NO331279B1 - Aktueringsinnretning - Google Patents
Aktueringsinnretning Download PDFInfo
- Publication number
- NO331279B1 NO331279B1 NO20031916A NO20031916A NO331279B1 NO 331279 B1 NO331279 B1 NO 331279B1 NO 20031916 A NO20031916 A NO 20031916A NO 20031916 A NO20031916 A NO 20031916A NO 331279 B1 NO331279 B1 NO 331279B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- actuation device
- sleeve
- actuation
- motors
- electric motor
- Prior art date
Links
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 claims description 12
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 8
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 6
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 4
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 4
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
- F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
- F16H25/20—Screw mechanisms
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
- H02K7/06—Means for converting reciprocating motion into rotary motion or vice versa
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
- F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
- F16H25/20—Screw mechanisms
- F16H2025/2062—Arrangements for driving the actuator
- F16H2025/2075—Coaxial drive motors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
- F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
- F16H25/20—Screw mechanisms
- F16H25/24—Elements essential to such mechanisms, e.g. screws, nuts
- F16H25/2454—Brakes; Rotational locks
- F16H2025/2463—Brakes; Rotational locks using a wrap spring brake, i.e. a helical wind up spring for braking or locking
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
- F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
- F16H25/20—Screw mechanisms
- F16H25/22—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members
- F16H25/2204—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
- F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
- F16H25/20—Screw mechanisms
- F16H25/24—Elements essential to such mechanisms, e.g. screws, nuts
- F16H25/2454—Brakes; Rotational locks
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K16/00—Machines with more than one rotor or stator
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T74/00—Machine element or mechanism
- Y10T74/17—Rotary driven device adjustable during operation relative to its supporting structure
- Y10T74/173—Screw and nut adjusting means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
- Vehicle Body Suspensions (AREA)
- Power-Operated Mechanisms For Wings (AREA)
Description
Oppfinnelsen vedrører en aktueringsinnretning for regulering av en kontrollmekanisme som utsettes for en kraft mot reguleringsretningen. Aktueringsinnretningen omfatter en drivinnretning som har en drivaksel og på en bevegelig måte er forbundet til en roterende spindel, ved hjelp av hvilke midler et aktueringselement kan forflyttes aksialt i reguleringsretningen, i et hus som rommer innretningen.
En slik aktueringsinnretning er for eksempel kjent fra EP 1 024 422. Slike aktueringsinnretninger brukes særlig for regulering av kontrollinnretninger så som venti-ler, strupeinnretninger og andre kontrollmekanismer, særlig ved anvendelser ved olje-og gassproduksjon. Aktueringsinnretningen brukes ved lokaliseringer som kan være fjerntliggende eller ha vanskelig adkomst, maritimt eller på land. Ved å forflytte aktueringselementet ved bruk av den roterende spindel, blir for eksempel en ventil lukket eller passende åpnet som en kontrollinnretning. I denne forbindelse blir generelt en ventil utsatt for en kraft i retning av den åpne posisjon, frembrakt av et fjærelement eller lignende. Forå regulere den roterende spindel er den på en bevegelig måte forbundet til en drivaksel som drives med en drivinnretning for regulering av den roterende spindel og tilsvarende aktueringselementet i reguleringsretningen. Aktueringsinnretningen omfatter et innretningshus hvor hovedsakelig alle deler av aktueringsinnretningen befinner seg og er beskyttet mot strenge miljøpåvirkninger i passende anvendelsesområder for aktueringsinnretningen.
Brukspunktet for slike aktueringsinnretninger er generelt posisjonert fjerntliggende i forhold til den tilhørende overvåkings- og motorkontrollinnretning, og i tillegg er den vanligvis vanskelig tilgjengelig, så som for eksempel ved maritim olje- og gassproduksjon hvor aktueringsinnretningen og den tilhørende kontrollinnretning er lokalisert på havbunnen. For å være i stand til å operere kontrollinnretningen selv under en svikt eller med utilstrekkelig effekt fra aktueringsinnretningen, kan en annen uavhengig aktueringsinnretning være tilordnet til den samme kontrollinnretningen. Dette betyr at med svikt i en aktueringsinnretning, så blir den andre anvendt og fjern-styrt på passende måte for aktuering av kontrollinnretningen.
Den konstruktive kompleksitet og de finansielle kostnader ved å arrangere to aktueringsinnretninger for kun én kontrollinnretning er ganske høy. I tillegg må begge aktueringsinnretninger i dette tilfelle vedlikeholdes og installeres på brukestedet, hvor det ofte er utilstrekkelig plass.
US-A-4179944 viser en aktueringsinnretning med en drivaksel for drift av en strupeinnretning. Drivakselen er anordnet forflyttbar innenfor en føringshylse, hvorved passende kuler er anordnet mellom disse to som et lager. Drivakselen kan trekkes tilbake ved å rotere en motor og føres forover ved rotasjon av en annen motor. Passende ankerviklinger er tilveiebrakt for begge motorer, og en ekstra innretning for å fastholde en spindelmutter er anordnet mellom motorene.
I normal driftsmodus er ankerviklingene i motoren adskilt fra hverandre, hvorved en passende låsepinne er i inngrep med spindelmutteren. Ved forekomsten av en feil, roterer en motor i med-ursretning og den andre motoren i moturs-retning, slik at de korresponderende ankerviklinger beveger seg mot hverandre for å bevege lå-sepinnen inn i en frigjøringsposisjon. Deretter kan spindelmutteren bevege seg i drivakselens lengderetning.
