향으로 구동되는 상기 제1 출력 샤프트(34)에서, 상기 제2 드라이브(118)가 비활성화되고 방전된 에너지 저장 장치(16) 및 이용 가능한 유지 장치(182)를 가지며, 상기 제1 출력 샤프트(34)는 상기 제2 출력 샤프트(38)를 이와 함께 운반하는 것을 특징으로 하는 페일-세이프 액추에이터(10).
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유지 장치(182)는 상기 제2 출력 샤프트(38)를 상기 제2 상태로 유지하여 상기 에너지 저장 장치(16)를 에너지가 상기 에너지 저장 장치(16)에 남아 있는 상태로 유지시키는 것을 특징으로 하는 페일-세이프 액추에이터(10).
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 드라이브 트레인은 이의 자체 유지 장치(82, 182)에 할당되고, 상기 제1 드라이브 트레인의 유지 장치는 상기 부품(12)이 제 위치에서 유지될 수 있는 경우 활성화되는 것을 특징으로 하는 페일-세이프 액추에이터(10).
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에너지 저장 장치(16)는 상기 제2 출력 샤프트와 직접 또는 간접적으로 결합되고 비파괴 방식으로 그로부터 분리될 수 있는 것을 특징으로 하는 페일-세이프 액추에이터(10).
7. 제6항에 있어서, 상기 회전 엔트레인먼트 장치(40)는 상기 제2 출력 샤프트(38)가 반대 회전 방향으로 상기 제1 출력 샤프트(34)를 동반할 수 있도록 구성되고, 회전 방향은 상기 에너지 저장 장치(16)의 회전 방향 효과에 좌우되는 것을 특징으로 하는 페일-세이프 액추에이터(10).
8. 제7항에 있어서, 상기 에너지 저장 장치(16)는 두개의 상이한 위치에서 상기 제2 출력 샤프트(38)에 결합될 수 있고, 제1 위치에서 상기 제1 출력 샤프트(34)가일 단부 위치로 가압될 수 있으며 제2 위치에서 대향하는 단부 위치로 가압될 수 있는 것을 특징으로 하는 페일-세이프 액추에이터(10).
9. 제8항에 있어서, 상기 제 1 위치는 상기 에너지 저장 장치(16)가 180°로 반전되어 상기 제2 출력 샤프트(38)에 후면에서 결합된다는 점에서 상기 제2 위치와 상이한 것을 특징으로 하는 페일-세이프 액추에이터(10).
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 출력 샤프트(34, 38)는 서로 접촉하게 되는 정지 표면(90, 92, 94, 96)에 의해 회전 방향으로 결합 가능한 것을 특징으로 하는 페일-세이프 액추에이터(10).
11. 제10항에 있어서, 상기 정지 표면(90, 92, 94, 96)은 상기 기어 휠(32, 36) 또는 상기 출력 샤프트(34, 38)의 대향 단부면(42, 44)에 형성되는 것을 특징으로 하는 페일-세이프 액추에이터(10).
12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 제1 및 제2 드라이브 트레인(24, 26) 모두의 정지 표면(90, 94; 92, 96)이 서로 접촉하는 경우, 서로 접촉하지 않는 정지 표면은 적어도 180°로 서로 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 페일-세이프 액추에이터(10).
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에너지 저장 장치(16)는 적어도 하나의 탄성 스프링 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 페일-세이프 액추에이터(10).
14. 제13항에 있어서, 상기 제2 출력 샤프트를 중심으로 대칭적으로 배치되는 복수의 스프링 요소, 특히 압축 스프링(66, 68, 70, 72)이 제공되는 것을 특징으로 하는 페일-세이프 액추에이터(10).
15. 제14항에 있어서, 상기 압축 스프링(66, 68, 70, 72)은 동일한 랙(64)에 의해 쌍으로 상기 제2 출력 샤프트(38)에 기계적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 페일-세이프 액추에이터(10).
16. 제15항에 있어서, 상기 제2 출력 샤프트(38)는 상기 랙(64)에서 기어 톱니와 차례로 맞물리는 기어 휠(62)을 통해 상기 에너지 저장 장치(16)와 연결되는 것을 특징으로 하는 페일-세이프 액추에이터(10).
17. 제13항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에너지 저장 장치(16)는 복수의 스프링 요소가 수용되고 대향하는 면으로부터 접근 가능한 상기 제2 출력 샤프트(38)를 갖는 커플링 포인트(60)를 갖는 별도의 외부적으로 폐쇄된 어셈블리 유닛으로 설계되는 것을 특징으로 하는 페일-세이프 액추에이터(10).
18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 두개의 드라이브(18, 118)는 상기 드라이브 트레인(24, 26) 중 적어도 하나의 이동을 제동하기 위해, 특히 일 단부 위치에 도달하기 전에 댐핑을 달성하기 위해 발전기로서 작동될 수 있는 것을 특징으로 하는 페일-세이프 액추에이터(10).
19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 따른 액추에이터(10) 및 액추에이터에 의해 이동되는 특히 밸브 플랩 또는 환기 플랩인 부품(12)을 갖는 어셈블리 유닛.
    

Images