SE460783B - Aktuator - Google Patents

Description

460 783 Flera försök att åstadkomma konstruktioner som uppfyller de olika kraven på s.k. elektromekaniska aktuatorer eller bromsenheter är kända.

Exempel på lösningar där en elektrisk motor används för att spänna en normal fjäder (en skruvtryckfjäder), som avger bromskraft när så önskas, visas i US-A-87læ 219, US-A-2 218 605, US-A-l: 033 #35, US-A-li 202 1:30, DE-A- 3 010 335, GB-A-Z 11+! 500 och EP-A-l66 156.

Det finns också exempel på lösningar där energin från den elektriska motorn lagras i en spiralfjäder eller klockfjäder, nämligen US-A-3 l3l 788, US-A-B 217 8443 och US-A-3 280 9%. Vid dessa lösningar, härrörande från samma källa, regleras bromsens ansättning av motorn, som även utnyttjas för att spänna fjädern. Genom denna teknik är det praktiskt taget omöjligt att uppnå de svarstider och den reglernoggrannhet som är nödvändiga i moderna system.

Uppfmningen För att uppfylla alla därpå ställda krav kännetecknas en aktuator enligt uppfinningen av kopplingsorgan mellan drivhylsan och huset för att tillåta rotation av den- förra i en första riktning, vidare av en spärrfjäder för förbindning mellan drivhylsan och den därmed koaxiella drivringen samt av organ för att reglera spärrfjäderns funktion att drivande förbinda drivhylsan med drivringen blott vid drivhylsans rotation i den första riktningen men att tillåta rotation av drivringen i en andra, motsatt riktning.

Vid användning som bromsenhet för ett rälsfordon innefattar; en aktu- ator enligt uppfinningen en drivhylsa, som kan utsättas för vridmomentet från en spiralfjäder, en motor eller något annat organ för att alstra en bromskraft, och en drívring, ansluten till en kulskruv eller något annat organ för att överföra vridmomentet till en axiell kraft för bromsansättning. Uppfinningen ligger i de reglerbara organen för överföring av vridmomentet mellan drivhylsan och drivringen. Vid en bromsenhet är den första riktningen bromsansättningsrilctningen, medan den andra riktningen sålunda är broms- lossningsriktningen.

Organet för spärrfjäderns reglering är företrädesvis en reglerhylsa, som är koncentrisk med drivhylsan och drivringen och är förbunden med spärr- fjäderns ena ände, varigenom reglerhylsans rotation i den andra riktningen kommer att åstadkomma öppning av spärrfjädern för att tillåta drivringen att rotera lika långt ivvinkelled som reglerhylsan i den andra riktningen.

Vid en utföringsform av uppfinningen är drivhylsan utsatt för vrid- momentet från en av en motor, företrädesvis en elektrisk motor, spänd 460 783 spiral- eller klockfjäder. l detta fall kan kopplingsorganet mellan drivhylsan och enhetens hus företrädesvis vara en ytterligare spärrfjäder, som normalt hindrar drivhylsan från att rotera i den första riktningen, varvid spärrfjäderns ena ände är förbunden med reglerhylsan, varigenom rotation därav i den första riktningen kommer att åstadkomma öppning av spärrfjädern för att tillåta drivhylsan att rotera lika långt i vinkelled som reglerhylsan i den första riktningen.

För att uppfylla kravet på reglering av aktuatorn eller bromsenheten "by wire" kan reglerhylsan vara förbunden med en elektrisk reglermotor för dess rotation i endera riktningen, ledande till drivringens rotation i endera riktningen.

Vid en annan utföringsform av uppfinningen är drivhylsan direkt för- bunden med en rotationsmotor, företrädesvis en elektrisk motor. I detta fall är kopplingsorganet mellan drivhylsan och huset en ytterligare spärrfjäder för att tillåta rotation av drivhylsan medelst motorn blott i den första riktningen.

Motorn är företrädesvis drivförbunden med reglerhylsan för att tillåta rotation därav i båda riktningar-na, medan det i förbindelsen mellan motorn och drivhylsan är anordnad en envägskoppling, som blott överför rotation till drivhylsan i den första riktningen.

I ytterligare en utföringform av uppfinningen är drivhylsan - liksom vid den första utföringsformen - utsatt för vridmomentet från en av en motor, företrädesvis en elektrisk motor, spänd spiral- eller klockfjäder. Åter är kopplingsorganet en yttre spärrfjäder, som normalt hindrar drivhylsan från att rotera í den första riktningen. Vid denna utföringsform är organet för reglering av den mellan drivhylsan och drivringen anordnade spärrfjädern - en inre spärrfjäder -, vilket organ även reglerar den yttre spärrfjädern, en reglerdel, vilken är axiellt rörlig under inverkan av två elektromagneter för frigöring av änden hos endera spärrfjädern från huset resp drivringen och sålunda för att tillåta rotation av drivhylsan i den första riktningen resp drivringen i den andra riktningen.

