DE102018213126A1

DE102018213126A1 - pneumatic plate

Info

Publication number: DE102018213126A1
Application number: DE102018213126.0A
Authority: DE
Inventors: Andreas Weisang; Harald Röhrig; Andre Gelbmann
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2018-08-06
Filing date: 2018-08-06
Publication date: 2020-02-06

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Pneumatiksteller zur Ansteuerung einer Ventilarmatur (3), mit einem Arbeitskolben (60), der längs einer Bewegungsachse (9) beweglich in einem Zylindergehäuse (45) aufgenommen ist und mit dem Zylindergehäuse (45) einen größenvariablen Arbeitsraum (53) begrenzt und der mit einer Kolbenstange (61) verbunden ist, die das Zylindergehäuse (45) stirnseitig durchsetzt, wobei an einer Außenoberfläche (11) eines Stützgehäuses (10), das das Zylindergehäuse (45) zumindest bereichsweise umgibt, ein Gehäuseaufsatz (12) angeordnet ist, der längs der Bewegungsachse (9) erstreckt ist und der zumindest abschnittsweise von einer längs der Bewegungsachse (9) erstreckten Schachtausnehmung (20) durchsetzt ist, die in fluidisch kommunizierender Verbindung mit dem Arbeitsraum (53) steht. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass in der Schachtausnehmung (20) eine auswechselbare Fluidkomponente aus der Gruppe: Luftführungseinrichtung (26), Luftführungseinrichtung (206) mit Sensoreinrichtung (209), Luftführungseinrichtung (306) mit Ventileinrichtung (313), Luftführungseinrichtung (406) mit Sensoreinrichtung (416) und Ventileinrichtung (420), Luftführungseinrichtung (506) mit Sensoreinrichtung (523) und Ventileinrichtung (526) und Steuereinrichtung (528), angeordnet ist.The invention relates to a pneumatic actuator for actuating a valve fitting (3), with a working piston (60) which is accommodated in a cylinder housing (45) so as to be movable along a movement axis (9) and which limits a variable-size working space (53) with the cylinder housing (45) and which is connected to a piston rod (61) which passes through the end of the cylinder housing (45), a housing attachment (12) being arranged on an outer surface (11) of a support housing (10) which at least partially surrounds the cylinder housing (45) which extends along the movement axis (9) and which is penetrated at least in sections by a shaft recess (20) which extends along the movement axis (9) and is in fluidically communicating connection with the working space (53). According to the invention, an exchangeable fluid component from the group is provided in the shaft recess (20): air guide device (26), air guide device (206) with sensor device (209), air guide device (306) with valve device (313), air guide device (406) with sensor device ( 416) and valve device (420), air guide device (506) with sensor device (523) and valve device (526) and control device (528).

Description

Die Erfindung betrifft einen Pneumatiksteller zur Ansteuerung einer Ventilarmatur, mit einem Arbeitskolben, der längs einer Bewegungsachse beweglich in einem Zylindergehäuse aufgenommen ist und mit dem Zylindergehäuse einen größenvariablen Arbeitsraum begrenzt und der mit einer längs der Bewegungsachse erstreckten Kolbenstange verbunden ist, die das Zylindergehäuse stirnseitig durchsetzt, wobei an einer Außenoberfläche eines Stützgehäuses, das das Zylindergehäuse zumindest bereichsweise umgibt, ein Gehäuseaufsatz angeordnet ist, der längs der Bewegungsachse erstreckt ist und der zumindest abschnittsweise von einer längs der Bewegungsachse erstreckten Schachtausnehmung durchsetzt ist, die in fluidisch kommunizierender Verbindung mit dem Arbeitsraum steht.The invention relates to a pneumatic actuator for controlling a valve fitting, with a working piston which is accommodated in a cylinder housing in a manner movable along an axis of movement and which limits a size-variable working space with the cylinder housing and which is connected to a piston rod which extends along the axis of movement and passes through the cylinder housing on the end face. wherein a housing attachment is arranged on an outer surface of a support housing, which at least partially surrounds the cylinder housing, which extends along the movement axis and which is at least partially penetrated by a shaft recess which extends along the movement axis and is in fluidically communicating connection with the work space.

Die WO 2018/ 010 886 A1 offenbart eine Betätigungseinheit eines fluidbetätigten Membranantriebes, die aus einer Antriebsmembran, zwei die Antriebsmembran auf entgegengesetzten Seiten flankierenden Halteelementen und einer diese Komponenten durchsetzenden Abtriebsstange besteht, wobei die Antriebsmembran dadurch an der Abtriebsstange befestigt ist, dass sie zwischen den beiden Halteelementen mit einer vorbestimmten Einspannkraft eingespannt ist, wobei die beiden Halteelemente jeweils durch eine Schweißverbindung an der Abtriebsstange fixiert sind.The WO 2018/010 886 A1 discloses an actuating unit of a fluid-operated diaphragm drive, which consists of a drive diaphragm, two holding elements flanking the drive diaphragm on opposite sides and a driven rod passing through these components, the drive diaphragm being fastened to the driven rod by being clamped between the two holding elements with a predetermined clamping force , wherein the two holding elements are each fixed by a welded connection to the output rod.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Pneumatiksteller bereitzustellen, der in einfacher Weise an unterschiedliche Anforderungen hinsichtlich der Ansteuerung der Ventilarmatur angepasst werden kann.The object of the invention is to provide a pneumatic actuator which can be easily adapted to different requirements with regard to the control of the valve fitting.

