NO327239B1 - Aktiveringsanordning, spesielt for anvendelse i en trotlingsanordning - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en aktiveringsanodning, spesielt for anvendelse i en trotlingsanordning, som omfatter en dreiespindel som er roterbart montert i anordningshuset, idet dreiespindelen er funksjonelt koplet via en transmisjonsanordning med en drivanordning for å bevege et aktuatorelement som er koplet til dreiespindelen.

I praksis er slike aktiveringsanordninger for eksempel kjent innenfor maritim eller landbasert olje- eller gassproduksjon. Aktiveringsanordningen er enten manuelt eller hydraulisk betjent. Aktiveringsanordningen varierer passasjen gjennom en trotling for å redusere trykket i, for eksempel, olje som blir transportert fra en kilde for råolje. Oljen forlater kilden under et trykk på flere hundre bar, og den tilhørende trotlingsanordningen reduserer dette trykket til under 100 bar.

I en aktiveringsanordning som er kjent fra praksis kan en dreiespindel som er roterbart montert i anordningshuset beveges i aksiell retning ved hjelp av et håndhjul. Dreiespindelen er forbundet med et aktuatorelement som på-virker trotlingen i trotlingsanordningen. Normalt er det tilveiebrakt en transmisjonsanordning mellom håndhjulet og dreiespindelen.

Videre er det kjent fra praksis en aktiveringsanordning der dreiespindelen blir regulert av en hydraulisk drevet drivanordning, idet - i dette tilfellet - dreiespindelen også kan være konstruert som en del av en stempel/sylinderenhet i hvilken et stempel kan beveges inne i et sylinderhus av assosiert hydraulikk-trykk.

Med henblikk på slike anordninger forstår en at disse kan være lokalisert på fjerntliggende og/eller vanskelig tilgjengelige steder, for eksempel under vann. En manuell betjening involverer derfor betydelige anstrengelser, er kostbar og er farlig for operatøren. Videre er den manuelle reguleringen av aktiveringsanordningen vanskelig å sjekke, og uten tilstrekkelig presisjon. En hydraulisk betjent aktiveringsanordning krever flere hydraulikkledninger, tilhørende koplinger, tetningselementer, pumper og liknende for å danne hele hydraulikksystemet. Det assosierte arbeidet øker for hver ytterligere aktiveringsanordning som likeså styres og aktiveres via hydraulikksystemet. Det assosierte arbeidet øker ytterligere dersom aktiveringsanordningen befinner seg på steder som er eksponert for høye trykk, så som under vann. Slike hydraulisk styrte og aktiverte aktiveringsanordninger må dessuten ofte sjekkes for lekkasjer og liknende, innenfor omfanget av hvilken sjekk hele hydraulikksystemet inklusive alle forsynings- og utløpsrør, koplinger, pumper og liknende blir undersøkt for lekkasjer.

En annen ulempe med slike hydrauliske aktiveringsanordninger ligger i det at anstrengelsene og utgiftene for eksakt styring av aktiveringsanordningen er veldig høye.

Vedrørende de manuelt så vel som de hydraulisk betjente aktive ri ngs-anordningene skal det endelig bemerkes at disse må være tilveiebrakt med spesialanpassede sikringsmekanismer, for eksempel for å unngå - i forbindelse med trotlingsanordningen - utilsiktet åpning av trotlen og, blant annet, et trykk-fall i hydraulikksystemet. Ellers vil hele produksjonssystemet kunne få betydelige skader dersom oljen, som er under høyt trykk, strømmer ut uten at den blir strupet.

Oppfinnelsen er derfor basert på det mål å forbedre en aktiveringsanordning av den ovennevnte typen slik at denne har en sikker og enkel konstruksjon, og at den kan fjernstyres på en enkel måte uten omfattende vedlikeholdsarbeid og uten tap av funksjonalitet for aktiveringsanordningen og til en redusert kostnad.

I sammenheng med særtrekkene i innledningen til krav 1, oppnås dette målet ved at drivanordningen omfatter minst to individuelt eller synkront aktiverbare elektriske motorer og at transmisjonsanordningen omfatter minst én selvlåsende transmisjonsenhet, idet nevnte transmisjonsenhet er funksjonelt koplet til de to motorene for å rotere dreiespindelen.

Som følge av den elektriske konstruksjonen av drivanordningen kan tilhørende hydraulikk-mekanismer så som hydraulikkledninger, pumper og liknende utelates. Aktiveringsanordningen, spesielt de elektriske motorene, strømforsynes og styres via en elektrisk kabel. Dersom den elektriske kabelen er tilsvarende konstruert, er den følsom for trykk og temperatur. Manuell aktivering av aktiveringsanordningen eller hyppig vedlikehold utført av vedlikeholds-personell er ikke lenger nødvendig.

Aktiveringsanordningen kan styres og overvåkes fra en stasjon som befinner seg langt vekk, slik at tilhørende styringsmekanismer nær aktiverings anordningen, så som på en boreplattform eller liknende, ikke er nødvendig. I stedet kan de tilhørende mekanismene befinne seg på fastlandet og langt vekk fra aktiveringsanordningen.

Drivanordningen for aktiveringsanordningen ifølge oppfinnelsen er konstruert på en slik måte at de elektriske motorene kan opereres alternativt, hvilket tilveiebringer en redundant innretning av drivanordningene. Dersom en elektrisk motor svikter eller ikke fungerer tilfredsstillende, kan den bli erstattet med den andre.

Ifølge en på annen måte fungerende type drivanordning kan også begge de elektriske motorene bli operert samtidig, i hvilket tilfelle de blir synkronisert i sin drivende aktivitet med hensyn til dreiespindelen. Det kan således overføres høyere dreiemomenter av dreiespindelen.

