SE540425C2 - Aktuator för axiell förskjutning av ett objekt - Google Patents

Abstract

Uppfinningen hänför sig till en aktuator för axiell förskjutning av ett objekt. Aktuatorn innefattar en cylindervolym med en första del (6),och en aktuatorkolvskiva (5) som i axiell led är fram och åter förskjutbar i nämnda cylindervolym mellan en viloposition och en aktiv position, en inloppskanal (11) som sträcker sig mellan ett tryckfluidinlopp (12) och cylindervolymens första del (6), en första inloppsventilkropp (15) anordnad i nämnda inloppskanal (11), en utloppskanal (13) som sträcker sig mellan cylindervolymens första del (6) och ett tryckfluidutlopp (14), och en utloppsventilkropp (27) anordnad i nämnda utloppskanal (13). Aktuatorn är kännetecknad av en slavkolv (17) som är fram och åter förskjutbar i ett lopp (18) mellan en viloposition och en aktiv position, och att den första inloppsventilkroppen (15) utgörs av en sätesventilkropp med en viloposition där inloppskanalen (11) är stängd, varvid slavkolven (17) är inrättad att under sin rörelse från viloposition till aktiv position ramma nämnda första inloppsventilkropp (15) och förskjuta densamma till en aktiv position där inloppskanalen (11) är öppen.

Description

AKTUATOR FÖR AXIELL FÖRSKJUTNING AV ETT OBJEKT Uppfinningens tekniska område Den föreliggande uppfinningen hänför sig till en aktuator för axiell förskjutning av ett objekt. Den föreliggande uppfinnigen är särskilt användbar i applikationer som har krav på höga hastigheter och exakt styrbarhet hos den axiella förskjutbarheten. I synnerhet hänför sig den föreliggande uppfinningen till en gasväxlingsventilaktuator för förbränningsmotorer, där aktuatorn föreslås användas för drivning av en eller flera inloppsventiler eller utloppsventiler vilka styr tillförsel respektive evakuering av luft relativt förbränningsmotorns cylinder. Den uppfinningsenliga aktuatorn är således speciellt lämpad för drivning av motorventiler och eliminerar därmed behovet av en eller flera kamaxlar i en förbränningsmotor.

Den uppfinningsenliga aktuatorn innefattar en aktuatorkolvskiva och en cylindervolym, varvid aktuatorkolvskivan avdelar nämnda cylindervolym i en första del och en andra del och är i axiell led fram och åter förskjutbar i nämnda cylindervolym mellan en viloposition och en aktiv position. Aktuatorn innefattar vidare en inloppskanal som sträcker sig mellan ett tryckfluidinlopp och cylindervolymens första del, en första inloppsventilkropp anordnad i nämnda inloppskanal, en utloppskanal som sträcker sig mellan cylindervolymens första del och ett tryckfluidutlopp, och en utloppsventilkropp anordnad i nämnda utloppskanal.

Uppfinningens bakgrund och teknikens ståndpunkt En aktuator, vanligtvis känd som en pneumatisk aktuator, innefattar således en aktuatorkolvskiva som är förskjutbar i axiell riktning mellan en första position (viloposition) och en andra position (aktiv/utskjuten position). Förskjutningen erhålls genom att styra tillgång av en tryckfluid, såsom trycksatt gas/luft, som verkar mot och driver aktuatorkolvskivan. Aktuatorkolvskivan verkar i sin tur direkt eller indirekt mot det objekt som skall förskjutas, exempelvis en motorventil, för att styra densammas position.

I applikationen med en motorventil gäller att då aktuatorkolvskivan är i vilopositionen är motorventilen i kontakt med densammas säte, och när aktuatorkolvskivan är i den aktiva positionen är motorventilen öppen, dvs. belägen på avstånd från densammas säte.

I kända aktuatorer utgörs inloppsventilkroppen som regel av en slidventilkropp som är driven av ett elektroelement. I exempelvis US8,973,541 beskrivs och visas att en första inloppsventil och en utloppsventil är förenade och utgör del av en och samma slidventilkropp, där slidventilkroppen antingen drivs direkt av elektroelementet eller så styr elektroelementet slidventilkroppen indirekt via ett odefinierat och obestämt "pilot-slav" arrangemang, vilket inte alls beskrivs i sagda skrift. Dock synes rimligt att ett dylikt "pilot-slavarrangemang" inbegriper att elektroelementet förskjuter en "pilot" som indirekt driver slidventilkroppen som är en "slav" genom att elektroelementet/piloten styr tillförsel av en tryckfluid som verkar mot och förskjuter slidventilkroppen, såsom visas i exempelvis US3,727,595.