Figurförtedcning Uppfinningen skall beskrivas närmare i det följande under hänvisning till de bifogade ritningarna, på vilka fig l-3 är resp sidovyer, delvis i sektion, av tre utföringsformer av en aktuator, närmare bestämt en elektromekanisk bromsenhet, enligt uppfinningen. 460 783 Beskrivning av föredragna utföringsformer En elektromekanisk bromsenhet enligt fig 1 har ett hus 1 med ett fjäderlock 2 till vänster på ritningen och ett mekanismlock 3 till höger.

Locken 2 och 3 är fastskruvade vid huset l. Enheten är även försedd med en kraftöverförande del 4, vilken såsom framgår nedan är axiellt rörlig i förhållande till huset 1. Huset l och delen ll är försedda med fästen 5 för enhetens montering, exempelvis i en konventionell skivbromstång hos ett rälsfordon. (Något sådant bromsarrangemang visas ej på ritningen men är välkänt för varje fackman.) På detta sätt kommer en rörelse av delen 4 åt vänster på ritningen att resultera i en bromsansättning.

En kraftfull spiral- eller klockfjäder 6 är anordnad i huset 1. Fjäderns 6 yttre ände är förankrad vid en roterbar motorhylsa 7 och dess inre ände vid en roterbar drivhylsa S, som är lagrad i huset l.

En elektrisk motor 10 är fäst vid huset 1. Den är drivförbunden med en kuggkrans 7' på motorhylsan 7. En envägskoppling, exempelvis en spärr- fjäder 12, gör att motorhylsan 7 blott kan rotera i riktning för spiralfjäderns 6 spänning. - Koaxiellt med drivhylsan 8 är en roterbar drivring 13 i splinesingrepp med en spindelring 14, som är fäst vid en roterbar spindel 15.

En roterande kraftöverföring mellan drivhylsan 8 och drivringen 13 (och sålunda spindeln 15 via spindelringen lll) sker med hjälp av ett arrangemang bestående av tre koncentriska delar, nämligen en yttre spärrfjäder 16, en reglerhylsa 17 samt en inre spärrfjäder 18.

Reglerhylsans 17 yttre ände, eller högra ände i fig 1, är försedd med en kuggring l7'i ingrepp med motsvarande kuggar på den roterande motoraxeln 19 hos en elektrisk reglermotor 20, som är fäst vid mekanismlocket 3. Axeln 19 hos motorn 20, somn företrädesvis kan vara av likströms- eller steg- motortyp, är försedd med en skiva 21 samverkande med ett fast ok 22. Skivan 21 har reglerorgan längs sin omkrets, exempelvis hål, vilka kan räknas av oket 22 och därigenom reglera reglermotorns 20 rotation, såsom framgår tydligare nedan. I En kraftöverförande hylsa 23 är fäst vid den kraftöverförande delen 4.

En kulmutter 25, som tillsammans med kulskruvspindeln 15 bildar en kulskruv, är icke roterbart fäst vid den kraftöverförande hylsan 23. Spindeln 15 är lagrad i den kraftöverförande hylsan 23 med hjälp av ett radialkullager 26 och i en kraftkännande kopp 27 med hjälp av ett kullager 28. Detta lager kan även överföra axiella krafter från spindeln 15 till koppen 27.

.H .m .Q___________ ___ ___ 460 783 En elastisk skiva 30 (av gummi eller liknande material) är inspänd mellan den kraftkännande koppen 27 och mekanismlocket 3. En kraftgivare 3l är anordnad i locket 3 i kontakt med den elastiska skivan 30. Genom konstruktionen med en mindre kraftmottagande yta hos givaren 31 än ytan hos den kraftkännande koppen 27 överförs blott en del av den totala kraften från spindeln 15 till givaren 31, som kan ha konventionell konstruktion och överför en elektrisk signal beroende pä det tryck eller den kraft som utövas därpå.

Samwmkwn mellßm de Qiikaa dstlamas, sänskila de må sitšinnfájidnarna 1.6» och 18 samt reglerhylsan 17, skall nu beskrivas.

Den yttre spärrfjädern 16, som även kan kallas en ansättningsfjäder av nedan angivna skäl, tjänar i första hand till att hindra drivhylsan 8 från att rotera relativt huset l i en riktning. Den är såsom visas axiellt instängd, och dess vänstra ände är fastlâst vid drivhylsan 8. Huvuddelen av fjädern 16 är anordnad med sin yttre yta i kontakt med koaxiella cylindriska innerytor hos hylsan 8 och huset l. Ett fåtal varv av spärrfjädern 16 har mindre diameter och står med sin inneryta i ingrepp med den cylindriska reglerhylsans l7 yrteryta. _ Den inre spärrfjädern 18, som också kan kallas en lossningsfjäder, tjänar i första hand till att överföra rotationsrörelse i en riktning mellan driv- hylsan8 och drivringen 13 men utgör även ett organ för överföring av rotationsrörelse i den andra riktningen mellan reglerhylsan l7 och drivringen 13, såsom framgår nedan. Spärrfjäderns l8 inre yta står i kontakt med koaxiella cylindriska ytterytor hos drivhylsan 8 och drivringen 13. Fjäderns 18 högra ände är fastlâst vid drivringen 13, medan dess vänstra ände är försedd med en uppskjutandc ände l8' i ingrepp med ett axiellt utskott 17" vid reglerhylsans 17 vänstra ände.

