BRPI1105292A2

BRPI1105292A2 - atuador linear e metodo de travamento de um membro de saida linear em uma posiÇço retraida

Info

Publication number: BRPI1105292A2
Application number: BRPI1105292-9A
Authority: BR
Inventors: Joseph Thomas Kopecek
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 2010-12-31
Filing date: 2011-12-29
Publication date: 2013-07-16
Also published as: JP2012141058A; CA2762397A1; US20120172174A1; US8932176B2; CN106050802A; EP2471709B1; CN102611245A; US8715132B2; JP6006490B2; CN102611245B; US20140216248A1; CN106050802B; EP3552956B1; EP2471709A1; EP3552956A1; CA2762397C

Abstract

ATUADOR LINEAR E MÉTODO DE TRAVAMENTO DE UM MEMBRO DE SAÍDA LINEAR EM UMA POSIÇçO RETRAIDA.Trata-se da descrição de um atuador linear. O atuador linear inclui um alojamento, um membro de saida linear e uma montagem de travamento rotatória. O membro de saída linear inclui um sulco radial e é movido axialmente a partir de uma posição retraida dentro do alojamento. A montagem de travamento rotatória é constrita de movimento axial dentro do alojamento e inclui um rotor e uma trava, O rotor é capaz de rotação a partir de uma primeira para uma segunda posição. Quando o membro de saída linear está na posição retraida, o rotor circunda o sulco radial. Quando o rotor gira para a primeira posição, a trava engata o sulco radial e previne movimento axial de um membro de salda a partir da posição retraida.

Description

"ATUADOR LINEAR E MÉTODO DE TRAVAMENTO DE UM MEMBRO DE SAÍDA LINEAR EM UMA POSIÇÃO RETRAÍDA" Antecedentes Da Invenção Campo da Invenção

A presente descrição refere-se, geralmente, a atuadores lineares.

Mais particularmente, aspectos das modalidades descritas referem-se a atuadores lineares que podem ser travados em posição. Descrição da Técnica Relacionada

Atuadores lineares convencionais têm êmbolos percutores de saída que podem ser acionados a partir de uma fonte rotatória ou com pressão pneumática ou hidráulica. O atuador pode ter um mecanismo de trava para reter a saída em uma posição fixa. Mecanismos de trava conhecidos, como ensinado por Tootle no documento no U.S. 4.463.661, engata um sistema de sincronização de atuador, e, portanto, proporciona apenas travamento indireto em um êmbolo percutor de saída. Mecanismos de travamento direto que empregam um atuador linear tem sido desenvolvidos e tipicamente incluem um alojamento de múltiplas peças com tamanho e massa aumentados. Tais atuadores incluem travas de dente, um exemplo do qual é apresentado por Carlin no documento no U.S. 5.267.760. Embora alguns arranjos de trava de dente possam permitir um atuador de alojamento de peça única, os mesmos tem a desvantagem de usar elemento de trava de flexão com conseqüentes considerações de fadiga. Atuadores de Trava podem ser operados através de uma fonte rotatória ao invés de hidraulicamente ou pneumaticamente. Os atuadores operados por fonte rotatória atuais, como apresentado por Grimm no documento no U.S. 4.603.594, tem a desvantagem de exigir um mecanismo solenoide operado eletricamente (ou outra entrada mecânica separada da fonte rotatória) para destravar a trava do atuador antes que o movimento do êmbolo percutor possa começar. Mecanismos de travamento por esfera como ensinado por Sue no documento no U.S. 4.703.683, Deutch no documento no U.S. 4.240.332, e Delia Rocca no documento no U.S. 4.742.758 tem a desvantagem de baixa capacidade de transporte de carga externa do êmbolo percutor devido ao fato de os estresses de contato de ponto impostos nas esferas de travamento. Arranjos de chave e manga de travamento de movimento linear, como apresentado por Kopecek (o inventor da presente apresentação) na patente no GB 2435877, incluem um mecanismo de conversão de movimento rotatório para linear para a manga de travamento e complexidade associada ao mesmo. Consequentemente, seria desejável proporcionar um arranjo de atuador linear que supere pelo menos alguns dos problemas identificados acima. Breve Descrição da Invenção

Conforme descrito no presente documento, as realizações exemplificativas superam uma ou mais das desvantagens acima ou outras conhecidas na técnica.

Um aspecto das modalidades apresentadas refere-se a um atuador linear. O atuador linear inclui um alojamento, um membro de saída linear, e uma montagem de travamento rotatória. O membro de saída linear inclui um sulco radial e é movido axialmente a partir de uma posição retraída dentro do alojamento. A montagem de travamento rotatória é constrita de movimento axial dentro do alojamento e inclui um rotor e uma trava. O rotor é capaz de rotação axial a partir de uma primeira para uma segunda posição. Quando o membro de saída linear está na posição retraída, o rotor circunda o sulco radial. Quando o rotor gira para a primeira posição, a trava engata o sulco radial com chaves de trava de movimento radial e previne movimento axial de um membro de saída a partir da posição retraída.