En nackdel med den visade konstruktion att ha den första inloppsventilen och den andra inloppsventilen förenade på en och samma slidventilkropp är att slidventilkroppen har stor massa vilket motverkar snabb acceleration i samband med att aktuatorn ges instruktion om drifttillståndsändring, från inaktiv till aktiv. Med andra ord blir omslagstiden från stängd inloppskanal till fullt öppen inloppskanal onödigt lång, och slidventilkroppens inledande rörelsen när inloppskanalen ska öppnas är då som långsammast vilket är tvärtemot det önskade. Vidare kommer ett så kallat korsdrag att uppstå då sätesventilkroppen befinner sig i rörelse från den första positionen till den andra positionen. Korsdrag innebär att inloppet är öppet samtidigt som utloppet fortfarande är öppet, vilket leder till att tryckfluid passerar rakt igenom aktuatorn utan att utföra nyttigt arbete. Enda sättet att förhindra korsdrag i den visade konstruktionen, där en gemensam slidventilkropp används, är att när slidventilkroppen börjar förskjutas öppnas inte inloppskanal förrän efter utloppskanalen stängts, dock leder detta till onödigt lång förskjutning av slidventilkroppen vilket tar tid och förbrukar onödigt mycket tryckfluid.

Det största problemet är att det alltid sker ett visst läckage av tryckfluid förbi slidventilkroppen vilket också ger förhöjd förbrukning av tryckfluid som inte utför nyttigt arbete. All förbrukning av tryckfluid är direkt kopplat till aktuatorns energiförbrukning och därmed är det centralt att hålla förbrukningen till ett minimum.

Kortfattad beskrivning av uppfinningens syften Den föreliggande uppfinningen tar sikte på att undanröja ovannämnda nackdelar och tillkortakommanden hos tidigare kända aktuatorer för axiell förskjutning av ett objekt och att tillhandahålla en förbättrad aktuator. Ett grundläggande syfte med uppfinningen är att tillhandahålla en förbättrad aktuator av inledningsvis definierad typ, vilken förkortar omslagstiden från stängd till fullt öppen inloppskanal samt reducerar förbrukningen av tryckfluid.

Ett ytterligare syfte med den föreliggande uppfinningen är att tillhandahålla en aktuator, som helt eliminerar läckage av tryckfluid då aktuatorn är i vilotillstånd.

Kortfattad beskrivning av uppfinningens särdrag Enligt uppfinningen uppnås åtminstone det grundläggande syftet medelst den inledningsvis definierade aktuatorn, som har särdragen definierade i det oberoende kravet. Föredragna utföranden av den föreliggande uppfinningen är vidare definierade i de beroende kraven.

Enligt en första aspekt av den föreliggande uppfinningen tillhandahålls en aktuator av inledningsvis definierad typ, vilken är kännetecknad av att aktuatorn vidare innefattar en slavkolv som är fram och åter förskjutbar i ett lopp mellan en viloposition och en aktiv position, och att den första inloppsventilkroppen utgörs av en sätesventilkropp med en viloposition där inloppskanalen är stängd, varvid slavkolven är inrättad att under sin rörelse från viloposition till aktiv position ramma nämnda första inloppsventilkropp och förskjuta densamma till en aktiv position där inloppskanalen är öppen, varvid utloppsventilkroppen är förbunden med och samfällt förskjutbar med slavkolven.

Således är den föreliggande uppfinningen baserad på insikten att när aktuatorn ges instruktion om drifttillståndsändring från ett vilotillstånd till ett aktivt tillstånd, i syfte att förskjuta ett objekt, används en slavkolv för att ramma den första inloppsventilkroppen. Slavkolven försätts således i rörelse och har en betydande hastighet när densamma träffar/rammar den första inloppsventilkroppen, vilken omedelbart kommer att förskjutas från sin viloposition (stängda position) till sin fullt öppna aktiva position. Detta medför att när objektet, som aktuatorn är inrättad att förskjuta, skall accelerera från stillastående är inloppskanalen omedelbart fullt öppen och maximalt tryckfluidflöde kan strömma in i cylindervolymens första del under hela förskjutningen av aktuatorkolvskivan i cylindervolymen.

Genom att använda en sätesventilkropp som första inloppsventilkropp säkerställs att inget läckage av tryckfluid sker då aktuatorn är i det inaktiva tillståndet, dvs. då den första inloppsventilkroppen är stängd.