Følgelig brukes ikke begge motorer til gjensidig å erstatte hverandre, for å bevege drivakselen i begge rotasjonsretninger, eller, dersom tilfellet skulle oppstå, for å drive drivakselen sammen i begge rotasjonsretninger.
Hensikten med søknaden er derfor å forbedre en aktueringsinnretning av den innledningsvis nevnte type, slik at det sørges for aktuering av kontrollinnretningen på en konstruktivt enkel og mindre kostbar måte.
Hensikten oppnås i henhold til oppfinnelsen med de karakteristiske trekk som er angitt i krav 1.
Gjennom bruken av minst to elektriske motorer sørges det for at ved svikt i en motor, så fortsetter den andre å drive drivakselen for å bevege den roterende spindelen og aktueringselementet passende i reguleringsretningen. Alle andre deler av aktueringsinnretningen er tilstede i de vanlige antall, og kun antallet av elektriske motorer er doblet. Ifølge oppfinnelsen er det heller ikke nødvendig med en annen drivaksel som den annen elektriske motor skal virke på og som skal styre den roterende spindel og aktueringselementet. Som en konsekvens av dette er aktueringsinnretningen ifølge oppfinnelsen i sine dimensjoner samlet hovedsakelig uendret i forhold til den tidligere kjente aktueringsinnretning. Alternativt kan begge motorer brukes samtidig, hvis for eksempel en høyere drivkraft er påkrevet.
Et særlig enkelt og plasskrevende arrangement kan frembringes ved at de elektriske motorer anordnes den ene bak den andre i drivakselens lengderetning.
For å være i stand til å styre hver av de elektriske motorer individuelt og hovedsakelig uavhengig av hverandre, kan en dedikert motorkontroll-innretning være tilordnet til hver motor. Motorkontrollinnretningen inneholder en egnet mikroprosessor, minneinnretninger og tilsvarende innretninger. Hver av de elektriske motorer kan opereres i henhold til krav gjennom et passende datamaskin-program ved bruk av mikroprosessoren.
For å oppnå en meget nøyaktig bevegelseskontroll med høy pålitelighet og høy effektivitet av elektromotorene, kan motorene utføres som servomotorer.
For på en enkel måte å oppnå en opplagringsmekanisme med høy kvalitet og høy effektivitet, som samtidig er reversibel i sin bevegelse, kan en roterende hylse drives av en drivaksell via en transmisjonsinnretning, idet den roterende hylse er rotasjonsmessig fast forbundet til en kulemutter på en fremføringsinnretning, hvorved den roterende spindel som er utformet som en resirkulerende kulespindel for bevegelse i reguleringsretningen støttes rotasjonsmessig i kulemutteren. På denne måten blir drivkraften fra de elektriske motorene overført til kulemutteren via den roterende hylsen. Kulemutteren roterer sammen med den roterende hylsen, og med passende rotasjon beveges den resirkulerende kulespindelen, og følgelig også aktueringselementet, i reguleringsretningen. Det er også mulig at det istedenfor den tidligere beskrevne kuleskruedriften analogt anvendes en rulleskruedrift.
For å forhindre reaksjoner fra kontrollinnretningen, som utsettes for kraft i retningen motsatt reguleringsretningen, via aktueringselementet og den roterende spindelen eller den resirkulerende kulespindelen på de elektriske motorer, kan den roterende hylsen fastholdes motsatt en fremføringsrotasjons-retning av en første spiralfjær på en ringflens som er rotasjonsmessig fast anordnet i innretningens hus. Frem-føringsrotasjons-retningen tilsvarer her en rotasjon av den resirkulerende kulespindelen for regulering av aktueringselementet eller den roterende spindelen i reguleringsretningen.
En konstruktivt enkel måte til å anordne en slik ringflens på kan frembringes ved at ringflensen stikker ut fra en tverrgående vegg i innretningens hus, hovedsakelig koaksialt med drivakselen eller den roterende hylse.
For å muliggjøre tilbakestilling av aktueringselementet i retningen motsatt reguleringsretningen til tross for dette når styringen av aktueringsinnretningen svikter, kan en holdehylse i én av sine ender være rotasjonsmessig stivt forbundet til den tverrgående vegg, hvorved holdehylsen i sin andre ende, via en annen spiralfjær, er rotasjonsmessig stivt forbundet til en føringshylse i retning motsatt fremføringsrota-sjonsretningen, idet aktueringselementet som er forbundet til den resirkulerende kulespindel holdes for forflytning i lengderetningen, men er rotasjonsmessig fastholdt i føringshylsen. Hvis denne andre spiralfjæren frigjøres under en svikt av den vanligvis tilveiebrakte styring av aktueringsinnretningen, kan føringshylsen rotere i retningen motsatt fremføringsrotasjonsretningen, hvilket skyldes kraften som overføres via ak-tuerings-elementet og som virker på kontrollinnretningenn som skal aktueres. Gjennom denne rotasjonen dreies den roterende spindelen tilbake i den resirkulerende kulemutteren, også i retningen motsatt reguleringsinnretningen, inntil aktueringselementet igjen er anordnet i sin utgangsposisjon.
I denne forbindelse, for å hindre at selve aktueringselementet blir rotert i retningen motsatt reguleringsretningen når det forflyttes, kan et spindelhode for innbyr-des forbindelse være anordnet mellom aktueringselementet og den resirkulerende kulespindelen. Aktueringselementet er ved hjelp av dette spindelhodet med hensyn til rotasjon frakopletfra den resirkulerende kulespindelen.