Funktionen för det så långt beskrivna arrangemanget är följande: Om man antar att spiralfjädern 6 är spänd eller uppskruvad av den elektriska motorn 10 och att baklängesrotation av den senare förhindras av envägs- kopplingen 12, utsätts drivhylsan 8 för ett stort vridmoment i den ena rotationsriktningen. Hylsan 8 är emellertid normalt läst mot rotation i denna riktning av ansättningfjädern 16.

Genom vridning av reglerhylsan 17 (medelst reglermotorn 20) är det emellertid möjligt att ”öppna” den yttre Isgârrfjädern eller ansätmingsfjädern 16, dvs att vrida den i motsatt riktning mot spärriktningem med hjälp av fjädervarven i ingrepp med reglerhylspn l7. Härigenom kommer drivhylsan S L.

D 460 783 att vara fri att vrida sig under inverkan av spiralfjädern 6 tills ansättnings- fjädern 16 åter låser hylsan 8 vid huset l. Drivhylsans 8 vridrörelse motsvarar med andra ord den hos reglerhylsan 17. Under denna vridrörelse överförs den vridande rörelsen och vridmomentet till drivringen 13 av den inre spärr- fjädern 18 tack vare dennas spärriktning.

Det till drivringen 13 överförda vridmomentet omvandlas genom kul- skruvsspindeln 15 till en axiell kraft i kulmuttern 25, den kraftöverförande hylsan 23 och den kraftöverförande delen 4. Ansättningsslaget eller -rörelsen är åt vänster på ritningen.

Det bör noteras att drivhylsan 8 blott tillåts rotera (för överföring av dess vridmoment till drivringen 13 via den inre spärrfjädern 18) då och i den utsträckning som reglerhylsan 17 roteras av reglermotorn 20 i ansättnings- fjäderns 16 frigöringsriktning. Det skall även noteras att reglerhylsan 17 själv ej utsätts för drivhylsans 8 vridmoment och att blott det ringa vridmoment som behövs för att övervinna spärrfjäderns 16 förspänning krävs för regler- hylsan 17.

Lossningsslaget eller rörelsen hos den kraftöverförande delen 4 och hylsan 23 åt höger på ritningen (efter ett ovan beskrivet ansättningsslag) kan uppdelas i två steg: ett första steg, under vilket delen ll och hylsan 23 är utsatta för en returkraft åt höger från bromsskivan (eller någon annan bromsad del) och hela bromstången eller -rörelsen (i vilken bromsenheten är anordnad) avslutat med den situationen att bromsbeläggen just skall lämna bromsskivan så att returkraften går ner till noll, och ett andra steg, under vilket bromsbeläggen avlägsnas från bromsskivan en önskad sträcka, i facket benämnd spelrum.

För åstadkommande av en rörelse i lossningsriktningen under det ovannämnda första steget roteras reglerhylsan 17 i motsatt riktning mot den under det ovan beskrivna ansättningsslaget. Denna rotation förhindras ej av den yttre spärrfjäderns 16 varv i ingrepp med reglerhylsan l7, eftersom denna nu roteras i riktning för frigöring av spärrfjäderns 16 grepp därpå.

Genom ingreppet mellan reglerhylsans l7 axiella utskott 17' och den inre spärrfjäderns eller lossningsfjäderns 18 uppskjutande ände 18' kommer den senare fjädern ej att hindra drivringen l3 från att vrida sig under inverkan av den kraft som överförts från en axiell sådan i muttern 25 till en vridkraft i spindeln 15, men blott så långt som reglerhylsan 17 roteras. Under denna rotation hindras drivhylsan 8 - som hela tiden är utsatt för vrid- momentet från spiralfjädern 6 - från att rotera av den yttre spärrfjädern 16 i ingrepp med huset l. 460 783 Det skall åter noteras att drivringens 13 rotationsrörelse motsvarar den hos reglerhylsan 17 och att praktiskt inget vridmoment för vridning av den senare krävs från reglermotorn 10, nämligen blott det vridmoment som behövs för att övervinna den inre spärrfjäderns 18 förspänning.