Enligt ett föredraget utförande av den föreliggande uppfinningen, innefattar aktuatorn en andra inloppsventilkropp anordnad i nämnda inloppskanal, varvid den andra inloppsventilkroppen är fast förbunden med aktuatorkolvskivan och samfällt förskjutbar med aktuatorkolvskivan mellan en viloposition och en aktiv position. Den andra inloppsventilkroppen är inrättat att stänga inloppskanalen då aktuatorkolvskivan är belägen på minst ett i förväg bestämt avstånd från densammas viloposition, dvs. en direkt korrelation mellan tryckpulslängd och aktuatorkolvskivans/objektets förskjutning erhålls.

Enligt ett föredraget utförande innefattar aktuatorn vidare en elektriskt styrd pilotventil inrättad att kommunicera ett styrtryck till slavkolven via en styrtryckskanal, varvid pilotventilen är inrättad att inta ett vilotillstånd, i vilket styrtryckskanalen är i fluidkommunikation med ett styrfluidutlopp hos pilotventilen, respektive ett aktivt tillstånd, i vilket styrtryckskanalen är i fluidkommunikation med ett styrfluidinlopp.

Ytterligare fördelar med och särdrag hos uppfinningen framgår av övriga osjälvständiga krav samt av den följande, detaljerade beskrivningen av föredragna utföranden.

Kortfattad beskrivning av ritningarna En mer fullständig förståelse av ovannämnda och andra särdrag och fördelar hos den föreliggande uppfinningen kommer att framgå av den följande, detaljerade beskrivningen av föredragna utföranden med hänvisning till de bifogade ritningarna, på vilka: Fig. 1 är en schematisk illustration av en uppfinningsenlig aktuator enligt ett första utförande, och Fig. 2 är en schematisk illustration av en uppfinningsenlig aktuator enligt ett andra utförande.

Detaljerad beskrivning av föredragna utföranden Den föreliggande uppfinningen hänför sig till en aktuator, generellt betecknad 1, för axiell förskjutning av ett objekt, såsom en aktuator 1 för axiell förskjutning av en gasväxlingsventil 2 hos en förbränningsmotor. Uppfinningen kommer härnedan att i exemplifierande men inte begränsande syfte att beskrivas med hänvisning till en applikation i vilken aktuatorn 1 nyttjas för drivning av en eller flera inloppsventiler eller utloppsventiler 2 i en förbränningsmotor.

I de visade utförandena innefattar aktuatorn 1 ett aktuatorhus 3, en cylinder 4 avgränsande en cylindervolym eller kammare, en aktuatorkolvskiva 5 som är anordnad i och som i axiell led är fram och åter förskjutbar i nämnda cylindervolymen mellan en inaktiv viloposition och en aktiv position/nedre vändläge. Aktuatorkolvskivan 5 avdelar nämnda cylindervolym i en första, övre del 6 och en andra, undre del 7.

Gasväxlingsventilens 2 ventilskaft ändar i cylindervolymens andra del 7, och gasväxlingsventilen 2 är förspänd i riktning uppåt medelst en konventionell ventilfjäder eller gasfjäder (inte visat). Aktuatorkolvskivan 5 återgår till sin viloposition genom att vara förspänd, företrädesvis med hjälp av ett fjäderorgan, i riktning uppåt i figurerna. Fjäderorganet kan vara en mekanisk fjäder eller en gasfjäder, belägen i cylindervolymens andra del 7. I fallet att aktuatorkolvskivan driver en inloppseller utloppsventil till en förbränningsmotor kan fjädern utgöras av den ventilfjäder som lyfter gasväxlingsventilen till sitt stängda läge. Alternativa lösningar på hur förspänningen ska realiseras är dock tänkbara och inom ramen för den föreliggande uppfinningen.

Vidare innefattar aktuatorn 1 företrädesvis en aktuatorkolvstång, generellt betecknad 8, vilken är fast förbunden med och axiellt utskjutande från aktuatorkolvskivan 5, och vilken tillsammans med aktuatorkolvskivan bildar en aktuatorkolv.

Aktuatorkolvstången 8 eliminerar risken för snedställning av aktuatorkolvskivan 5. Aktuatorkolvstången 8 har i det visade utförandet ett första, grövre parti 9, vilket är beläget på avstånd från aktuatorkolvskivan 5 och vilket sluter tätt mot ett lopp i aktuatorhuset 3, och ett andra, avsmalnat parti 10 som sträcker sig mellan och förbinder det grövre partiet 9 och aktuatorkolvskivan 5. I detta utförande utgör det grövre partiet 9 en andra inloppsventilkropp som kommer att beskrivas nedan.