For å muliggjøre passende føring og holding med hensyn til føringshylsen nevntn ovenfor, kan spindelhodet omfatte minst ett føringselement som rager radialt utover, hvilket er i inngrep med en langsgående føring som går i føringshylsen i reguleringsretningen.
For å vikle opp den andre spiralfjæren for den rotasjonsmessig stive forbindelse av holdehylsen og føringshylsen tilstrekkelig stramt på disse, kan fjæren være drivforbundet til minst én elektrisk motor. En rotasjonsmessig tilstrekkelig stiv forbindelse mellom holdehylsen og føringshylsen frembringes ved en passende aktuering av den elektriske motor for å vikle opp spiralfjæren, særlig før regulering av den resirkulerende kulespindelen og aktueringselementet.
For å være i stand til å anordne den passende elektriske motor på et egnet sted inne i innretningens hus, kan den elektriske motor være drivforbundet til en klemhylse, hvorfra en medbringer rager radialt innover, hvilken kan være bevegelses-forbundet til hovedsakelig en ende av den andre spiralfjæren. På grunn av arrangementet av klemhylsen, kan den elektriske motor være lokalisert langt borte i forhold til den andre spiralfjæren. Her er arrangementet fortrinnsvis realisert slik at et rom som er tilgjengelig i innretningens hus brukes optimalt.
For å være i stand til å anordne aktueringsinnretningen tilstrekkelig kompakt og med små ytre dimensjoner, kan klemhylsen være rotasjonsmessig støttet på en utvendig side av holdehylsen og på en utvendig side av en ringflens som er i inngrep i innretningens hus, hvorved ringflensen rager ut fra en innside av et hus-deksel.
En drivforbindelse av enkel type mellom den elektriske motor og klemhylsen kan frembringes ved at den elektriske motor driver et tannhjul som er i inngrep med tenner særlig på en ende av klemhylsen.
For å oppnå redundans også i forbindelse med driften av klemhylsen, kan en annen elektrisk motor være anordnet, særlig diametralt motsatt den første elektriske motor, gjennom hvilken et tannhjul som er i inngrep med tennene kan drives. På denne måte kan klemhylsen alternativt drives av den første eller andre elektriske motor, og særlig ved svikt i en elektrisk motor, brukes den andre.
For å være i stand til likevel å frigjøre den andre spiralfjæren ved svikt av begge elektriske motorer, kan en torsjonsfjær være anordnet mellom klemhylsen og ringflensen, idet torsjonsfjæren kan strammes under rotasjonen av klemhylsen for å vikle opp den andre spiralfjæren. Hvis klemhylsen derfor ikke lenger holdes av en av de elektriske motorer under svikt i dens elektriske tilførsel, i en slik posisjon hvor den andre spiralfjæren er viklet opp, roterer torsjonsfjæren klemhylsen tilbake minst så langt at den andre spiralfjæren avlastes for utløsing av den rotasjonsmessig stive forbindelse mellom holdehylsen og føringshylsen.
For å være i stand til fint og nøyaktig å styre rotasjonen av klemhylsen, kan den første og annen elektrisk motor være trinnmotorer.
For å tilføre motorene i aktueringsinnretningen elektrisitet også uavhengig av hverandre, er det anordnet minst to separate elektriske forbindelser på innretningens hus, og særlig på huset deksel ved de elektriske motorer. Passende spennings-tilførsel så vel som datautveksling eller utveksling av kontrollsignaler kan implemente-res via disse elektriske forbindelsene. Hver av de elektriske forbindelser kan være anordnet for en av de elektriske motorer, d.v.s. servomotorer. I denne forbindelse er det også mulig at hver av de elektriske forbindelser er tilordnet til en trinnmotor. En ytterligere mulighet er også tilveiebringelse av separate elektriske forbindelser for trinnmotorene.
Ifølge oppfinnelsen er det mulig at de to elektriske motorene kan styres uavhengig av hverandre for separat drift av drivakselen. I dette tilfelle er det praktisk å operere én av de elektriske motorer i tomgangsmodus, mens den andre driver drivakselen.
For å være i stand til å overføre et høyere dreiemoment til drivakselen når det er nødvendig, og dermed å forflytte aktueringselementet i reguleringsretningen med en høyere kraft, kan imidlertid begge elektriske motorer (servomotorer) opereres samtidig.
I dette tilfelle, for å forhindre at motorene roterer drivakselen med en fasefor-skyvning på grunn av for eksempel forskjellige motorkarakteristika eller på grunn av etablering av forskjellig elektrisk tilførsel til begge motorene istedenfor å tilveiebringe felles tilførsel under samtidig operasjon, kan servomotorene på særlig måte synkroni-seres med programvare via deres tilhørende motorkontrollinnretninger.
En enkel type synkronisering og kontroll kan frembringes ved at en servomotor brukes som hovedmotor og den andre som slavemotor.
Det kan anses som fordelaktig, særlig for overføring av høyt dreiemoment, at hver av servomotorene er en likestrømsmotor.
For ytterligere overvåking av aktueringsinnretningen ifølge oppfinnelsen, særlig langt borte fra aktueringsinnretningen, kan en posisjonssensor være tilordnet til drivakselen. Med dennen sensoren kan man for eksempel finne hvor langt aktueringselementet har blitt regulert, om hvorvidt det har returnert til sin utgangsposisjon, o.s.v.