Under det andra steget av lossningsslaget överförs inget vridmoment till drivringen 13 från bromsrörelsen via spindeln 15. För att upprätta det önskade spelrummet mellan bromsskivan och bromsbeläggen i bromsrörelsen är det därför nödvändigt att utsätta drivringen 13 för en annan rotationskraft för att dra tillbaka bromsbeläggen från bromskivan. Denna rotationskraft, som är relativt liten, härstammar från reglermotorn 20. Vid dennas ytter- ligare rotation i lossningsriktningen överförs dess rotationsrörelse till drivringen 13 genom lossningsfjädern 18. Fortfarande hålls drivhylsan 8 mot rotation av den yttre spärrfjädern 16.

Det hittills beskrivna mekaniska arrangemanget är förbundet med ett elektriskt och elektroniskt system. Detta system, som ej visas på ritningen, har den allmänna funktionen att förse den elektriska motorn 10 och regler- motorn 20 med elektrisk energi och att reglera deras funktioner på följande sätt: Såsom framgår av beskrivningen ovan, har den elektriska motorn 10 den enda funktionen att förse ackumulatorn i form av spiralfjädern 6 med energi eller med andra ord att hålla fjädern 6 spänd. Motorn arbetar intermittent.

Systemet är så konstruerat att motorn 10 startas 1) då systemet har varit spänningslöst av något skäl och 2) när reglermotorn 20 har startat.

Motorn 10 stängs å andra sidan av då motorströmmen når ett förut- bestämt värde, som indikerar en spänd spiralfjäder 6.

Allmänt sett fungerar reglermotorn 20 (och den därmed förbundna reglerhylsan 17) som ett servo för spindeln 15. Den fungerar på följande sätt under olika förhållanden: Såsom beskrivits ovan åstadkommes ansättningsslaget genom rotation av reglerhylsan 17 av reglermotorn 20 i en viss riktning - ansättningsríkt- ningen.

Då tryckgivaren 31 indikerar att en önskad bromskraft, eller med andra ord en motkraft i spindeln 15 överförd till givaren 31 via spindelringen 14, kullagret 28, den kraftkärmande koppen 27 och den elastiska skivan 31, har nåtts stängs reglermotorn 20 av. Detta betyder att ingen ytterligare rota- tionsrörelse överförs till drivringen 13 från drivhylsan 8 via den inre spärrfjädern 18. .460 785 Efter exempelvis två varv av reglermotorn 20 i ansättnirígsriktningen, såsom bestäms av skivan 21 och oket 22, startar den elektriska motorn l0 efter att tidigare ha varit avstängd.

Lossningsslaget å andra sidan åstadkommes genom rotation av regler- motorn 20 i motsatt riktning, lossningsriktningen.

Denna rotation av reglermotorn 20 sker tills givaren 31 indikerar en mycket låg motkraft i spindeln 15, exempelvis 2 kN. Från denna indikation får reglermotorn 20 rotera ett fåtal extra varv, såsom bestäms av skivan 21 och oket 22, för att upprätta det önskade spelrummet mellan bromsbeläggen och bromsskivan i bromsrörelsen.

Många modifikationer är möjliga av den utföringsform som visas i fig l och beskrivits ovan under hänvisning därtill.

Den elektriska motorn 10 kan allmänt sett ha ett annat läge, om man exempelvis önskar en kortare enhet, och kan t o m ersättas med något annat organ för att tillföra energi till spiralfjädern 6, exempelvis en luftmotor eller en fluidummanövrerad cylinder med funktionen att alltid hålla spiralfjädern 6 under tillräcklig spänning. Spiralfjädern 6 kan även ersättas med någon annan typ av fjäder eller med något annat organ för energilagring.

De olika mekaniska komponenterna hos arrangemanget, exempelvis lagringen av de roterande delarna och typen av den använda kulskruven, kan variera i hög grad, såsom inses av varje fackman på området.

Mera speciellt kan emellertid den vänstra änden hos den inre spärr- fjädern 18 som ett alternativ till det visade och beskrivna arrangemanget ha samma utformning som den högra änden hos den yttre spärrfjädern 16.

Vidare kan, som ett alternativ till arrangemanget för att avge en signal beroende på den axiella kraften i den kraftöverförande delen I: eller spindeln 15, dvs den kraftkännande koppen 27, den elastiska skivan 30 och tryck- givaren 31, andra organ användas, exempelvis lämpligt anordnade trådtöj- ningsgivare. Denna signal kan även hämtas från andra delar av bromsrörelsen.

En andra utföringsform av uppfinningen visas i fig 2. Denna utförings- form har många likheter med den första, som visas i fig 1 och beskrivits ovan, men huvudskillnaden ligger i bromsenhetens reglersystem, vilket alltså kommer att beskrivas till fullo.

