CH606774A5 - Pressure driven rotary actuator - Google Patents

Pressure driven rotary actuator

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CH606774A5
CH606774A5 CH1380775A CH1380775A CH606774A5 CH 606774 A5 CH606774 A5 CH 606774A5 CH 1380775 A CH1380775 A CH 1380775A CH 1380775 A CH1380775 A CH 1380775A CH 606774 A5 CH606774 A5 CH 606774A5
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CH
Switzerland
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rotary motor
motor according
sub
seal
shaft
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CH1380775A
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French (fr)
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Radivoje Mirkovic
Stanislav Vicar
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Radivoje Mirkovic
Vicar S
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01C5/00Rotary-piston machines or engines with the working-chamber walls at least partly resiliently deformable
    • F01C5/04Rotary-piston machines or engines with the working-chamber walls at least partly resiliently deformable the resiliently-deformable wall being part of the outer member, e.g. of a housing

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Abstract

Pressure driven rotary actuator has expanding and contracting envelopes on opposite sides of hinging separator member in housing

Description

  

  
 



   On connait un grand nombre de dispositifs, éléments et organes utilisant pour leur commande un fluide sous pression.



  Parmi ces éléments, I'un des plus connus est   peut-etre    l'unité à cylindre et piston qui est largement employee dans une grande variété de dimensions et toujours dans la même forme. Lorsqu'il est   necessaire    d'obtenir un mouvement rectiligne, sans   considerer    la direction, un cylindre peut être utilisé sans éléments indirects.



   Quand, par ailleurs, on   desire    obtenir un mouvement de rotation, le cylindre est insuffisamment efficace à cause de la conversion de mouvement rectiligne en mouvement circulaire, et un levier ou un autre moyen intermédiaire devrait être utilise en plus du cylindre.



   Un exemple d'un   dispositifproduisant    un tel mouvement est le moteur rotatif actionné par un fluide sous pression, qui est aussi important pour le mouvement de rotation que l'est l'unité à piston et cylindre pour les mouvements rectilignes. Le moteur peut être produit dans des dimensions et des formes varies, selon les besoins. Parmi les nombreux avantages figure le fait que le moteur rotatif produit un moment de torsion constant dans toute la course, ce qui n'est pas le cas de l'unité à piston et cylindre modifiée pour un mouvement de rotation. Au contraire du moteur rotatif, l'unité à piston et cylindre a un bras à moment variable dans le levier de transmission, et, de plus, la course du piston est limitée.



   Le moteur rotatif actionné par un fluide sous pression, selon la présente invention comprend un boitier, un élément de   separa-    tion   month,    pour des mouvements de pivotement dans le boitier, autour d'un arbre et, dispose de chaque côté de l'élément de séparation, une enveloppe   alasrique    pourvue d'un unique orifice d'accès permettant au fluide de passer dans l'enveloppe et hors de celle-ci, de manière qu'une des enveloppes se dilate et provoque le déplacement de l'élément de séparation, faisant tourner l'arbre dans une direction comprimant l'autre enveloppe.



   Dans une forme de réalisation, l'élément de   separation    est ports par un moyeu, un premier joint entourant les deux faces de travail opposes de la paroi de   separation    et la surface du moyeu dirigée radialement vers l'extérieur et ayant une périphérie frottant de manière tranche les parois balayées de la chambre, et un autre joint s'étendant parallèlement à l'axe de rotation du moyeu et frottant de manière étanche la surface   extarieure    du premier joint sur la partie entourant le moyeu.



   Lorsqu'on utilise le moteur pour commander des portes d'autobus, on peut y ajouter un petit   dispositifde    sécurité pour assurer que, quand les portes rencontrent une opposition à leur mouvement, un commandement est donné en sens inverse de la direction du mouvement.



   Ainsi, selon une forme de réalisation, l'élément de   separation    est   reliC    à l'arbre par l'intermédiaire d'un   dispositifde    sécurité comprenant un premier levier dispose radialement par rapport à l'arbre, muni de deux bras, deux ressorts disposes entre les   extra-    mités des deux bras, un deuxième levier dispose radialement par rapport à l'arbre, dont l'extrémité est connectée entre les ressorts,   Fun    des leviers   atant    calé sur l'arbre,

   l'autre   atant    en prise avec l'élément de   saparation,    et un commutateur de   tolerance      connects    entre les deux leviers réagissant lorsque la   resistance    au mouvement de l'élément de   separation    excède une certaine valeur.



   Un autre détail important est que ce moteur peut être utilise sans mécanisme de transmission intermédiaire parce que le moteur peut être   adapts    directement à l'arbre principal de la porte de l'autobus, c'est-à-dire sous le fond ou sous l'escalier (marchepied) du véhicule, où le système pneumatique est également dispose
 Pour rendre   Invention    plus claire, référence sera faite, à titre d'exemple, au dessin   annex    dans lequel:
 la fig.

  I montre une vue en plan de dessous d'une   premier    forme d'exécution du moteur avec section partielle;
 la fig. 2 est une section verticale;
 la fig. 3 est une vue en plan de dessus avec la plaque de couvercle enlevée;
 la fig. 4 montre une autre forme d'exécution et   reprasente    le moteur avec des éléments associés, le boitier de la chambre du moteur permettant un mouvement angulaire de   270 ;   
 la fig. 5 montre une section verticale du moteur, et
 les fig. 6, 7 et 8 montrent les trois sortes de joints qui sont utilises dans cette forme d'exécution.



   En se référant aux fig. 1-3, on voit que le moteur a un boitier fait de deux parties formant une   cavity    dans laquelle sont disposes l'arbre principal 3 et une paroi de   separation    mobile 2. De chaque   cota    de la paroi de   separation    2 se trouve une enveloppe comprenant un assemblage de soufflets consistant en une   plurality    de chambres   alastiques    4, les chambres adjacentes   atant    en communication par des passages 5. Comme on le voit dans la fig. 1, la section transversale de chaque chambre 4 a la forme d'un secteur circulaire centre sur l'axe de l'arbre de commande 3.

  L'alimentation principale et celle des orifices d'évacuation 6 sont   relines    à la plus extérieure des chambres élastiques 4. Les fig. 2 et 3 montrent les éléments du dispositif de sécurité additionnel. Un levier 7 à deux bras   reliC    à l'arbre de commande 9 a chacun de ses bras   reliC    à son extrémité libre, respectivement à l'un de deux ressorts 10 qui peuvent atre ajustas au moyen d'un dispositif de tension 12   grace    auquel la force du ressort peut être modifiée. Entre les deux bras du levier 7 se trouve un levier 8 à un seul bras   reliC    à l'arbre principal 3 et portant des boutons 11 à l'extrémité opposée.

  Les boutons de contact 11 peuvent comprendre les contacts de commutateurs électriques de   tolarance    ou peuvent faire partie de tout autre système de commande convenable.



   Le fonctionnement du moteur pneumatique hydraulique est le suivant: de   Fair    sous pression entre par celui des manchons 6 approprias et remplit les chambres   alastiques    4 du côté correspondant de la paroi de   separation    mobile, de sorte que la paroi 2 se déplace en faisant tourner l'arbre 3. Pendant que d'un   cota    de la paroi les chambres 4 se remplissent d'air comprimé et, par suite, exercent une pression sur la paroi de   separation    2, les chambres situées de l'autre côté de la paroi sont comprimées de manière à forcer   Fair    à sortir de ces chambres 4.



   La rotation de l'arbre principal 3 est transmise à un arbre de commande 9 par l'intermédiaire du levier 8 à un seul bras, celui des ressorts 10 approprié et le levier 7 à deux bras. Lorsque la résistance au mouvement sur l'arbre de commande 9 croit au-delà de la puissance du ressort 10, le levier commands 7 est arrête relativement au levier 8 de commande principal, ce qui fait que le bouton de contact donne une commande pour arrêter ou   mame    inverser la direction de l'écoulement d'air, l'élément commands étant tel qu'une porte (non représentée).



   La forme d'exécution des fig. 4 à 8 est analogue à celle des fig. 1 à 3, mais avec certaines différences de structure.



   Dans les fig. 4 et 5, le boitier 13 en deux parties renferme l'arbre et l'élément formant paroi de   saparation    14 qui est rendu ici étanche au moyen d'un joint de caoutchouc   special    15, au lieu d'avoir les soufflets élastiques des chambres 4. Devant le joint 15, de chaque   cote,    se trouvent des plaques de feutre imbibées d'huile et lubrifiant la surface   intarieure    du boitier. Tous ces éléments sont fixes à la paroi de   separation    mobile au moyen de plaques métalliques 17 et de vis 18. Un joint élastique 19 de forme spéciale en   Teflon    (RTM pour polytétrafluoroéthylène) ou en matériau analogue est inséré dans le boitier 13 et frotte le joint 15 pour empêcher le passage de fluide entre les faces en contact des joints 15 et 19. 

  Les ouvertures   d'entree    et de sortie sont désignées par 20, et la paroi de   separation    avec l'arbre 14, peut se déplacer d'une position A à une position B et vice versa sous la pression du fluide.



   La fig. 6 montre que les bords supérieur et inférieur du joint 15 ont des rainures à section transversale en dents de scie de manière à agir comme un joint à labyrinthe, respectivement avec les faces   intarieures    supérieure et inférieure du boitier.  



   De manière analogue, la fig. 7 montre en plus le contact à frottement des joints 19 et 15. La face concave du joint 19 a un rayon de courbure plus petit que la face externe   cooperate    du joint 15, de sorte qu'un contact n'a lieu qu'aux pointes   extremes    19a. Ces pointes sont   elastiques    et servent à l'engagement   etanche    avec l'autre joint 15.

 

   Sur la fig. 8, le joint 15 a des   lèvres      stanches    supérieure et inférieur qui engagent à frottement les parois supérieur et inférieur de la chambre et servent également à consolider les coussinets 16 de feutre imbibés d'huile pour leur engagement à frottement.



   Le moteur représenté peut être produit dans une grande variété de dimensions et de formes et aussi pour des   etendues    variées de mouvement angulaire, et il y a un grand nombre d'usages industriels de celui-ci dans des situations variées pour l'ouverture et la fermeture de portes industrielles, de portes et couvercles de boites et d'armoires ou d'autres utilisations analogues. 



  
 



   A large number of devices, elements and members are known using a pressurized fluid for their control.



  Perhaps one of the best known of these is the cylinder and piston unit which is widely used in a wide variety of sizes and always in the same shape. When it is necessary to obtain a rectilinear movement, without considering the direction, a cylinder can be used without indirect elements.



   When, on the other hand, it is desired to obtain rotational motion, the cylinder is insufficiently efficient due to the conversion from rectilinear motion to circular motion, and a lever or other intermediate means should be used in addition to the cylinder.



   An example of a device producing such motion is the rotary motor operated by a pressurized fluid, which is as important for rotational motion as the piston-cylinder unit is for rectilinear motion. The motor can be produced in various sizes and shapes as required. Among the many advantages is that the rotary engine produces a constant torque throughout the stroke, which is not the case with the piston-cylinder unit modified for rotary motion. Unlike the rotary engine, the piston-cylinder unit has a variable-moment arm in the transmission lever, and, moreover, the piston stroke is limited.



   The pressurized fluid powered rotary motor of the present invention comprises a housing, a month separator, for pivoting movements in the housing, around a shaft and, on either side of the element. separation, an alasrique envelope provided with a single access port allowing the fluid to pass in and out of the envelope, so that one of the envelopes expands and causes the displacement of the separation element , rotating the shaft in one direction compressing the other envelope.



   In one embodiment, the separation element is carried by a hub, a first seal surrounding the two opposing working faces of the separation wall and the surface of the hub directed radially outwards and having a periphery rubbing in such a manner. cuts through the swept walls of the chamber, and another seal extending parallel to the axis of rotation of the hub and sealingly rubbing the outer surface of the first seal on the portion surrounding the hub.



   When the motor is used to control bus doors, a small safety device can be added to it to ensure that when the doors encounter opposition to their movement, a command is given against the direction of movement.



   Thus, according to one embodiment, the separating element is connected to the shaft by means of a safety device comprising a first lever disposed radially with respect to the shaft, provided with two arms, two springs arranged between the ends of the two arms, a second lever is placed radially with respect to the shaft, the end of which is connected between the springs, Fun levers being wedged on the shaft,

   the other being engaged with the separating element, and a tolerance switch connected between the two levers which react when the resistance to movement of the separating element exceeds a certain value.



   Another important detail is that this motor can be used without intermediate transmission mechanism because the motor can be fitted directly to the main shaft of the bus door, i.e. under the bottom or under the door. 'staircase (step) of the vehicle, where the pneumatic system is also available
 To make the invention clearer, reference will be made, by way of example, to the appended drawing in which:
 fig.

  I shows a bottom plan view of a first embodiment of the engine with partial section;
 fig. 2 is a vertical section;
 fig. 3 is a top plan view with the cover plate removed;
 fig. 4 shows another embodiment and represents the motor with associated elements, the housing of the motor chamber allowing an angular movement of 270;
 fig. 5 shows a vertical section of the engine, and
 figs. 6, 7 and 8 show the three kinds of seals which are used in this embodiment.



   Referring to Figs. 1-3, we see that the motor has a housing made of two parts forming a cavity in which are arranged the main shaft 3 and a movable separation wall 2. On each side of the separation wall 2 is a casing comprising a bellows assembly consisting of a plurality of elastic chambers 4, the adjacent chambers being in communication through passages 5. As seen in FIG. 1, the cross section of each chamber 4 has the shape of a circular sector centered on the axis of the control shaft 3.

  The main supply and that of the discharge openings 6 are connected to the outermost of the elastic chambers 4. FIGS. 2 and 3 show the elements of the additional safety device. A lever 7 with two arms connected to the control shaft 9 has each of its arms connected at its free end, respectively to one of two springs 10 which can be adjusted by means of a tension device 12 thanks to which the spring force can be changed. Between the two arms of the lever 7 is a single-arm lever 8 connected to the main shaft 3 and carrying buttons 11 at the opposite end.

  The contact buttons 11 may comprise the contacts of electrical tolarance switches or may form part of any other suitable control system.



   The operation of the hydraulic pneumatic motor is as follows: of Fair under pressure enters through that of the appropriate sleeves 6 and fills the alastic chambers 4 on the corresponding side of the mobile partition wall, so that the wall 2 moves by rotating the shaft 3. While on one side of the wall the chambers 4 are filled with compressed air and therefore exert pressure on the partition wall 2, the chambers located on the other side of the wall are compressed by way to force Fair out of these rooms 4.



   The rotation of the main shaft 3 is transmitted to a control shaft 9 via the single-arm lever 8, the appropriate spring 10 and the two-arm lever 7. When the resistance to movement on the control shaft 9 increases beyond the power of the spring 10, the commands lever 7 is stopped relative to the main control lever 8, so that the contact button gives a command to stop. or even reverse the direction of the air flow, the commands element being such as a door (not shown).



   The embodiment of FIGS. 4 to 8 is similar to that of FIGS. 1 to 3, but with some structural differences.



   In fig. 4 and 5, the two-part housing 13 contains the shaft and the wall element 14 which is sealed here by means of a special rubber seal 15, instead of having the elastic bellows of the chambers 4 In front of the seal 15, on each side, there are felt plates soaked in oil and lubricating the internal surface of the housing. All these elements are fixed to the mobile separation wall by means of metal plates 17 and screws 18. An elastic seal 19 of special shape in Teflon (RTM for polytetrafluoroethylene) or similar material is inserted into the housing 13 and rubs the seal. 15 to prevent the passage of fluid between the contacting faces of the seals 15 and 19.

  The inlet and outlet openings are designated by 20, and the dividing wall with the shaft 14, can move from position A to position B and vice versa under the pressure of the fluid.



   Fig. 6 shows that the upper and lower edges of seal 15 have sawtooth cross-sectional grooves so as to act as a labyrinth seal, respectively with the upper and lower inner faces of the housing.



   Similarly, FIG. 7 additionally shows the frictional contact of seals 19 and 15. The concave face of seal 19 has a smaller radius of curvature than the cooperate outer face of seal 15, so that contact only takes place at the tips. extremes 19a. These points are elastic and are used for waterproof engagement with the other joint 15.

 

   In fig. 8, the seal 15 has upper and lower sealed lips which frictionally engage the upper and lower walls of the chamber and also serve to consolidate the oil-soaked felt pads 16 for their friction engagement.



   The motor shown can be produced in a wide variety of sizes and shapes and also for various ranges of angular motion, and there are a large number of industrial uses of it in various situations for opening and closing. closing of industrial doors, doors and lids of boxes and cabinets or other similar uses.

 

Claims (1)

REVENDICATION CLAIM Moteur rotatif actionné par un fluide sous pression, comprenant un boitier, un élément de separation month pour des mouvements de pivotement dans le boitier, autour d'un arbre et, disposee de chaque côté de l'élément de séparation, une enveloppe élastique pourvue d'un unique orifice d'accts permettant au fluide de passer dans l'enveloppe et hors de celle-ci, de manière qu'une des enveloppes se dilate et provoque le déplacement de l'élément de separation, faisant tourner l'arbre dans une direction comprimant l'autre enveloppe. Rotary motor actuated by a pressurized fluid, comprising a housing, a separation element month for pivoting movements in the housing, around a shaft and, arranged on each side of the separation element, an elastic casing provided with 'a single access port allowing fluid to pass into and out of the casing so that one of the casings expands and causes the separation element to move, causing the shaft to rotate in a direction compressing the other envelope. SOUS-REVENDICATIONS 1. Moteur rotatif selon la revendication, dans lequel chaque enveloppe comprend une plurality de chambres, deux chambres adjacentes étant reliées entre elles par un passage de communication, l'orifice d'accès étant formé à l'extrémité d'une des chambres. SUB-CLAIMS 1. Rotary motor according to claim, wherein each envelope comprises a plurality of chambers, two adjacent chambers being interconnected by a communication passage, the access orifice being formed at the end of one of the chambers. 2. Moteur rotatif selon la sous-revendication 1, dans lequel les chambres forment un assemblage de soufflets dont la section transversale, vue dans une direction perpendiculaire à l'axe de pivotement de l'élément de séparation, est celle d'une plurality de secteurs de rayon commun centres sur l'arbre. 2. A rotary motor according to sub-claim 1, wherein the chambers form an assembly of bellows whose cross section, viewed in a direction perpendicular to the pivot axis of the separating element, is that of a plurality of. sectors of common radius centered on the shaft. 3. Moteur rotatif selon la revendication, caractérisé, par un moyeu portant l'élément de séparation, par un premier joint entourant les deux faces de travail opposées de l'élément de separation et la surface du moyeu dirigée radialement vers l'exté- rieur et ayant une périphérie frottant de manière étanche les parois balayées de la chambre, et par un deuxième joint s'éten- dant parallèlement à l'axe de rotation du moyeu et frottant de manière etanche la surface extérieure du premier joint sur la partie entourant le moyeu. 3. Rotary motor according to claim, characterized by a hub carrying the separation element, by a first seal surrounding the two opposite working faces of the separation element and the surface of the hub directed radially outwardly. and having a periphery sealingly rubbing the swept walls of the chamber, and by a second seal extending parallel to the axis of rotation of the hub and sealingly rubbing the outer surface of the first seal against the portion surrounding the hub. hub. 4. Moteur rotatif selon la sous-revendication 3, caractérisé en ce que la surface extarieure de ladite partie entourant le moyeu du premier joint est cylindrique et en ce que le deuxième joint a une surface d'étanchéité concave dont le rayon de courbure est plus petit que celui de la surface cylindrique, de manière à presenter deux lèvres stanches élastiques frottant contre le premier joint. 