Separate sikringsanordninger for å hindre utilsiktet bevegelse spesielt av aktuatorelementet eller henholdsvis av dreiespindelen, og dermed en utilsiktet forstyrrelse av trotlingsanordningen er - ifølge oppfinnelsen - ikke lenger nød-vendig eller mulig som følge av at det anvendes en selvlåsende transmisjonsenhet. Den selvlåsende tilstanden til transmisjonsenheten medfører at denne ikke kan beveges selv av eventuelle store drivende dreiemomenter og at det drivende dreiemomentet tas opp internt av proporsjonale friksjonskrefter. Den selvlåsende tilstanden kan bli frigjort gjennom å aktivere drivanordningen i det at nevnte drivanordning overfører et frikoplingsmoment til transmisjonsenheten. Med henblikk på trotlingsanordningen, er normalt selvlåsing i åpningsretningen for trotlingsanordningen tilstrekkelig. Det er imidlertid også mulig å konstruere transmisjonsanordningen for å være selvlåsende i begge bevegelsesretninger.

For å muliggjøre en enklere overvåkning spesielt av hastigheten til og dreiemomentet som tilveiebringes av de elektriske motorene, og for å tilveiebringe meget pålitelige og effektive motorer, kan de elektriske motorene være konstruert som servomotorer, spesielt likestrøm-servomotorer. Nevnte servomotorer omfatter normalt ikke en børste.

For å muliggjøre separat, eller også synkron operasjon av de elektriske motorene, og for å videreføre redundansen til drivanordningen mot utsiden, kan hver elektriske motor være elektrisk koplet til en separat styringsanordning. Som nevnt ovenfor kan nevnte styringsanordning befinne seg langt vekk fra aktiveringsanordningen.

For å oppnå redundans også for anordningshuset og for de tilhørende kommunikasjonsledningene, kan det være tilveiebrakt en elektrisk kopling for hver elektriske motor i anordningshuset.

En selvlåsende transmisjonsenhet kan være konstruert på forskjellige måter. Kjente er, for eksempel, selvlåsende planetdrev, sperreverk eller liknende. En enkelt strukturert selvlåsende transmisjonsenhet kan sees i et snekkeutvekslingspar som omfatter i hvert fall en snekke og et snekkedrev, der snekkedrevet er assosiert med dreiespindelen og snekken er assosiert med de elektriske motorene.

For på en enkel måte å funksjonelt kople snekken med de elektriske motorene, kan snekken være innrettet på en snekkeaksel som er funksjonelt koplet til begge de elektriske motorene.

I denne forbindelse kan det betraktes som en spesiell fordel dersom, for eksempel, de elektriske motorene hver er funksjonelt koplet til motsatte ender av snekkeakselen. Det er også mulig at begge de elektriske motorene er tilveiebrakt på samme side av snekkeakselen og, i aksiell retning langs denne, den ene etter den andre.

En enkel drivkopling ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen kan oppnås ved at hver elektriske motor blir forbundet via sin motoraksel med den respektive akselenden på en måte som er fastholdt mot rotasjon.

Alternativt er det også mulig at hver akselende kan være montert i én av de elektriske motorene som motoraksel på en måte som er fastholdt mot rotasjon.

For montering av snekkeakselen på en vedlikeholdsfri måte, kan hver akselende være roterbart montert ved hjelp av kulelagre og/eller rullelagere i anordningshuset.

Snekken og snekkedrevet muliggjør dessuten en enkel utveksling og overføring av et høyt dreiemoment. For å oppnå en enda høyere utveksling på en mer pålitelig måte, høy lastkapasitet og lang levetid kan transmisjonsenheten videre være tilveiebrakt med en kuleskrue som dannes av minst én kulemutter og dreiespindelen som roterende kuleskrue.

For å tilveiebringe en enda bedre overføring av lasten av en slik gjenge, kan transmisjonsenheten omfatte en rullegjenge-drivaksel som dannes av minst én rullemutter og dreiespindelen som roterende kuleskrue.

For å kunne utelate et roterende rulleelement i rullegjengen, kan rullegjengen være en planet-rullegjenge.

For på en enkel måte å kunne huse gjengemutteren, enten kulemutteren eller valsemutteren, i anordningshuset, kan samme være innrettet i et lagerskall som er montert i anordningshuset på en roterbar, men aksielt ubevegelig måte. Gjengemutteren kan holdes på plass i nevnte lagerskall i et positivt, ikke-positivt eller friksjonsskapt inngrep.

For å kunne overføre drivkraften til gjengemutteren fra snekkeutvekslingsparet på en enkel måte, kan det være tilveiebrakt en endefortanning ved i hvert fall én ende av gjengemutteren, som bringes i inngrep med en fortanning på snekkedrevet.

For å anvende så få komponenter som mulig i denne koplingen, og for å redusere kostnadene, kan endefortanningen dannes av snekkedrevet, hvorved dette kan være direkte tilveiebrakt på gjengemutteren.

For å forenkle produksjonen i denne forbindelse, kan snekkedrevet imidlertid også dannes separat og løsbart, spesielt på gjengemutteren.

En kan tenke seg forskjellige utførelsesformer av snekkedrevet og snekken. Snekkedrevet kan for eksempel være et kuleformet snekkehjul som omfatter en hovedsaklig konkavt krummet fortanning på sin utvendige side. En kan likeledes tenke seg et sylindrisk fortannet hjul som snekkedrev.