Outro aspecto das modalidades apresentadas refere-se a um método

de travamento de um membro de saída linear capaz de movimento axial em uma posição retraída dentro de um alojamento de um atuador linear. O método inclui girar um rotor disposto dentro de uma montagem de travamento rotatória constrita do movimento axial para uma primeira posição de rotor. O método inclui, ainda, transferir uma chave de trava dentro da montagem de travamento rotatória conforme o rotor gira para a primeira posição de rotor.

Um aspecto adicional das modalidades apresentadas refere-se a um atuador linear que inclui um alojamento, um membro de saída linear, um rotor, e uma trava. O membro de saída linear inclui um sulco radial e é movido axialmente a partir de uma posição retraída dentro do alojamento. O rotor é disposto dentro do alojamento circundando e coaxial com o membro de saída linear. A trava é disposta dentro de um orifício do rotor, e é responsiva à rotação do rotor para uma primeira posição de rotor para engatar e ser contida dentro do sulco radial d o membro de saída linear.

Estes e outros aspectos e vantagens das realizações exemplificativas se tornarão aparente a partir da seguinte descrição detalhada considerada em conjunção com os desenhos que acompanham. Deve ser entendido, entretanto, que os desenhos são projetados somente para propósitos de ilustração e não como uma definição dos limites da invenção, para os quais referências devem ser feitas nas reivindicações em anexo. Além disso, os desenhos não são necessariamente desenhados em escala e, exceto se indicado de outra maneira, os mesmos meramente destinam-se a ilustrar de maneira conceituai as estruturas e procedimentos descritos no presente documento. Em adição, qualquer tamanho, formato ou tipo de elementos ou materiais adequados podem ser usados.

Breve Descrição Dos Desenhos

Nos desenhos:

A Figura 1 retrata uma vista em perspectiva frontal de um atuador linear de acordo com uma realização da presente apresentação;

A Figura 2 retrata uma vista em seção transversal em perspectiva frontal de um atuador linear em uma posição travada;

A Figura 3 retrata uma vista em seção transversal do atuador linear na Figura 2 de acordo com uma realização da presente apresentação;

A Figura 4 retrata uma vista em seção transversal em perspectiva frontal de um atuador linear em uma posição destravada;

A Figura 5 retrata uma vista em seção transversal do atuador linear na Figura 4 de acordo com uma realização da presente apresentação;

A Figura 6 retrata uma vista em seção transversal de um atuador linear em uma posição travada de acordo com uma realização da presente apresentação;

A Figura 7 retrata uma vista em seção transversal de um atuador linear em uma posição destravada de acordo com uma realização da presente apresentação;

A Figura 8 retrata uma vista em seção transversal de um atuador linear de acordo com uma realização da presente apresentação;

A Figura 9 retrata uma vista em seção transversal do atuador linear na Figura 8 de acordo com uma realização da presente apresentação;

A Figura 10 retrata uma vista em seção transversal do atuador linear na Figura 8 de acordo com uma realização da presente apresentação;

A Figura 11 retrata uma vista em seção transversal do atuador linear na Figura 8 de acordo com uma realização da presente apresentação; A Figura 12 retrata uma vista em seção transversal do atuador linear

na Figura 8 de acordo com uma realização da presente apresentação; e

A Figura 13 retrata um fluxograma de etapas do processo para travar um êmbolo percutor de um atuador linear de acordo com uma realização da presente apresentação. Descrição Detalhada das Realizações Exemplificativas da Descrição

A Figura 1 ilustra uma vista em perspectiva frontal de um atuador linear 100 que incorpora aspectos das modalidades apresentadas. O atuador 100 tem um alojamento externo 104 e um êmbolo percutor de saída 108 (também referido no presente documento como um "membro de saída linear"). A Figura 2 ilustra um embolo percutor de saída 108, que é capaz de movimento axial (retratado pela seta de direção X) para dentro e para fora do alojamento 104, como a partir de uma posição retraída conforme mostrado na Figura 1.

Como um exemplo não limitante, o êmbolo percutor 108 pode ser anexado em uma porta, painel, ou reversor de propulsão de motor, enquanto o alojamento 104 é anexado em uma moldura de um objeto maior, como, mas não limitado a, um avião. Os movimentos do êmbolo percutor 108, com isso, determina a posição da porta, painel, ou reversor de propulsão ou outra superfície de anexação. Quando o êmbolo percutor 108 é retraído no alojamento 104, o mesmo pode ser travado para prevenir extensão inadvertida ou não intencional do êmbolo percutor 108 a partir do alojamento 104. Os aspectos das modalidades apresentadas proporcionam um mecanismo de travamento rotatório para o atuador linear 100. A Figura 2 ilustra um mecanismo de travamento rotatório 112 que inclui chaves de travamento fixadas axialmente sendo deslocadas radialmente através de sulcos no rotor de travamento 116 para engatar um sulco radial em um êmbolo percutor de saída 108 e, com isso, travar e prevenir movimento axial do êmbolo percutor 108 a partir de sua posição retraída. Um Anel de Trava 136 com sulcos internos proporciona guia radial para uma chave de trava. Uma posição destravada do rotor permite que as chaves se desengatem do sulco radial, enquanto uma posição travada do rotor engata e restringe as chaves dentro do sulco.