I det følgende er en fordelaktig utførelse av oppfinnelsen forklart i nærmere detalj og beskrevet basert på de vedføyde figurer på tegningen.
Følgende er vist:
Fig. 1 viser en grunnleggende illustrasjon av aktueringsinnretningen ifølge oppfinnelsen med to separate elektriske motorer og tilhørende kontrollinnretning; Fig. 2 viser et riss forfra av et husdeksel for aktueringsinnretningen ifølge oppfinnelsen;
Fig. 3 viser et tverrsnitt langs linjen IV-IV på fig. 2,
Fig. 4 viser et tverrsnitt langs linjen IV-IV på fig. 2.
Fig. 1 viser det grunnleggende prinsipp for aktueringsinnretningen 1 ifølge oppfinnelsen, med to separate elektriske motorer 8, 9 som drivinnretning 3. De elektriske motorer 8, 9 er realisert som likestrøms servomotorer og brukes begge, når det er nødvendig, også uavhengig av hverandre, for rotasjon av en drivaksel 2 i begge retninger. Som vist på de følgende figurer, når drivakselen 2 roteres, forflyttes en roterende spindel 4 i reguleringsretningen 6, og følgelig blir et aktueringselement 5 som er forbundet til den også forflyttes. Aktueringselementet 5 brukes for eksempel til å lukke eller åpne en ventil som en kontrollinnretning (ikke vist) som skal aktueres av aktueringsinnretningen 1.
Hver av servomotorene 8, 9 er elektrisk forbundet til en dedikert motorkontroll-innretning 11 eller 12. Disse innretningene omfatter passende en mikroprosessor, en minneinnretning og andre komponenter som er nødvendige for styringen. Et passende datamaskinprogram for å styre servomotorene befinner seg i motorens kontrollinnretninger.
Hver av motorkontrollinnretningene 11,12 kan være separat forbundet til aktueringsinnretningen 1 via egnede forbindelser 44, 45 (se for eksempel fig, 2). I tillegg er hver av motorkontrollinnretningene 11,12 forbundet til en egnet spenningsforsy-ning.
Fig. 2 viser et riss forfra av et hus-deksel 46 på et innretnings-hus 7, se fig. 3 og 4, for aktueringsinnretningen 1 ifølge oppfinnelsen. Hus-dekslet 46 kan også realiseres som enden av et del-hus, se fig. 3 og 4, hvilket kan være løsbart forbundet til resten av innretnings-huset 7.
I hus-dekslet 46 er særlig forbindelsene 44, 45 for den elektriske tilførsel og styring av servomotorene 8, 9 anordnet. Et mindre deksel 48 er anordnet sentralt i forhold til hus-dekslet 46, idet dette mindre dekslet dekker et krukkeformet fremspring av husdekslet 46, se igjen fig, 3 og 4, hvor en posisjonssensor 47 er lokalisert.
Fig. 3 viser et snitt langs linjen lll-lll og fig. 4 viser et snitt langs linjen IC-IV på fig. 2.
I det følgende er aktueringsinnretningen 1 ifølge oppfinnelsen beskrevet basert både på fig. 3 og 4.
De to servomotorene 8, 9 i drivinnretningen 3 er anordnet i lengderetningen 10 av drivakselen 2, den ene bak den andre. Drivakselen 2 strekker seg til i umiddelbar nærhet av posisjonssensoren 47. Sensoren brukes til å måle rotasjon av drivakselen 2, og dermed til bestemmelse av en fremføring av aktueringselementet 5 i reguleringsretningen 6.
Drivakselen 2 avsluttes i en transmisjonsinnretning 13, som for eksempel kan realiseres som en såkalt flex-spline girboks uten konvensjonelle tannhjul. En roterende hylse 14 roteres med drivakselen 2 via transmisjonsinnretningen 13, idet den roterende hylse er rotasjonsmessig stivt forbundet til en kulemutter 15 som en del av en fremføringsinnretning 16. En ytterligere del av fremføringsinnretningen 16 er dannet av den roterende spindel 4, som er realisert som en sirkulerende kulespindel.
Et spindelhode 25 er anordnet på en ende av den roterende spindel 4 som rager ut fra kulemutteren 15. Aktueringselementet 5 er forbundet til spindelhodet på dets side som er motsatt den roterende spindel 4. Den roterende hylse 14 er rotasjonsmessig holdt i kulelageret 49 med hensyn til en holdehylse 22 som omgir den roterende hylse. Den roterende hylse 14 er i sin ende som vender mot transmisjonsinnretningen 13 innsatt i en ringflens 18.
En første spiralfjær 17 er viklet opp på de ytre sider av ringflensen 18 og den
roterende hylse 14. Fjæren brukes til å tilveiebringe den rotasjonsmessig stive forbindelse mellom ringflensen 18 og den roterende hylse 14 i en rotasjonsretning motsatt fremføringsrotasjonsretningen forden roterende hylse 14, d.v.s. den rotasjonsretning som både den roterende spindel 4 og også aktueringselementet 5 forflyttes i reguleringsretningen 6.
Ringflensen 18 rager frem hovedsakelig koaksialt med drivakselen 2, hen-holdsvis den roterende spindel 4, fra en tverrgående vegg 19. Veggen er anordnet i området ved innretningens hus 7, hvor den er løsbart forbundet til del-huset 51.