Likeledes kan snekken være tilveiebrakt som en sylindrisk snekke eller som en transportskrue. For å kunne innrette gjengemutteren, og tilsvarende lagerskallet, i anordningshuset på en slik måte at det er sikret mot laster, kan lagerskallet monteres i anordningshuset ved hjelp av minst ett aksiallager.

For å kunne aktivere aktiveringsanordningen ifølge oppfinnelsen også

uten strømforsyning, dersom denne svikter, i hvert fall i et nødstilfelle, kan minst én elektrisk motor være assosiert med en manuelt betjent aktiveringsanordning. Nevnte aktiveringsanordning virker på den elektriske motoren på en slik måte at dennes motoraksel kan dreies i ønsket retning.

En utførelsesform av en slik nød-aktiveringsanordning kan omfatte en tapp (eng. pintail) som er fjærbelastet i retning av klarstillingen, og som kan være koplet til motorakselen i den enden som vender mot den elektriske motoren på en måte som er fastholdt mot rotasjon. I klarstillingen er ikke tappen i inngrep med motorakselen, og kun ved manuelt å aktivere og presse tappen mot fjærkraften blir denne brakt mot motorakselen med sin ende og koplet til motorakselen på en måte som er fastholdt mot rotasjon. Den rotasjons-fastholdte forbindelsen kan for eksempel tilveiebringes ved at den enden av motorakselen som vender mot tappen har et tverrsnitt som kan gripes av nevnte motstående ende av tappen på en positiv måte.

For at en skal kunne aktivere nød-aktiveringsanordningen direkte manuelt, kan tappen være ført gjennom en boring i en utvendig vegg av anordningshuset mot utsiden på en forseglende måte, der det er tilveiebrakt en aktuatorende. Dette kan være et håndhjul eller liknende.

For at det skal kunne beskytte drivanordningen og transmisjonsanordningen i anordningshuset mot høyt trykk og andre ugunstige miljøpåvirkninger, kan anordningshuset omfatte et senterlegeme av metall, spesielt aluminium eller en aluminiumslegering, i senterboringen i hvilken gjengemutteren er montert og langs hvilken dreiespindelen forløper. Senterlegemet kan ha tilstrekkelig tykke vegger til å stå imot høye trykk.

For å kunne huse også hovedandelen av de to elektriske motorene i senterlegemet kan senterlegemet omfatte to motoråpninger som er åpne mot utsiden i radiell retning, i hver av hvilke en elektrisk motor er løsbart festet, idet en forbindelsesåpning for å huse snekkeakselen og snekken forløper mellom motoråpningene og hovedsaklig tangentielt med senterboringen. Forbindelsesåpningen kan dannes ved at den sentrerte åpningen er utvidet i andelen ved motoråpningene for å huse snekkeakselen og snekken. I dette tilfellet danner hovedsaklig forbindelsesåpningen en del av den sentrerte åpningen.

For på en enkel måte kunne montere de tilhørende anordningene og spesielt transmisjonsanordningen i senterlegemet, kan senterlegemet være lukkbart med en endeplate i én ende på en løsbar måte.

En enkel utførelsesform av et senterlegeme kan sees i at dette har en hovedsaklig sylindrisk form. For å kunne beskytte dette, og muligens ytterligere anordninger som er tilveiebrakt på endeplaten, mot ytre påvirkninger, kan senterlegemet være innrettet med sin endeplate i et hus-skall som er løsbart lukkbart i én ende av en dekselplate.

For å kunne, om nødvendig, transportere aktiveringsanordningen med eller uten trotlingsanordningen, kan det forløpe ut en løftetapp fra en utvendig side av dekselplaten. Denne løftetappen kan gripes av et tilhørende gripe-verktøy på en kran, et undervannsfartøy eller liknende, slik at aktiveringsanordningen kan bli transportert.

For på en enkel måte å kunne bestemme rotasjonsposisjonen til dreiespindelen i forhold til gjengemutteren fra en fjernlokasjon, kan en posisjoneringssensor være tilveiebrakt hovedsaklig sentrert i endeplaten og allokert til én ende av dreiespindelen. Nevnte sensor, spesielt en lineær posisjoneringssensor, kan måle avstanden mellom sensoren og enden av dreiespindelen, og rapportere denne via for dette tilveiebrakte elektriske ledninger.

Dersom aktiveringsanordningen ifølge oppfinnelsen blir tilveiebrakt for en trotlingsanordning, kan det betraktes som fordelaktig at senterlegemet og/eller hus-skallet er løsbart festbare på et trotlingshus av trotlingsanordningen, idet de kan være fiksert på trotlingshuset fra utsiden ved hjelp av sine tilfestingsender uforseglet av endeplaten eller dekselplaten.

For å feste senterlegemet og/eller hus-skallet på trotlingshuset, kan det for eksempel anvendes skruer som skrus direkte inn i trotlingshuset eller senterlegemet eller, henholdsvis, hus-skallet. Det er likeledes mulig at hus-skallet kan omfatte en skulder i sin tilfestingsende som vender radielt utover og som kan gripes bakfra av en skulder som forløper radielt innover fra en festering. I dette tilfellet er festeringen skrudd direkte på trotlingshuset.

For å kunne anvende aktuatorelementet i aktiveringsanordningen ifølge oppfinnelsen hovedsaklig direkte i forbindelse med trotlingsanordningen, kan aktuatorelementet stikke frem over den åpne tilfestingsenden av senterlegemet, og kan skyves forover langs en strupingselement-boring i trotlingshuset rett inn i et trotlingsrom, idet trotlingsrommet forbinder et fluidinnløp og et fluidutløp i trotlingshuset. Utvidelser for aktuatorelementet i trotlingshuset er således ikke nødvendig.