Konstruktionen och funktionen hos följande delar är praktiskt taget desamma som vid den första utföringsformen, och hänvisning görs alltså till beskrivningen ovan därav: ett hus 40, ett fjäderlock 41, en lcraftöverförande del 42, fästen 43, en spiral- eller klockfjäder 44, en motorhylsa 145 med en 460 785 ft kuggkrans 45', en drivhylsa #6, en elektrisk motor 47, en spärrfjäder 48, en drivring 49, en spindelring 50, en spindel 51, en kraftöverförande hylsa 52, en kulmutter 53, ett radiall 56, en elastisk ring 57 samt en tryckgivare 58.

I detta fall är spindeln 51 förlängd och är försedd med en skiva 59 samarbetande med ett fast ok 60 (på samma sätt och för samma ändamål som skivan 21 och oket 22 i utföringsformen enligt fig l). I likhet med utförings- formen enligt fig 1 finns en yttre spärrfjäder 61 och en inre spärrfjäder 62, som allmänt sett har samma funktioner som motsvarande spärrfjädrar l6 och l8 i den första utföringsformen. Regleringen av dessa spärrfjädrar är emellertid helt annorlunda, såsom anges nedan.

Den yttre spärrfjädern 6l är i sitt spända tillstånd anordnad med sin yttre yta i kontakt med koaxiella cylindriska innerytor hos drivhylsan 46 och ._ huset 40. Den inre spärrfjädern 62 står i sitt spända tillstånd med sin inneryta i i kontakt med koaxiella cylindriska ytterytor hos drivhylsan 146 och driv- ringen 49.

En första kopplingsbricka 63 står i icke roterbart men axiellt rörligt ingrepp med den yttre spärrfjäderns 61 högra ände. Brickan 63 kan samverka med en fast ansats 64 hos huset 40 för att med denna bilda en tand- koppling 63-64. _ Pâ motsvarande sätt står en andra kopplingsbricka 65 i icke roterbart men axiellt rörligt ingrepp med den inre spärrfjäderns 62 högra ände.

Brickan 65 kan samarbeta med en ansats 66 hos drivringen 49 för att med denna bilda en tandkoppling 65-66.

De två kcpplingsbrickorna 63 och 65 pressas elastiskt isär för ingrepp med sina respektive ansatser 61+ och 66 av en skruvtryckfjäder 67 anordnad mellan två tryckskivor: en första 68 och en andra tryckskiva 69.

En cylindrisk reglerdel 70 är axiellt rörlig och försedd med en radiell del 7l anordnad i de motverkande fälten hos två elektromagneter 72, som är fästa i huset 40. Vid de två trycksl med en cylindrisk urtagning med något större bredd än avståndet mellan de två skivorna 68, 69. Respektive ände av denna urtagning är anordnad att samverka med den respektive skivan på nedan beskrivet sätt. I det visade neutralläget (där ingen av de två elektromagneterna 72 är inkopplad) hålls emellertid båda kopplingarna 63-64 och 65-66 i ingrepp av fjädern 67 (via skivorna 68, 69). .460 783 10 Såsom redan angivits är den allmänna funktionen hos utföringsformcn enligt fig 2 densamma som enligt fig l.

Antag att spiralfjädern lll; är spänd och att man önskar åstadkomma en bromsansättning. För att åstadkomma detta måste spärreffekten av den yttre spärrfjädern eller ansättningsfjädern 6l på drivhylsan #6 övervinnas. Genom inkoppling av den vänstra elektromagneten 72 förflyttas reglerdelcn 70 åt vänster i fig 2, så att kopplingen 63-614 urkopplas och spärrfjädern 6l lösgörs, så att den lämnar sitt ingrepp med huset #0. Vridmomentet överförs från drivhylsan 146 via den inre spärrfjädern 62 till drivringen #9 och till ytterli- gare delar, såsom beskrivits mera i detalj ovan under hänvisning till fig l.

Ansättningen fortsätter så länge som den vänstra elektromagneten 72 är inkopplad, vilket regleras på motsvarande sätt som rotationen medelst motorn 20 av reglerhylsan l7 i utföringsformen enligt fig l. När denna elektromagnet frånkopplas, går kopplingen 63-614 i ingrepp och expanderas spärrfjädern 61 ånyo till ingrepp med den inre cylindriska ytan hos huset #0, så att ytterligare rotation av drivhylsan 46 förhindras.

Ett lossningsslag åstadkommes genom att den andra eller högra elektro- magneten 72 är går är inkopplad så att reglerdelen 70 förflyttas åt höger i fig2 och kopplingen 65-66 går ur ingrepp. På detta sätt blir den inre spärrfjädern 62 upplåst och lämnar sitt låsande ingrepp med drivringen 149, som sålunda blir fri att rotera i lossningsriktningen på samma sätt som beskrivits ovan under hänvisning till fig l.

En tredje utföringsform av uppfinningen visas i fig 3. Denna elektro- mekaniska bromsenhet har likheter med de första och andra utförings- formema men skiljer sig därifrån huvudsakligen i det att den ej är försedd med något spiralfjäder för energilagring.

