ES2983008T3

ES2983008T3 - Actuador y procedimiento para el manejo de un actuador

Info

Publication number: ES2983008T3
Application number: ES19169756T
Authority: ES
Inventors: Arnd Sakautzky
Original assignee: Auma Riester GmbH and Co KG
Current assignee: Auma Riester GmbH and Co KG
Priority date: 2018-04-19
Filing date: 2019-04-17
Publication date: 2024-10-21
Anticipated expiration: 2039-04-17
Also published as: CN110388497A; US11054055B2; EP3557105A1; CN110388497B; DE102018109399A1; EP3557105C0; US20190323620A1; EP3557105B1

Abstract

La invención se refiere a un actuador (1) para accionar un actuador de una válvula, con una unidad de accionamiento motorizada (2) para el accionamiento motorizado del actuador y un elemento de accionamiento manual (3) para el accionamiento manual del actuador, en donde un eje de salida (13) del actuador (1) que se puede poner en una conexión operativa con el actuador o que está desplazado se puede accionar opcionalmente con la unidad de accionamiento motorizada (2) o con el elemento de accionamiento manual (3), y en donde el actuador (1) tiene al menos un sensor (4, 8, 9, 10, 11) con el que se puede detectar un movimiento de rotación del elemento de accionamiento manual (3) alrededor de un eje de rotación (5), en particular durante el modo de accionamiento motorizado (Fig. 1). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Actuador y procedimiento para el manejo de un actuador

La invención se refiere un actuador con un árbol de salida para la activación de una válvula, con una unidad de accionamiento por motor y con un elemento de accionamiento manual, en donde el árbol de salida puede activarse selectivamente con la unidad de accionamiento por motor o el elemento de accionamiento manual.

Además, la invención se refiere a un procedimiento para el manejo de un actuador para la activación de una válvula y el uso de un elemento de accionamiento manual desacoplado de un actuador para el manejo del actuador.

Los actuadores del tipo mencionado al principio ya se conocen. Por regla general están preparados para ajustar una válvula entre una posición de apertura y de cierre. En condiciones normales de aplicación, una activación de válvula se realiza a este respecto mediante la unidad de accionamiento por motor. Sin embargo, si se produce un corte de corriente, por ejemplo, u otro fallo de funcionamiento de la unidad de accionamiento por motor, entonces la válvula, como alternativa, puede ajustarse mediante activación manual del elemento de accionamiento manual.

En caso de actuadores de este tipo el control de la unidad de accionamiento por motor se realiza a través de teclados o similares, en particular unidades de entrada diseñadas como elementos de mando de teclas. Un usuario puede introducir por ello órdenes para el control de la válvula en el actuador que se procesan después mediante una unidad informática y se transfieren a la unidad de accionamiento por motor.

Sin embargo, el uso de teclados o elementos de mando de teclas similares es desventajoso dado que por ello aumentan considerablemente los costes de producción de un actuador. Además, representan un riesgo para la estanqueidad deseada de una carcasa del actuador ya que están integrados en la carcasa y/o se insertan en las perforaciones de carcasa. Esto tiene como consecuencia que adicionalmente se necesitan elementos de estanqueidad para la carcasa cerrar la carcasa de la manera más estanca posible.

Una desventaja adicional de los actuadores de este tipo consiste en que los actuadores con frecuencia se utilizan en lugares relativamente expuestos al polvo y/o suciedad. Esto puede tener como consecuencia que también die elementos de mando de teclas se ensucien, lo cual en el peor de los casos puede llevar a un fallo de los elementos de mando de teclas y al menos a una parada provisional del actuador.

La Oficina consideró que los documentos (denominados por la Oficina documento D1) y US 2004/045608 A1 (denominado por la Oficina documento D2) eran contrarios a los objetos de la solicitud de protección inicial.

El documento US 2006/081800 A1 se refiere a un actuador para una válvula con fines de automatización de procesos. El actuador presenta un volante mediante el cual puede accionarse el árbol de salida.

El dispositivo presenta un mecanismo de acoplamiento que está preparado para impedir que sea posible una transmisión de fuerza al volante cuando se acciona con el motor eléctrico.

El documento US 2004/045608 A1 se refiere a un mango de válvula, por ejemplo, para una botella de gas, en donde en este caso debe resolverse el problema de que los pacientes que deben ser tratados con gas hilarante deben someterse a un gaseado de duración diferente con el fin de alcanzar el efecto deseado. Para poder mejorar el cálculo de dicho tratamiento de gas debe registrarse con mayor exactitud en función del tiempo la cantidad real de un gas utilizado para la gasificación. Para ello el mango de válvula presenta al menos un sensor mediante el cual se detecta cuando se abre la válvula. Mediante el sensor puede ponerse en marcha un cronómetro mediante el cual se graba la duración del tratamiento. Tan pronto como la válvula se cierra, el cronómetro se detiene.

Por lo tanto, existe el objetivo de proporcionar un actuador del tipo mencionado al principio en el que no aparezcan las desventajas citadas.

Para resolver este objetivo en el caso de un actuador del tipo mencionado al principio se proponen las características según la reivindicación 1. En particular, por consiguiente, se proponen un actuador del tipo mencionado al principio que presenta al menos un sensor con el que puede detectarse un movimiento de giro del elemento de accionamiento manual alrededor de un eje de giro. Mediante la detección del movimiento de giro es posible por consiguiente mejorar die manejabilidad de un actuador del tipo mencionado y simplificar la fabricación. Pues al detectarse el movimiento de giro es posible prescindir, en gran parte o completamente, de teclados y elementos de entrada similares en particular para la entrada de órdenes de control. Por lo tanto, el usuario mediante una activación del elemento de accionamiento manual puede introducir órdenes de control para el accionamiento de la válvula mediante la unidad de accionamiento por motor y ya no es necesario realizar esto a través de paneles táctiles. Por consiguiente, además una carcasa del actuador puede sellarse de manera más sencilla y pueden evitarse o impedirse mejor averías en particular debido a un defecto de los elementos de entrada provocado por la suciedad. En particular para la detección del movimiento de giro puede estar previsto que con el al menos un sensor pueden detectarse al menos movimientos en dos ejes espaciales. Preferiblemente para detectar un movimiento en un eje espacial a cada eje espacial puede estar asignado en cada caso un sensor. Asimismo, puede estar previsto que para la detección del movimiento de giro puede estar previsto un sensor y para detectar un movimiento axial puede estar previsto un sensor adicional.