En holdehylse 20 er rotasjonsmessig stivt forbundet til den tverrgående vegg
19, radialt utover i forhold til ringflensen 18, se særlig fig. 3. Den rotasjonsmessig stive forbindelse er realisert ved å skru en ende 21 av holdehylsen 20 til den tverrgående vegg 19. Holdehylsen 20 strekker seg opp til sin ende 22, som vender bort fra den tverrgående vegg 19. Holdehylsen er på denne nevnte enden, via et kulelager 53, rotasjonsmessig støttet i forhold til en føringshylse 24. En annen spiralfjær 23 er viklet opp på utsidene av både holdehylsen og også føringshylsen 24.
Føringshylsen 24 strekker seg til et hus-deksel 36, som aktueringselementet 5 er ført gjennom. Føringshylsen 24 har langsgående føringer 27 som går i reguleringsretningen 6, og hvor føringselementer 26 er i inngrep. Føringselementene rager radialt utover fra spindelhodet 25.
I området for de langsgående føringer 27 er føringshylsen 24 innsatt i en ringflens 34 som rager ut fra en innside 35 av hus-dekslet 36. En klemhylse 29 holdes rotasjonsmessig av egnede lågere på en utside 33 av ringflensen 34, og på en utside 32 av holdehylsen 20. Klemhylsen 29 er i sin ende 39 som vender mot drivinnretningen 3 ved hjelp av skruing løsbart forbundet til en tannring 42. Tannringen 42 har innvendige tenner som tannsystem 38 som er i inngrep med tannhjulene 37, 41. Tannhjulet 37 kan roteres av en første elektrisk motor 28, og det andre tannhjulet 41 kan roteres av en annen elektrisk motor. De elektriske motorer 28, 40 er realisert som trinnmotorer.
En medbringer 30 rager radialt innover tilnærmet sentralt på klemhylsen 29, og medbringeren kan være tilkoplet til en ende 31 av den annen spiralfjær 23, slik at, avhengig av rotasjonen av den roterende hylse 29, den annen spiralfjær 23 kan vikles opp mer eller mindre på holdehylsen 20 og føringshylsen 24.
En torsjonsfjær 43 er anordnet mellom klemhylsen 29 og ringflensen 34. Fjæren kan klemmes mellom ringflensen 34 og den roterende hylsen 29 når klemhylsen 21 roteres for å vikle opp den annen spiralfjær 23.
i det følgende blir funksjonen av aktueringsinnretningen ifølge oppfinnelsen kort forklart basert på de vedlagte figurer.
Siden servomotorene 8, 9 er montert på drivakselen 2, kan de brukes enkeltvis så vel som i kombinasjon. Anvendelse enkeltvis skjer særlig når én av servomotorene 8, 9 skal erstatte den andre. Felles aktuering av begge servomotorer 8, 9 blir særlig brukt når et høyere dreiemoment skal overføres på drivakselen 2, hvilket kan utgjøre det dobbelte av det dreiemomentet som kan overføres med en servomotor.
Begge servomotorer 8, 9 er via separate tilførselskabler tilkoplet til sine re-spektive motorkontroll-innretninger 11,12, se forbindelsene 44,45, og den delvis viste forbindelseslinje 50. Én av servomotorene 8, 9, eller begge motorer, kan aktueres og styres via disse kontrollinnretningene og separate elektriske tilførsler til motorkontrollinnretningen og også til servomotorene.
Motorkontroll-innretningene 11, 12 er særlig utformet slik at én av servomotorene er koplet som hovedmotor og den andre som slavemotor, og synkronisering av begge motorene for felles drift av drivakselen 2 skjer med programvare.
De elektriske motorer 28,40, utformet som trinnmotorer, er også anordnet doble for å kunne bytte ut én av trinnmotorene ved svikt, skade eller en lignende til-stand. Også i dette tilfelle skjer styringen av trinnmotorene uavhengig av hverandre over dedikerte tilførselskabler og dedikerte motorkontrollinnretninger.
Ellers funksjonerer aktueringsinnretningen ifølge oppfinnelsen som følger: Kulemutteren 15 roteres via den roterende hylse 14 ved rotasjon av drivakselen 2. Siden kulemutteren er fastholdt i aksial retning i forhold til innretningens hus 7, forflyttes den roterende spindel 4 i reguleringsretningen 6 når kulemutteren 15 roteres. Aktueringselementet 5 blir også forflyttet samtidig som den roterende spindelen 4, fordi aktueringselementet er forbundet til den roterende spindel 4 via spindelhodet 25. Forflytningen av aktueringselementet 5 kan måles via posisjonssensoren 47.
Kraftea som påføres på aktueringselementet fra retningen av kontrollinnretningen, hvilket ikke er vist, i motsatt retning i forhold til reguleringsretningen 6, overfø-res via den første spiralfjær 17, fra den roterende hylse 14, til ringflensen 18, og dermed til huset 7.
For tilbakestilling av aktueringselementet 5 i motsatt retning i forhold til reguleringsinnretningen 6, utløses den annen spiralfjær 23 via medbringeren 31, idet spiralfjæren holder føringshylsen 24 med holdehylsen 20 rotasjonsmessig fast i retningen motsatt fremføringsrotasjon-retningen. Med den annen spiralfjær 23 utløst, kan fø-ringshylsen 24 rotere i retningen motsatt fremføringsrotasjon-retningen, hvorved rotasjonen på føringshylsen 24 overføres via føringselementene 26 på spindelhodet 25, hvilket korresponderer til reversert rotasjon av den roterende spindel.