Denna enhet har ett hus 80 med ett vänstra lock 8l och ett mekanism- lock 82 till höger på ritningen. Locken 81 och 82 är fastskruvade vid huset 80.

Enheten är även försedd med en kraftöverförande del 83, vilken såsom anges nedan är axiellt rörlig i förhållande till huset 80. Ett bromsbelägg 84 är fäst vid den kraftöverförande delen 83. Bromsenheten skall anordnas i närheten av en bromsskiva hos ett rälsfordon på ett för varje fackman på området välkänt sätt. En rörelse åt vänster på ritningen hos delen 83 kommer sålunda att resultera i en bromsansättning.

En drivhylsa 85 är roterbart lagrad i huset. En elektrisk motor 86 är fäst vid det vänstra locket 81. Den är drivande förbunden med drivhylsan 85 via en förstorad del 87 av en motoraxel 88, ett drev 89 i ingrepp med 460 783 ll drivhylsan 85 samt en envägskoppling i form av en spärrfjäder 90 mellan den förstorade delen 87 och drevet 89. På detta sätt kan drivhylsan 85 roteras av motorn 86 blott i rotationsriktningen för bromsansättning, såsom framgår nedan; rotation av motorn 86 i motsatt riktning överförs ej till drivhylsan 85 tack vare envägskopplingen 90.

Koaxiellt med drivhylsan 85 är en roterbar drivring 31 i splinesingrepp med en spindelring 92, som är fäst vid en roterbar spindel 93.

En roterande kraftöverföring mellan drivhylsan 85 och drivringen 91 (och sålunda spindeln 93 via spindelringen 92) sker med hjälp av ett arrangemang bestående av tre koncentriska delar, nämligen en yttre spärr- fjäder 94, en reglerhylsa 95 och en inre spärrfjäder 96. Den yttre änden, eller änden till höger i fig 3, av reglerhylsan 95 är försedd med en kuggring 95' i ingrepp med ett kugghjul 97, som är anordnat på motoraxeln 88 i ett stycke med dess förstorade del 87. Axeln 88, som sträcker sig ut åt vänster från motorn 86, är försedd med en skiva 98 i samarbete med ett fast ok 99 för åstadkommande av en lägesgivare. Denna lägesgivare används för att reglera motorn 86 för spelrumsjustering, såsom anges nedan. Med hjälp av kugghjulet 97 kan reglerhylsan 95 roteras av den elektriska motorn 86 i båda riktning- arna.

En kraftöverförande hylsa 100 är fäst vid den kraftöverförande delen 83. En kulmutter 101, som tillsammans med kulskruvsspindeln 93 bildar en kulskruv, är icke roterbart fäst vid den kraftöverförandc hylsan 100. Spin- deln 93 är lagrad i den kraftöverförande hylsan 100 med hjälp av ett radialkullager l0lA och i en kraftkännande kopp 102 med hjälp av ett kullager 103, som också överför axiella krafter från spindeln 93 till koppen 102.

En elastisk skiva 101; (av gummi eller liknande material) är innesluten mellan den kraftkännande koppen 102 och mekanismlocket 82. En tryckgivare 105 är anordnad i locket 82 i kontakt med den elastiska skivan 104. Genom konstruktionen med en mindre kraftmottagande yta hos givaren 105 än ytan hos den kraftkännande koppen 102 överförs blott en del av den totala kraften från spindeln 93 till givaren 105, som kan ha konventionell konstruktion och överför en elektrisk signal beroende på den kraft eller det tryck som utövas därpå.

Samverkan mellan de olika delarna, särskilt (de två spärrfjädrarna 914 och 96 samt reglerhylsan 95, skall nu beskrivas. ' 5460 785 l2 Den yttre spärrfjädern 94 tjänar till att hindra drivhylsan 85 från att rotera relativt huset 80 i den ena riktningen. Dess vänstra ände är låst till drivhylsan m. Fjädern 94 är anordnad med sin yttre yta i kontakt med koaxiella cylindriska innerytor hos hylsan 85 och huset 80.

Den inre spärrfjädern 96 tjänar primärt till att överföra rotations- rörelse i en riktning mellan drivhylsan 95 och drivringen 9l men utgör även ett organ för att överföra rotationsrörelse i den andra riktningen mellan reglerhylsan 95 och drivringen 91, såsom framgår nedan. Huvuddelen av fjädern 96 är anordnad med sin inre yta i kontakt med koaxiella cylindriska ytterytor hos drivhylsan 95 och drivringen 91. Fjäderns 96 högra ände är låst vid drivringen 91, medan några varv av fjädern 96 åt vänster har större diameter och med sin yttre yta står i ingrepp med den inre ytan hos den cylindriska reglerhylsan 95.