Aunque ya se conocen actuadores en los cuales puede detectarse un movimiento de acoplamiento axial de un elemento de accionamiento manual. No obstante, al usar los sensores previstos para ello no es posible detectar un movimiento de giro del elemento de accionamiento manual, en particular para reconocer a partir de este una orden introducida por el usuario y entregarla a la unidad de accionamiento por motor. La detección de un movimiento de acoplamiento axial hasta ahora se ha utilizado únicamente para poder detectar si se presenta un elemento de accionamiento manual en una posición de acoplamiento. Esto se utiliza con el fin de que no pueda realizarse ningún accionamiento simultáneo mediante la unidad de accionamiento por motor y el elemento de accionamiento manual, lo cual en determinadas circunstancias podría llevar a una lesión de un usuario mediante el elemento de accionamiento manual. Si el elemento de accionamiento manual se presenta por consiguiente en una posición de acoplamiento, entonces la unidad de accionamiento por motor se desconecta o se inactiva. Así, no puede realizarse ningún accionamiento por descuido del elemento de accionamiento manual mediante la unidad de accionamiento por motor siempre que el elemento de accionamiento manual esté acoplado.

Para poder utilizar un ajuste del elemento de accionamiento manual en dirección axial también para detectar una entrada del usuario, según un perfeccionamiento ventajoso puede estar previsto que con el al menos un sensor y/o con al menos un sensor adicional pueda detectarse adicionalmente un movimiento axial del elemento de accionamiento manual a lo largo de un eje longitudinal del elemento de accionamiento manual. La detección de un movimiento axial del elemento de accionamiento manual puede interpretarse en particular como confirmación de entrada o acuse de recibo.

Por consiguiente puede ser conveniente detectar todos los grados de libertad de la unidad de accionamiento manual mediante el al menos un sensor y evaluarlos para generar una orden. Por consiguiente puede estar previsto también en particular que mediante el al menos un sensor puedan detectarse movimientos en tres ejes espaciales Preferiblemente a este respecto para la detección de movimiento en cada eje espacial en cada caso puede estar previsto al menos un sensor.

Para detectar un movimiento del elemento de accionamiento manual de la manera más precisa posible, entre al menos un elemento de detección, que está configurado en el elemento de accionamiento manual o está conectado con el elemento de accionamiento manual, y el al menos un sensor y/o un o el sensor adicional puede estar preparada una conexión activa. Una conexión activa adecuada puede ser, por ejemplo, una conexión activa seleccionada entre conexión activa inductiva, óptica y/o magnética. El elemento de accionamiento manual puede presentar un árbol de accionamiento manual o estar conectado con un árbol de accionamiento manual con el que puede moverse, en particular con el que puede girar en caso de una activación del elemento de accionamiento manual. Preferiblemente el elemento de detección está dispuesto en el árbol de accionamiento manual del elemento de accionamiento manual de manera que también el medio de detección en caso de una activación del elemento de accionamiento manual puede girar con él. Especialmente conveniente puede ser cuando el árbol de accionamiento manual, en particular en el caso de una conexión activa magnética está fabricado de un material no magnético y/o no magnetizable.

Según un diseño ventajoso adicional el al menos un sensor y/o un o el sensor adicional antes mencionado puede estar preparado en cada caso para realizar un tipo de medición o una combinación de varios tipos de medición seleccionados entre el grupo de medición magnética, óptica y/o inductiva.

De manera especialmente preferida el al menos un sensor y/o un o el sensor adicional ya antes mencionado puede estar diseñado en cada caso al menos como un sensor seleccionado entre el grupo de sensor de efecto Hall magnético, barreras fotoeléctricas réflex con desplazamiento de fase, barreras fotoeléctricas en horquilla con desplazamiento de fase y/o sensor inductivo. El uso de un sensor de efecto Hall o de un sensor inductivo puede tener la ventaja de que la suciedad, en particular en el interior de carcasa del actuador que puede formarse, por ejemplo, debido a lubricantes o similares, no afecte a la detección de movimientos del elemento de accionamiento manual. Ventajas especiales puede presentar en particular el diseño como sensor de efecto Hall 3D magnético ya que de este modo es posible detectar todos los grados de libertad de movimiento del elemento de accionamiento manual con un sensor.

Para poder transformar un movimiento de giro detectado del elemento de accionamiento manual en una orden, el al menos un sensor y/o un o el sensor adicional ya mencionado puede/pueden estar acoplados con una unidad informática. A este respecto puede ser especialmente conveniente cuando el al menos un sensor y/o el sensor adicional está/n acoplado/s electrónicamente con una unidad informática. Así, mediante una activación del elemento de accionamiento manual puede generarse una orden. Para hacer posible una transferencia y conversión rápida de la orden, la unidad informática puede estar acoplada con la unidad de accionamiento por motor, en particular acoplada electrónicamente, en donde la unidad de accionamiento por motor puede controlarse mediante la unidad informática.

Una orden en el sentido de la invención puede ser, por ejemplo, una configuración de parámetros y/o una orden de ajuste y/o una orden de control.

Como ya se ha expuesto anteriormente, para evitar lesiones a un usuario puede ser ventajoso cuando entre el elemento de accionamiento manual, en particular entre un o el árbol de accionamiento manual ya mencionado, y un árbol de salida del actuador está dispuesto un dispositivo de acoplamiento. El dispositivo de acoplamiento puede estar diseñado como dispositivo de acoplamiento mecánico. Preferiblemente el dispositivo de acoplamiento puede estar diseñado como un acoplamiento en arrastre de forma.