Hvis, på grunn av svikt i begge trinnmotorer 28, 40, en utløsing av den annen spiralfjær 23 ikke er mulig, skjer utløsingen av spiralfjæren 23 gjennom torsjonsfjæren 43, som ble strammet ved oppvikling av den annen spiralfjær 23 for den rotasjonsmessig stive forbindelse av føringshylsen 24 og holdehylsen 20 mellom klemhylsen 29 og ringflensen 34.
Claims (1)
1. Aktueringsinnretning (1) for regulering av en kontrollmekanisme som utsettes for en kraft mot reguleringsretningen (6), hvor aktueringsinnretningen (1) er forsynt med en drivinnretning (3) som har en drivaksel og på en bevegelig måte er forbundet til en roterende spindel (4), med hvilke midler et aktueringselement (5) kan forflyttes aksialt i reguleringsretningen (6), i et hus (7) som rommer innretningen,karakterisert vedat drivinnretningen (3) omfatter minst to elektriske motorer (8, 9) som kan aktueres og styres dels individuelt og dels i samvirkning for rotasjon av drivakselen (2).
2. Aktueringsinnretning ifølge krav 1,
karakterisert vedat de elektriske motorer (8, 9) er anordnet den ene bak den andre i begge rotasjonsretninger i lengderetningen (10) for drivakselen (2).
3. Aktueringsinnretning ifølge krav 1 eller 2,
karakterisert vedat en dedikert motorkontroll-innretning (11, 12 ) er tilordnet til hver elektriske motor (8, 9).
4. Aktueringsinnretning ifølge ett av de foregående krav,
karakterisert vedat de elektriske motorer (8, 9) er servomotorer.
5. Aktueringsinnretning ifølge ett av de foregående krav,
karakterisert vedat en roterende hylse (14) kan drives ved bruk av drivakselen (2) via en transmisjons-innretning (13), idet den roterende hylse er rotasjonsmessig stivt forbundet til en kulemutter (15) i en fremføringsinnretning (16), hvorved den roterende spindel, realisert som en resirkulerende kulespindel (4), er rotasjonsmessig støttet i kulemutteren (15) for bevegelse i reguleringsretningen (6).
6. Aktueringsinnretning ifølge krav 5,
karakterisert vedat den roterende hylse (14), via en første spiralfjær (17), kan være fastholdt motsatt en fremføringsrotasjonsretning på en ringflens (18) som er rotasjonsmessig stivt anordnet i innretningens hus (7).
7. Aktueringsinnretning ifølge krav 6,
karakterisert vedat ringflensen (18) rager ut fra en tverrgående vegg (19) i innretningens hus (7), hovedsakelig koaksial med rivakselen eller den roterende hylse (14).
8. Aktueringsinnretning ifølge krav 7,
karakterisert vedat en holdehylse (20) i én av sine ender (21) er rotasjonsmessig stivt forbundet til den tverrgående vegg (19), hvorved holdehylsen i sin andre ende (22), via en annen spiralfjær (23), er rotasjonsmessig stivt forbundet til en føringshylse (24) i retningen motsatt fremføringsrotasjonsretningen, og ved at i fø-ringshylsen (24) er aktueringselementet (5), som er forbundet til den resirkulerende kulespindelen (4), støttet for forflytning i lengderetningen, men rotasjonsmessig stivt.
10. Aktueringsinnretning ifølge ett av kravene 5-8,
karakterisert vedat aktueringselementet (5) er forbundet til den resirkulerende kulespindel (4) via et spindelhode (25).
10. Aktueringsinnretning ifølge krav 9,
karakterisert vedat spindelhodet (25) omfatter minst ett føringselement (26), som rager radialt utover, hvilket er i inngrep med en langsgående føring (27) som går langs reguleringsretningen (6) i føringshylsen (24).
11. Aktueringsinnretning ifølge ett av kravene 8-10,
karakterisert vedat den annen spiralfjær (23) er drivforbundet til minst én elektrisk motor (28) for å vikles på holderhylsen (20) og føringshylsen (24).
12. Aktueringsinnretning ifølge krav 11,
karakterisert vedat den elektriske motor (28) er drivforbundet til en klemhylse (29) hvorfra en medbringer (20) rager radialt innover, idet medbringeren er i stand til å forbindes for bevegelse med hovedsakelig en ende (31) av den annen spiralfjær (23).
13. Aktueringsinnretning ifølge krav 12,
karakterisert vedat klemhylsen (29) er rotasjonsmessig støttet på en utside (32) av holdehylsen (20) og en utside (23) av en ringflens (34) som er i inngrep i innretningens hus (7), hvorved ringflensen (34) rager ut fra en innside (35) av et hus-deksel (36).
14. Aktueringsinnretning ifølge krav 12 eller 13,
karakterisert vedat den elektriske motor (28) har et tannhjul som er i inngrep med tenner (38) særlig på en ende (39) av klemhylsen (29).
15. Aktueringsinnretning ifølge krav 14,
karakterisert vedat en annen elektrisk motor (40) er anordnet særlig diametralt motsatt den første elektriske motor (28), og at særlig et tannhjul (41) som er i inngrep med tennene (38) kan rives av den.
16. Aktueringsinnretning ifølge krav 15,
karakterisert vedat tennene (38) er dannet av en tannring (42) med innvendige tenner, idet tannringen er løsbart montert på enden (39) av klemhylsen (29).