Aktuatorn 1 innefattar även en tryckfluidkrets, företrädesvis pneumatisk, inrättad för styrbar tillförsel av en gas eller gasblandning, exempelvis luft, till cylindervolymens första del 6 för att skapa en förskjutning av aktuatorkolvskivan 5 från vilopositionen till den aktiva positionen, och inrättad för styrbar evakuering av gasen eller gasblandningen från cylindervolymens första del 6 för att skapa en returrörelse av aktuatorkolvskivan 5 från den aktiva positionen till vilopositionen.

Tryckfluidkretsen innefattar en inloppskanal 11, som sträcker sig mellan ett tryckfluidinlopp 12 i aktuatorhuset 3 och cylindervolymens första del 6, och en utloppskanal 13, som sträcker sig mellan cylindervolymens första del 6 och ett tryckfluidutlopp 14 i aktuatorhuset 3. Nämnda inloppskanal 11 är via tryckfluidinloppet 12 förbunden med en tryckfluidkälla (HP), och nämnda utloppskanal 13 är via tryckfluidutloppet 14 förbunden med en tryckfluidsänka (LP). Med andra ord är tryckfluidinloppet 12 hos aktuatorn 1 inrättat att förbindas med tryckfluidkällan (HP), och tryckfluidutloppet 14 är inrättat att förbindas med tryckfluidsänkan (LP). Tryckfluidkällan kan vara en till förbränningsmotorn hörande kompressor med eller utan tillhörande tank, eller enbart en trycktank. Tryckfluidsänkan kan vara vilken punkt som helst med lägre tryck än det som alstras i tryckfluidkällan, till exempel en ledning som leder tillbaka till kompressorn. Tryckfluidkretsen är företrädesvis ett slutet system med förhöjt returtryck, dvs. tryckfluidsänkan (LP) har exempelvis 4-6 Bars tryck, och tryckfluidkällan (HP) har exempelvis 15-25 Bars tryck.

Aktuatorn 1 innefattar en första inloppsventilkropp 15 anordnad i nämnda inloppskanal 11 för att styra flödet av tryckfluid i inloppskanalen 11 förbi den position där den första inloppsventilkroppen 15 är belägen, dvs. anordnad att öppna respektive stänga inloppskanalen 11. Således är inloppskanalen 11 stängd då den första inloppsventilkroppen 15 är belägen i sin inaktiva viloposition, och öppen då den första inloppsventilkroppen 15 är belägen i sin aktiva position. Det är väsentligt för den föreliggande uppfinningen att den första inloppsventilkroppen 15 utgörs av en sätesventilkropp, därmed erhålls en geometriskt väl bestämd viloposition för inloppsventilkroppen 15 samt att inloppskanalen 11 är fri från läckage förbi den första inloppsventilkroppen 15 då densamma befinner sig i sin viloposition. Företrädesvis är inloppsventilkroppen 15 förspänd medelst en fjäder 16 i en inloppskanalen 11 stängande riktning.

Aktuatorn innefattar en slavkolv 17 som är fram och åter förskjutbar i ett lopp 18 i aktuatorhuset 3 mellan en viloposition och en aktiv position, varvid slavkolven 17 är inrättad att under sin rörelse från viloposition till aktiv position ramma den första inloppsventilkroppen 15 och förskjuta densamma till den aktiva positionen där inloppskanalen 11 är öppen. Med begreppet ramma avses att slavkolven 17 är i rörelse när den träffar den stillastående inloppsventilkroppen 15 som därmed försätts i rörelse. Efter ramningen driver slavkolven 17 inloppsventilkroppen 15 till och kvarhåller densamma i den aktiva positionen. Direkt efter att slavkolven 17 slagit upp/ rammat inloppsventilkroppen 15 är det föredraget att inloppsventilkroppen 15 erhåller en högre hastighet än slavkolven 17 och på detta sätt tillhandahålls en snabbare öppning av inloppskanalen 11. Slavkolven 17 jagar sedan ifatt den första inloppsventilkroppen 15. En fjäder 19 är belägen mellan slavkolven 17 och den första inloppsventilkroppen 15, varpå inloppsventilkroppen 15 bidrar till att återföra och kvarhålla slavkolven 17 i densammas viloposition när inloppsventilkroppen 15 stänger inloppskanalen 11. Vidare verkar även tryckfluid som befinner sig i inloppskanalen 11 till att återföra slavkolven 17 då inloppsventilkroppen 15 stänger.

Företrädesvis innefattar den ände av slavkolven 17 som är inrättad att ramma den första inloppsventilkroppen 15 en axiellt utskjutande tapp 17', som är anordnad i teleskopiskt förhållande relativt en hylsa/urtagning 15' hos den första inloppsventilkroppen 15. Det skall påpekas att det omvända förhållandet kan förekomma, dvs. att slavkolven 17 innefattar en hylsa eller urtagning och den första inloppsventilkroppen 15 innefattar en tapp. Denna konstruktion medför eliminering av risken för snedställning av den första inloppsventilkroppen 15.