Para poder evitar un manejo erróneo por descuido del actuador por parte de un usuario, en particular cuando el usuario no desea manejar la unidad de accionamiento por motor, sino que quiere llevar a cabo una activación manual de la válvula mediante el elemento de accionamiento manual, según un perfeccionamiento especialmente ventajoso puede estar previsto que un movimiento de giro del elemento de accionamiento manual solo pueda detectarse por el al menos un sensor cuando el elemento de accionamiento manual está desacoplado y/o a partir de esto se genera una orden. Por ejemplo, esto puede lograrse al estar preparada una o la conexión activa ya antes mencionada entre el al menos un sensor y el elemento de detección solo cuando el elemento de accionamiento manual está desacoplado. De manera correspondiente puede estar previsto también que en el estado acoplado del elemento de accionamiento manual no esté preparada ninguna conexión activa entre el sensor y el elemento de detección. El actuador por lo tanto solo cuando se presenta una posición desacoplada del dispositivo de acoplamiento se presenta en un modo de mando en el que un usuario puede introducir órdenes.

Para simplificar adicionalmente la manejabilidad del actuador para un usuario, un movimiento del elemento de accionamiento manual detectado por el al menos un sensor y/o un o el sensor adicional ya mencionado mediante una o la unidad informática puede interpretarse como orden de confirmación para una orden seleccionada o introducida. El usuario por consiguiente mediante un movimiento del elemento de accionamiento manual en particular predefinido o definible puede confirmar o acusar recibo de una entrada previamente realizada. Especialmente ventajoso puede ser a este respecto cuando este movimiento es un movimiento axial del elemento de accionamiento manual a lo largo de un eje longitudinal. A este respecto puede tratarse, por ejemplo, de un movimiento que se lleva a cabo en un proceso de acoplamiento o desacoplamiento del elemento de accionamiento manual.

Como alternativa o complemento de esto, según un diseño posible adicional puede estar previsto que el actuador presente una unidad de entrada adicional, en particular al menos una tecla, en donde mediante activación de la unidad de entrada puede generarse una orden de confirmación para una orden seleccionada o introducida.

Según un diseño ventajoso de la invención puede estar previsto que el elemento de accionamiento manual como un o el elemento de detección ya mencionado presenta al menos un imán o esté conectado con al menos un imán, en donde entre el al menos un imán y el al menos un sensor y/o el sensor adicional pueda prepararse o esté preparada una conexión activa magnética a través de la cual puede detectarse un movimiento del elemento de accionamiento manual, en particular un movimiento en los tres ejes espaciales. El imán puede estar diseñado a este respecto como imán permanente y/o electroimán. Preferiblemente el al menos un imán puede estar diseñado como un imán anular y/o como un imán de barra. Por consiguiente, puede diseñarse al menos un sensor de efecto Hall magnético especial, en particular sensor de efecto Hall 3D.

Según un diseño ventajoso adicional de la invención, puede estar previsto que el elemento de accionamiento manual como un o el elemento de detección ya antes mencionado presenta al menos un reflector o esté conectado con al menos un reflector. Preferiblemente el elemento de accionamiento manual presenta al menos dos reflectores desplazados un ángulo de fase. A través del reflector o los reflectores puede/pueden prepararse en cada caso una conexión activa óptica configurada como barrera fotoeléctrica con un sensor en cada caso. Por consiguiente, puede/pueden configurarse al menos una barrera fotoeléctrica réflex especial, preferiblemente dos barreras fotoeléctricas réflex con desplazamiento de fase.

Según un diseño ventajoso adicional de la invención puede estar previsto que el elemento de accionamiento manual como un o el elemento de detección ya antes mencionado presente al menos un disco perforado con varias aberturas de paso dispuestas en una trayectoria circular, en donde para crear una conexión activa óptica a través de las aberturas de paso un rayo de luz generado mediante al menos una fuente de luz puede conducirse hacia al menos un receptor, en particular cuando el disco perforado se presenta girado de manera que se presenta una abertura de paso entre la fuente de luz y el receptor. Por consiguiente, puede/pueden configurarse al menos una barrera fotoeléctrica en horquilla especial, preferiblemente dos barreras fotoeléctricas en horquilla con desplazamiento de fase.

Según un diseño ventajoso adicional de la invención, puede estar previsto que el elemento de accionamiento manual como un o el elemento ya antes mencionado de detección presente al menos una espira. En particular la espira puede estar diseñada como espiral plana, es decir, espiral de Arquímedes. Entre el sensor y la espira puede configurarse o estar configurada por consiguiente una conexión activa inductiva.

Para que un usuario durante un proceso de activación manual de la válvula pueda aplicar la fuerza necesaria y/o para facilitar al usuario el proceso de activación manual de la válvula, entre un o el árbol de salida ya antes mencionado del actuador y el elemento de accionamiento manual puede estar dispuesto un engranaje. Por consiguiente, usando el engranaje puede multiplicarse una fuerza aplicada por un usuario sobre el elemento de accionamiento manual y/o un par aplicado y transmitirse al árbol de salida.

No obstante, para hacer posible una entrada sencilla y fiable de órdenes mediante el elemento de accionamiento manual, el al menos un sensor y/o un o el al menos un elemento de detección puede estar dispuesto entre el engranaje y el elemento de accionamiento manual.

Los actuadores presentan por regla general una pluralidad de partes que se mueven con relativa rapidez, lo que puede llevar a un alto riesgo de lesiones y a una considerable contaminación acústica para un usuario o personas presentes. Por lo tanto, la gran parte de los componentes de un actuador está cubierta con una carcasa. Mediante la carcasa puede reducirse además la influencia de suciedad, humedad y polvo sobre los componentes dispuestos en ella. Para reducir los costes de producción de una carcasa en general se intenta configurar las menos perforaciones y/o aberturas posibles en la carcasa que, por regla general deben sellarse de manera relativamente compleja. Por lo tanto, según un perfeccionamiento ventajoso adicional puede estar previsto que el actuador presente una carcasa, en donde una abertura de carcasa requerida para el elemento de mando está prevista solo para el elemento de accionamiento manual y/o una o la unidad de entrada adicional ya mencionada antes. Esto tiene la ventaja de que un número de aberturas de carcasa prevista para elementos de mando del actuador puede reducirse notablemente con respecto a actuadores previamente conocidos, lo cual reduce el número de aberturas en total y por consiguiente también los costes de producción, así como simplifica la propiedad de sellado de la carcasa.