Det betraktes dessuten som en fordel dersom et strupingselement for å variere fluidgjennomstrømningen i trotlingsrommet er tilveiebrakt hovedsaklig på den frie enden av aktuatorelementet. I dette tilfellet omfatter aktiveringsanordningen ifølge oppfinnelsen strupingselementet direkte, og danner mer eller mindre en strupingselement-reguleringsanordning som varierer fluid-gjennomstrømningen mellom fluidinnløpet og fluidutløpet i trotlingsrommet i respons til reguleringen av strupingselementet, dvs. i respons til rotasjon av dreiespindelen.

Forskjellige utførelseseksempler kan tenkes for et slikt strupingselement.

For eksempel kan det være tilveiebrakt en perforert gjennomstrømnings-muffe eller reguleringsmuffe i trotlingsrommet, på hvilken det kan sleide en strupingsmuffe som strupingselement. I respons til hvor langt den er sleidet over gjennomstrømningsmuffen, dekker strupingsmuffen hullene i denne slik at mer eller mindre fluid strømmer fra fluidinnløpet via gjennomstrømningsmuffen til fluidutløpet. Dersom strupingsmuffen er sleidet så langt som mulig over gjennomstrømningsmuffen, er fluidinnløpet normalt fullstendig avstengt i retning av fluidutløpet.

Perforeringene i gjennomstrømningsmuffen kan realiseres i form av radielle åpninger tilveiebrakt i dennes bekledning i forskjellige størrelser og forskjellige mønstre.

Ifølge et andre utførelseseksempel av strupingselementet kan dette være tilveiebrakt i form av en sperreplugg som variabelt tetter en gjennomstrøm-ningsboring i fluidinnløpet som forløper inn i trotlingsrommet. I respons til dreiespindelens rotasjonsstilling kan sperrepluggen dermed være mer eller mindre forskjøvet av aktuatorelementet i retning av fluidutløpet, og tilsvarende mer eller mindre dekke gjennomstrømningsboringen i fluidinnløpet.

En enkel allokering av aktuatorelementet og dreiespindelen kan sees i det at begge er innrettet koaksielt og er løsbart forbundet til hverandre i sine motstående ender. Denne løsbare forbindelsen muliggjør, etter behov, anvendelse av et lengre eller kortere aktuatorelement, eventuelt med forskjellige strupingselementer, i forbindelse med aktiveringsanordningen.

Det har allerede vært nevnt ovenfor at de elektriske motorene kan aktiveres individuelt eller synkront. Synkroniseringen av motorene kan for eksempel utføres mekanisk. En slik mekanisk synkronisering krever imidlertid eksakt observasjon av prosesstoleranser. En forenklet synkronisering kan oppnås ved at de elektriske motorene blir synkronisert ved hjelp av programvare og via deres styringsanordninger.

For å lette synkroniseringsstyringen i dette henseende, kan én elektrisk motor være koplet som mester og den andre elektriske motoren være tilkoplet som slave. En mester/mester kombinasjon er imidlertid også mulig, eller regulering med kun én motor i nødstilfelle.

For elektrisk å forbinde spesielt de delene som er inneholdt i senterlegemet, kan det være tilveiebrakt elektriske kanaler i endeplaten.

For relativt å kunne anpasse i hvert fall innsiden av hus-skallet til et høyt omgivelsestrykk, kan anordningshuset, eller spesielt rommet mellom senterlegemet og hus-skallet, være fylt med olje og kompensert. Kompenseringen i dette tilfellet vedrører spesielt en ytterligere forsyning eller uttak av olje fra anordningshuset, avhengig av temperaturen.

Fordelaktige utførelsesformer av oppfinnelsen vil i det følgende bli forklart mer i detalj ved hjelp av figurene, der: Figur 1 viser et sidesnitt av en utførelsesform av en aktiveringsanordning ifølge oppfinnelsen omfattende en trotlingsanordning fra den siden med et fluid-innløp; Figur 2 viser et tverrsnitt i lengderetningen langs linjen ll-ll i figur 1; Figur 3 viser et tverrsnitt langs linjen lll-lll i figur 1; Figur 4 viser et sidesnitt tilsvarende figur 1 av en andre utførelsesform av en aktiveringsanordning ifølge oppfinnelsen; og Figur 5 viser et tverrsnitt i lengderetningen langs linjen V-V i figur 4. Figur 1 viser et sidesnitt av en utførelsesform av en aktiveringsanordning 1 ifølge oppfinnelsen med en tilkoplet trotlingsanordning 2 fra den siden med et fluidinnløp 59. Aktiveringsanordningen 1 er løsbart festet til et trotlingshus 51 ved hjelp av en festering 55 og flere bolter 71.

Et tilhørende anordningshus 3 av aktiveringsanordningen 1 er tett og løsbart forseglet av en dekselplate 45 på den siden som vender vekk fra trotlingshuset 51. To elektriske koplinger 13 og 14 er tilveiebrakt i dekselplaten 45, og er forbundet med fjernlokaliserte styremekanismer 11,12 ved hjelp av elektriske forbindelsesledninger.

En løftetapp 48 står ut fra en utvendig side 47 av dekselplaten 45, ved hjelp av hvilken i hvert fall aktiveringsanordningen 1 kan fjernes fra eller bringes til aktiveringsanordningen 2 av et tilhørende løfteverktøy så som en kran, et gripeverktøy eller liknende.

Figur 2 viser et snitt langs linjen ll-ll i figur 1.

Trotlingsanordningen 2 omfatter i sitt trotlingshus 51 minst ett fluidinnløp 59 og ett fluidutløp 60. Om nødvendig kan det også være tilveiebrakt flere fluidutløp.