Diese Aufgabe wird für einen Pneumatiksteller der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Hierbei ist vorgesehen, dass in der Schachtausnehmung eine auswechselbare Fluidkomponente aus der Gruppe: Luftführungseinrichtung, Luftführungseinrichtung mit Sensoreinrichtung, Luftführungseinrichtung mit Ventileinrichtung, Luftführungseinrichtung mit Sensoreinrichtung und Ventileinrichtung, Luftführungseinrichtung mit Sensoreinrichtung und Ventileinrichtung und Steuereinrichtung, angeordnet ist.This object is achieved for a pneumatic actuator of the type mentioned with the features of claim 1. It is provided here that an exchangeable fluid component from the group is arranged in the shaft recess: air guide device, air guide device with sensor device, air guide device with valve device, air guide device with sensor device and valve device, air guide device with sensor device and valve device and control device.

Grundsätzlich besteht die Aufgabe der Luftführungseinrichtung darin, Druckluft von einer Druckluftquelle in den Arbeitsraum des Pneumatikstellers zuzuführen oder Druckluft aus dem Arbeitsraum des Pneumatikstellers, insbesondere unter Zwischenschaltung eines Schalldämpfers, abzuführen. In Abhängigkeit von der Ausgestaltung der Luftführungseinrichtung kann zusätzlich vorgesehen sein, einen Druckluftstrom durch die Luftführungseinrichtung mithilfe wenigstens eines Schaltventils und/oder wenigstens eines Proportionalventils zu beeinflussen. Ergänzend oder alternativ kann vorgesehen sein, einen Fluidstrom durch die Luftführungseinrichtung mit Hilfe einer Sensoreinrichtung zu im Hinblick auf fluidbezogene Kennwerte wie Druck und/oder Temperatur und/oder Durchfluss zu untersuchen und von dem wenigstens einen ermittelten Kennwert abhängige Sensorsignale der Sensoreinrichtung an eine Steuereinrichtung bereitzustellen, die im Pneumatiksteller oder abseits des Pneumatikstellers ausgebildet sein kann. Bei einer weiteren Variante der Luftführungseinrichtung umfasst diese sowohl eine Sensoreinrichtung als auch eine Ventileinrichtung und ermöglicht hiermit sowohl eine Erfassung von fluidbezogenen Kennwerten als auch eine Einflussnahme auf einen Fluidstrom durch die Luftführungseinrichtung. Bei einer weiteren alternativen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Luftführungseinrichtung zusätzlich zur Sensoreinrichtung und zur Ventileinrichtung eine Steuereinrichtung umfasst, die für eine lokale Auswertung von Sensorsignalen der Sensoreinrichtung und/oder für eine lokale Ansteuerung der Ventileinrichtung, insbesondere in Abhängigkeit von eintreffenden Sensorsignalen, ausgebildet ist.Basically, the task of the air guiding device is to supply compressed air from a compressed air source into the working area of the pneumatic actuator or to discharge compressed air from the working area of the pneumatic actuator, in particular with the interposition of a silencer. Depending on the design of the air guide device, provision can additionally be made to influence a compressed air flow through the air guide device using at least one switching valve and / or at least one proportional valve. Additionally or alternatively, it can be provided to examine a fluid flow through the air guiding device with the aid of a sensor device with regard to fluid-related characteristic values such as pressure and / or temperature and / or flow and to provide sensor signals of the sensor device dependent on the at least one determined characteristic value to a control device, which can be formed in the pneumatic actuator or apart from the pneumatic actuator. In a further variant of the air guidance device, it comprises both a sensor device and a valve device and thereby enables both the detection of fluid-related characteristic values and the influencing of a fluid flow through the air guidance device. In a further alternative embodiment it can be provided that in addition to the sensor device and the valve device, the air guidance device comprises a control device which is designed for local evaluation of sensor signals from the sensor device and / or for local control of the valve device, in particular as a function of incoming sensor signals ,

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Luftführungseinrichtung entweder werkzeuglos von einem Benutzer des Pneumatikstellers ausgewechselt werden kann oder zur Auswechslung der Luftführungseinrichtung lediglich übliche Werkzeuge wie beispielsweise ein Schraubendreher benötigt werden, so dass auch vom Benutzer des Pneumatikstellers eine rasche Anpassung an unterschiedliche Einsatzbedingungen oder gegebenenfalls ein Austausch der jeweiligen Luftführungseinrichtung im Schadensfall vorgenommen werden kann.It is preferably provided that the air guiding device can either be replaced by a user of the pneumatic actuator without tools or only conventional tools such as a screwdriver are required to replace the air guiding device, so that the user of the pneumatic actuator can also quickly adapt to different operating conditions or, if necessary, replace the respective air guidance device can be made in the event of damage.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous developments of the invention are the subject of the dependent claims.