Para que un usuario puede percibir hasta qué punto se ha ajustado el elemento de accionamiento manual, en particular en el modo de mando, según un perfeccionamiento ventajoso adicional puede estar previsto que el actuador presente un equipo de enclavamiento a través del cual un usuario pueda detectar de manera táctil un movimiento del elemento de accionamiento manual, en particular gradualmente. Preferiblemente el equipo de enclavamiento puede presentar elementos de presión cargados por resorte, que están dispuestos, por ejemplo, en distancias ajustares en una trayectoria circular. Los elementos de presión pueden estar diseñados en particular como esferas y/o cilindros y/o conos.

Para hacer posible una activación lo más sencilla posible del elemento de accionamiento manual, este puede estar diseñado como un volante.

Según un diseño ventajoso adicional el sensor puede estar dispuesto dentro de una o de la carcasa del actuador ya antes mencionada. Esto tiene la ventaja de que no es necesaria ninguna perforación para cable en la carcasa para la conexión del sensor. Por consiguiente, puede lograrse un sellado aún más sencillo y mejor de la carcasa.

Como alternativa o complemento de esto puede estar previsto adicionalmente que el elemento de accionamiento manual esté dispuesto fuera de una o de la carcasa del actuador.

Para poder evitar mejor un manejo erróneo del actuador, según un diseño ventajoso adicional del actuador, en un estado desacoplado del elemento de accionamiento manual uno o el al menos un elemento de detección ya mencionado anteriormente puede estar situado en una zona de detección del sensor. En particular, por consiguiente, en el estado desacoplado del elemento de accionamiento manual puede estar preparada una o la conexión activa ya antes mencionada entre el sensor y el elemento de detección. En un estado acoplado del elemento de accionamiento manual, en cambio, un o el al menos un elemento de detección ya antes mencionado puede estar situado fuera de la zona de detección del al menos un sensor. En particular, por consiguiente, en el estado acoplado del elemento de accionamiento manual puede estar anulada una conexión activa entre el sensor y elemento de detección, es decir, es decir, ninguna conexión activa en particular puede estar preparada.

El objetivo mencionado anteriormente puede resolverse adicionalmente mediante las características de la reivindicación de procedimiento independiente. En particular, a este respecto se propone un procedimiento del tipo mencionado al principio, en donde se detecta un movimiento de giro de un elemento de accionamiento manual para la realización de una orden, en particular mediante un sensor, en donde el elemento de accionamiento manual está previsto adicionalmente para la transmisión de una fuerza de activación hacia un árbol de salida y/o la válvula.

El procedimiento según la invención es adecuado en particular para manejar un actuador, tal como se describe y se reivindica en el presente documento. Por este motivo todas las características divulgadas en este documento en relación con el actuador también pueden aplicarse al procedimiento.

Según un perfeccionamiento ventajoso del procedimiento puede estar previsto que durante una entrada de una orden no sea posible transmisión de fuerza alguna desde el elemento de accionamiento manual hacia un árbol de salida del actuador. Como ya se ha expuesto anteriormente en relación con el actuador, por ello puede reducirse el riesgo de lesiones para un usuario y un riesgo de un manejo erróneo del actuador.

Como alternativa o complemento puede estar previsto que durante la transmisión de fuerza desde el elemento de accionamiento manual hacia el árbol de salida del actuador no sea posible ninguna entrada de una orden. Por consiguiente, puede impedirse que se introduzcan órdenes de manera no deseada, mientras que debe realizarse en sí solo una activación manual de la válvula.

Para resolver el objetivo antes mencionado se propone además un uso de un elemento de accionamiento manual desacoplado de un actuador, en particular del actuador, tal como se ha descrito y reivindicado en este documento, para el manejo del actuador, en donde el elemento de accionamiento manual está previsto adicionalmente para la transmisión de una fuerza de activación a un árbol de salida y/o la válvula.

La invención se refiere también a un actuador para la activación de un elemento ajustador de una válvula, con una unidad de accionamiento por motor para la activación por motor del elemento ajustador y un elemento de accionamiento manual para la activación a mano manual del elemento ajustador, en donde puede activarse selectivamente un árbol de salida del actuador que puede ponerse o puesto en una conexión activa con el elemento ajustador con la unidad de accionamiento por motor o el elemento de accionamiento manual, y en donde el actuador presenta al menos un sensor con el cual puede detectarse un movimiento de giro del elemento de accionamiento manual, llevado a cabo en particular durante el modo de accionamiento por motor, alrededor de un eje de giro.

A continuación, se describen con más detalle varios ejemplos de realización de la invención con ayuda de las figuras. La invención, sin embargo, no está limitada a estos ejemplos de realización. Otros ejemplos de realización resultan de la combinación de las características de una sola o varias de las reivindicaciones entre sí y/o con una sola o varias características de los ejemplos de realización.

Muestran en una representación en parte muy esquemática:

Fig. 1 una vista frontal de un posible ejemplo de realización de un actuador con un sensor de efecto Hall 3D magnético para detectar un movimiento de giro de un árbol de accionamiento manual de un elemento de accionamiento manual, en donde el elemento de accionamiento manual está desacoplado, no obstante, para ello existe una conexión activa entre el sensor y el elemento de detección, en donde el elemento de detección está diseñado como un imán de barra,

Fig. 1a el elemento de accionamiento manual de la figura 1, en donde el elemento de detección está diseñado en este caso como un imán anular,

Fig. 2 una vista frontal de una posible forma de realización de un sensor inductivo y del elemento de detección correspondiente, configurado como espira helicoidal que está dispuesto en el árbol de accionamiento manual del elemento de accionamiento manual,

Fig. 3a una vista frontal de una posible forma de realización de un sensor óptico y del elemento de detección correspondiente que está configurado como disco perforado redondo con una pluralidad de aberturas de paso dispuestas a distancias ajustares en una trayectoria circular y está dispuesto en el árbol de accionamiento manual del elemento de accionamiento manual,

Fig. 3b una vista lateral del sensor óptico y del elemento de detección correspondiente de la figura 3a,

Fig. 4a una vista frontal de una posible forma de realización adicional de un sensor óptico y de los elementos de detección correspondientes que están configurados en cada caso como reflectores y están dispuestos en distancias ajustares sobre un disco circular dispuesto en el árbol de accionamiento manual,

Fig. 4b una vista lateral del sensor óptico y del elemento de detección correspondiente de la figura 4a,

Fig. 5 una vista frontal de una posible forma de realización de un sensor magnético, que está diseñado como sensor de efecto Hall 3D, y del elemento de detección correspondiente que está configurado como imán anular y está dispuesto en el árbol de accionamiento manual,

Fig. 6 una vista frontal de una posible forma de realización adicional de un sensor magnético que está diseñado como sensor de efecto Hall 3D, y del elemento de detección correspondiente que está configurado como imán de barra y está dispuesto en el árbol de accionamiento manual.

En la figura 1 se muestra un actuador señalado en su totalidad con 1 para la activación de una válvula. Mediante el actuador 1 una válvula puede moverse entre una posición de apertura y de cierre.

El actuador 1 presenta para ello una unidad de accionamiento por motor 2 mediante la cual puede realizarse un ajuste por motor de un elemento ajustador de la válvula. Para ello entre el actuador 1 y el elemento ajustador de la válvula puede prepararse una conexión activa. La unidad de accionamiento por motor 2 puede estar diseñada, por ejemplo, como un motor eléctrico. El actuador presenta además un elemento de accionamiento manual 3 que puede utilizarse como alternativa para la activación de la válvula en lugar de la unidad de accionamiento por motor 2.

El actuador 1 presenta adicionalmente al menos un sensor 4 con el que puede detectarse un movimiento de giro del elemento de accionamiento manual. El elemento de accionamiento manual 3 presenta un árbol de accionamiento manual 7 que está conectado con un elemento de detección 6 y/o árbol de accionamiento manual 7 en el que está dispuesto elemento de detección 6.

Además del movimiento de giro mencionado anteriormente del elemento de accionamiento manual 3 mediante el sensor 4 y/o mediante un sensor adicional 4 puede detectarse un movimiento del elemento de accionamiento manual 3 en dirección axial 15 a lo largo de un eje longitudinal 16 del elemento de accionamiento manual 3 y/o del árbol de accionamiento manual 7. Por consiguiente, mediante el sensor 4 y/o mediante el sensor adicional 4 pueden detectarse movimientos en todos los tres ejes espaciales (X, Y, Z).

Sin embargo, puede estar previsto asimismo que para reconocer un movimiento para cada eje espacial está asignado en cada caso un sensor. Asimismo, puede estar previsto que para la detección del movimiento de giro está previsto un sensor 4 y para la detección del movimiento axial está previsto un sensor adicional 4.

En la forma de realización mostrada en las figuras 1, 1a, 5 y 6 el elemento de detección 6 antes mencionado está configurado en cada caso como un imán 17 y el sensor 4 como un sensor de efecto Hall 3D 8 magnético. Mediante el diseño del sensor 4 como sensor de efecto Hall 3D 8 magnético es posible detectar movimientos mediante un sensor individual 4 en todos los tres ejes espaciales.

Como alternativa o complemento a la forma de diseño según las figuras 1, 1a, 5 y 6 el actuador 1 puede presentar también otros tipos de sensor como, por ejemplo, al menos un sensor óptico 9, 10 (cf. figuras 3a, 3b, 4a y 4b) y/o un sensor inductivo 11 (cf. figura 2). Los ejemplos de estos tipos de sensor adicionales de las figuras 2 a 6 se describen con más detalle a continuación. La invención sin embargo no está limitada a estos tipos de sensor.

Sin embargo, en general puede decirse que entre el sensor 4 y el elemento de detección 6 está preparada en cada caso una conexión activa. Esta conexión activa puede hacer referencia por consiguiente a una conexión activa magnética, óptica y/o inductiva. Mediante la conexión activa preparada mediante el sensor respectivo 4 pueden detectarse movimientos del elemento de accionamiento manual y mediante una unidad informática 12 pueden interpretarse para dar lugar a una orden.

En un movimiento del elemento de accionamiento manual 3 el al menos un elemento de detección 6 se mueve junto con el árbol de accionamiento manual 7. En el caso del uso de un sensor magnético 4 es conveniente cuando el árbol de accionamiento manual 7 está fabricado de un material no magnético y/o no magnetizable de manera que no puede producirse ninguna interferencia durante la detección de los movimientos mediante el sensor 4, 8.

Un usuario por tanto mediante una activación del elemento de accionamiento manual 3 puede introducir órdenes, por ejemplo, para el control de la unidad de accionamiento por motor 2, y/o parámetros. Un acuse de recibo o confirmación de las órdenes introducidas puede realizarse a este respecto a continuación mediante un movimiento predefinido, preferiblemente mediante un movimiento axial 15, del elemento de accionamiento manual 3. A este respecto puede estar previsto también que el actuador 1 presente una unidad de visualización mediante la cual puede visualizarse o se visualiza un cuadro de entrada y/o un menú de selección que puede manejarse a través del elemento de accionamiento manual 3 y/o en el que pueden introducirse valores de este modo.

El imán 17, como se muestra en la figura 5 puede estar diseñado como un imán anular 18 y/o, como se muestra en la figura 6 como un imán de barra 19. Preferiblemente el imán 17 es un imán permanente.