17. Aktueringsinnretning ifølge krav 15 eller 16,
karakterisert vedat den første og annen elektriske motor (28,40) kan aktueres og styres uavhengig av hverandre.
18. Aktueringsinnretning ifølge ett av kravene 13-17,
karakterisert vedat en torsjonsfjær (43) er anordnet mellom klemhylsen (29) og ringflensen (34), og at fjæren kan strammes når klemhylsen (29) roteres for oppvikling av den annen spiralfjær (23).
19. Aktueringsinnretning ifølge ett av kravene 15-18,
karakterisert vedat den første og annen elektriske motor (28, 40) er trinnmotorer.
20. Aktueringsinnretning ifølge ett av de foregående krav,
karakterisert vedat minst to separate elektriske forbindelser (44, 45) er anordnet på hus-dekslet (46) som befinner seg ved siden av de elektriske motorer (8, 9).
21. Aktueringsinnretning ifølge ett av de foregående krav,
karakterisert vedat begge elektriske motorer (8, 9) kan opereres samtidig.
22. Aktueringsinnretning ifølge ett av de foregående krav,
karakterisert vedat de elektriske motorer (8, 9) er synkronisert, særlig med programvare via sine motorkontrollinnretninger (11,12).
23. Aktueringsinnretning ifølge ett av de foregående krav,
karakterisert vedat en elektrisk motor (8, 9) brukes som hovedmotor og at den andre elektriske motoren (9, 8) brukes som slavemotor.
24. Aktueringsinnretning ifølge ett av de foregående krav,
karakterisert vedat de elektriske motorer (8, 9) er likestrømsmotorer.
25. Aktueringsinnretning ifølge ett av de foregående krav,
karakterisert vedat en posisjonssensor (47) er tilordnet til drivakselen (2).
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE20018564U DE20018564U1 (de) | 2000-10-30 | 2000-10-30 | Betätigungsvorrichtung |
PCT/EP2001/012551 WO2002039203A1 (de) | 2000-10-30 | 2001-10-30 | Betätigungsvorrichtung |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO20031916D0 NO20031916D0 (no) | 2003-04-29 |
NO20031916L NO20031916L (no) | 2003-06-30 |
NO331279B1 true NO331279B1 (no) | 2011-11-14 |
Family
ID=7948286
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO20031916A NO331279B1 (no) | 2000-10-30 | 2003-04-29 | Aktueringsinnretning |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7172169B2 (no) |
AU (1) | AU2002214033A1 (no) |
BR (1) | BR0115004A (no) |
DE (1) | DE20018564U1 (no) |
GB (1) | GB2384480B (no) |
NO (1) | NO331279B1 (no) |
WO (1) | WO2002039203A1 (no) |
Families Citing this family (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7615893B2 (en) | 2000-05-11 | 2009-11-10 | Cameron International Corporation | Electric control and supply system |
DE20213389U1 (de) * | 2002-08-30 | 2004-01-15 | Cameron Gmbh | Drehverstellvorrichtung |
DE20311032U1 (de) * | 2003-07-17 | 2004-11-25 | Cooper Cameron Corp., Houston | Antriebsvorrichtung |
ATE545977T1 (de) * | 2005-12-02 | 2012-03-15 | Boeing Co | Fehlertoleranter elektromechanischer aktuator mit drehmomentsensor- und steuerungssystem |
US8230750B2 (en) * | 2006-09-01 | 2012-07-31 | Parker-Hannifin Corporation | Electromechanical actuating assembly |
DE102007001741A1 (de) * | 2007-01-11 | 2008-07-17 | Siemens Ag | Vorrichtung zur linearen Bewegung eines Ventilgliedes |
WO2008112363A2 (en) * | 2007-02-07 | 2008-09-18 | Parker Hannifin Corporation | Electromechanical actuating assembly |
US8136418B2 (en) * | 2007-02-07 | 2012-03-20 | Parker-Hannifin Corporation | Electromechanical actuating assembly |
US8336818B2 (en) * | 2007-10-30 | 2012-12-25 | Parker-Hannifin Corporation | Jam tolerant electromechanical actuation systems and methods of operation |
US8336817B2 (en) * | 2007-10-30 | 2012-12-25 | Parker-Hannifin Corporation | Jam tolerant electromechanical actuation systems and methods of operation |
NO329102B1 (no) * | 2008-02-21 | 2010-08-23 | Vetco Gray Scandinavia As | Sluseventilaktuator og fremgangsmate for a veksle en sluseventil |
WO2011006519A1 (en) * | 2009-07-16 | 2011-01-20 | Cameron International Corporation | Actuator |
NO332768B1 (no) * | 2009-12-16 | 2013-01-14 | Smartmotor As | System for drift av langstrakte elektriske maskiner |
GB2551094B (en) | 2011-03-16 | 2018-05-30 | Aker Solutions Ltd | Subsea electric actuators and latches for them |
US9222583B2 (en) | 2011-04-08 | 2015-12-29 | Cameron International Corporation | Split gate valve |
WO2014166509A1 (en) * | 2013-04-09 | 2014-10-16 | Cameron International Corporation | Actuating device |
EP2837556B1 (de) * | 2013-08-12 | 2016-04-27 | Airbus Defence and Space GmbH | Pneumatisch aktivierte Entkoppelungsvorrichtung |
EP3537581B1 (en) * | 2018-03-08 | 2022-05-04 | Hamilton Sundstrand Corporation | Servovalve |