Et trotlingsrom 58 er tilveiebrakt mellom fluidinnløpet 59 og fluidutløpet 60, i hvilket det er montert en gjennomstrømningsmuffe 63 som omfatter et antall innstrømningsåpninger 85. Motsatt for fluidutløpet 60 forløper det en strupingselement-boring 57 i trotlingshuset 51, i hvilken et strupingselement 62 er montert for bevegelse i aksiell retning.

Figur 2 viser to ekstremstillinger for strupingselementet 62 dannet som strupingsmuffe 64.1 den posisjonen til strupingsmuffen 64 som er vist i den nedre halvdelen av figur 2, er denne trukket vekk fra gjennomstrømningsmuffen 63 så langt det er mulig, slik at alle gjennomstrømningsåpningene 85 er åpne mot trotlingsrommet 58.1 den posisjonen til strupingsmuffen 64 som er vist i den øvre halvdelen av figur 2, er denne sleidet over gjennomstrømningsmuffen 63 så langt som mulig, slik at - i denne stillingen - alle gjennomstrømnings-åpningene 85 er dekket og kommunikasjonen mellom fluidinnnløpet 59 og fluidutløpet 60 er brutt.

Strupingselementet 62 er løsbart festet i den frie enden 61 av et aktuatorelement 6. Aktuatorelementet 6 forløper langs strupingselement-boringen 57 til en dreiespindel 4. De endene 67, 68 av dreiespindelen 4 og aktuatorelementet 6 som vender mot hverandre er løsbart koplet til hverandre ved hjelp av en skrue 79 (se også figur 5). En mellomliggende muffe 86 er tilveiebrakt i den andelen av trotningselementets boring 57 gjennom hvilken aktuatorelementet 6 er gjennomført på en forseglet måte og i hvilken samme er innrettet for bevegelse i aksiell retning. På den siden av den mellomliggende muffen 86 som vender mot trotlingsrommet 58 er samme tilveiebrakt med en mottakeråpning for strupingselementet 62.

Via sitt anordningshus 3 er aktiveringsanordningen 1 løsbart festet til trotlingshuset 51 på siden av eller ved den utover forløpende trotningselement-boringen 57. Anordningshuset 3 dannes av et senterlegeme 37 og et hus-skall 46 som omgir dette. Hus-skallet 46 er essensielt en hul sylinder som er tett forseglet av dekselplaten 45 på én av sine ender 44. Koplingen mellom dekselplaten og hus-skallet oppnås med tilhørende bolter. I sin tilfestingsende 53 som vender mot trotlingshuset 51 omfatter hus-skallet 46 en radielt utover-løpende skulder 54.1 den festestillingen for aktiveringsanordningen 1 vist i figur 2,er nevnte skulder 54 grepet bakfra av en skulder 56 som forløper radielt innover fra festeringen 55. Festeringen 55 er løsbart festet til trotlingshuset 51 med flere bolter 71 (se også figur 1).

For korrekt å linjeføre anordningshuset 3 i forhold til trotlingshuset 51 er det tilveiebragt et antall posisjoneringstapper 83 som forløper i hvert fall fra tilfestingsenden 53 av hus-skallet 46 i retning av trotlingshuset 51.

Et tilsvarende hovedsaklig sylindrisk formet legeme 37 er tilveiebrakt inne i hus-skallet 46, og omfatter en senterboring 38 omtrent i senteret. I den festede tilstanden for aktiveringsanordningen 1 vist i figur 2 står nevnte boring 38 i kommunikasjon med strupingselement-boringen 57, og dreiespindelen 4 kan beveges langs nevnte sentrerte boring 38 i en retning som løper koaksielt med aktuatorelementet 6. Bevegelsen av dreiespindelen 4 blir oppnådd ved å rotere en gjengemutter 25 i hvilken dreiespindelen 4 er roterbart montert som roterende kuleskrue eller roterende rullespindel. Dreiespindelen 4 og gjengemutteren (kulemutter eller rullemutter) danner en del av en transmisjonsanordning 7, via hvilken aktuatorelementet 6 er funksjonelt forbundet, for reguleringsformål, med en drivanordning 5 langs strupingselement-boringen 57.

Gjengemutteren 25 blir holdt i en lagerbøssing 26 på en måte som er fastholdt mot rotasjon. Lagerbøssingen 25 kan rotere via aksiallageret 59, men holdes ubevegelig fast i aksiell retning langs senterboringen 38. Den aksielle fikseringen av lagerbøssingen 26 tilveiebringes av en gjenget ring 80 (se også figur 5).

I en ende 27 av gjengemutteren 25 som vender mot aktuatorelementet 6, er det tilveiebrakt en utvendig fortanning 28, som dannes av et snekkedrev 17 som er løsbart festet til gjengemutteren 25 ved hjelp av en bolt 82. Snekkedrevet 17 utgjør en del av et snekkeutvekslingspar 15 og danner inngrep via sin fortanning 28 med en motsvarende utvendig fortanning av en snekke 16 som er en annen del av snekkeutvekslingsparet 15 (se også figur 3).

En posisjoneringssensor 49 er allokert til en ende 50 av dreiespindelen 4 som vender vekk fra aktuatorelementet 6. Nevnte føler 49 er innrettet tilnærmet i senteret av en endeplate 43. Nevnte endeplate 43 er løsbart festet i enden 42 av senterlegemet 37 ved hjelp av et antall skruer. Endeplaten 43 lukker med senterboringen 38 i retning av dekselplaten 45. Posisjoneringssensoren 49 er omgitt av et deksel 87 som er løsbart festet på en utvendig side av endeplaten 43 og forløper inn i en motsvarende fordypning i en innvendig side av dekselplaten 45. En elektrisk kanal 69 er tilveiebrakt i endeplaten 43 i delen ved dekselet 87 og omgis av dette.