As Figuras 2 e 3 retratam vistas em seção transversal do atuador 100 com o êmbolo percutor 108 restrito dentro do alojamento 104 em uma posição travada por meio de uma montagem de travamento rotatória 112. Em uma realização, a montagem de travamento rotatória 112 inclui um rotor 116 e uma chave de trava 120 (também referido no presente documento como uma "trava"). O êmbolo percutor 108 inclui um sulco radial 124, dentro do qual a chave de trava 120 pode ser disposta. Indicado de outra forma, enquanto na posição travada, a chave de trava 120 engata o sulco radial 124 do êmbolo percutor 108 e previne o movimento axial do êmbolo percutor 108.

Conforme mostrado nas Figuras 2 e 3, o rotor 116 é disposto coaxialmente com o êmbolo percutor 108, e inclui um orifício 128 que tem um raio interno que faz interface com uma coroa 132 da chave de trava 120. Um Anel de Trava 136 é fixado no alojamento 104 e inclui sulcos 138 que guiam as chaves de trava 120 e restringe seu deslocamento para movimento radial, conforme será descrito em maiores detalhes abaixo. Em uma realização exemplificativa, um raio interior do orifício 128 será aproximadamente igual a um raio exterior da coroa 132 quando a chave de trava 120 é engatada com o sulco radial 124. Observa-se que, em resposta ao rotor 116 ser disposto na posição travada das Figuras 2 e 3, o orifício 128 faz interface com a coroa 132 da chave de trava 120 e a chave de trava 120 é restringida de qualquer movimento radial para fora (como na direção Y na Figura 2, por exemplo). Portanto, a chave de trava 120 engata e é restrita ou mantida dentro do sulco 124 do êmbolo percutor 108 através do rotor 116.

Com referência à Figura 2, em resposta ao engatamento e retenção da chave de trava 120 dentro do sulco 124, o êmbolo percutor 108 é axialmente travado. Isto é, o movimento do êmbolo percutor 108, em resposta a qualquer tensão aplicada externamente na direção X (axial) à direita da Figura 2, é prevenido. Em resposta a uma carga de tensão externa aplicada ao êmbolo percutor 108 (tentativa de puxar do mesmo sem destravá-lo primeiro), a carga aplicada é reagida através do êmbolo percutor 108, e é transferida para as chaves de trava 120 por meio de sulco 124. As chaves de trava 120 então reagem à carga de tensão aplicada em um Anel de Trava 136, que é um elemento fixado, e que, em troca, reage à carga no alojamento 104. Portanto, o êmbolo percutor 108 permanece seguramente travado dentro do alojamento 104 em resposta à aplicação de carregamento externo no êmbolo percutor 108.

As Figuras 4 e 5 retratam vistas em seção transversal do atuador 100 com o rotor 116 na posição destravada. Referindo-se às Figuras 3, 4, e 5, um rotor exemplificativo 116 inclui três sulcos axiais 140, ou recessos dentro do qual a coroa 132 de cada chave de trava 120 pode ser disposta, conforme ilustrado nas Figuras 4 e 5. Descarte do rotor 116 na posição destravada o torna capaz de receber as chaves de trava 120 dentro dos sulcos 140 e, com isso, define um estado destravado. No estado destravado, o êmbolo percutor 108 é capaz de extensão axial a partir da posição retraída, para fora do alojamento 104, como à direita da Figura 4, por exemplo.

Em uma realização, uma borda à popa (em direção à esquerda da Figura 4) do sulco radial 124 inclui uma superfície angulada axialmente 144 e uma borda à popa da chave de trava 120 inclui uma superfície angulada axialmente correspondente 148 que é complementar à superfície 144 do sulco radial 124. O anel de trava estacionário 136 inclui uma abertura 152 que tem duas superfícies de guia 156 que engatam com duas superfícies 160 da chave de trava 120. As superfícies de guia 156 (A Figura 5) de um Anel de Trava 136 são projetadas com folgas apropriadas entre as superfícies 156, 160 de modo que o movimento da chave de trava 120 é constrito à direção radial. Em resposta ao rotor 116 estar na posição destravada, as chaves de trava 120 são Jivres para desengatar do sulco 124. O movimento de êmbolo percutor 108 na direção axial se estende para fora a partir dos resultados da posição retraída no engatamento da superfície angulada 144 do êmbolo percutor 108 com a superfície angulada 148 da chave de trava. Devido à geometria das superfícies anguladas 144, 148, uma porção da força axial que acompanha o movimento do êmbolo percutor 108 é resolvida em um componente que é direcionado radialmente para fora com as chaves de trava 120. Em resposta à força direcionada radialmente para fora, e a limitação das superfícies de guia 156, as chaves de trava 120 retraem, ou movem-se radialmente para fora, para a posição destravada, nos sulcos 140 do rotor 116, como pode ser mais bem visto na Figura 5.

Uma realização da descrição pode incluir um seguidor de trava 162 que tem o mesmo diâmetro do êmbolo percutor 108 e é orientado em direção à direção da extensão do êmbolo percutor 108 através de uma mola 164. O seguidor de trava 162 segue o êmbolo percutor 108 conforme o mesmo inicialmente se estende e radialmente retém as chaves de trava 120 na posição retraída, conforme mostrado. Isto previne que as chaves de trava 120 caiam radialmente para dentro durante ou após a extensão do êmbolo percutor 108, como pode ocorrer de outra maneira em resposta à vibração do ambiente, por exemplo.

Em uma realização, o rotor 116 pode ser controlado e ativado por meio de um pistão linear, como um pistão hidráulico ou pneumático, por exemplo. As Figuras 6 e 7 retratam vistas em seção transversal de um atuador 100 que tem um pistão e corresponde ao rotor 116 que está em um estado travado e destravado, respectivamente.

Referindo-se à Figura 6, um pistão de travamento 168 é acoplado ao rotor 116 por meio de um pino 170. Em uma realização, um arranjo de mola aninhada 172 orienta um pistão de travamento 168 em direção à direita da Figura 6, que~ corresponde à posição travada do rotor 116. Esta orientação de força da mola garante que o rotor de trava 116 permaneça na posição travada na ausência de qualquer força externa, como pressão hidráulica ou pneumática, conforme será descrito em maiores detalhes abaixo. Uma realização pode incluir, também, um indicador de situação

176 para proporcionar indicação remota caso o rotor 116 esteja em uma posição travada ou destravada. O indicador de situação inclui um comutador 180, um alvo 184, e um braço de trava 188. O braço de trava 188 é acoplado ao pistão 168 e é responsivo ao movimento do pistão 168 em torno do pivô 192. Conforme retratado na Figura 6, em resposta ao rotor 116 estar na posição travada, o braço de trava 188 é posicionado de modo que o alvo 184 contate o comutador 180, desse modo indicando que o rotor 116 está na posição travada.

Uma realização pode incluir uma interface adicional, também conhecida como um "fecho" entre o rotor 116 e o pistão 168. Um exemplo do fecho pode incluir um ombro 193 no pistão 168 projetado para fazer interface com um sulco 195 do rotor 116. O fecho é projetado de modo que, caso o pino 170 quebre, o rotor 116 não pode girar de modo independente ou "se distancie", a partir da posição travada para a posição destravada devido à vibração. Na ausência de tal um fecho, uma falha do pino 170 (como um pino quebrado, por exemplo) poderia permitir que o comutador 180 indique que o rotor 116 está em uma posição travada embora o mesmo esteja em realidade na posição destravada.

A Figura 7 retrata o pistão 168, e desse modo o rotor 116, na posição destravada. Com referência de volta à Figura 6, observa-se que o pistão 168 foi transferido para a esquerda, portanto fazendo com que o rotor 116, por meio do pino 170, gire em sentido horário para a posição destravada. O movimento do pistão 168 a partir da posição travada para a posição destravada faz com que o braço de trava 188 gire em sentido anti-horário em

-------torno do pivô 192 e, portanto, desengate o alvo 184 a partir do comutador--180,

O comutador 180, com isso, indica que o rotor 116 está na posição destravada.

Em uma realização, o pistão 168 pode incluir dois lacres dinâmicos 196, 200 (Figura 7). O deslocamento da posição travada para a posição destravada pode ser alcançado por meio de aplicação de pressão hidráulica ou pneumática entre os dois lacres dinâmicos 196, 200. Se o selo dinâmico 196 é projetado como sendo maior do que o selo dinâmico 200, conforme retratado, a área diferencial entre os lacres 196, 200 cria uma força que faz com que o pistão se mova para a esquerda. Estes movimentos do pistão 168 comprime o arranjo de mola 172 (A Figura 6), e o pino 170 que engata o rotor 116 move-se para a esquerda, desse modo virando o rotor 116 em sentido horário para a posição destravada.

Em uma realização, o êmbolo percutor 108 pode ser ativado por meio de pressão, como pressão hidráulica ou pneumática, por exemplo. Com referência de volta às Figuras 2 e 4, o êmbolo percutor 108 pode incluir um selo dinâmico 204, e o atuador 100 pode incluir controles apropriados para aplicar pressão tanto em um lado estendido 208 quanto em um lado retraído 212 (mostrado para a esquerda e direita, respectivamente, nas Figuras 2 e 4) do selo dinâmico 204. O lado estendido 208 do selo dinâmico 204 do êmbolo percutor 108 pode compartilhar uma porta com o pistão de trava 168, de modo que a aplicação de pressão no lado estendido 208 simultaneamente aplica pressão entre os lacres dinâmicos 196, 200 do pistão de trava 168. Dessa maneira, o destrave e extensão do êmbolo percutor 108 pode ser alcançado por meio de uma única aplicação de pressão. Por exemplo, em resposta à aplicação de pressão no lado estendido 208 do selo dinâmico 204 do êmbolo percutor 108, o pistão de trava 168 será deslocado a partir da posição travada (para a qual o mesmo é orientado através de arranjo de mola 172) para a posição destravada, com isso, girando o rotor 116 para a posição destravada. Uma porção da força axial no êmbolo percutoH08, exercida pela-aplicação de pressão no lado estendido 208 do êmbolo percutor 108, será resolvida através das superfícies anguladas 144, 148 para exercer uma força radial para fora com as chaves de trava 120, que serão deslocadas para os sulcos axiais 140 do orifício de rotor 128, com isso, permitindo o deslocamento do êmbolo percutor 108 a partir da posição retraída dentro do alojamento 104. O seguidor de trava 162 segue o êmbolo percutor 108, e, com isso, mantém as chaves de trava 120 em sua posição retraída dentro dos sulcos 140.

Seguindo a finalização do ciclo de extensão, para retrair o êmbolo percutor 108 e retravar o rotor 116, o lado estendido 208 do selo dinâmico 204 é despressurizado, e pressão é aplicada no lado retraído 212 do selo dinâmico 204. Portanto, a pressão está presente no lado direito do selo dinâmico 204. O êmbolo percutor 108 então retrai e empurra o seguidor de trava 162 para fora do caminho (para a esquerda das Figuras 2 e 4). Com o seguidor de trava para fora do caminho e o êmbolo percutor 108 na posição retraída, as chaves de trava 120 são alinhadas com o sulco radial 124 no êmbolo percutor 108. O arranjo de mola 172 age para empurrar o pistão de trava 168 à direita (consulte as Figuras 6 e 7), fazendo com que o rotor 116 gire em sentido anti-horário. Superfícies radialmente anguladas 213 do sulco 140 faz interface com as superfícies radialmente anguladas 215 (consulte a Figura 3) das chaves de trava 120 próximas à coroa 132 das chaves de trava 120 para resolver uma porção da força rotatória na força radial direcionada para dentro e transfere, ou desloca as chaves de trava 120 no sulco radial 124 do êmbolo percutor 108. O rotor 116 continua a girar em sentido anti-horário até que o raio interior do orifício de rotor 128 gire sobre a coroa 132 das chaves de trava, desse modo fazendo com que o êmbolo percutor 108 esteja seguramente restrito na posição travada.

Em uma realização, pode ser desejável sincronizar o movimento

----de atuadores múltiplos 100. Com referência à Figura 2, o atuador 100 pode

incluir um arranjo de sincronização como uma porca esférica 216, um fuso de esferas 220, uma engrenagem helicoidal 224, e um sem-fim 228 que tem um acoplamento 232, por exemplo. A porca esférica 216 é acoplada a, ou fixada dentro do êmbolo percutor 108, de modo que a mesma viaja axialmente com o êmbolo percutor 108 conforme o mesmo se estende ou retrai. A porca esférica 216 é também engatada com o fuso de esferas 220 de uma maneira que seria prontamente avaliada por uma pessoa versada na técnica, de modo que o fuso de esferas 220 responsivo ao movimento axial da porca esférica 216 gire em torno do eixo central X. A engrenagem helicoidal 224 é fixada no fuso de esferas 220 e, portanto, gira conforme o fuso de esferas 220 gira (um arranjo conhecido na técnica como uma "engrenagem helicoidal de retroacionamento"). A engrenagem helicoidal 224 engata um sem-fim 228 de uma maneira que seria prontamente avaliada por uma pessoa versada na técnica e é responsiva à rotação da engrenagem helicoidal 224 para girar em torno do centro do sem- fim 228. O acoplamento 232 (retratado na Figura 2 como uma configuração em estrela) proporciona um enlace externo do atuador 100 retratado pata acoplamentos similares de outros atuadores, com isso, proporcionando um enlace mecânico, sincronizante entre os mesmos.

Embora realizações da descrição tenham sido retratadas e descritas com ativação pneumática ou hidráulica do êmbolo percutor 108 e do rotor 116, observa-se que o escopo da descrição não é limitado desse modo, e pode incluir outros meios de ativação do êmbolo percutor 108 e do rotor 116. Por exemplo, o sistema pressurizado usado para acionar o êmbolo percutor 108 e um pistão de travamento 168 pode ser substituído por um arranjo de engrenagem planetária (epicíclica) acoplado no fuso de esferas 220 para acionar o êmbolo percutor 108, conforme será avaliado por uma pessoa versada na técnica.

A Figura 8 retrata uma realização exemplificativa deum atuador acionado mecanicamente 101. O atuador mecânico 101 inclui um arranjo de engrenagem epicíclica 236 que tem uma engrenagem solar 240, engrenagem planetária 244, engrenagem de coroa 248, e um suporte planetário 252. A engrenagem planetária 244 é engatada tanto com a engrenagem solar 240 e a engrenagem de coroa 248. Devido ao fato da operação geral de um arranjo de engrenagem epicíclica ser entendida dentro da técnica, uma descrição completa não é necessária no presente documento.

A engrenagem solar 240 do arranjo de engrenagem planetária 236 pode proporcionar a entrada de acionamento mecânico no arranjo de engrenagem 236 e o suporte planetário 252 acopla o fuso de esferas 220 na engrenagem planetária 244 para proporcionar a energia para estender e retrair o êmbolo percutor 108. Um diâmetro externo da engrenagem de coroa 248 (anel) do arranjo de engrenagem planetária 236 pode ser aninhado em uma anilha dos rolamentos e diretamente anexado ao rotor 116 por meio de uma extensão de rotor 256. Portanto, observa-se que nesta realização, o fuso de esferas 220 serve como o acionador, e o êmbolo percutor 108 é responsivo à rotação do fuso de esferas 220 para se mover axialmente.