Zweckmäßig ist es, wenn die Luftführungseinrichtung wenigstens einen Fluidleiter umfasst, der sich zwischen einer Anschlusskupplung und einem Anschlussstutzen erstreckt, wobei die Anschlusskupplung zur Verbindung mit einem Schlauchanschluss und der Anschlussstutzen für eine Kopplung mit einem im Stützgehäuse ausgebildeten Fluidkanal ausgebildet ist. Beispielhaft kann der Fluidleiter rohrförmig ausgebildet sein und für eine Steckverbindung mit der Anschlusskupplung und dem Anschlussstutzen ausgebildet sein. Wahlweise ist der Fluidleiter endseitig als Stecker oder als Buchse ausgebildet und vorzugsweise mit einer integrierten Dichteinrichtung für eine fluiddichte Ankopplung am Schlauchanschluss bzw. am Fluidkanal versehen.It is expedient if the air guiding device comprises at least one fluid conductor, which extends between a connection coupling and a connection piece, the connection coupling being designed for connection to a hose connection and the connection piece for coupling with a fluid channel formed in the support housing. For example, the fluid conductor can be tubular and designed for a plug connection with the connection coupling and the connection piece. The end of the fluid conductor is optionally designed as a plug or a socket and is preferably provided with an integrated sealing device for a fluid-tight coupling to the hose connection or to the fluid channel.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Schachtausnehmung im Gehäuseaufsatz zwischen einer Mündungsöffnung und einer Innenstirnfläche erstreckt ist, wobei die Innenstirnfläche von wenigstens einem Fluidkanal durchsetzt ist, der als fluidisch kommunizierende Verbindung mit dem Arbeitsraum ausgebildet ist und der an der Innenstirnfläche einen Kupplungsabschnitt aufweist, der für eine abdichtende Aufnahme des Anschlussstutzens der Luftführungseinrichtung ausgebildet ist. Die Mündungsöffnung dient als Zugang in die Schachtausnehmung des Gehäuseaufsatzes und erstreckt sich insbesondere in einer Querschnittsebene, die quer zur Bewegungsachse des Arbeitskolbens ausgerichtet ist. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass ein Querschnitt der Mündungsöffnung ein Profil für die Schachtausnehmung im Gehäuseaufsatz bildet, so dass sich die Schachtausnehmung mit dem Profil der Mündungsöffnung längs der Bewegungsachse bis zur Innenstirnfläche erstreckt. Die Innenstirnfläche bildet somit einen der Mündungsöffnung entgegengesetzten Endbereich der Schachtausnehmung und ist mit dem wenigstens einen Fluidkanal versehen, der für die fluidisch kommunizierende Verbindung zwischen Schachtausnehmung und Arbeitsraum vorgesehen ist. Um eine einfache fluidische Kopplung zwischen der Luftführungseinrichtung und dem Arbeitsraum zu gewährleisten, umfasst die Innenstirnfläche als Endbereich des Fluidkanals einen Kupplungsabschnitt, der wahlweise vertieft in der Art einer Buchse oder stutzenförmig abragend in der Art eines Steckers ausgebildet sein kann und die fluiddichte Kopplung mit dem Anschlussstutzen der Luftführungseinrichtung ermöglicht.It is preferably provided that the shaft recess in the housing attachment between an opening and an inner end face is extended, wherein the inner end face is penetrated by at least one fluid channel, which is designed as a fluidically communicating connection with the work space and which has a coupling section on the inner end face, which is designed for a sealing reception of the connecting piece of the air duct device. The mouth opening serves as an access to the shaft recess of the housing attachment and extends in particular in a cross-sectional plane which is aligned transversely to the axis of movement of the working piston. It is preferably provided that a cross section of the mouth opening forms a profile for the shaft recess in the housing attachment, so that the shaft recess extends with the profile of the mouth opening along the movement axis to the inner end face. The inner end face thus forms an end region of the shaft recess opposite the mouth opening and is provided with the at least one fluid channel, which is provided for the fluidically communicating connection between the shaft recess and the working space. In order to ensure a simple fluidic coupling between the air guiding device and the working space, the inner end face as the end region of the fluid channel comprises a coupling section, which can be either recessed in the manner of a socket or protruding in the form of a socket, and the fluid-tight coupling with the connection socket the air guidance device allows.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Gehäuseaufsatz einstückig mit dem becherförmig ausgebildeten Stützgehäuse verbunden ist und/oder mit einer konstanten Außenprofilierung ausgebildet ist. Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Gehäuseaufsatz sich an einer zylindrischen, insbesondere kreiszylindrisch ausgebildeten Außenoberfläche des Stützgehäuses in radialer Richtung nach außen sowie längs der Bewegungsachse erstreckt. Vorzugsweise ist eine Winkelerstreckung des Gehäuseaufsatzes bezogen auf eine Mittelachse des Stützgehäuses, die vorzugsweise parallel zur Bewegungsachse des Arbeitskolbens ausgerichtet ist, insbesondere identisch mit der Bewegungsachse ist, auf einen Winkel beschränkt, der in einem Bereich von 30 Grad bis 80 Grad angesiedelt ist. Bevorzugt ist vorgesehen, dass eine Außenoberfläche des Gehäuseaufsatzes als Ausschnitt eines Kreiszylindersegments ausgebildet ist und vorzugsweise koaxial zum Stützgehäuse angeordnet ist. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass der Gehäuseaufsatz längs der Bewegungsachse eine konstante Außenprofilierung aufweist, um eine möglichst glatte und damit gut zu reinigende Oberfläche zu gewährleisten.It is preferably provided that the housing attachment is integrally connected to the cup-shaped support housing and / or is designed with a constant external profile. It is preferably provided that the housing attachment extends on a cylindrical, in particular circular cylindrical outer surface of the support housing in the radial direction outwards and along the axis of movement. An angular extent of the housing attachment with respect to a central axis of the support housing, which is preferably aligned parallel to the axis of movement of the working piston, in particular is identical to the axis of movement, is preferably limited to an angle which is in a range from 30 degrees to 80 degrees. It is preferably provided that an outer surface of the housing attachment is designed as a section of a circular cylinder segment and is preferably arranged coaxially to the support housing. It is particularly preferably provided that the housing attachment has a constant external profile along the movement axis in order to ensure a surface that is as smooth as possible and thus easy to clean.