DE102019130974A1 (de) * | 2019-11-15 | 2021-05-20 | Gemü Gebr. Müller Apparatebau Gmbh & Co. Kommanditgesellschaft | Antriebseinheit für ein Ventil und Ventil |
DE102021211576A1 (de) | 2021-10-14 | 2023-04-20 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Lenksäule für ein Steer-by-Wire Lenksystem |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2387800A (en) * | 1944-07-19 | 1945-10-30 | Gen Motors Corp | Actuator |
US3083423A (en) * | 1961-09-18 | 1963-04-02 | Hartley Controls Corp | Automatic supplying, mixing, moisture control and delivery of granular material |
US4179944A (en) * | 1977-06-27 | 1979-12-25 | United Technologies Corporation | Fail safe redundant actuator |
US4199132A (en) * | 1978-08-17 | 1980-04-22 | The Perkin-Elmer Corporation | High-pressure remote-controlled valve |
DE3832304A1 (de) * | 1988-09-20 | 1990-03-29 | Haberecht Helga | Stellantrieb |
DE3840125A1 (de) * | 1988-11-29 | 1990-05-31 | Vollmar Oskar Gmbh | Schiebereinrichtung |
US5195721A (en) * | 1990-05-04 | 1993-03-23 | Ava International Corporation | Fail safe valve actuator |
DE4027816C2 (de) * | 1990-09-01 | 1994-04-07 | Kugelfischer G Schaefer & Co | Vorrichtung zur Gewichtsentlastung |
US5649451A (en) * | 1994-06-30 | 1997-07-22 | Ruland; Frederick W. | Compact mechanism for creating simultaneous rotary and linear motion |
AT404996B (de) * | 1995-12-27 | 1999-04-26 | Engel Gmbh Maschbau | Verfahren zum betreiben eines antriebes |
CA2201661A1 (en) * | 1996-04-04 | 1997-10-04 | Baker Hughes Incorporated | Valve actuator |
DE19626554C2 (de) * | 1996-07-02 | 2000-05-31 | Andreas Wagner | Vorrichtung zum Antreiben von mehrwelligen Extrudern mit mindestens zwei zu synchronisierenden Antriebsmotoren |
DK151096A (da) * | 1996-12-23 | 1998-07-17 | Linak As | Lineær aktuator |
US6047104A (en) * | 1998-09-22 | 2000-04-04 | Cheng Technology & Services, Inc. | Electrical generators and motors in which at steady-state the rotor and its electromagnetic field rotate at selectively different angular speeds |
DE69933004D1 (de) * | 1999-01-27 | 2006-10-12 | Cooper Cameron Corp | Elektrischer Stellantrieb |
US6152167A (en) * | 1999-02-11 | 2000-11-28 | Cooper Cameron | Valve actuator with emergency shutdown feature |
DE29904620U1 (de) * | 1999-03-12 | 2000-08-03 | Electrowatt Technology Innovation Ag, Zug | Antriebsvorrichtung für ein Stellglied |
-
2000
- 2000-10-30 DE DE20018564U patent/DE20018564U1/de not_active Expired - Lifetime
-
2001
- 2001-10-30 US US10/415,419 patent/US7172169B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-10-30 GB GB0309760A patent/GB2384480B/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-10-30 AU AU2002214033A patent/AU2002214033A1/en not_active Abandoned
- 2001-10-30 WO PCT/EP2001/012551 patent/WO2002039203A1/de active Application Filing
- 2001-10-30 BR BR0115004-9A patent/BR0115004A/pt not_active Application Discontinuation
-
2003
- 2003-04-29 NO NO20031916A patent/NO331279B1/no not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB2384480A (en) | 2003-07-30 |
US20060048602A1 (en) | 2006-03-09 |
GB0309760D0 (en) | 2003-06-04 |
BR0115004A (pt) | 2003-09-30 |
DE20018564U1 (de) | 2002-03-21 |
NO20031916D0 (no) | 2003-04-29 |
AU2002214033A1 (en) | 2002-05-21 |
US7172169B2 (en) | 2007-02-06 |
WO2002039203A1 (de) | 2002-05-16 |
GB2384480B (en) | 2004-10-27 |
NO20031916L (no) | 2003-06-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO331279B1 (no) | Aktueringsinnretning | |
US9163484B2 (en) | Actuator | |
US7677844B2 (en) | Electronic clutch for tool chuck with power take off and dead spindle features | |
US5983858A (en) | Throttle device for internal combustion engine | |
US7231842B2 (en) | Actuating device | |
NO321472B1 (no) | Elektrisk aktuator | |
US6899171B2 (en) | Actuating device | |
US9731393B2 (en) | Power tool and method of operating an automated drilling operation | |
CN109693212A (zh) | 旋转工具 | |
US10316567B2 (en) | Drive for a door or window wing | |
NO20111384A1 (no) | Anordning ved ventilaktuator med fjaerretur og framgangsmate for betjening av en ventil | |
US10391563B2 (en) | Hand-held power tool and control method | |
CN101248780A (zh) | 钓鱼用旋转线轴 | |
US7789370B2 (en) | Actuator system | |
AU2007273308B2 (en) | Actuator device | |
AU2005236246B2 (en) | An actuator system | |
NO326524B1 (no) | Aktuator for en pilot for hydrauliske kontrollventiler | |
JP2023131138A (ja) | ロータリーアクチュエータ | |
JP5379555B2 (ja) | 内燃機関のバルブタイミング制御装置 | |
JP2008190537A (ja) | 内燃機関のバルブタイミング制御装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |