TWI747367B - 故障防護致動器及總成單元 - Google Patents

Abstract

一種用於移動一部件的故障防護致動器在每種情況下均具有一驅動器（18，118），藉助於該驅動器可以移動一第一驅動系（24）或一第二驅動系（26）。該等驅動系（24，26）在每種情況下均具有其自己的輸出軸（34，38），並且可以彼此獨立地致動。一儲能裝置與該第二輸出軸（38）耦接，其中一保持裝置選擇性地保持能量或自該儲能裝置釋放能量，使得可以移動該第二輸出軸（38）。該第一輸出軸（34）之一旋轉夾帶確保在該驅動器（18）發生一故障的情況下將該第一輸出軸移動至一指定的最終位置。若該等驅動系被致動，則經由齒輪（32，36）使該兩個輸出軸（34，38）運動。亦描述了一種由致動器及移動部件組成之總成單元。

Description

故障防護致動器及總成單元

本發明係關於一種用於在兩個最終位置之間移動部件之故障防護致動器，及一種具有此致動器及由該致動器移動之部件之總成單元。

詳言之，本發明係關於一種致動閥或通風瓣之致動器。根據本發明之致動器可用於控制流體流動。這種工業上使用的致動器被廣泛用於各種工業部門，例如石油及天然氣工業、飲用水及廢水公司、能源工廠、船舶、礦山、食品加工廠以及製藥與化工公司。這種故障防護致動器亦用於建築物、隧道等中。目的為在驅動器發生故障的情況下確保經驅動部件的指定位置，以便在緊急情況下能夠驗證由致動器移動的部件的明確位置。在大多數情況下，此明確位置為其中嵌入了移動部件的整個系統（在該實例中為通風系統或加工廠）處於安全狀態下的位置。

故障防護致動器例如用於HVAC應用，亦即供暖、通風及空調應用中，以便致動閥瓣或通風瓣並控制特定位置（例如隧道）的溫度或氣流。例如在隧道中，發生火災時，無論通風瓣系統涉及公路隧道、火車隧道抑或礦井隧道，都必須將對應通風瓣系統移至預定位置。

本發明的目的為創造一種用於在兩個最終位置之間移動部件的故障防護致動器，其結構緊湊並且使用靈活。

根據本發明之第一態樣，提供了一種用於在兩個最終位置之間移動部件的故障防護致動器，其包含： 第一驅動器， 第一驅動系，可以藉由第一驅動器來使該第一驅動系運動，該第一驅動系具有第一輸出軸，該第一輸出軸將致動器之移動沿部件的方向向外傳遞， 第二驅動器， 第二驅動系，可以藉由第二驅動器使該第二驅動系運動，該第二驅動系具有與第一輸出軸同軸延行的第二輸出軸， 其中可以選擇性地激活第一及/或第二驅動器，以使第一及/或第二輸出軸運動， 儲能裝置，該儲能裝置與第二驅動系耦接， 至少一個可外部致動的保持裝置，該保持裝置選擇性地確保儲存在儲能裝置中的能量保留在儲能裝置中或釋放至第二驅動系， 機械旋轉夾帶裝置，該機械旋轉夾帶裝置在第二輸出軸與第一輸出軸之間，經組態以使得 若不釋放儲能裝置並且若驅動器在最終位置之間移動第一輸出軸，則准許第一輸出軸相對於第二輸出軸旋轉至少一個旋轉角度，該旋轉角度與最終位置之間的距離相關聯，且 在釋放儲能裝置且使故障驅動器處於兩個最終位置中之第一位置的情況下，藉由第二輸出軸提供第一輸出軸之旋轉夾帶。

根據本發明之致動器可經組態以使得藉助於兩個單獨驅動器實現不同狀態。第一驅動系可藉由經指派第一驅動器直接移動。替代地，第二驅動系可藉由經指派第二驅動器移動，由此儲能裝置可吸收能量。替代地，兩個驅動系可藉由其各別驅動器移動，使得待移動部件，例如閥瓣或通風機瓣可藉助於第一驅動系移動且同時亦可裝載儲能裝置。這使得有可能極其靈活地使用致動器。

第一輸出軸與第二輸出軸之同軸配置可允許緊湊設計，其亦可屬於簡單構造。因此，兩個輸出軸之間的機械旋轉夾帶裝置至關重要。一方面，此旋轉夾帶裝置可准許僅僅藉助於第一驅動系移動部件，且另一方面，若驅動器發生故障且待移動部件必須經由自儲能裝置釋放能量而移動至指定最終位置中，則在發生安全關鍵事件的情況下可准許旋轉夾帶。因此可省去可切換耦接件。

齒輪中之每一者上之齒可設置於圓周之相對較大區段上方，經由齒在輸出軸方向上引入能量。儘管瓣僅需要移動90°以便自關閉狀態變為完全打開狀態，但致動器之重新組態使得有可能反轉第二驅動系之移動方向。此意謂經釋放儲能裝置可確保第一輸出軸藉由由第二輸出軸驅動而沿相反方向移動。此可使得有可能經由簡單的重新組態措施來實現例如反作用儲能裝置或可逆儲能裝置之安裝，如下文中將詳細描述。

兩個驅動器可為電動機。

兩個驅動器、旋轉夾帶裝置及保存裝置視需要經組態且可以經協調方式控制，使得 在第一狀態下，第二驅動器可使第二輸出軸沿兩個最終位置中之第二位置的方向移動且可藉此將能量引入至儲能裝置中，詳言之其中第一輸出軸不會藉此移動， 在隨後的第二狀態下，至少一個保持裝置可將能量保持於儲能裝置中且第一驅動器接著可在其最終位置之間移動該部件， 在隨後的第三狀態（其中兩個驅動器均發生故障）下，保持裝置可釋放儲能裝置中之能量，且因此第二輸出軸可沿第一最終位置的方向移動並使第一驅動系沿第一最終位置的方向之旋轉夾帶成為可能。

在本發明之此實施例中，可經由移動第二驅動系專門引入儲能裝置中之能量，第一驅動系保持被動。

替代地，在第一狀態下，可驅動，亦即激活及移動兩個驅動器，使得兩個輸出軸沿兩個最終位置中之第二位置的方向移動，由此能量可引入至儲能裝置中。此實施例之優點可為：引入能量之過程極其迅速，因為不需要單獨用於第二驅動系之回程。在輸入能量之情況下，部件可同時移動至其打開或關閉位置，取決於第二最終位置為打開抑或關閉位置。

在又一實施例中，在第一狀態下，在沿兩個最終位置中之第二位置的方向驅動第一輸出軸時，在儲能裝置經放電且保持裝置經啟用的情況下，第一輸出軸可帶動第二輸出軸，使得輸出軸彼此耦接。以此方式，能量可自第一輸出軸引入至第二輸出軸中且轉移至儲能裝置中。

另外，根據本發明之實施例，保持裝置可使第二輸出軸保持在第二狀態下且因此確保儲能裝置在能量保留於儲能裝置中之狀態下。若例如儲能裝置包含彈簧，則彈簧可在第二狀態下被拉緊，且保持裝置接著可將第二輸出軸保持在適當位置，使得彈簧無法鬆弛。因此，儲能裝置及第二輸出軸可同時處於指定明確狀態下。

若每一驅動系指派有其自己的保持裝置，則可彼此獨立地啟用此等驅動系。例如，第一驅動系之保持裝置可確保經移動部件亦不受外部影響保持處於指定位置，使得實現位置之固定。然而，為了防止一個驅動器與另一驅動器之保持裝置相抵觸，若一個驅動器無意地經由另一驅動器之保持裝置操作，則兩個保持裝置必須打開。

為了使保持裝置之尺寸保持儘可能小，根據本發明之實施例，保持裝置可直接作用於驅動器之驅動軸或與驅動軸直接連接之軸或緊靠該驅動軸並置於其上之軸。

根據本發明之實施例，一或多個保持裝置可為電磁制動器。

儲能裝置可以非破壞性的可拆卸方式與第二輸出軸直接地或間接地耦接以便允許其被更換或反轉。取決於致動器之設計及其預期用途，可因此使用具有或多或少的能量吸收能力的不同儲能裝置，或可改變儲能裝置起作用之旋轉方向。

就此而言，最佳地，若旋轉夾帶裝置相同，則第二輸出軸可在相反旋轉方向上夾帶第一輸出軸，其中旋轉方向取決於儲能裝置之旋轉效應之方向。因此，可使用旋轉夾帶裝置，無論旋轉效應之方向是否反轉。此可允許根據本發明之致動器在使用上具有高度靈活性。

根據本發明之實施例，儲能裝置可在兩個不同位置耦接至第二輸出軸，且在第一位置可確保第一輸出軸可被壓入一個最終位置且在第二位置可確保第一輸出軸可被壓入相對最終位置。因此，致動器之使用者並不需要不同儲能裝置來改變儲能裝置之旋轉效應之方向，而是可使用相同儲能裝置，使用者將該儲能裝置自致動器移除並耦接至不同位置。因此，根據本發明之致動器在使用中可極其通用。

根據本發明之一個實施例，儲能裝置之第一位置與第二位置的不同之處在於，儲能裝置可倒轉180°且因此在前側不再耦接至第二輸出軸但在後側耦接至第二輸出軸。此可確保儲能裝置之簡單附接，該儲能裝置例如在其相對側上具有軸座，例如藉由該軸座將該儲能裝置直接安裝於第二輸出軸上。

第一及第二輸出軸可藉助於彼此接觸之止擋表面沿旋轉方向耦接。此可為用於實現旋轉夾帶之極其簡單的可能性。

止擋表面可藉此設置於齒輪或第一及第二輸出軸之相對端面上。扭矩經由端面之此傳遞可導致較小徑向空間要求。

旋轉夾帶裝置之組態之特別經濟的實施例可涉及在齒輪或輸出軸上設置呈突出部或銷形式之止擋表面。詳言之，涉及耦接齒輪之端面上之銷的實施例就成本而言可為有利的，因為僅需要在齒輪中形成對應孔，這使得就銷之位置而言具有高度靈活性。對於意欲覆蓋其他角度範圍之其他致動器，銷可用於相同齒輪上，僅孔之位置不同。

若第一與第二驅動系之止擋表面彼此接觸，亦即若已經到達最終位置，則彼此不接觸之止擋表面彼此應相距至少180°以確保根據本發明之致動器在使用上之前述靈活性。至少180°使得有可能將理論的總移動範圍劃分成至少90°之兩個區段，這例如允許瓣在0°與90°之間移動並藉由儲能裝置可變地沿一個或另一方向移動。

如已簡要提及，儲能裝置可包含至少一個彈性彈簧元件；替代地，可設置有圍繞第二輸出軸對稱地配置之若干彈簧元件，詳言之壓縮彈簧。第二輸出軸亦可經由對稱配置對稱地裝載，這另外可延長根據本發明之致動器之使用壽命。

壓縮彈簧亦可藉助於共同構件成對地耦接至第二輸出軸，使得若干壓縮彈簧可同時作用。

若該構件為齒輪齒條且具有齒輪齒，則可軸向地調節該構件，使得第二輸出軸可經由齒輪與儲能裝置連接，該齒輪與齒輪齒條嚙合。

可提高根據本發明之致動器之可變性及緊湊性，以便儲能裝置可經設計為單獨的外部封閉的總成單元。若干彈簧元件可容納於此總成單元中。可自相對側，亦即自前側及後側接取耦接點，儲能裝置藉助於該耦接點以可拆卸方式耦接至第二輸出軸。這樣的一個實例為設置於儲能裝置中之輪轂，該輪轂可自兩側接取且接著可經由該輪轂將扭矩引入至儲能裝置中，無論儲能裝置在前側抑或後側耦接至第二輸出軸。

具有齒輪之輸出軸可一體地設計或設計為分離部件，且僅輸出軸之各區段在每種情況下均有可能形成於齒輪上，輸出軸之其他區段繼而可與齒輪附接以便共同界定整個輸出軸。因此，術語「輸出軸」並不需要為與各別齒輪分開設計之整體部件。

為了在將部件返回至其所要第一最終位置時獲得所要返回時間並使得在撞擊末端擋板時不會因為能量之突然釋放不必要地對所有部件施加應力，可為電驅動器之驅動器中之一者或兩者可用作發電機，因為其為反向的。因此，發電機可用作靈活的可以可變方式調節的制動器或阻尼器，可經由該等制動器或阻尼器調節釋放儲能裝置時之移動速度及總返回時間。

發電機中所產生之電能可用於為控制電子裝置供電。此意謂在電源故障後的第一時刻，控制件「無效」，由此保持裝置可打開。儲能裝置接著可將輸出軸驅動回來且因此亦驅動發電機。藉由發電機所產生之電力可「喚醒」控制件，其接著可偵測彈簧之回位並「調節」回位速度。

然而，藉由儲能裝置輸出之電力可明顯高於電子裝置所需的電力且可導致電壓湧浪，這接著可損壞控制電子裝置。

剩餘能量之一部分在電機之繞組中可自動轉換成熱。剩餘電能之較大部分在制動電阻中可轉換成熱。

根據本發明之第二態樣，提供有一種具有根據本發明之第一態樣之致動器及藉此移動之部件的總成單元，該部件例如為閥瓣或通風瓣。

圖1展示具有故障防護致動器10之總成，該致動器可在兩個最終位置之間移動部件12，例如閥或通風瓣。

致動器具有多部件外殼體14及帶凸緣或更一般而言緊固至外殼體14之儲能裝置16，其經設計為單獨的外部封閉的總成單元。

在圖2中可見之第一電驅動器18及第二電驅動器118容納於外殼體14中。

經由驅動器18、118驅動包含第一驅動系24及第二驅動系26之傳動裝置22，其中第一驅動系24指派給驅動器18且第二驅動系26指派給驅動器118。

驅動系24、26包含齒輪，其轉換藉由驅動器18、118所產生之扭矩並將扭矩傳遞至其驅動系中。

每一驅動系24、26可藉由經指派給其之單獨保持裝置而固定。驅動系24具有保持裝置82，其經設計呈電磁制動器形式且作用於藉由驅動器18之小齒輪直接驅動之齒輪。此意謂保持裝置82僅需要保持極低扭矩且需要較小電力輸入，使得該保持裝置可屬於緊湊構造且僅呈現低固有發熱。這亦適用於保持裝置182，其為第二驅動系26提供且同樣直接作用於亦藉由驅動器118之小齒輪直接驅動之齒輪。

第一驅動系24具有第一齒輪32，其與第一輸出軸34耦接或擱置於第一輸出軸上。平行於第一齒輪32配置之第二齒輪36被指派給第二驅動系26且亦與第二輸出軸38耦接或形成第二輸出軸之部分。

輸出軸34、38彼此同軸配置且終止於齒輪32、36中。

第一輸出軸34直接或藉由插入其他機械扭矩傳遞部件而通向經驅動部件12。

圖4中說明第一輸出軸34與第二輸出軸38之間的機械旋轉夾帶裝置40。藉助於齒輪32、36之相對端面42、44實現旋轉夾帶裝置40，其中止擋表面設置於此處，輸出軸34、38可經由止擋表面沿旋轉方向耦接。

在所說明實例中，止擋表面由突出部形成，更精確地由銷形成，其緊固至齒輪32、36並相對於此等齒輪軸向地突出。

特定言之，在齒輪36上，將銷46及銷48引入至對應軸向開口中。

此等銷46、48圍繞輸出軸34、38之假想中心軸以相同圓形直徑配置。銷50緊固至齒輪32，同樣使得該銷被引入，較佳地按壓至對應軸向開口中。該銷亦與銷46、48以相同圓形直徑配置。

視需要，在每種情況下，銷50在相對側上沿圓周方向具有凹陷52，其與銷46、48之外徑或外部幾何形狀互補，使得當銷50與銷46及銷48接觸時，在每種情況下不僅發生線性接觸而且發生平面接觸。

在圖4中亦可看出，第二輸出軸38相對較長且具有裝配彈簧凹槽54，第二輸出軸經由該凹槽與儲能裝置16耦接。

圖3中以剖視狀態展示此儲能裝置16。

儲能裝置16具有所謂的耦接點60，其亦展示於圖1中，經設計呈輪轂形式。第二輸出軸38可引入至此輪轂中。

輪轂與圖3中說明之齒輪62扭矩耦接。

此齒輪與兩個在直徑上相對的齒輪齒條64嚙合。每一齒輪齒條64具有經指派給其之一對壓縮彈簧66、68或70、72，可藉助於壓縮彈簧儲存返回能量，這在驅動器18發生故障之情況下確保部件12移動至指定最終位置，即使部件12與其相距一定距離定位。

圖3中展示的上部齒輪齒條64在其右側端上具有緊固至其之彈簧板74，該彈簧板抵靠在壓縮彈簧68之右側端上。壓縮彈簧68之左側端抵靠殼體之側面支撐。

上部齒輪齒條64之左側端同樣承載抵靠在壓縮彈簧66之右側端上之彈簧板76，其中壓縮彈簧66之左側端在此處亦抵靠殼體之側面支撐。

如圖3中所示之下部齒輪齒條64已沿相反方向裝載其經指派的壓縮彈簧70、72。彈簧齒條配置整體上相對於輸出軸34、38之中心軸為點對稱的。此意謂下部齒輪齒條64具有緊固至其且抵靠在壓縮彈簧70之左側端上之彈簧板78，而壓縮彈簧70之右側端抵靠殼體之側面支撐。下部齒輪齒條64之右側端與抵靠在壓縮彈簧72之左側端上之彈簧板80耦接，其中壓縮彈簧72之右側端繼而抵靠殼體之側面支撐。

若第二輸出軸38沿逆時針方向移動，由此齒輪62同樣沿逆時針方向移動，則上部齒輪齒條64移動至左側且將其壓縮彈簧66、68拉緊，並且下部齒輪齒條64移動至右側且將其壓縮彈簧70、72拉緊。

儲能裝置16僅在一個方向上起作用，亦即在此安裝情況下，在壓縮彈簧鬆弛時，其將引起第二輸出軸38在順時針方向上之旋轉。

由輪轂形成之耦接點60可自兩個相對側耦接至第二輸出軸38。若如圖1中所見，儲能裝置16之下側為前側，則圖1中展示的上側為後側。若儲能裝置16向上拉離第二輸出軸38且倒轉180°，則其可將其後側插入回至輸出軸38上。然而，由於儲能裝置16之此倒轉，儲能裝置16作用於第二輸出軸38之旋轉方向反轉。儲能裝置16接著嘗試沿逆時針方向旋轉輸出軸38。

若藉助於裝配彈簧實現儲能裝置18與輸出軸38之耦接，則在此情況下，儲能裝置16簡單地需要圍繞輸出軸38之中心軸另外旋轉180°，由於用於裝配彈簧之凹槽由於倒轉將改變至在直徑上相對的一側。

為了將能量保持於儲能裝置16中且因此儲存能量，設置有可藉助於控制件（參見圖2）外部致動的所謂的保持裝置182，其替代前述電磁制動器，例如為磁性彈簧鎖或某一種類之夾緊或形狀擬合連接。在致動狀態下，此保持裝置182防止第二輸出軸38旋轉，使得壓縮彈簧66、68、70、72保持在其拉緊位置。

參見圖3，由於可藉助於此等調節螺釘86相對於齒輪齒條64軸向地調節彈簧板74、76、78、80，因此可藉助於調節螺釘86改變壓縮彈簧之預張力，因為藉助於或多或少深深地旋擰至齒輪齒條64之端面中之此等調節螺釘86，因此其以較大或較小距離間隔開。螺母88設置於調節螺釘86上以作為彈簧板74、78之止擋件。對於彈簧板76、80，螺釘頭自身充當止擋件。

藉助於調節螺釘86之調節亦至關重要，因為輸出軸34在其最大移動結束時可並非始終正好處於各別最終位置；否則，可歸因於容限或外部影響產生微小間隙。實際上，輸出軸34理論上可能需要能夠超出各別最終位置幾度，使得例如具有低預張力之閥瓣牢固地抵靠在閥座上。此等各別最終位置可不同。舉例而言，球閥並不需要過度旋轉至閥瓣。

圖5展示第二齒輪36及裝配彈簧凹槽54，其相對於齒輪36自然地軸向偏移且僅被拉入以明確第二輸出軸38之位置。

一方面，重要的是銷46、48、50相對於彼此之位置及以下事實：兩個齒輪32、36在每種情況下均具有超過外圓周之180°的齒輪齒，諸如圍繞整個圓周延伸超過360°之齒輪齒。

齒輪36之銷46、48與中心軸間隔開較大角度α，該角度如此之大以致於圍繞圓周面向彼此的銷48或46之止擋表面90、92間隔開至少220°之距離。此角度為角度ß。如圖5中可見，若銷50能夠圍繞中心軸相對於銷46、48最大程度地旋轉而不受移動部件限制，則其可因此在此情況下在順時針方向上及參考圖5在逆時針方向上相對於銷46、48在大於180°之角範圍內移動。

在圖5中藉由虛線表示之銷48之位置，第二輸出軸38在順時針方向上相對於未藉由虛線表示之位置旋轉90°或略微大於90°。在此位置，儲能裝置16幾乎為空且目前僅具有可施加至第一輸出軸34之低扭矩。

在下文中自由虛線指示之此起始位置開始解釋致動器之功能原理。

在第一狀態下，驅動器18接合，其中其先前關閉之保持裝置82及保持裝置182同時打開，使得在隨後致動驅動器18時，激活整個第二驅動系26。第二輸出軸38根據圖5中之箭頭在逆時針方向上自藉由虛線表示之第一最終位置（參見圖5中呈虛線之銷48）移動至相對的第二最終位置，其中驅動銷50沿逆時針方向夾帶銷48。此意謂齒輪32帶動齒輪36且因此帶動輸出軸38。因此，齒輪62以及齒輪齒條64沿逆時針方向移動，使得壓縮彈簧被拉緊。接著致動保持裝置182以便阻擋第二驅動系26且因此阻擋第二輸出軸38。銷46、48因此保持於圖5中所示的位置。

在此等移動期間，第一驅動器18可保持被動，且其保持裝置82保持關閉。

在隨後的第二狀態下，其中保持裝置82如前所述被激活，第一驅動器18被激活，且第一驅動系24隨之被激活。因此驅動齒輪32，使得第一輸出軸34可在第一最終位置與圖6中表示之第二最終位置之間移動。因此，打開及關閉一或多個閥或瓣，例如隧道中之通風瓣。第一最終位置可為圖5中所表示或例如在三點鐘或大約四點鐘在順時針方向上可甚至更遠的位置。在此第二狀態下，釋放耦接件30，亦即第二驅動系中不會發生齒輪36及因此輸出軸38之移動。驅動系24、26因此彼此解耦。

若在第三狀態下，驅動器18、118發生故障，例如歸因於電源故障或缺陷，則必須確保部件12之預定義位置。在此情況下，自動地釋放保持裝置82、182，因為在此情況下，例如不再為彈簧負載磁體供電，使得彈簧在經指派驅動系24、26中自接合移除及釋放對應部件。接著突然自儲能裝置16釋放能量。亦即，在如例如圖6中所示，部件12處於關閉狀態且銷50位於其第二最終位置之間且藉此抵靠在銷48上之情況下，齒輪36在順時針方向上旋轉，由此銷48夾帶銷50及因此第一輸出軸34並將部件12移動至其第一最終位置。

儲能裝置16之裝載或更一般而言能量在第一狀態下至儲能裝置16中之引入亦可與上文所解釋以其他方式實現。出於此目的，簡單地以不同方式致動驅動器18、118。

舉例而言，在第一狀態下，兩個驅動器18、118經致動，使得兩個驅動系24、26被激活且使兩個輸出軸34、38彼此分開旋轉。自然地藉此打開兩個保持裝置82、182。因此，銷50不再需要帶動銷48，如上文參考圖5所解釋。因此，銷48、50在第一狀態下彼此間隔開一定旋轉角度，然而，銷48被移動至圖6中所展示之位置中，且同時能量被轉移至儲能裝置16中。

根據另一選項，在第一狀態下，僅致動第二驅動系26，亦即驅動器118沿逆時針方向移動第二輸出軸38 （如圖5及圖6中所見）且因此將能量引入至儲能裝置16中。在此狀態下，銷50之位置保持不變。

若儲能裝置16之旋轉方向將改變，例如因為在電源故障情況下，部件16應不再處於打開位置而是處於關閉位置，則儲能裝置16在其完全放電或幾乎完全放電之後被拉離及在經倒轉且接著圍繞耦接點60之中心軸旋轉180°之後被插入回至第二輸出軸38上。

然而，在裝配倒轉儲能裝置16之前，第二齒輪36沿逆時針方向旋轉180°。銷46接著抵靠在銷50上。自圖7中裝配彈簧凹槽54之位置可以看到第二齒輪36之此180°旋轉。

為了給儲能裝置16再充電，齒輪36必須在順時針方向上移動，因為儲能裝置16目前沿逆時針方向作用。在順時針方向上之此移動同樣可以上文解釋之三種不同方式，僅僅藉由旋轉齒輪36、藉由同時旋轉齒輪32、36或藉由旋轉齒輪32並藉助於銷46、50之間的接觸被動地夾帶齒輪36而實現。

儲能裝置16之拉緊狀態說明於圖8中。在將能量引入至儲能裝置16中及激活保持裝置182之後，經由致動耦接件28，部件12接著同樣可在其兩個最終位置之間移動，其中在圖9中經由相比於圖8中之位置改變的銷50之位置代表此移動。

最終位置中之一者可藉此經組態使得銷50接觸兩個銷46、48中之一者，取決於儲能裝置16之作用方向。

自然地，可設置其他能量儲存部件，例如其他彈簧或液壓或氣動儲能裝置，而非壓縮彈簧。

第一輸出軸34相對於第二輸出軸38之理論最大旋轉可移動性亦可描述為若例如止擋表面90與銷50之止擋表面94接觸，則銷50之相對止擋表面96與止擋表面92之間存在至少180°之距離。自然地，如所解釋，此可移動性為理論可移動性，若致動器10不受部件12影響，亦即若部件12不具有限制此最大旋轉可移動性之任何止擋件。

自然地，銷46、48、50亦可由其他突出部形成或亦可設置於輸出軸34、38正上方。另外，齒輪32、36亦可一體地轉變至其輸出軸中。

在部件12在正常操作下之移動期間以及在激活儲能裝置之情況下，驅動器18、118之電動機可充當發電機。

詳言之，在正常操作中，控制件接著可用於調節部件12移動所花費之返回時間。

10:故障防護致動器 12:部件 14:外殼體 16:儲能裝置 18:第一驅動器 22:傳動裝置 24:第一驅動系 26:第二驅動系 32:第一齒輪 34:第一輸出軸 36:第二齒輪 38:第二輸出軸 40:機械旋轉夾帶裝置 42:端面 44:端面 46:銷 48:銷 50:銷 52:凹陷 54:裝配彈簧凹槽 60:耦接點 62:齒輪 64:齒輪齒條 66:壓縮彈簧 68:壓縮彈簧 70:壓縮彈簧 72:壓縮彈簧 74:彈簧板 76:彈簧板 78:彈簧板 80:彈簧板 82:保持裝置 86:調節螺釘 88:螺母 90:止擋表面 92:止擋表面 94:止擋表面 96:止擋表面 118:第二驅動器 182:保持裝置

在以下描述及以下圖式中解釋本發明之其他特徵及優點，並參考此等圖式。在圖式中： 圖1展示根據本發明之致動器及根據本發明之總成之實施例的透視圖， 圖2展示致動器之一部分以及儲能裝置之示意圖，其中省略了外殼體， 圖3展示根據本發明之致動器之透視圖以及儲能裝置之剖視圖， 圖4展示部分透明的示意性透視圖，其中旋轉夾帶裝置與根據本發明之致動器一起使用， 圖5展示旋轉夾帶裝置之示意圖，其中第一輸出軸處於或接近於第一最終位置且儲能裝置經裝載， 圖6展示圖5中所示的旋轉夾帶裝置之視圖，其中第一輸出軸處於相對的第二最終位置， 圖7展示圖5中所示的旋轉夾帶裝置之視圖，其中在裝載儲能裝置之前，儲能裝置在與圖5中所展示之實施例相反的方向上作用， 圖8展示圖7中所示的旋轉夾帶裝置之視圖，其中裝載有儲能裝置，且 圖9展示圖7中所示的旋轉夾帶裝置之視圖，其中第一輸出軸處於第一最終位置。

16:儲能裝置

18:第一驅動器

22:傳動裝置

24:第一驅動系

26:第二驅動系

32:第一齒輪

34:第一輸出軸

36:第二齒輪

38:第二輸出軸

64:齒輪齒條

70:壓縮彈簧

72:壓縮彈簧

82:保持裝置

118:第二驅動器

182:保持裝置

Claims (18)

1. 一種用於在兩個最終位置之間移動一部件的故障防護致動器，其包含：一第一驅動器，一第一驅動系，可以藉由該第一驅動器使該第一驅動系運動，該第一驅動系具有一第一輸出軸，該第一輸出軸將該致動器之移動沿該部件之方向向外傳遞，一第二驅動器，一第二驅動系，可以藉由該第二驅動器使該第二驅動系運動，該第二驅動系具有與該第一輸出軸同軸延行之一第二輸出軸，其中該第一驅動器及/或該第二驅動器可以選擇性地激活，以使該第一輸出軸及/或該第二輸出軸運動，一儲能裝置，該儲能裝置與該第二驅動系耦接，至少一個外部可致動的保持裝置，該保持裝置選擇性地確保儲存在該儲能裝置中的能量保留在該儲能裝置中或釋放至該第二驅動系，一機械旋轉夾帶裝置，該機械旋轉夾帶裝置在該第二輸出軸與該第一輸出軸之間，經組態以使得若不釋放該儲能裝置並且若該驅動器使該第一輸出軸在該等最終位置之間移動，則准許該第一輸出軸相對於該第二輸出軸達至少一個旋轉角度之一旋轉，該至少一個旋轉角度與該等最終位置之間的距離相關聯，並且在釋放該儲能裝置並使該故障驅動器處於該兩個最終位置中之一第一位置的情況下，藉由該第二輸出軸提供該第一輸出軸之一旋轉夾帶；以及其中該第一輸出軸及該第二輸出軸可藉助於彼此接觸之止擋表面沿該旋轉 方向耦接。
2. 如請求項1之故障防護致動器，其中兩個驅動器、該旋轉夾帶裝置及該至少一個保持裝置經組態且可以一協調方式控制，使得在一第一狀態下，該第二驅動器使該第二輸出軸在該兩個最終位置中之第二位置之方向上移動，且由此將能量引入至該儲能裝置中，詳言之其中該第一輸出軸不會因此移動，在一隨後的第二狀態下，該至少一個保持裝置將該能量保持在該儲能裝置中，並且該第一驅動器可使該部件在其最終位置之間移動，在一隨後的第三狀態下，其中兩個驅動器都發生故障，該保持裝置釋放該儲能裝置中之該能量，且因此該第二輸出軸沿該第一最終位置的方向移動且使得該第一輸出軸沿該第一位置之該方向之一旋轉夾帶成為可能。
3. 如請求項2之故障防護致動器，其中在該第一狀態下，兩個驅動器都進行驅動且兩個輸出軸均沿該兩個最終位置中之該第二位置之該方向移動，並且能量由此被引入至該儲能裝置中；或者在該第一狀態下，藉由該第一驅動器沿該兩個最終位置中之該第二位置之該方向驅動該第一輸出軸時，其中該第二驅動器處於非活動狀態並且儲能裝置經放電且保持裝置經啟用，該第一輸出軸帶動該第二輸出軸。
4. 如請求項1之故障防護致動器，其中該保持裝置將該第二輸出軸保持在該第二狀態下，並且因此將該儲能裝置保持在該能量保留在該儲能裝置中的狀態下。
5. 如請求項1之故障防護致動器，其中每一驅動系均被指派有其自己的保持裝置，其中若將該部件保持於一位置，則激活該第一驅動系之該保持裝置。
6. 如請求項1之故障防護致動器，其中該儲能裝置直接或間接 地與該第二輸出軸耦接，並且可以一非破壞性的方式自該第二輸出軸拆卸。
7. 如請求項6之故障防護致動器，其中該旋轉夾帶裝置經組態成使得該第二輸出軸可沿相反的旋轉方向夾帶該第一輸出軸，其中該旋轉方向取決於該儲能裝置之旋轉效應之方向。
8. 如請求項7之故障防護致動器，其中該儲能裝置可以在兩個不同位置耦接至該第二輸出軸，並且在一第一位置確保該第一輸出軸可以被壓入一個最終位置，而在一第二位置確保該第一輸出軸可以被壓入相對的最終位置。
9. 如請求項8之故障防護致動器，其中該第一位置與該第二位置的不同之處在於，該儲能裝置被倒轉180°並且因此在後側耦接至該第二輸出軸。
10. 如請求項1之故障防護致動器，其中該等止擋表面形成在齒輪或該等輸出軸之相對的端面上。
11. 如請求項1或10之故障防護致動器，其中若該第一驅動系及該第二驅動系的止擋表面彼此接觸，則彼此不接觸的止擋表面彼此相距至少180°。
12. 如請求項1之故障防護致動器，其中該儲能裝置(16)包含至少一個彈性彈簧元件。
13. 如請求項12之故障防護致動器，其中設置有圍繞該第二輸出軸對稱地配置的若干彈簧元件，詳言之壓縮彈簧。
14. 如請求項13之故障防護致動器，其中該等壓縮彈簧藉助於同一齒條成對地以機械方式耦接至該第二輸出軸。
15. 如請求項14之故障防護致動器，其中該第二輸出軸經由一齒輪與該儲能裝置連接，該齒輪又與該齒條上的齒輪齒嚙合。
16. 如請求項12至15中任一項之故障防護致動器，其中該儲能裝置被設計為一單獨的外部封閉的總成單元，在該總成單元中容納有若干彈簧元件並且該總成單元具有可自相對側接取之一耦接點，該耦接點與該第二輸出軸耦接。
17. 如請求項1之故障防護致動器，其中兩個驅動器都可以用作發電機以便制動該等驅動系中之至少一者中之一移動，詳言之用於在到達一最終位置之前實現一阻尼。
18. 一種具有致動器之總成單元，其具有如請求項1之一致動器以及由該致動器移動之一部件，該部件詳言之為一閥瓣或通風瓣。

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