4. Rotary engine according to sub-claim 3, characterized in that the outer surface of said part surrounding the hub of the first seal is cylindrical and in that the second seal has a concave sealing surface whose radius of curvature is greater. smaller than that of the cylindrical surface, so as to present two elastic sealed lips rubbing against the first seal. 5. Moteur rotatif selon la sous-revendication 3, dans lequel le premier joint a des lèvres. stanches engageant par frottement les parois balayées de la chambre et s'étendant vers l'extérieur en s'écartant de l'élément de séparation. 5. A rotary motor according to sub-claim 3, wherein the first seal has lips. stanches frictionally engaging the swept walls of the chamber and extending outwardly away from the partition member. 6. Moteur rotatif selon la sous-revendication 3, caractérisé par un coussinet de feutre month sur le premier joint et en contact à frottement avec les parois balayées de la chambre. 6. A rotary motor according to sub-claim 3, characterized by a month felt pad on the first seal and in frictional contact with the swept walls of the chamber. 7. Moteur rotatif selon la sous-revendication 3, dans lequel la partie du premier joint entourant le moyeu présente des rainures qui engagent les deux parois balayées opposées de la chambre pour former un joint Åa labyrinthe avec elles. A rotary motor according to sub-claim 3, wherein the portion of the first seal surrounding the hub has grooves which engage the two opposing swept walls of the chamber to form a labyrinth seal therewith. 8. Moteur rotatif selon la sous-revendication 7, caractérisé en ce que les rainures ont une section en dents de scie. 8. Rotary motor according to sub-claim 7, characterized in that the grooves have a sawtooth section. 9. Moteur rotatif selon la revendication, caractérisé par un dispositif de sécurité agency pour réagir quand la resistance au mouvement de l'élément de separation exude une valeur détermi- nee. 9. Rotary motor according to claim, characterized by a safety agency device for reacting when the resistance to movement of the separation element exudes a determined value. 10. Moteur rotatif selon la sous-revendication 9, caractérisé par des moyens pour ajuster la valeur déterminée à l'avance. 10. Rotary motor according to sub-claim 9, characterized by means for adjusting the value determined in advance. 11. Moteur rotatif selon la revendication, caractérisé en ce que l'élément de séparation est relié à l'arbre par l'intermédiaire d'un dispositif de sécurité comprenant un premier levier disposé radialement par rapport à l'arbre, muni de deux bras, deux ressorts disposés entre les extrémités des deux bras, un deuxième levier disposé radialement par rapport à l'arbre, dont l'extrémité est connectée entre les resorts, l'un des leviers étant calé sur l'arbre, l'autre en prise avec l'élément de séparation, et un commutateur de tolerance connecté entre les deux leviers réagis- sant lorsque la résistance au mouvement de l'élément de separa- tion excède une certaine valeur. 11. Rotary motor according to claim, characterized in that the separating element is connected to the shaft by means of a safety device comprising a first lever disposed radially with respect to the shaft, provided with two arms. , two springs arranged between the ends of the two arms, a second lever arranged radially relative to the shaft, the end of which is connected between the springs, one of the levers being wedged on the shaft, the other engaged with the separating element, and a tolerance switch connected between the two levers responsive when the resistance to movement of the separating element exceeds a certain value. 12. Moteur rotatif selon la sous-revendication 11, comprenant des moyens pour ajuster la force de ressort des deux ressorts. 12. A rotary motor according to sub-claim 11, comprising means for adjusting the spring force of the two springs. 13. Moteur rotatif selon l'une des sous-revendications 11 et 12, dans lequel le levier à deux bras est connect: à l'arbre de commande et l'autre levier est connects à l'élément de séparation. 13. Rotary motor according to one of sub-claims 11 and 12, wherein the two-arm lever is connected: to the control shaft and the other lever is connected to the separating element. 14. Moteur rotatif selon la sous-revendication II, dans lequel le dispositif de sécurité est place dans le boitier. 14. Rotary motor according to sub-claim II, wherein the safety device is placed in the case.
CH1380775A 1975-10-24 1975-10-24 Pressure driven rotary actuator CH606774A5 (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4712780A (en) * 1984-06-01 1987-12-15 Ficht Gmbh Hydropneumatic spring suspension device

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