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Zylindergehäuse einen offenen Endbereich des Stützgehäuses verschließt und dass die Mündungsöffnung der Schachtausnehmung angrenzend an eine endseitige Stirnfläche des Stützgehäuses angeordnet ist. Beispielhaft ist vorgesehen, dass der Pneumatiksteller als einfachwirkender pneumatischer Aktor ausgebildet ist, bei dem zur Einleitung einer Bewegung auf den Arbeitskolben eine Bereitstellung von Arbeitsfluid in den Arbeitsraum vorgesehen ist, wodurch sich der Arbeitskolben aus einer, insbesondere durch eine Federeinrichtung festgelegten, Ruhestellung in eine längs der Bewegungsachse beabstandet von der Ruhestellung angeordnete Arbeitsstellung bewegt. Hierbei findet eine Gleitbewegung des Arbeitskolbens an einer, insbesondere kreiszylindrisch ausgebildeten Innenoberfläche des Zylindergehäuses statt, wobei der Arbeitskolben, insbesondere durch eine in radialer Richtung nach außen abragende und umlaufende Dichtung, vorzugsweise einen O-Ring, gegenüber der Innenoberfläche des Zylindergehäuses abgedichtet ist. Im Zuge der Bewegung des Arbeitskolbens aus der Ruhestellung in die Arbeitsstellung wird somit zum einen der Arbeitsraum vergrößert, zum anderen wird ein vom Arbeitskolben und dem Stützgehäuse bestimmter Ausgleichsraum verkleinert. Hierbei kann insbesondere vorgesehen sein, dass der Ausgleichsraum wie der Arbeitsraum bis auf einen darin einmündenden Fluidkanal druckdicht ausgebildet ist, so dass im Zuge der Bewegung des Arbeitskolbens ein Abstrom von Fluid über den entsprechenden Fluidkanal aus dem Ausgleichsraum stattfindet. Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass im Ausgleichsraum wenigstens eine Federeinrichtung angeordnet ist, die eine Rückstellkraft auf den Arbeitskolben bereitstellt und die im Zuge der Arbeitsbewegung zwischen der Ruhestellung und der Arbeitsstellung des Arbeitskolbens komprimiert wird und somit eine erhöhte Rückstellkraft auf den Arbeitskolben aufbringt. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass eine Erstreckung des Stützgehäuses längs der Bewegungsachse erheblich größer als eine Erstreckung des Zylindergehäuses längs der Bewegungsachse ist, wobei beim Zylindergehäuse zumindest die Innenoberfläche erhöhten Qualitätsanforderungen genügen muss, um die abdichtende Aufnahme des Arbeitskolbens zu ermöglichen. Somit können sowohl das Stützgehäuse als auch das Zylindergehäuse kostengünstig hergestellt werden. Die Mündungsöffnung der Schachtausnehmung ist vorzugsweise in einer gemeinsamen Ebene mit einer endseitigen Stirnfläche des Stützgehäuses angeordnet, da dies zum einen die Herstellung des Stützgehäuses, insbesondere im Kunststoffspritzgussverfahren, erleichtert und zum anderen eine endseitige Verkleidung des Stützgehäuses mit einem, insbesondere becherförmig ausgebildeten, Abschlussdeckel erleichtert.In a further embodiment of the invention, it is provided that the cylinder housing closes an open end region of the support housing and that the mouth opening of the shaft recess is arranged adjacent to an end face of the support housing. By way of example, it is provided that the pneumatic actuator is designed as a single-acting pneumatic actuator, in which a supply of working fluid is provided in the working space for initiating a movement on the working piston, as a result of which the working piston moves from a rest position, in particular defined by a spring device, into a longitudinal position the movement axis spaced from the rest position moved working position. Here, a sliding movement of the working piston takes place on an, in particular circular cylindrical, inner surface of the cylinder housing, the working piston being sealed against the inner surface of the cylinder housing, in particular by a circumferential seal which protrudes outwards in the radial direction, preferably an O-ring. In the course of the movement of the working piston from the rest position into the working position, on the one hand the working space is enlarged, on the other hand an equalizing space determined by the working piston and the support housing is reduced. In particular, it can be provided that the compensation space, like the work space, is designed to be pressure-tight except for a fluid channel opening into it, so that in the course of the movement of the working piston, an outflow of fluid takes place from the compensation space via the corresponding fluid channel. In addition, it can be provided that at least one spring device is arranged in the compensation space, which provides a restoring force on the working piston and which is compressed in the course of the working movement between the rest position and the working position of the working piston and thus applies an increased restoring force to the working piston. It is particularly preferably provided that an extension of the support housing along the movement axis is considerably larger than an extension of the cylinder housing along the movement axis, with the cylinder housing at least the inner surface having to meet increased quality requirements in order to enable the sealing reception of the working piston. Thus, both the support housing and the cylinder housing can be manufactured inexpensively. The mouth opening of the shaft recess is preferably arranged in a common plane with an end face of the support housing, since on the one hand this facilitates the manufacture of the support housing, in particular in the plastic injection molding process, and on the other hand facilitates end-side cladding of the support housing with a cover, in particular a cup-shaped cover.