Figur 3 illustrerer et snitt langs linjen lll-lll i figur 2 eller også lll-lll i figur 5.

Identiske deler i figur 3, og også i de andre figurene, er alltid gitt samme referansenummer og vil kun delvis bli beskrevet i forbindelse med figuren.

Festeringen 55, hus-skallet 46 og senterlegemet 37 er innrettet konsentrisk, hvorved lagerbøssingen 26, gjengemutteren 25 og dreiespindelen 4 likeledes er konsentrisk innrettet i senterboringen 38 i senterlegemet 37.

Snekkedrevet 17 i utførelseseksempelet i henhold til oppfinnelsen dannes av et kuleformet snekkehjul, den utvendige fortanningen av hvilket danner inngrep med en motsvarende utvendig fortanning av en sylindersnekke 16. Snekken 16 er tilveiebrakt som en ytterligere del av snekkeutvekslingsparet 15 på en snekkeaksel 18. Snekken 16 og snekkedrevet 17 danner en transmisjonsenhet 10 som del av transmisjonsanordningen 7 - se også dreiespindelen 4 og gjengemutteren 25 - hvorved nevnte transmisjonsenhet 10 danner en selvlåsende transmisjonsenhet.

Via sine to akselender 19, 20 er snekkeakselen 18 løsbart forbundet med elektriske motorer 8,9 og danner en drivanordning 5 i aktiveringsanordningen 1. De elektriske motorene 8, 9 er servomotorer, spesielt likestrøm-servomotorer. Akselendene 19, 20 danner, ifølge én utførelsesform, de tilhørende motorakselene 21, 22. De frie endene av motorakselene 21, 22 som forløper inn i de elektriske motorene 8, 9 holdes fast av muttere.

De elektriske motorene 8, 9 er innrettet i motoråpninger 39, 40 som er tilveiebragt i senterlegemet 37 på en slik måte at de er åpne mot utsiden. Motoråpningene 39,40 er hovedsaklig innrettet ved begge sider av senterboringen 38 og utover forskjøvet i forhold til denne i radiell retning. Det er tilveiebragt en kommunikasjonsåpning 41 mellom motoråpningene 39, 40 som forløper tilnærmet tangentielt med senterboringen 38.

Som kan sees i figur 2, er kommunikasjonsåpningen 41 tilveiebrakt radielt utover ved en utvidelse av senterboringen 38.

Snekkeakselen 18 er, i andelen ved sine akselender 19, 20 og på siden til den elektriske motoren 9, roterbart montert av et kulelager 23, og på siden til den elektriske motoren 8 av et rullelager 24. De elektriske motorene 8, 9 er løsbart festet med skruer eller liknende i motoråpningene 39, 40.

I snittet i figur 3 kan en se bolter 72 i senterlegemet 37 som forløper - som vist i figur 2 - fra endeplaten 43 og rett inn i trotlingshuset 51 for på en løsbar måte å feste senterlegemet 37 til trotlingsanordningen 2.

På siden av den elektriske motoren 9 kan det eventuelt være tilveiebrakt en nød-aktiveringsanordning 30. Nevnte anordning 30 dannes hovedsaklig av en tapp 32 som spennes mot klarstillingen 31 vist i figur 3 ved hjelp av en fjærstruktur. I klarstillingen 31 er ikke tappen 32 i inngrep med motorakselen 20 til den elektriske motoren 9. Tappen 32 blir ledet i en boring 34 gjennom en utvendig vegg 35 av hus-skallet 46 på en forseglende måte. En mottaker 88 for translaterbart og roterbart mottak av tappen 32 er tilveiebrakt i nevnte boring. Mot utsiden er et hus 74 sleidet ned på mottakeren 88, og omgir tappen 32 i dens utoverløpende aktuatorende 36. Det er tilveiebrakt en boring 75 for å kompensere trykket i huset 74.

En ende 33 av tappen 32 som vender mot motorakselen er tilveiebrakt med pinner 77 eller andre strukturer som tar imot en motsvarende utformet ende av motorakselen 22 på en positiv måte eller som blir brakt i inngrep med en blind avstenger 46 som er festet ved denne enden på en måte som er fastholdt mot rotasjon.

Figur 4 viser et andre utførelseseksempel av aktiveringsanordningen 1 ifølge oppfinnelsen. Denne avviker hovedsaklig fra den ovenfor beskrevne utførelsesformen ved en koplingsplate 84 som er festet til anordningshuset 3 ved hjelp av en festering 55, og ved et annet strupingselement 62 - se spesielt figur 5 - ved den frie enden 61 av aktuatorelementet 6.

En trotlingsanordning 2 som har et tilhørende trotlingshus 51 er ikke illustrert i figur 4.

Figur 5 svarer til et snitt langs linjen V-V i figur 4.

For å beskrive aktiveringsanordningen 1 i figur 5 mer presist, henvises spesielt til figurene 2 og 3, idet figur 3 tilsvarende svarer til et snitt langs linjen lll-lll i figur 5.

Kun forskjeller fra det første utførelseseksempelet vil bli forklart idet følgende.

Koplingsplaten tjener til å tilkople et ikke vist trotlingshus. Nevnte hus omfatter en gjennomstrømningsboring 65 i andelen ved fluidinnløpet 59, se den stiplede illustrasjonen i figur 2. Gjennomstrømningsboringen 65 i dette tilfellet erstatter gjennomstrømningsmuffen 63.1 utførelseseksempelet vist i figur 5 er en sperreplugg 66 som strupingselement 62 innrettet i den frie enden 61 av aktuatorelementet 6 i stedet for en motsvarende strupingsmuffe 64. For å montere nevnte sperreplugg 66 er det tilveiebrakt en strupingselement-mottaker 78 i den frie enden av aktuatorelementet 6, i hvilken sperrepluggen 66 holdes fast på en løsbar måte.