El actuador 1 presenta un dispositivo de acoplamiento 14 que está dispuesto entre un árbol de salida 13 del actuador 1 y el árbol de accionamiento manual 7. El dispositivo de acoplamiento 14 puede estar diseñado por ejemplo mecánicamente. Una posible forma de realización de un dispositivo de acoplamiento 14 se muestra en las figuras 1 y 1a. En este sentido se trata de un dispositivo de acoplamiento 14 en arrastre de forma con un engranaje recto 30, engranaje recto 30 que está conectado con el árbol de accionamiento manual 7 y en el estado acoplado está conectado activamente con una rueda de corona 31, en donde la rueda de corona 31 está conectada con un árbol de motor 32. El árbol de motor 32 puede accionarse mediante la unidad de accionamiento por motor 2. A través del engranaje 26 puede realizarse una transmisión de fuerza desde el árbol de motor 32 hacia el árbol de salida 13. Mediante una activación del elemento de accionamiento manual 3 en el estado acoplado del dispositivo de acoplamiento 14 es posible por consiguiente llevar a cabo una transmisión de par y/o de fuerza desde el elemento de accionamiento manual 3 hacia el árbol de salida 13. El árbol de salida 13 puede accionarse además en el estado desacoplado (cf. figura 1) mediante la unidad de accionamiento por motor 2. En este caso, sin embargo, no existe ninguna conexión activa entre el engranaje recto 30 y la rueda de corona 31, de manera que durante el funcionamiento de motor el elemento de accionamiento manual 3 no puede accionarse simultáneamente a través de la unidad de accionamiento por motor 2. El árbol de salida 13 del actuador 1 puede llevarse a una conexión activa con la válvula, en particular con un elemento ajustador de la válvula o está en una dicha conexión activa con la válvula, de manera que la válvula, en particular el elemento ajustador de la válvula puede ajustarse entre una posición de apertura y una de cierre mediante el actuador 1.

En general puede decirse por lo tanto que en un estado desacoplado del elemento de accionamiento manual 3 el al menos un elemento de detección 6 está dispuesto en una zona de detección del sensor 4, de manera que en este estado está preparada la conexión activa entre el sensor 4 y el elemento de detección 6. En contraste con esto en un estado acoplado del elemento de accionamiento manual 3 el al menos un elemento de detección 6 está dispuesto fuera de la zona de detección del sensor 4 de manera que en este estado se ha anulado la conexión activa entre el sensor 4 y el elemento de detección 6.

Entre el árbol de salida 13 y el árbol de accionamiento manual 7 está dispuesto un engranaje 26. Mediante el engranaje 26 es posible una multiplicación de fuerza desde la unidad de accionamiento por motor 2 y/o desde el elemento de accionamiento manual 3 hacia el árbol de salida 13. Un usuario por consiguiente puede ajustar la válvula de manera más fácil debido al engranaje 26 con un gasto de fuerza menor que sin usar un engranaje 26 mediante la unidad de accionamiento manual.

El actuador 1 presenta además una carcasa 27 en la que están alojados la unidad de accionamiento por motor 2, el sensor 4, el engranaje 26, al menos parcialmente el árbol de salida 13, el dispositivo de acoplamiento 14 así como al menos parcialmente el árbol de accionamiento manual 7. La carcasa 27 presenta por tanto únicamente una perforación requerida para un elemento de entrada para guiar el árbol de accionamiento manual 7 hacia afuera. El elemento de accionamiento manual 3 está dispuesto por consiguiente fuera de la carcasa 27. Esto hace posible sellar la carcasa 27 de forma relativamente fácil y adecuada, dado que en relación con los elementos de entrada en comparación con actuadores antes conocidos con teclados o similares puede realizarse el menor número posible de aberturas previstas para ello.

En la figura 1a se representa el árbol de accionamiento manual 7 en un estado acoplado, de manera que es posible una transmisión de fuerza y/o de par desde el elemento de accionamiento manual 3 hacia el árbol de salida 13. El elemento de accionamiento manual 3 puede ajustarse, por tanto, entre una posición acoplada y una posición desacoplada del dispositivo de acoplamiento 14 mediante un movimiento axial 15 del elemento de accionamiento manual 3 a lo largo del eje longitudinal 16. Dado que el elemento de detección 6 se ajusta junto con el árbol de accionamiento manual con respecto al sensor 4, 8 en dirección axial 15, en el estado acoplado del elemento de accionamiento manual 3 la conexión activa entre el sensor 4 y el elemento de detección 6 se anula. En esta posición por lo tanto ya no es posible ninguna detección del movimiento de giro del elemento de accionamiento manual mediante el sensor 4. En general por consiguiente puede decirse que el elemento de detección 6 puede ajustarse con respecto al sensor 4 en su posición.

En la figura 2 se representa un sensor inductivo 4 con un elemento de detección 6 correspondiente, configurado como espira 25. El elemento de detección 6 puede estar diseñado a este respecto por ejemplo como una espiral plana.

En las figuras 3a y 3b se representa un sensor óptico 4 que está configurado como barrera fotoeléctrica en horquilla 10. Para ello el sensor estacionario 4 presenta una fuente de luz 23 y un receptor 24. La fuente de luz 23 y el receptor 24 están separados entre sí mediante un elemento de detección 6 configurado como disco perforado 21. El disco perforado 21 presenta varias aberturas de paso configuradas como agujeros 22 mediante las cuales puede configurarse una barrera fotoeléctrica entre la fuente de luz 23 y el receptor 24. Por lo tanto, en un movimiento de giro del elemento de accionamiento manual 3 por lo tanto el disco perforado 21 dispuesto en el árbol de accionamiento manual 7 se gira con este, lo cual hace posible una configuración por fases de una barrera fotoeléctrica a través de las aberturas de paso 22 dispuestas a distancias ajustares entre sí en una trayectoria circular. La forma de realización de las figuras 3a y 3b presenta por tanto dos sensores 4 con desplazamiento de fase entre sí para poder detectar con más exactitud el movimiento de giro del elemento de accionamiento manual 3. A este respecto puede estar previsto que la configuración de una barrera fotoeléctrica solo es posible mediante en cada caso uno de los dos sensores 4 dado que un ángulo entre las aberturas de paso 22 individuales del disco perforado 21 es desigual a un ángulo entre los dos sensores 4 de la forma de realización de las figuras 3a y 3b.