Vorzugsweise ist der endseitigen Stirnfläche des Stützgehäuses ein becherförmiger Abschlussdeckel zugeordnet, der wenigstens einen Schlauchanschluss umfasst, der für eine abdichtende Kopplung mit der Anschlusskupplung der Luftführungseinrichtung sowie für eine Anbringung eines Fluidschlauchs ausgebildet ist. Somit dient der Abschlussdeckel zur endseitigen Abdeckung des Stützgehäuses sowie als Träger für eine mechanische Schnittstelle zwischen der Luftführungseinrichtung und einem Fluidschlauch, der beispielsweise mit einer Fluidquelle, insbesondere eine Druckluftquelle, verbunden sein kann. Gegebenenfalls dient der Abschlussdeckel zusätzlich auch als Träger für eine, insbesondere mechanische, Anzeigeeinrichtung. Diese Anzeigeeinrichtung ermöglicht es einem Benutzer, in einfacher Weise eine Position des Arbeitskolbens und der damit verbundenen Kolbenstange längs der Bewegungsachse zu ermitteln und daraus Rückschlüsse auf eine Funktionsstellung einer Ventilarmatur zu ziehen, die mit dem Pneumatiksteller gekoppelt werden kann. Beispielhaft ist hierzu an einem der Armatur abgewandten Endbereich der Kolbenstange ein Signalelement, insbesondere eine farbige Kunststoffkappe, vorgesehen, die unterhalb einer aus transparentem Material hergestellten und am Abschlussdeckel festgelegten Sichtkuppel angeordnet ist. Diese Anordnung ermöglicht es, in Abhängigkeit von der Stellung der Kolbenstange längs der Bewegungsachse in unmittelbarer Weise zu erkennen, ob der Pneumatiksteller in einer Ruhestellung oder einer Arbeitsstellung befindlich ist.The end face of the support housing is preferably assigned a cup-shaped end cover, which comprises at least one hose connection, which is used for a sealing coupling is formed with the connection coupling of the air guide device and for attaching a fluid hose. The end cover thus serves to cover the end of the support housing and as a support for a mechanical interface between the air guiding device and a fluid hose, which can be connected, for example, to a fluid source, in particular a compressed air source. If necessary, the end cover also serves as a carrier for a, in particular mechanical, display device. This display device enables a user to easily determine a position of the working piston and the piston rod connected to it along the movement axis and to draw conclusions therefrom about a functional position of a valve fitting which can be coupled to the pneumatic actuator. For this purpose, for example, a signal element, in particular a colored plastic cap, is provided on an end region of the piston rod facing away from the fitting, which is arranged below a viewing dome made of transparent material and fixed on the end cover. This arrangement makes it possible, depending on the position of the piston rod along the movement axis, to immediately recognize whether the pneumatic actuator is in a rest position or a working position.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die auswechselbare Fluidkomponente einstückig mit dem Abschlussdeckel ausgebildet ist. Dies ist insbesondere dann von Interesse, wenn die auswechselbare Fluidkomponente neben der Luftführungseinrichtung noch zusätzliche Bestandteile wie eine Ventileinrichtung und/oder eine Sensoreinrichtung und/oder eine Steuereinrichtung umfasst. Diese elektrischen bzw. elektronischen Einrichtungen benötigen üblicherweise elektrischen Versorgungsleitungen sowie gegebenenfalls eine Datenkommunikationsleitung. Diese Leitungen sind üblicherweise an einem oder an mehreren Steckverbindern terminiert, die an der Außenoberfläche des Abschlussdeckels angebracht werden können. Dementsprechend ist die einstückige Ausgestaltung von Fluidkomponente und Abschlussdeckel vorteilhaft, da in diesem Fall keine zusätzliche Unterbrechung elektrischer Leitungen zwischen der Fluidkomponente und dem Abschlussdeckel erforderlich ist.In a further embodiment of the invention it is provided that the replaceable fluid component is formed in one piece with the end cover. This is of particular interest if the replaceable fluid component comprises, in addition to the air guiding device, additional components such as a valve device and / or a sensor device and / or a control device. These electrical or electronic devices usually require electrical supply lines and possibly a data communication line. These lines are usually terminated on one or more connectors that can be attached to the outer surface of the end cover. Accordingly, the one-piece design of the fluid component and the end cover is advantageous, since in this case no additional interruption of electrical lines between the fluid component and the end cover is required.

Zweckmäßig ist es, wenn die Innenstirnfläche vom ersten Fluidkanal sowie von einem zweiten Fluidkanal durchsetzt ist, wobei der erste Fluidkanal für eine fluidisch kommunizierende Verbindung mit einem ersten Arbeitsraumabschnitt ausgebildet ist und wobei der zweite Fluidkanal für eine fluidisch kommunizierende Verbindung mit einem zweiten Arbeitsraumabschnitt ausgebildet ist und wobei der Arbeitskolben zur Abtrennung des ersten Arbeitsraumabschnitts vom zweiten Arbeitsraumabschnitt ausgebildet ist. Vorzugsweise ist der erste Arbeitsraumabschnitt gleichbedeutend mit dem Arbeitsraum, in den eine Bereitstellung von druckbeaufschlagtem Fluid stattfindet, um den Arbeitskolben aus einer Ruhestellung in eine Arbeitsposition zu überführen. Bei dieser linearen Verlagerung des Arbeitskolbens findet eine Vergrößerung des Arbeitsraums bzw. des ersten Arbeitsraumabschnitts statt. Der zweite Arbeitsraumabschnitt kann entweder auch für eine Druckbeaufschlagung mit Arbeitsfluid vorgesehen sein oder dient als Ausgleichsraum. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der zweite Arbeitsraumabschnitt in gleicher Weise wie der erste Arbeitsraumabschnitt gegenüber einer Umgebung des Pneumatikstellers abgedichtet ausgebildet ist, so dass ein Zuströmen oder Abströmen von Arbeitsfluid in den zweiten Arbeitsraumabschnitt bzw. aus dem zweiten Arbeitsraumabschnitt ausschließlich über den zweiten Fluidkanal ermöglicht wird. Der Arbeitskolben dient zur Abtrennung der beiden Arbeitsraumabschnitte und ist hierzu in geeigneter Weise gleitbeweglich an einer Innenoberfläche des ersten Arbeitsraumabschnitts sowie gegebenenfalls an einer Innenoberfläche des zweiten Arbeitsraumabschnitts geführt.It is expedient if the inner end face is penetrated by the first fluid channel and by a second fluid channel, the first fluid channel being designed for a fluidically communicating connection to a first working area section and the second fluid channel being designed for a fluidically communicating connection to a second working area section and wherein the working piston is designed to separate the first working area section from the second working area section. The first work space section is preferably synonymous with the work space in which a pressurized fluid is provided in order to transfer the work piston from a rest position to a work position. With this linear displacement of the working piston, the working area or the first working area section is enlarged. The second working space section can either also be provided for pressurizing with working fluid or serves as a compensation space. It is preferably provided that the second work area section is designed to be sealed in the same way as the first work area section from the surroundings of the pneumatic actuator, so that an inflow or outflow of working fluid into the second work area section or from the second work area section is made possible exclusively via the second fluid channel. The working piston serves to separate the two working space sections and for this purpose is guided in a suitable manner in a sliding manner on an inner surface of the first working space section and, if appropriate, on an inner surface of the second working space section.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Arbeitskolben rotationssymmetrisch zu einer Mittelachse der Kolbenstange ausgebildet ist und von einem radial innenliegenden, becherförmigen Mittelteil und einem radial außen liegenden Ringteil gebildet ist, wobei der Ringteil angrenzend an eine Mündungsöffnung des Mittelteils angeordnet ist und wobei der Mittelteil mit der Kolbenstange einen langgestreckten Ringraum begrenzt. Diese geometrische Gestaltung des Arbeitskolbens ermöglicht es, je nach Bedarf eine oder mehrere, insbesondere als Wendelfeder ausgebildete, Federmittel am Arbeitskolben anzulegen, um diesen in eine Vorzugsstellung oder Ruhestellung längs der Bewegungsachse vorzuspannen. Dabei dienen sowohl eine ringförmige Stirnfläche am Ringteil als auch eine ringförmige Innenfläche im Mittelteil als Anlageflächen für geeignet ausgestaltete Federmittel. Beispielhaft kann durch die Zuordnung des Federmittels zum Arbeitskolben festgelegt werden, ob der Pneumatiksteller in seiner Ruhestellung eine eingefahrene oder eine ausgefahrene Position der Kolbenstange bestimmt.In an advantageous development of the invention, it is provided that the working piston is rotationally symmetrical to a central axis of the piston rod and is formed by a radially inner, cup-shaped middle part and a radially outer ring part, the ring part being arranged adjacent to an opening of the middle part, and wherein the middle part delimits an elongated annular space with the piston rod. This geometric design of the working piston makes it possible, depending on the need, to apply one or more spring means, in particular designed as a helical spring, to the working piston in order to pretension it into a preferred position or rest position along the movement axis. Both an annular end face on the ring part and an annular inner surface in the middle part serve as contact surfaces for suitably designed spring means. For example, by assigning the spring means to the working piston, it can be determined whether the pneumatic actuator determines a retracted or an extended position of the piston rod in its rest position.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Kolbenstange mit einem linearbeweglich in einem Armaturengehäuse aufgenommenen Ventilglied gekoppelt ist und dass das Zylindergehäuse oder das Stützgehäuse mit dem Armaturengehäuse gekoppelt ist, um eine Betätigung des Ventilglieds in Abhängigkeit von einer Krafteinwirkung auf den Arbeitskolben zu gewährleisten.In an advantageous development, it is provided that the piston rod is coupled to a valve member accommodated in a linearly movable manner in a valve housing and that the cylinder housing or the support housing is coupled to the valve housing in order to ensure actuation of the valve member as a function of a force acting on the working piston.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Hierbei zeigt:

1 eine rein schematische Übersichtsdarstellung eines Ventilsystems mit einem Pneumatiksteller, der an einer Armatur festgelegt ist,
2 eine perspektivische Explosionsdarstellung des Pneumatikstellers gemäß der 1,
3 eine Schnittdarstellung durch den Gehäuseaufsatz des Pneumatikstellers gemäß der 2,
4 eine Schnittdarstellung des Pneumatikstellers gemäß den 1 bis 3 in einer quer zur Schnittebene der 3 ausgerichteten Querschnittsebene durch das Zentrum des Pneumatikstellers,
5 eine erste Ausführungsform einer Luftführungseinrichtung,
6 eine zweite Ausführungsform einer Luftführungseinrichtung,
7 eine dritte Ausführungsform einer Luftführungseinrichtung,
8 eine vierte Ausführungsform einer Luftführungseinrichtung,
9 eine fünfte Ausführungsform einer Luftführungseinrichtung, und
10 eine sechste Ausführungsform einer Luftführungseinrichtung.

An advantageous embodiment of the invention is shown in the drawing. Here shows:

1 a purely schematic overview of a valve system with a pneumatic actuator, which is attached to a valve,
2 a perspective exploded view of the pneumatic actuator according to the 1 .
3 a sectional view through the housing attachment of the pneumatic actuator according to the 2 .
4 a sectional view of the pneumatic actuator according to the 1 to 3 in a transverse to the cutting plane of the 3 aligned cross-sectional plane through the center of the pneumatic actuator,
5 a first embodiment of an air guiding device,
6 a second embodiment of an air guiding device,
7 a third embodiment of an air guiding device,
8th a fourth embodiment of an air guiding device,
9 a fifth embodiment of an air guiding device, and
10 a sixth embodiment of an air guiding device.