Med henblikk på figurene 1 og 4 skal det bemerkes at nød-aktiveringsanordningen 30 er illustrert i figur 4 - se i denne forbindelse også illustrasjonen i figur 3 - mens den er utelatt i utførelseseksempelet i figur 1. Det bemerkes nok en gang at en slik nød-aktiveringsanordning 30 er en valgfri, eventuelt tilveiebrakt mekanisme.

Operasjonsmåten til aktiveringsanordningen vil i det følgende bli kort forklart ved hjelp av de vedlagte figurene.

Aktiveringsanordningen 1 omfatter en elektrisk drivanordning som utgjøres av to servomotorer 8, 9. Nevnte servomotorer 8, 9 kan fjernstyres via tilhørende forbindelsesledninger og sine styreanordninger 11,12. Ved aktivering av én motor eller begge motorer i synkron operasjon, driver nevnte motorer snekkeakselen 18 og således snekken 16. Nevnte snekke 16 danner inngrep med det tilhørende snekkedrevet 17. Snekken og snekkedrevet danner et selvlåsende snekkeutvekslingspar som er låst i hvert fall mot matings-retningen for dreiespindelen 4 i retning av trotlingsanordningen. Den selvlåsende tilstanden til snekkeutvekslingsparet kan bare frigjøres ved å anvende et frikoplings-dreiemoment med servomotorene 8, 9.

Spesielt i vekselvirkning med rullegjengene som en ytterligere del av transmisjonsanordningen 7, resulterer snekkeutvekslingsparet lett i en høy utveksling og muliggjør overføring av høyt dreiemoment. Utvekslingen kan velges etter ønske ved å velge snekke, snekkedrev, gjengemutter og dreiespindel tilsvarende.

Når gjengemutteren 25, som er direkte ikke-roterbart koplet til snekkedrevet, blir rotert, blir dreiespindelen 4 tilsvarende matet ut i retning av aktiveringsanordningen eller trukket tilbake i motsatt retning. Forbundet med dreiespindelen 4 er aktuatorelementet 6 i den frie enden av hvilket det er tilveiebrakt et tilhørende strupingselement. Aktuatorelementet med strupingselementet danner inngrep med trotlingshuset ved aktiveringsanordningen 1, der de tjener til å variere fluidgjennomstrømningen mellom fluidinnløpet og fluidutløpet.

En nød-aktiveringsanordning kan eventuelt være assosiert med minst én av servomotorene, se figurene 3 og 4.

Claims (40)

1. Aktiveringsanordning (1), spesielt for anvendelse i en trotlingsanordning (2) , omfattende en dreiespindel (4) som er roterbart montert i et anordningshus (3) og funksjonelt koplet via en transmisjonsanordning (7) med en drivanordning (5) for å bevege et aktuatorelement (6) som er koplet til dreiespindelen (4),karakterisert vedat drivanordningen (5) omfatter minst to alternativt og redundant eller synkront aktiverbare elektriske motorer (8, 9) for å bevege aktuatorelementet (6) og at transmisjonsanordningen (7) har minst én selvlåsende transmisjonsenhet (10), idet nevnte transmisjonsenhet (10) er funksjonelt koplet til de to elektriske motorene (8, 9) for å dreie dreiespindelen (4) og omfatter et snekkeutvekslingspar (15) i hvert fall bestående av snekker (16) og et snekkedrev (17), idet snekkedrevet (17) er assosiert med dreiespindelen (4) og snekken (16) er assosiert med de elektriske motorene (8, 9), og nevnte transmisjonsanordning (7) omfatter en gjenget drivenhet som dannes av minst én gjengemutter (25) og dreiespindelen (4).

2. Aktiveringsanordning ifølge krav 1, karakterisert vedat den elektriske motoren er en servomotor, spesielt en likestrøm-servomotor.

3. Aktiveringsanordning ifølge krav 1 eller 2, karakterisert vedat hver elektriske motor (8, 9) er elektrisk koplet til en separat styringsanordning (11,12).

4. Aktiveringsanordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat det er tilveiebrakt en elektrisk kopling (13,14) i anordningshuset (3) for hver elektriske motor (8, 9).

5. Aktiveringsanordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat transmisjonsenheten (10) er et snekkeutvekslingspar (16) i hvert fall bestående av en snekke (16) og et snekkedrev (17), idet snekkedrevet (17) er assosiert med dreiespindelen (4) og snekken (16) er assosiert med de elektriske motorene (8, 9).

6. Aktiveringsanordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat snekken (16) er innrettet på en snekkeaksel (18) som er funksjonelt koplet til begge de elektriske motorene (8, 9).

7. Aktiveringsanordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat de elektriske motorene (8, 9) er funksjonelt forbundet med motsatte akselender (19, 20) av snekkeakselen (8).

8. Aktiveringsanordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat hver elektriske motor (8, 9) er koplet via sin motoraksel (21, 22) til den respektive akselenden (19, 20) på en måte som er fastholdt mot rotasjon.

9. Aktiveringsanordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat hver akselende (19, 20) i en elektrisk motor (8, 9) er innrettet som motoraksel (21, 22) på en måte som er fastholdt mot rotasjon.

10. Aktiveringsanordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat hver akselende (19, 20) er roterbart montert i anordningshuset (3) ved hjelp av kulelagre (23) og/eller rullelagre (24).

11. Aktiveringsanordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat transmisjonsanordningen (7) omfatter en kuleskrue-drivenhet omfattende minst én kulemutter (25) og dreiespindelen (4) som roterende rullespindel.

12. Aktiveringsanordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat transmisjonsanordningen (7) omfatter en rulleskrue-drivenhet omfattende minst én rullemutter (25) og dreiespindelen (4) som roterende rullespindel.

13. Aktiveringsanordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat rullegjengen er en planet-rullegjenge drivenhet.

14. Aktiveringsanordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat gjengemutteren (25) er innrettet i en lagerbøssing (2) som er roterbart, men aksielt ubevegelig montert i anordningshuset (3).

15. Aktiveringsanordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat en endefortanning (28) er tilveiebrakt i minst én ende (27) av gjengemutteren (25) og danner inngrep med en fortanning på snekkedrevet (17).

16. Aktiveringsanordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat endefortanningen (28) dannes av snekkedrevet (17).

17. Aktiveringsanordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat snekkedrevet (17) er løsbart festet spesielt til gjengemutteren (25).

18. Aktiveringsanordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat snekkedrevet (17) er et kuleformet snekkedrev.

19. Aktiveringsanordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat snekken (16) er en sylindersnekke.

20. Aktiveringsanordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat lagerbøssingen (26) er montert av minst ett aksiallager (29) i anordningshuset (3).

21. Aktiveringsanordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat en spesielt manuelt betjent nød-aktiveringsanordning (30) er allokert til minst én elektrisk motor (8, 9).

22. Aktiveringsanordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat nød-aktiveringsanordningen (30) omfatter en tapp (32) som er fjærbelastet i retning av klarstillingen (31) og som kan forbindes med motorakselen (21, 22) i sin ende (33) som vender mot den elektriske motoren (8, 9) på en måte som er fastholdt mot rotasjon.

23. Aktiveringsanordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat tappen (32) blir styrt gjennom en boring (34) i en utvendig vegg (35) av anordningshuset (3) på en forseglet måte mot utsiden, der den har en aktuatorende (36).

24. Aktiveringsanordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat anordningshuset (3) omfatter et senterlegeme (37) av metall, spesielt av aluminium, i senterboringen (38) i hvilken gjengemutteren (25) er montert og langs hvilken dreiespindelen (4) forløper.

25. Aktiveringsanordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat senterlegemet (37) omfatter to motoråpninger (39, 40) som er åpne mot utsiden i radiell retning, inne i hver av hvilke en elektrisk motor (8, 9) er løsbart festet, idet det forløper en forbindelsesåpning (41) mellom motoråpningene (39, 40) og hovedsaklig tangentielt med senterboringen (38) for montering av snekkeakselen (18) og snekken (16).

26. Aktiveringsanordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat senterlegemet (37) er løsbart lukket av en endeplate (43) i én av sine ender.

27. Aktiveringsanordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat senterlegemet (37) er hovedsaklig sylindrisk og innrettet i et hus-skall (46) som er løsbart lukkbart i én ende av en dekselplate (45).

28. Aktiveringsanordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat det står ut en løftetapp (48) fra en utvendig side (47) av dekselplaten (45).

29. Aktiveringsanordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat en posisjoneringssensor (49) er tilveiebrakt i endeplaten (43) og allokert til en ende (50) av dreiespindelen (4).

30. Aktiveringsanordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat senterlegemet (37) og/eller hus-skallet (46) er løsbart festet på et trotlingshus (51), idet begge kan fikseres på trotlingshuset (51) fra utsiden med sine tilfestingsender (52, 53) uforseglet av endeplaten (43) eller dekselplaten (45).

31. Aktiveringsanordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat hus-skallet (46) omfatter en radielt utovervendt skulder (54) på sin tilfestingsende (53) som kan gripes bakfra av en skulder (56) som forløper radielt innover fra en festering (55).

32. Aktiveringsanordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat aktuatorelementet (6) stikker ut over den åpne tilfestingsenden (52) av senterlegemet (37) og kan skyves forover langs en strupingselement-boring (57) i trotlingshuset (51) rett inn i et trotlingsrom (58), idet trotlingsrommet (58) forbinder et fluidinnløp (59) og et fluidutløp (60) i trotlingshuset (51).

33. Aktiveringsanordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat et strupingselement (62) for å variere fluid-gjennomstrømningen i trotlingsrommet (58) er innrettet hovedsaklig på den frie enden (61) av aktuatorelementet (6).

34. Aktiveringsanordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat strupingselementet (62) er tilveiebrakt i form av en trotlingsmuffe (64) som kan sleides over en perforert gjennomstrømnings-muffe (63).

35. Aktiveringsanordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat strupingselementet (62) er tilveiebrakt i form av en sperreplugg (66) som variabelt tetter av en gjennomstrømningsboring (65) i fluidinnløpet (59) som forløper inn i trotlingsrommet (58).

36. Aktiveringsanordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat dreiespindelen (4) og aktuatorelementet (6) er koaksielt innrettet og er løsbart forbundet med hverandre i sine ender (67, 68) som vender mot hverandre,

37. Aktiveringsanordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat de elektriske motorene (8, 9) blir synkronisert av programvare.

38. Aktiveringsanordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat én elektrisk motor (8, 9) er koplet som mester og den andre elektriske motoren (8, 9) er koplet som slave eller begge de elektriske motorene (8, 9) er koplet som mester.

39. Aktiveringsanordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat det er tilveiebrakt elektriske kanaler (69) i endeplaten (43).

40. Aktiveringsanordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat anordningshuset (3) er fylt med olje og kompensert.