Aktuatorn innefattar i det visade utförandet en elektriskt styrd pilotventil 20, även betecknad flervägsventil, inrättad att kommunicera ett styrtryck till slavkolven 17 via en styrtryckskanal 21. Med elektriskt styrd menas styrd medelst en elektromagnetisk anordning, såsom en solenoid 22, medelst en piezoelektrisk anordning, etc. Styrtryckskanalen 21 sträcker sig således från pilotventilen 20 till den ände av slavkolven 17 som är motsatt den ände av slavkolven 17 som är inrättad att ramma inloppsventilkroppen 15. Pilotventilen 20 är inrättad att inta ett vilotillstånd (figur 1), i vilket styrtryckskanalen 21 är i fluidkommunikation med ett styrfluidutlopp 23 hos pilotventilen 20, respektive ett aktivt tillstånd , i vilket styrtryckskanalen 21 är i fluidkommunikation med ett styrfluidinlopp 24.

Styrfluidinloppet 24 hos pilotventilen 20 är inrättat att förbindas med en tryckfluidkälla (HP), och styrfluidutloppet 23 hos pilotventilen 20 är inrättat att förbindas med en tryckfluidsänka (LP).

Det skall påpekas att i samtliga ritningar är pilotventilen 20 ritat belägen utanför aktuatorhuset 3, vilket är fullt tänkbart, dock är det föredraget att pilotventilen 20 samt styrtryckskanalen 21 är belägna helt eller delvis inom aktuatorhuset 3.

I ett föredraget utförande innefattar pilotventilen 20 ett pilotventilkropparrangemang 25, vilket är fram och åter förskjutbar mellan en viloposition och en aktiv position varvid pilotventilkropparrangemanget 25 är förspänt medelst en fjäder 26 i riktning mot detsammas viloposition. Solenoiden 22 är inrättad att förskjuta pilotventilkropparrangemanget 25 i riktning mot detsammas aktiva position vid aktivering av nämnda solenoid 22. Aktivering av solenoiden 22 sker som svar på tillståndsändringsinstruktion från en styrenhet hos motorn, dvs. en instruktion att öppna motorventilen 2, som i sin tur exempelvis kan initieras baserat på vevaxelns position.

Aktuatorn 1 innefattar företrädesvis en andra inloppsventilkropp som är anordnad i nämnda inloppskanal 11, och som i det visade utförandet utgörs av det grövre partiet 9 hos aktuatorkolvstången 8, dvs. den andra inloppsventilkroppen 9 är fast förbunden med aktuatorkolvskivan 5 och samfällt förskjutbar med aktuatorkolvskivan 5 mellan en viloposition och en aktiv position, och är anordnad att öppna respektive stänga inloppskanalen 11. Den andra inloppsventilkroppen är inrättad att medge fluidflöde i inloppskanalen 11 då den andra inloppsventilkroppen är belägen i densammas viloposition. Den andra inloppsventilkroppen är inrättat att hålla inloppskanalen 11 stängd då aktuatorkolvskivan 5 är belägen på minst ett i förväg bestämt avstånd från densammas viloposition.

Enligt det visade utförandet är den första inloppsventilkroppen 15 och den andra inloppsventilkroppen 9 anordnade i serie med varandra, och företrädesvis är den andra inloppsventilkroppen 9 anordnad mellan den första inloppsventilkroppen 15 och cylindervolymens första del 6, eftersom den första inloppsventilkroppen 15 tillhandahåller bättre avtätning än den andra inloppsventilkroppen 9, som utgörs av en slidventilkropp.

Aktuatorn 1 innefattar även en utloppsventilkropp 27 anordnad i nämnda utloppskanal 13 för att styra flödet av tryckfluid i utloppskanalen 13 förbi den position där utloppsventilkroppen 27 är belägen, dvs. anordnad att öppna respektive stänga utloppskanalen 13. Utloppsventilkroppen 27 utgörs i det första utförandet av en slidventilkropp. Vid aktivering av pilotventilen 20 kommer utloppsventilkroppen 27 att helt eller till stor del stängt utloppskanalen 13 innan slavkolven 17 rammar och öppnar dem första inloppsventilkroppen 15. Därmed undviks korsdrag och onödig förbrukning av tryckfluid.

Hänvisning sker fortsatt till figur 1 som visar ett första utförande av den uppfinningsenliga aktuatorn 1.