Funktionen hos det beskrivna arrangemanget är följande: Låt oss anta att de olika delarna befinner sig i de i fig 3 visade respektive lägena och att den elektriska motorn S6 står stilla. För att åstadkomma en bromsansättning startas motorn 8_6 i sin rotationsriktning för att - via spärrfjädern 90 och drevet 89 - driva drivhylsan 85 i den av den yttre spärrfjädern 94 tillåtna riktningen. Under denna rörelse överför den inre spärrfjädern 96 - tack vare sin spärriktning - vridrörelsen till drivringen 9 l.

Den elektriska motorn 86 driver inte blott drivhylsan 85 utan även - via kugghjulet 97 - reglerhylsan 95 med åtminstone samma rotationshastighet som drivhylsan 85, så att även vissa varv hos den inre spärrfjädern 96 medbringas i rotationsrörelsen.

Rotationen och vridmomentet från den elektriska motorn 86 överförda till drivringen 91 omvandlas genom kulskruvsspindeln 93 till en axiell kraft i kulmuttern l0l, den kraftöverförande hylsan l00 och den kraftöverförande delen 83. Ansättningsslaget eller -rörelsen sker åt vänster på ritningen.

Då motorn 86 stängs av, låses hela arrangemanget i det uppnådda läget, och inte förrän motorn 86 roteras i motsatt riktning uppnås ett lossningsslag enligt beskrivning nedan. Denna låsning åstadkommes genom de två spärr- fjädrarna 91+ och 96.

Lossningsslaget eller rörelsen av den kraftöverförande delen 83 och hylsan l00 åt höger i fig 3 (följande efter ett ovan beskrivet ansättningsslag) kan delas upp i två steg: ett första steg, under vilket delen 83 och hylsan l00 utsätts för en returkraft åt höger från bromsskivan (eller någon annan bromsad del) avslutat med situationen där bromsbelägget 84 just skall lämna 460 783 l3 bromsskivan och föra ner returkraften till noll, och ett andra steg, under vilket bromsbelägget avlägsnas från bromsskivan en önskad sträcka, i facket kallad spelrummet.

För åstadkornmande av en rörelse i lossningsriktningen under det ovan nämnda första steget roteras reglerhylsan 95 i riktning motsatt den under ansättningsslaget enligt ovan. Denna rotation åstadkommes av den elektriska motorn 86 via kugghjulet 97. På grund av spärrfjädern 90 överförs emellertid denna rotation ej till drivhylsan 85.

Genom ingreppet med reglerhylsan 95 av varven åt vänster i fig 3 av den inre spärrfjädern 96 öppnar den ovannämnda baklängesrotationen av reglerhylsan 95 spärrfjädern 96, så att drivringen 91 tillåts vrida sig under inverkan av den kraft som omformas från en axíell kraft i muttern lOl till en roterande kraft i spindeln 93, men blott i samma utsträckning som regler- hylsan 95 roteras.

Under det andra steget av lossningsslaget överförs inget vridmoment till drivringen 91 från bromsbelägget 80 via spindeln 93. För att upprätta det önskade spelrummet mellan bromsskivan och bromsbelägget är det därför nödvändigt att ge drivringen 91 en annan rotationskraft för återdragning av bromsbelägget 84 från bromsskivan. Denna rotationskraft, som är relativt liten, härstammar från den elektriska motorn 86 via kugghjulet 97 och reglerhylsan 95. Vid fortsatt rotation av hylsan 95 i bakåtriktningen eller lossningsriktningen överförs denna rotationsrörelse till drivringen 91 genom den inre spärrfjädern 96. Fortfarande deltar drivhylsan 85 ei i rotations- rörelsen.

Det beskrivna mekaniska arrangemanget har ett elektriskt och elektro- niskt system. Detta system, som ej visas på ritningen, har funktionen att förse den elektriska motorn 86 med elektrisk energi för rotation i den rätta riktningen.

Såsom beskrivits ovan åstadkommes ansättningsslaget genom rotation av den elektriska motorn 86 och sålunda reglerhylsan 95 i en viss riktning - ansättningsriktningen.

Då tryckgivaren 105 indikerar att en önskad bromskraft, eller med andra ord en motkraft i spindeln 93 överförd till givaren 105 via spindelringen 92, kullagret 103, den kraftkännande koppen 102 samt den elastiska skivan 1014, har nåtts, stängs den elektriska motorn 86 av.

Lossningsslaget å andra sidan åstadkommes genom rotation av den elektriska motorn 86 i den motsatta riktningen - lossningsriktningen. .460 783 H4 Denna rotation av den elektriska motorn 86 fortsätter tills givaren 105 indikerar en mycket låg motkraft i spindeln 93. Från denna indikation får den elektriska motorn 86 rotera nâgra extra varv bestämda av lägesgivaren 98, 99 för âstadkommande av det önskade spelrummet mellan bromsbelägget och bromsskivan.