En las figuras 4a y 4b se representa una forma de realización posible adicional de un sensor óptico 4, en donde en este caso están previstos asimismo dos sensores 4 con desplazamiento de fase, sin embargo, configurados en este caso como barreras fotoeléctricas réflex 9. Esta forma de realización presenta varios elementos de detección 6 diseñados como reflectores 20 que están dispuestos circunferencialmente en una superficie lateral de un cuerpo base, en particular de un cilindro y a distancias ajustares entre sí.

Para permitir a un usuario una detección táctil de un movimiento de giro realizado por este, en el elemento de accionamiento manual 3 el actuador presenta un equipo de enclavamiento 28 con varios elementos de presión 29, que ceden a la presión. Mediante el equipo de enclavamiento 28 pueden estar definidas varias posiciones de enclavamiento. Para poder mover el elemento de accionamiento manual 3 fuera de una posición de enclavamiento, por consiguiente, debe aplicarse una fuerza mayor como una suma de las fuerzas de enganche desarrolladas por los elementos de presión 29. Los elementos de presión 29 pueden estar cargados por resorte a este respecto. Además, pueden estar diseñados por ejemplo como esferas y/o cilindros y/o conos. Los elementos de presión 29 pueden estar dispuestos adicionalmente a distancias ajustares entre sí en una trayectoria circular, en donde la distancia entre dos posiciones de enclavamiento puede estar definida por una distancia entre dos elementos de presión adyacentes.

Mediante el actuador 1 se crea una posibilidad de usar un elemento de accionamiento manual 3 no solamente para el para el ajuste manual de una válvula sino de preparar el elemento de accionamiento manual 3 adicionalmente también como un elemento de mando para el control del actuador 1. De este modo es posible, aplicar una función que se asume habitualmente por teclados, elementos de tecla o elementos de entrada similares a un componente ya presente de un actuador 1.

A este respecto es especialmente ventajoso cuando la generación de una orden es posible mediante el elemento de accionamiento manual 3 solo en una posición desacoplada del dispositivo de acoplamiento 14, en donde a este respecto el elemento de accionamiento manual 3 y/o la unidad informática 12 pasa a un modo de mando. Esto significa que el elemento de accionamiento manual 3 en su estado acoplado preferiblemente está preparado exclusivamente para la transmisión de una fuerza o de un par hacia el árbol de salida 13 está configurada. Por consiguiente, puede impedirse que mientras el elemento de accionamiento manual 3 se presenta en el estado acoplado, es decir, un modo de accionamiento el usuario introduzca órdenes por descuido.

La invención se refiere un actuador con las características de la reivindicación 1.

Lista de referencias

1 Actuador

2 Unidad de accionamiento por motor

3 Elemento de accionamiento manual

4 Sensor

5 Eje de rotación

6 Elemento de detección

7 Árbol de accionamiento manual

8 Sensor de efecto Hall 3D magnético

Barrera fotoeléctricas réflex (sensor óptico)

Barrera fotoeléctrica en horquilla (sensor óptico)

Sensor inductivo

Unidad informática

Árbol de salida

Dispositivo de acoplamiento

Movimiento axial

Eje longitudinal

Imán

Imán anular

Imán de barra

Reflector

Disco perforado

Agujero/abertura de paso

Fuente de luz

Receptor

Espira

Engranaje

Carcasa

Equipo de enclavamiento

Elemento de presión

Engranaje recto

Rueda de corona

Árbol de motor

Claims

REIVINDICACIONES

1. Actuador (1) con un árbol de salida (13) para la activación de una válvula, con una unidad de accionamiento por motor (2) y con un elemento de accionamiento manual (3), en donde el árbol de salida (13) puede activarse selectivamente con la unidad de accionamiento por motor (2) o el elemento de accionamiento manual (3), en donde el actuador presenta un dispositivo de acoplamiento (14) que está dispuesto entre el árbol de salida (13) y el elemento de accionamiento manual (3),caracterizado porqueel actuador (1) presenta al menos un sensor (4) con el que puede detectarse un movimiento de giro del elemento de accionamiento manual (3) desacoplado alrededor de un eje de giro (5).

2. Actuador (1) según la reivindicación 1,caracterizado porquecon el al menos un sensor (4) y/o con al menos un sensor adicional (4) puede detectarse adicionalmente un movimiento axial (15) del elemento de accionamiento manual (3) desacoplado a lo largo de un eje longitudinal (16) del elemento de accionamiento manual (3) y/o porque mediante el al menos un sensor (4) pueden detectarse movimientos en tres ejes espaciales, preferiblemente en donde para la detección de movimiento en cada eje espacial está previsto en cada caso al menos un sensor (4).

3. Actuador (1) según la reivindicación 1 o 2,caracterizado porqueentre al menos un elemento de detección (6) que está configurado en el elemento de accionamiento manual (3) o está conectado con el elemento de accionamiento manual (3), en particular en donde el al menos un elemento de detección (6) está dispuesto en un árbol de accionamiento manual (7) preferiblemente no magnético y/o no magnetizable, del elemento de accionamiento manual (3), y el al menos un sensor (4) y/o un o el sensor adicional (4) está preparada una conexión activa, en particular al menos una conexión activa seleccionada entre conexión activa inductiva, óptica y/o magnética, preferiblemente en donde en un movimiento del elemento de accionamiento manual (3) desacoplado el elemento de detección (6) se mueve con él.

4. Actuador (1) según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porqueel al menos un sensor (4) y/o un o el sensor adicional (4) está preparado en cada caso para realizar un tipo de medición o una combinación de varios tipos de medición seleccionados entre el grupo de medición magnética, óptica y/o inductiva /o porque el al menos un sensor (4) y/o un o el sensor adicional (4) está/están diseñado/s en cada caso al menos como un sensor (4) seleccionado entre el grupo de sensor de efecto Hall magnético, en particular sensor de efecto Hall 3D magnético (8), barreras fotoeléctricas réflex (9) con desplazamiento de fase, barreras fotoeléctricas en horquilla (10) con desplazamiento de fase y/o sensor inductivo (11).