I det första utförandet är utloppsventilkroppen 27 förbunden med och samfällt förskjutbar med slavkolven 17. Detta medför att utloppskanalen 13 kommer att vara helt eller till stor del stängd av utloppsventilkroppen 27 innan inloppskanalen 11 öppnas av den första inloppsventilkroppen 15. Därmed undviks korsdrag och onödig förbrukning av tryckfluid. Då utloppsventilkroppen 27 är förbunden med slavkolven 17 behövs ingen separat fjäder för att förspänna utloppsventilkroppen 27 till densammas viloposition.

Aktuatorn 1 innefattar företrädesvis en hydraulikkrets, vilken innefattar en låsvolym 29, en backventil 30 och en hydraulventil, varvid aktuatorkolvstången 8 är anordnad att i axiell led förskjutas relativt nämnda låsvolym 29 i samband med axiell förskjutning av aktuatorkolvskivan 5 i cylindervolymen. Vätska (olja) tillåts flöda in i den vätskefyllda låsvolymen 29 via backventilen 30 och ut ur låsvolymen 29 via hydraulventilen. Hydraulventilen innefattar en hydraulventilkropp 31 vilken är fram och åter förskjutbar mellan en viloposition, i vilken låsvolymen 29 är öppen, och en aktiv position, i vilken låsvolymen 29 är stängd, varvid hydraulventilkroppen 31 i det visade utförandet är förspänd medelst en fjäder 32 i riktning mot densammas viloposition. Med andra ord, då aktuatorkolven förskjuts från vilopositionen till den aktiva positionen lämnar aktuatorkolvstången 8 plats för tillströmning av vätska in i låsvolymen 29 och hydraulventilen är stängd, och då aktuatorkolven förskjuts från den aktiva positionen till vilopositionen måste hydraulventilen först öppnas varpå vätskan kan pressas ut ur låsvolymen 29.

Enligt det första utförandet är pilotventilen 20 inrättad att kommunicera nämnda styrtryck till hydraulventilkroppen 31 via nämnda styrtryckskanal 21. Styrtryckskanalen 21 sträcker sig således från pilotventilen 20 till den ände av hydraulventilkroppen 31 som är motsatt den ände av hydraulventilkroppen 31 mot vilken fjädern 32 verkar. Således är hydraulventilkroppen 31 skild från slavkolven 17 i det första utföringsexemplet enligt figur 1. Det skall påpekas att i det andra utförandet, enligt figur 2, är hydraulventilkroppen 31 förbunden med och samfällt förskjutbar med utloppsventilkroppen 27. Då hydraulikventilkroppen 31 är förbunden med utloppsventilkroppen 27 i det första utförandet behövs ingen separat fjäder för att förspänna hydraulikventilkroppen 31 till densammas viloposition.

Det skall påpekas att utloppsventilkroppen 27 respektive hydraulventilkroppen 31 har samma funktioner oavsett placering.

Hänvisning sker nu till figur 2 som visar det andra, mest föredraget, utförande av den uppfinningsenliga aktuatorn 1.

Enbart skillnader i förhållande till övriga utföranden kommer att beskrivas. I det fjärde utförandet är såväl utloppsventilkroppen 27 som hydraulventilkroppen 31 förbundna med och samfällt förskjutbara med slavkolven 17. Detta utförande innefattar minst antal rörliga delar.

Härnedan kommer funktionen hos aktuatorn 1 att beskrivas, oberoende av utföringsform om inget annat anges.

I utgångsläget är aktuatorn 1 i densammas vilotillstånd (Se exempelvis figur 1), dvs. pilotventilen 20 är i vilotillstånd och solenoiden 22 är inaktiverad, och lågt fluidtryck verkar i styrtryckskanalen 21. Den första inloppsventilkroppen 15 är i stängd position, aktuatorkolvskivan 5 är i viloposition/övre vändläge och den andra inloppsventilkroppen 9 är i öppen position, utloppsventilkroppen 27 är öppen, och hydraulikventilkroppen 31 är öppen. (Se figur 1) Således förbrukar aktuatorn 1 varken ström eller tryckfluid i vilopositionen.

När tillståndsändringssignal/instruktion ges av styrenheten att aktuatorn 1 skall genomföra en förskjutning av objektet/ motorventilen, aktiveras solenoiden 22 och pilotventilen 20 övergår till aktivt tillstånd. Detta medför att högt fluidtryck verkar i styrtryckskanalen 21, varpå slavkolven 17 och hydraulventilkroppen 31 förskjuts mot desammas aktiva positioner, samtidigt som utloppsventilkroppen 27 förskjuts mot densammas aktiva position. När slavkolven 17 kommit upp i hastighet rammar slavkolven 17 inloppsventilkroppen 15, som snabbt förskjuts mot densammas aktiva position och omedelbart öppnar inloppskanalen 11.

När inloppskanalen 11 är öppen börjar tryckfluid från tryckfluidkällan (HP) strömma in i cylindervolymens första del 6 via inloppskanalen 11 och tryckfluid med högt tryck verkar mot aktuatorkolvskivans 5 ovansida och förskjuter aktuatorkolven i riktning nedåt. Vätska sugs in i låsvolymen 29 förbi backventilen 30 när aktuatorkolvstången 8 förskjuts nedåt. Utloppsventilkroppen 27 hålls stängd. Då aktuatorkolvskivan 5 förskjutits ett i förväg bestämt avstånd klipper den andra inloppsventilen 9 av tryckfluidflödet i inloppskanalen 11, dvs. förhindrar fortsatt tillflöde av tryckfluid från tryckfluidkällan (HP) till cylindervolymens första del 6. När tillförseln av tryckfluid från tryckfluidkällan (HP) klippts av fortsätter aktuatorkolvskivan 5 sin förskjutning en sträcka under det att tryckfluiden i cylindervolymens första del 6 expanderar.

När aktuatorkolvskivan 5 intagit densammas aktiva position/nedre vändläge, låses aktuatorkolvskivan 5 (hålls kvar) till följd av att vätskan i låsvolymen 29 inte tillåts evakuera.

Då objektet/motorventilen 2 skall påbörja sin returrörelse deaktiveras solenoiden 22, varpå pilotventilen 20 intar densammas vilotillstånd, och lågt fluidtryck verkar åter i styrtryckskanalen 21. Slavkolven 17 tillåts därmed att förskjutas till densammas viloposition, varpå den första inloppsventilkroppen 15 stänger inloppskanalen 11 och bidrar till att återföra slavkolven 17, hydraulikventilkroppen 31 öppnar för att tillåta evakuering av vätska från låsvolymen 29, utloppsventilkroppen 27 öppnar utloppskanalen 13, och aktuatorkolvskivan 5 kan förskjutas uppåt till vilopositionen av fjäderorganet.

Tänkbara modifikationer av uppfinningen Uppfinningen är ej begränsad blott till de ovan beskrivna och på ritningarna visade utförandena, vilka enbart har illustrerande och exemplifierande syfte. Denna patentansökning är avsedd att täcka alla anpassningar och varianter av de föredragna utförandena beskrivna häri, och följaktligen är den föreliggande uppfinningen definierad av ordalydelsen av de bifogade kraven och således kan utrustningen modifieras på alla tänkbara sätt inom ramen för de bifogade kraven.

Det skall även påpekas att all information om/rörande termer såsom ovanför, under, övre, nedre, etc., skall tolkas/läsas med utrustningen orienterad i enlighet med figurerna, med ritningarna orienterade på sådant sätt att hänvisningsbeteckningarna kan läsas på ett korrekt sätt.

Således, indikerar dylika termer enbart inbördes förhållanden i de visade utförandena, vilka förhållande kan ändras om den uppfinningsenliga utrustningen förses med en annan konstruktion/design .

Det skall påpekas att även om det ej är uttryckligen angivet att särdrag från ett specifikt utförande kan kombineras med särdragen i ett annat utförande, skall detta anses uppenbart då så är möjligt.

Claims (16)

Patentkrav

1. Aktuator för axiell förskjutning av ett objekt, varvid aktuatorn innefattar: - en aktuatorkolvskiva (5), - en cylindervolym, varvid aktuatorkolvskivan (5) avdelar nämnda cylindervolym i en första del (6) och en andra del (7) och är i axiell led fram och åter förskjutbar i nämnda cylindervolym mellan en viloposition och en aktiv position, - en inloppskanal (11) som sträcker sig mellan ett tryckfluidinlopp (12) och cylindervolymens första del (6), - en första inloppsventilkropp (15) anordnad i nämnda inloppskanal (11), - en utloppskanal (13) som sträcker sig mellan cylindervolymens första del (6) och ett tryckfluidutlopp (14), och - en utloppsventilkropp (27) anordnad i nämnda utloppskanal (13), kännetecknad av, att aktuatorn (1) vidare innefattar en slavkolv (17) som är fram och åter förskjutbar i ett lopp (18) mellan en viloposition och en aktiv position, och att den första inloppsventilkroppen (15) utgörs av en sätesventilkropp med en viloposition där inloppskanalen (11) är stängd, varvid slavkolven (17) är inrättad att under sin rörelse från viloposition till aktiv position ramma nämnda första inloppsventilkropp (15) och förskjuta densamma till en aktiv position där inloppskanalen (11) är öppen, varvid utloppsventilkroppen (27) är förbunden med och samfällt förskjutbar med slavkolven (17).