Andra sätt att reglera upprättandet av det önskade spelrummet än med hjälp av lägesgivaren är möjliga. Exempelvis kan den elektriska motorn 86 vara tidsreglerad.

Claims (9)

1. 460 783 PATENTKRÅV l. Aktuator, innefattande ett hus (1-3; 140, bl; 80-82), en drivhylsa (8; 46; 85), som är avsedd att utsättas för roterande rörelse, och en drivring (l3; 149; 91), som är avsedd att avge en roterande rörelse, kännetecknad av kopplingsorgan (l6; 61; 91+) mellan drivhylsan (8; 146; 85) och huset (l-3; 40, 141; 80-82) för att tillåta rotation av den förra i en första riktning, vidare av en spärrfjäder (l8; 62; 96) för förbindning mellan drivhylsan och den därmed koaxiella drivringen (l3; 149; 91) samt av organ (17; 65-67, 69, 70; 95) för att reglera spärrfjäderns funktion att drivande förbinda drivhylsan med driv- ringen blott vid drivhylsans rotation i den första riktningen men att tillåta rotation av drivringen i en andra, motsatt riktning.

2. Aktuator enligt krav 1, kännetedcnad därav, att organet för reglering av spärrfjädern (l8; 96) är en reglerhylsa (17; 95), som är koncentrisk med drivhylsan (8; 35) och drivringen (13; 91) och är förbunden med spärrfjäderns ena ände, varigenom reglerhylsans rotation i den andra riktningen kommer att åstadkomma öppning av spärrfjädern för att tillåta drivringen att rotera lika långt i vinkelled som reglerhylsan i den andra riktningen (fig 1, 3).

3. Aktuator enligt krav 2, i vilken drivhylsan (8) är utsatt för vrid- momentet från en av en motor, företrädesvis en elektrisk motor (10), spänd spiral- eller klockfjäder (6), kännetecknar! därav, att kopplingsorganet är en spärrfjäder (16), som normalt hindrar drivhylsan (8) från att rotera i den första riktningen, och att spärrfjäderns ena ände är förbunden med regler- hylsan (17), varigenom rotation därav i den första riktningen kommer att åstadkomma öppning av spärrfjädern för att tillåta drivhylsan (8) att rotera lika långt i vinkelled som reglerhylsan i den första riktningen (fig 1). lt.

4. Aktuator enligt krv 3, kärnetedatad därav, att reglerhylsan (17) är förbunden med en reglermotor (20) för dess rotation i endera riktningen.

5. Aktuator enligt krav 4, ytterligare innefattande med drivringen (13) förbundna organ (15, 25) för omvandling av dess roterande rörelse till en axiell rörelse, kännetedaiad därav, att - då en förutbestämd axiell kraft uppnåtts - en tryckgívare (31) är anordnad att avge en signal för avstängning av reglermotorn (20) vid dess rotation i den första riktningen.

6. Aktuator enligt krav 5, kännetedmad därav, att reglermotorn (20) vid sin rotation i den andra riktningen är anordnad att rotera ytterligare en viss vinkelsträdca för âstdlcommandc av ett önskat spel, sedan tryckgivaren (31) har avgivit en signal indikerande att den axiella kraften är praktiskt taget noll. .460 783 16

7. Aktuator enligt krav l eller 2, i vilken drívhylsan (85) är förbunden med en rotationsmotor, företrädesvis en elektrisk motor (86), kännetecknad därav, att kopplingsorganet är en spärrfjäder (94) för att tillåta rotation av drívhylsan (85) medelst motorn (86) blott i den första riktningen (fig 3).

8. Aktuator enligt krav 7, kännetecknad därav, att motorn (86) är drivförbunden med reglerhylsan (95) för att tillåta rotation därav i båda riktningarna, medan det i förbindelsen mellan motorn och drívhylsan (85) är anordnad en envägskoppling (90), som blott överför rotation till drívhylsan i den första riktningen. _

9. Aktuator enligt krav l, i vilken drívhylsan (46) är utsatt för vridmomentet från en av en motor, företrädesvis en elektrisk motor (47), spänd spiral- eller klockfjäder (44), kännetedmad därav, att kopplingsorganet är en yttre spärrfjäder (61), som normalt hindrar drívhylsan (46) från att rotera i den första riktningen, och att organet för reglering av den mellan drívhylsan och drivringen (49) anordnade spärrfjädern - en inre spärr- fjäder (62) -, vilket organ även reglerar den yttre spärrfjädern, är en regler- del (70), vilken är axiellt rörlig under inverkan av tvâ elektromagneter (72) för frigöring av änden hos endera spärrfjädern (61, 62) från huset (40) respektive drivringen (49) och sålunda för att tillåta rotation av drívhylsan (46) i den första riktningen respektive drivringen i den andra riktningen (fig 2).