5. Actuador (1) según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porqueel al menos un sensor (4) y/o un o el sensor adicional (4) está/están acoplado/s con una unidad informática (12), en particular está/están acoplado/s electrónicamente, en donde mediante activación del elemento de accionamiento manual (3) desacoplado puede generarse una orden, preferiblemente una configuración de parámetros y/o una orden de ajuste, en particular en donde la unidad informática (12) está acoplada con la unidad de accionamiento por motor (2) preferiblemente está acoplada electrónicamente y la unidad de accionamiento por motor (2) puede controlarse mediante la unidad informática (12).

6. Actuador (1) según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porqueentre el elemento de accionamiento manual (3), en particular entre un o el árbol de accionamiento manual (7), y un árbol de salida (13) del actuador (1) está dispuesto un dispositivo de acoplamiento mecánico (14), y/o por que un movimiento de giro del elemento de accionamiento manual (3) puede detectarse solo cuando el elemento de accionamiento manual (3) está desacoplado mediante el al menos un sensor (4) y/o de ahí se genera una orden.

7. Actuador (1) según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porqueun movimiento del elemento de accionamiento manual (3) desacoplado detectado por el al menos un sensor (4) y/o un o el sensor adicional (4) en particular un movimiento axial (15) del elemento de accionamiento manual (3) a lo largo de un eje longitudinal (16), preferiblemente en un proceso de acoplamiento o desacoplamiento del elemento de accionamiento manual (3) puede interpretarse mediante una o la unidad informática (12) como orden de confirmación para una orden seleccionada o introducida en particular mediante un movimiento de giro, y/o porque el actuador (1) presenta una unidad de entrada adicional, en particular al menos una tecla, en donde mediante activación de la unidad de entrada puede generarse una orden de confirmación para una orden seleccionada o introducida en particular mediante un movimiento de giro.

8. Actuador (1) según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porqueel elemento de accionamiento manual (3) presenta como un o el elemento de detección (6) al menos un imán (17) o está conectado con al menos un imán (17), en donde entre el al menos un imán (17) y el al menos un sensor (4) y/o el sensor adicional (4) está preparada o puede prepararse una conexión activa magnética a través de la cual puede detectarse un movimiento del elemento de accionamiento manual (3), en particular un movimiento en los tres ejes espaciales, preferiblemente en donde el al menos un imán (17) está diseñado como imán anular (18) y/o como imán de barra (19).

9. Actuador (1) según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porqueel elemento de accionamiento manual (3) como un o el elemento de detección (6) presenta al menos un reflector (20) o está conectado con al menos un reflector (20), preferiblemente porque el elemento de accionamiento manual (3) presenta al menos dos reflectores (20) desplazados en un ángulo de fase a través del cual/de los cuales en cada caso está preparada o puede prepararse una conexión activa óptica configurada como barrera fotoeléctrica con un sensor (4) en cada caso.

10. Actuador (1) según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porqueel elemento de accionamiento manual (7) como un o el elemento de detección (6) presenta al menos un disco perforado (21) con varias aberturas de paso (22) dispuestas en una trayectoria circular, en donde para crear una conexión activa óptica a través de las aberturas de paso (22) un rayo de luz generado mediante al menos una fuente de luz (23) puede conducirse hacia al menos un receptor (24).

11. Actuador (1) según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porqueel elemento de accionamiento manual (3) presenta como elemento de detección (6) al menos una espira (25), en particular porque la espira (25) está diseñado como espiral plana, en donde entre el sensor (4) y la espira (25) está diseñada una conexión activa inductiva.

12. Actuador (1) según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porqueentre un o el árbol de salida (13) del actuador (1) y el elemento de accionamiento manual (3) está dispuesto un engranaje (26), preferiblemente en donde el al menos un sensor (4) y/o un o el al menos un elemento de detección (6) está dispuesto/están dispuestos entre el engranaje (26) y el elemento de accionamiento manual (7).

13. Actuador (1) según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porqueel actuador (1) presenta un equipo de enclavamiento (28) mediante el cual puede detectarse de manera táctil un movimiento del elemento de accionamiento manual (3) desacoplado para un usuario, en particular gradualmente, preferiblemente en donde el equipo de enclavamiento (28) presenta elementos de presión (29) cargados por resorte, en particular esferas y/o cilindros y/o conos, y/o porque el elemento de accionamiento manual (3) está diseñado como un volante.

14. Actuador (1) según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porqueel al menos un sensor (4) está dispuesto dentro de una o de la carcasa (27) del actuador (1) y/o porque el elemento de accionamiento manual (3) está dispuesto fuera de una o de la carcasa (27) del actuador (1).

15. Actuador (1) según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porqueen un estado desacoplado del elemento de accionamiento manual (3) un o el al menos un elemento de detección (6) está situado en una zona de detección del sensor (4), en particular en donde en este estado está preparada una o la conexión activa entre el sensor (4) y el elemento de detección (6), y porque en un estado acoplado del elemento de accionamiento manual (3) un o el al menos un elemento de detección (6) está situado fuera de la zona de detección del sensor (4), en particular en donde en este estado se ha anulado una o la conexión activa entre el sensor (4) y el elemento de detección (6).

16. Procedimiento para el manejo de un actuador (1) según una de las reivindicaciones anteriores, en donde se detecta un movimiento de giro del elemento de accionamiento manual (3) desacoplado para ejecutar una orden, en particular mediante el al menos un sensor (4), en donde el elemento de accionamiento manual (3) acoplado está previsto adicionalmente para la transmisión de una fuerza de activación hacia el árbol de salida (13) y/o la válvula.

17. Procedimiento según la reivindicación 16,caracterizado porquedurante la entrada de la orden no es posible ninguna transmisión de fuerza desde el elemento de accionamiento manual (3) desacoplado hacia el árbol de salida (13) del actuador (1) y/o porque durante la transmisión de fuerza desde el elemento de accionamiento manual (3) acoplado hacia el árbol de salida (13) del actuador (1) no es posible ninguna entrada de una orden.