Em uma realização exemplificativa, a rotação do rotor 116 para mover para a posição destravada, pode ser proporcionado através do arranjo de engrenagem planetária 236 que inicialmente opera no que é conhecido como um modo "Estrela", durante um curso de movimento perdido. Com referência à Figura 10, a extensão do rotor 256 (que é acoplado à engrenagem de coroa 248) age como uma chave que engata uma ranhura radial 260 que é equivalente à (e, com isso, define) rotação do rotor 116 a partir de uma posição travada para destravada. Em uma realização, uma mola de torção (análoga à montagem de mola 172) pode ser incluída que orienta diretamente o rotor 116 para a posição travada.

--------Referindo-se à Figura 8 e 9 juntas, para estender o êmbolo

percutor 108, energia é inserida (como por meio de um motor, por exemplo) em uma engrenagem solar 240. Devido ao fato de o êmbolo percutor 108 ser constrito a partir de qualquer movimento axial através das chaves de trava 120, o fuso de esferas 220 não pode virar e avançar o êmbolo percutor 108. Portanto, o suporte 252 é travado até que o movimento perdido destrava as chaves de trava 120. Portanto, a única resposta à rotação inserida através da engrenagem solar 240 é girar a engrenagem de coroa 248, que é acoplada ao rotor 116. O destrave das chaves de trava 120 em resposta à rotação do rotor 116 mecanicamente coincide com a extensão do rotor 256 ao chegar ao seu nível mais baixo na fenda 260 do alojamento 104. Ao chegar ao seu nível mais baixo da extensão 256 na fenda 260, e destravar as chaves de trava 120, assim, resulta em travar a engrenagem de coroa 248 e liberar o suporte planetário 252 para permitir que a engrenagem planetária 244 gire em torno da engrenagem solar 240. Desse modo, o arranjo de engrenagem planetária 236 modifica de modo estrela (suporte planetário fixado 252, solar livre 240 e de coroa livre 248) para modo planetário (suporte de coroa fixado 248, solar livre 240 e planetário livre 252). No modo planetário, a energia inserida na engrenagem solar 240 é usada para fazer com que a engrenagem planetária 244 gire em torno da engrenagem solar 240, e acione o suporte planetário 252, que, em troca aciona o fuso de esferas 220 e, com isso, por meio de porca esférica 216, faz com que o êmbolo percutor 108 se mova axialmente.

Para retrair o êmbolo percutor 108 e girar o rotor 116 para uma posição travada, este processo é revertido. O motor que aciona a engrenagem solar 240 reverte a direção. A engrenagem de coroa 248 reverte a carga direção e tenta girar o rotor 116 a partir da posição destravada para a posição travada. Entretanto, as chaves de trava 120 são constritas na posição retraída dentro dos sulcos 140 do rotor 116 através do seguidor de trava 162, e, com isso, previne qualquef rotação do rotor 116. "Isto efetivamente trava a engrenagem de coroa 248 (por meio de extensões de rotor 256), e define o modo planetário. Portanto, a rotação inserida da engrenagem solar 240 é transferida para o suporte 252, que faz com que o fuso de esferas 220 gire, e retrai o êmbolo percutor 108.

Em resposta ao êmbolo percutor 108 que chega à posição totalmente retraída, o seguidor de trava 162 é empurrado para fora do caminho (axialmente) através do êmbolo percutor 108 e as chaves de trava 120 são alinhadas com o sulco radial 124 no êmbolo percutor 108. Em resposta ao êmbolo percutor 108 que está totalmente retraído, e desse modo não mais capaz de qualquer movimento axial adicional, o fuso de esferas 220 (e, desse modo, suporte planetário 252) é travado, e o arranjo de engrenagem planetária 236 transita do modo planetário para o modo estrela. Isso permite agora que o rotor 116 gire da posição destravada para travada, empurrando as chaves de trava 120 radialmente para dentro no sulco 124 por meio das superfícies de interface 213, do sulco 215 do rotor 216 e coroas de trava 132, respectivamente, desse modo retravando o êmbolo percutor 108 conforme descrito no presente documento.

Observa-se que a saída rotação direção da engrenagem de coroa 248 e rotor 116 durante o curso do movimento perdido (modo estrela) é oposto daquele do suporte planetário 252 e fuso de esferas 220 durante a extensão do êmbolo percutor 108 (modo planetário). Isso é uma característica fundamental de engrenagens epicíclicas operadas em ambos os modos Estrela e planetário. Este recurso de movimento perdido resulta em um projeto que se autotrava e autodestrava sem quaisquer comandos ou sinais adicionais exigidos em adição ao torque de acionamento. Para aumentar a clareza, Figuras em seção transversal adicionais

do atuador 101, conforme descrito no presente documento e mostrado na Figura 8; são proporcionadas. A Figura 10 retrata uma vista em seção transversal do arranjo planetário 236 mostrado na Figura 8 que inclui a engrenagem solar 240, engrenagem planetária 244, engrenagem de coroa 248, e suporte planetário 252. A Figura 11 retrata uma vista em seção transversal do arranjo planetário 236 mostrado na Figura 8 que inclui a engrenagem de coroa 248, suporte planetário 252, e rotor extensão 256. A Figura 12 retrata uma vista em seção transversal do rotor 116 com chaves de trava 120 na posição travada.

Em vista do que foi previamente apresentado, a Figura 13 retrata um fluxograma de etapas de processo exemplificativas de um método para travar um membro de saída linear de um atuador linear, como travar o êmbolo percutor 108 em uma posição retraída dentro do atuador 100, por exemplo. A etapa do processo 300 inclui girar o rotor 116, disposto dentro da montagem de travamento rotatória 112 do atuador 100 para uma primeira posição de rotor, travado, sendo a montagem de travamento rotatória 112 constrita do movimento axial dentro do alojamento 104 do atuador 100. Em resposta ao giro do rotor 116 para a primeira posição, travada,

a etapa do processo 310 inclui transferir a chave de trava 120 dentro da montagem de travamento rotatória 112 para engatar o sulco radial 124 do êmbolo percutor 108. Observa-se ainda que, em resposta ao giro do rotor 116 para a primeira posição do rotor, travado, a chave de trava 120 é restringida dentro do sulco radial 124 do êmbolo percutor 108 através do raio interior do orifício de rotor 128. O processo pode incluir, ainda, girar o rotor 116 para a segunda posição do rotor, destravado, e, com isso, proporcionar a folga e grau de liberdade para as chaves de trava 120 transferirem radialmente para fora no sulco axial 140, permitindo que as chaves de trava se desengatem do sulco radial 124. Devido às superfícies de interface 144, 148, o movimento axial do êmbolo percutor 108 dos resultados da posição retraída ao resolver alguma força axial em uma força axial componente para desengatãr as chaves de trava 120 do sulco radial do êmbolo percutor 108.

Conforme apresentado, algumas realizações da presente apresentação podem incluir vantagens como: uma habilidade para proporcionar travamento direto, robusto, do êmbolo percutor com o uso de um alojamento de peça única que tem tamanho total reduzido em pelo menos um de comprimento e diâmetro assim como massa; uma habilidade de iniciar travamento e liberação de um êmbolo linear percutor sem um comando ou sinal de travamento ou destrave mecânico e/ou elétrico/hidráulico/pneumático separado; e, uma trajetória de carga travada simples para proporcionar confiabilidade aprimorada.

Embora as realizações da descrição tenham sido descritas com

um rotor com três sulcos axiais, observa-se que o escopo da descrição não é limitado desse modo, e é contemplado para incluir rotores que tem outros números de sulcos que podem incluir sulcos helicoidais, como um, dois, four, ou mais sulcos, por exemplo. Adicionalmente, embora realizações da descrição tenham sido descritas controlando o rotor por meio de um pistão linear, observa-se que o escopo da descrição não é limitado desse modo, e é contemplado para incluir pistões que podem ser controlados por meio de meios alternativos, como solenoides ou motores lineares, por exemplo. Além disso, embora realizações da descrição tenham sido descritas com um acoplamento que tem uma configuração em estrela, o acoplamento 232 (retratado na Figura 2 como uma configuração em estrela), observa-se que o escopo da descrição não é limitado desse modo, e é contemplado para incluir outros meios de geometria de transmissão de torque, como quadrado, hexagonal, octogonal, TORX, etc., por exemplo. Desse modo, embora se tenha mostrados, descritos e apontados,

recursos inovadores fundamentais da invenção conforme aplicados como realizações exemplificãtivas do mesmo, será entendido que diversas omissões e substituições e modificações na forma e detalhes de dispositivos ilustrados, e em sua operação, podem ser feitas por aqueles versados na técnica sem divergir do espírito da invenção. Além disso, é expressamente intencional que todas as combinações dessas etapas de elementos e/ou métodos, que desempenham substancialmente a mesma função em substancialmente a mesma maneira de alcançar os mesmos resultados, estão dentro do escopo da invenção. Além disso, reconhece-se que etapas de estruturas e/ou elementos e/ou métodos mostradas e/ou descritas em conexão com qualquer forma ou realização descrita da invenção pode ser incorporada em qualquer outra forma ou realização apresentada ou descrita ou sugerida uma questão geral de escolha de projeto. É intencional, portanto, a limitação apenas conforme indicado pelo escopo das reivindicações anexadas no presente documento.

Claims

1. ATUADOR LINEAR que compreende: um alojamento, um membro de saída linear movido axialmente a partir de uma posição retraída dentro do alojamento, em que o membro de saída linear compreende um sulco radial; e uma montagem de trava rotatória disposta dentro do alojamento e constrita do movimento axial, em que a montagem de travamento rotatória compreende: um rotor disposto circundando o sulco radial do membro de saída linear em resposta ao membro de saída linear que está na posição retraída, em que o rotor é capaz de rotação a partir da primeira posição do rotor para a segunda posição do rotor; e uma trava capaz de deslocamento radial disposta dentro de um orifício do rotor, em que a trava é responsiva à rotação do rotor para a primeira posição de rotor para engatar o sulco radial e previne movimento axial de um membro de saída da posição retraída.

2. ATUADOR LINEAR, de acordo com a reivindicação 1, em que em resposta à rotação do rotor para a segunda posição do rotor, a trava é livre para desengatar o sulco radial.

3. ATUADOR LINEAR, de acordo com a reivindicação 2, em que: uma borda à popa do sulco radial inclui uma superfície angulada axialmente; e uma borda à popa da trava inclui uma superfície angulada axialmente complementar à superfície axialmente angulada da borda à popa do sulco radial.

4. ATUADOR LINEAR, de acordo com a reivindicação 3, em que: a trava é responsiva à movimento axial de um membro de saída a partir da posição retraída para desengatar do sulco periférico.

5. ATUADOR LINEAR, de acordo com a reivindicação 1, em que: o alojamento é um alojamento de peça única.

6. ATUADOR LINEAR, de acordo com a reivindicação 1, em que: o orifício do rotor inclui um sulco axial; e em resposta ao rotor ser girado para a segunda posição do rotor, o sulco axial é disposto próximo à trava.

7. ATUADOR LINEAR, de acordo com a reivindicação 6, em que: o sulco axial inclui uma superfície radialmente angulada; e uma primeira extremidade da chave de trava inclui uma superfície radialmente angulada complementar à superfície radialmente angulada do sulco axial.

8. ATUADOR LINEAR, de acordo com a reivindicação 1, que compreende, ainda: um pistão de travamento capaz de movimento linear a partir da primeira posição para a segunda posição, sendo um pistão de travamento conectado de modo operacional ao rotor.

9. ATUADOR LINEAR, de acordo com a reivindicação 8, em que: um pistão de travamento é responsivo à pressão para transferir da primeira posição para a segunda posição; e o rotor é responsivo ao transferir de um pistão de travamento para segunda posição para girar para a segunda posição do rotor.

10. ATUADOR LINEAR, de acordo com a reivindicação 9, em que o membro de saída linear é responsivo à aplicação de pressão e rotação do rotor para a segunda posição do rotor para se estender a partir da posição retraída dentro do alojamento.

11. ATUADOR LINEAR, de acordo com a reivindicação 9, que compreende, ainda: um primeiro selo dinâmico de pistão de travamento; e um segundo selo dinâmico de pistão de travamento, sendo o segundo selo dinâmico de pistão de travamento maior do que o primeiro selo dinâmico de pistão de travamento.

12. ATUADOR LINEAR, de acordo com a reivindicação 1, que compreende, ainda: um trilho de engrenagem epicíclica que compreende: uma engrenagem solar; uma engrenagem planetária engatada com a engrenagem solar em comunicação operacional com o membro de saída linear, sendo o membro de saída linear responsivo à revolução da engrenagem planetária em torno da engrenagem solar para se mover axialmente; e uma engrenagem de coroa engatada com a engrenagem planetária e acoplada ao rotor, sendo o rotor capaz de rotação entre a primeira e a segunda posições do rotor conforme definido por um sulco dentro do alojamento.

13. ATUADOR LINEAR, de acordo com a reivindicação 12, que compreende, ainda: uma porca esférica acoplada com o membro de saída linear; e um fuso de esferas acoplado com a engrenagem planetária, sendo o membro de saída linear responsivo à rotação do fuso de esferas para se mover axialmente.

14. ATUADOR LINEAR, de acordo com a reivindicação 12, em que: em resposta ao rotor estar na primeira posição do rotor, a engrenagem planetária é prevenida de girar em torno da engrenagem solar.

15. MÉTODO DE TRAVAMENTO DE UM MEMBRO DE SAÍDA LINEAR EM UMA POSIÇÃO RETRAÍDA dentro de um atuador linear, em que o membro de saída linear é capaz de movimento axial dentro de um alojamento do atuador linear, sendo que o método compreende: girar um rotor disposto dentro de uma montagem de travamento rotatória do atuador para uma primeira posição de rotor, sendo a montagem de travamento rotatória constrita de movimento axial; em resposta ao giro do rotor para a primeira posição, transferir uma trava dentro da montagem de travamento rotatória para engatar um sulco radial do membro de saída linear.

16. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 15, que compreende, ainda: em resposta ao giro do rotor para a primeira posição de rotor, restringir a trava dentro do sulco radial do membro de saída linear.

17. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 16, que compreende, ainda: girar o rotor para a segunda posição do rotor; e em resposta ao giro do rotor para a segunda posição do rotor, permitir que a trava desengate o sulco radial do membro de saída linear.

18. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 17, que compreende, ainda: mover o membro de saída linear a partir da posição retraída; e em resposta ao movimento do membro de saída linear a partir da posição retraída, desengatar a trava a partir do sulco radial do membro de saída linear.

19. ATUADOR LINEAR que compreende: um alojamento; um membro de saída linear axialmente móvel de uma posição retraída dentro do alojamento, sendo que o membro de saída linear compreende um sulco radial; um rotor disposto dentro do alojamento circundando e coaxial com o membro de saída linear; e uma trava disposta dentro de um orifício do rotor, sendo a trava responsiva à rotação do rotor para uma primeira posição de rotor para engatar e ser contida dentro do sulco radial do membro de saída linear.

20. ATUADOR LINEAR, de acordo com a reivindicação 19, em que: o orifício do rotor inclui um sulco axial; e em resposta ao rotor ser girado para a segunda posição do rotor, o sulco axial é disposto próximo à trava.