2. Aktuator enligt krav 1, vari aktuatorn (1) innefattar en andra inloppsventilkropp (9) anordnad i nämnda inloppskanal (11), varvid den andra inloppsventilkroppen (9) är fast förbunden med aktuatorkolvskivan (5) och samfällt förskjutbar med aktuatorkolvskivan (5) mellan en viloposition och en aktiv position.

3. Aktuator enligt krav 2, vari en aktuatorkolvstång (8) är fast förbunden med och axiellt utskjutande från aktuatorkolvskivan (5), och tillsammans med aktuatorkolvskivan (5) bildar en aktuatorkolv, varvid nämnda andra inloppsventilkropp (9) utgör del av nämnda aktuatorkolvstång (8).

4. Aktuator enligt krav 2 eller 3, vari den andra inloppsventilkroppen (15) är inrättad att medge fluidflöde i inloppskanalen (11) då den andra inloppsventilkroppen (9) är belägen i vilopositionen.

5. Aktuator enligt krav 4, vari den andra inloppsventilkroppen (9) är inrättad att förhindra fluidflöde i inloppskanalen (11) då den andra inloppsventilkroppen (9) är belägen på minst ett i förväg bestämt avstånd från densammas viloposition.

6. Aktuator enligt något av kraven 2-5, vari den första inloppsventilkroppen (15) och den andra inloppsventilkroppen (9) är anordnade i serie med varandra i nämnda inloppskanal (11).

7. Aktuator enligt krav 6, vari den andra inloppsventilkroppen (9) är anordnad mellan den första inloppsventilkroppen (15) och cylindervolymens första del (6).

8. Aktuator enligt något av de föregående kraven, vari tryckfluidinloppet (12) är inrättat att förbindas med en tryckfluidkälla (HP), och vari tryckfluidutloppet (14) är inrättat att förbindas med en tryckfluidsänka (LP).

9. Aktuator enligt något av de föregående kraven, vari aktuatorn vidare innefattar en elektriskt styrd pilotventil (20) inrättad att kommunicera ett styrtryck till slavkolven (17) via en styrtryckskanal (21), varvid pilotventilen (20) är inrättad att inta ett vilotillstånd, i vilket styrtryckskanalen (21) är i fluidkommunikation med ett styrfluidutlopp (23) hos pilotventilen (20), respektive ett aktivt tillstånd, i vilket styrtrycks kanalen (21) är i fluidkommunikation med ett styrfluidinlopp (24).

10. Aktuator enligt krav 9, vari styrfluidinloppet (24) hos pilotventilen (20) är inrättat att förbindas med en tryckfluidkälla (HP), och vari styrfluidutloppet (23) hos pilotventilen (20) är inrättat att förbindas med en tryckfluidsänka (LP).

11. Aktuator enligt krav 9 eller 10, vari pilotventilen (20) innefattar en pilotventilkropparrangemang (25), vilket är fram och åter förskjutbar mellan en viloposition och en aktiv position varvid pilotventilkropparrangemanget (25) är förspänt medelst en fjäder (26) i riktning mot detsammas viloposition.

12. Aktuator enligt krav 9 eller 10, vari pilotventilen (20) innefattar en solenoid (22), vilken är inrättad att förskjuta pilotventilkropparrangemanget (25) i riktning mot densammas aktiva position vid aktivering av nämnda solenoid (22).

13. Aktuator enligt något av kraven 9-12, vari pilotventilen (20) är inrättad att kommunicera nämnda styrtryck till utloppsventilkroppen (27) via nämnda styrtryckskanal (21).

14. Aktuator enligt krav 3, vari densamma innefattar en hydraulikkrets, vilken innefattar en låsvolym (29), en backventil (30) och en hydraulventil, varvid aktuatorkolvstången (8) är anordnad att i axiell led förskjutas relativt nämnda låsvolym (29) i samband med axiell förskjutning av aktuatorkolvskivan (5) i cylindervolymen.

15. Aktuator enligt krav 14, vari hydraulventilen innefattar en hydraulventilkropp (31) vilken är fram och åter förskjutbar mellan en viloposition, i vilken låsvolymen (29) är öppen, och en aktiv position, i vilken låsvolymen (29) är stängd.

16. Aktuator enligt krav 15, vari hydraulventilkroppen (31) och utloppsventilkroppen (27) är förbundna med och samfällt förskjutbara med slavkolven (17).