Ein in der 1 nur rein schematisch dargestelltes Ventilsystem 1 umfasst einen Pneumatiksteller 2 sowie einen auch als Armatur bezeichnetes, rein exemplarisch als Schieberventil ausgebildetes Medienventil 3. Das Medienventil 3 ist zur Beeinflussung einer Fluidströmung durch ein Armaturengehäuse 4 ausgebildet, in dem ein Fluidkanal 5 längs einer Kanalachse 6 mit konstantem Querschnitt erstreckt ist. Zur Beeinflussung eines Volumenstroms eines nicht näher dargestellten Fluids, das dem Fluidkanal 5 durchströmt, ist ein quer zur Kanalachse 6 linearbeweglich gelagerter Schieber 7 im Armaturengehäuse 4 aufgenommen. Dieser Schieber 7 steht über eine Koppelstange 8 in kinematischer Kopplung mit dem Pneumatiksteller 2 und kann somit von der nachstehend näher beschriebenen Kolbenstange des Pneumatikstellers 2 in Abhängigkeit von einem elektrischen oder elektronischen oder fluidischen Stellsignalen an den Pneumatiksteller 2 zwischen der in der 1 dargestellten Öffnungsstellung und einer nicht näher dargestellten Schließstellung verschoben werden.An Indian 1 valve system shown purely schematically 1 includes a pneumatic actuator 2 as well as a media valve, also referred to as a valve, designed purely as a slide valve 3 , The media valve 3 is for influencing fluid flow through a valve body 4 formed in which a fluid channel 5 along a channel axis 6 extends with a constant cross section. To influence a volume flow of a fluid, not shown, that the fluid channel 5 flows through, is a cross to the channel axis 6 slider with linear movement 7 in the valve body 4 added. This slider 7 stands over a coupling rod 8th in kinematic coupling with the pneumatic actuator 2 and can thus by the piston rod of the pneumatic actuator described in more detail below 2 depending on an electrical or electronic or fluidic control signal to the pneumatic actuator 2 between the in the 1 shown open position and a closed position, not shown.

Der Pneumatiksteller 2 wird auch als Steuerkopf bezeichnet, da er in Abhängigkeit von seiner nachstehend näher beschriebenen variablen Ausgestaltung unter Verwendung eines druckbeaufschlagten Fluids, insbesondere Druckluft, sowie gegebenenfalls unter Verwendung eines elektrischen oder elektronischen Steuersignals die Stellbewegung des Schiebers 7 zwischen der Öffnungsstellung und einer nicht gezeigten Schließstellung beeinflussen kann. Die Grundfunktion des Pneumatikstellers 2 besteht somit in der Bereitstellung einer linearen Bewegung an die Koppelstange 8 des Medienventils 3. Rein exemplarisch ist vorgesehen, dass der Pneumatiksteller 2 überwiegend aus Kunststoffteilen hergestellt ist, die insbesondere im Kunststoffspritzgussverfahren erzeugt werden können und die eine optisch ansprechende, gegenüber einer Vielzahl von chemischen Substanzen widerstandsfähige und gut zu reinigende Oberfläche für den Pneumatiksteller 2 gewährleisten.The pneumatic actuator 2 is also referred to as a control head, since it, depending on its variable configuration described in more detail below, using a pressurized fluid, in particular compressed air, and optionally using an electrical or electronic control signal, the actuating movement of the slide 7 can influence between the open position and a closed position, not shown. The basic function of the pneumatic actuator 2 therefore consists in providing a linear movement to the coupling rod 8th of the media valve 3 , By way of example, it is provided that the pneumatic actuator 2 is predominantly made of plastic parts that can be produced in particular by the plastic injection molding process and that have a visually appealing surface that is resistant to a large number of chemical substances and is easy to clean for the pneumatic actuator 2 guarantee.

Wie den Darstellungen der 2 bis 4 entnommen werden kann, umfasst der Pneumatiksteller 2 ein zumindest im Wesentlichen rotationssymmetrisch zu einer auch als Bewegungsachse bezeichneten Mittelachse 9 ausgebildetes Stützgehäuse 10, das in der Art eines Bechers gestaltet ist und dessen Außenoberfläche 11 weitgehend die äußere Anmutung des Pneumatikstellers 2 bestimmt. An der Außenoberfläche 11 des Stützgehäuses 10 ist ein längs der Mittelachse 9 erstreckter Gehäuseaufsatz 12, insbesondere einstückig, angeformt, der in einer nicht näher dargestellten, quer zur Mittelachse 9 ausgerichteten Querschnittsebene einen zumindest nahezu ringabschnittsförmigen Querschnitt aufweist. Beispielhaft ist vorgesehen, dass eine in radialer Richtung nach außen abragende Außenfläche 15 des Gehäuseaufsatzes 12 als Ausschnitt einer kreiszylindrischen Mantelfläche ausgebildet sind. Streifenförmig ausgebildete Seitenflächen 16, 17 des Gehäuseaufsatzes 12, die die Außenfläche 15 mit der Außenoberfläche 11 des Stützgehäuses 10 verbinden, sind exemplarisch jeweils eben und parallel zueinander ausgerichtet.As the representations of the 2 to 4 can be removed, includes the pneumatic actuator 2 an at least substantially rotationally symmetrical to a central axis also referred to as a movement axis 9 trained support housing 10 , which is designed in the manner of a cup and its outer surface 11 largely the external appearance of the pneumatic actuator 2 certainly. On the outside surface 11 of the support housing 10 is one along the central axis 9 extended housing attachment 12 , in particular in one piece, integrally formed in a cross-section to the central axis, not shown 9 aligned cross-sectional plane has an at least almost ring-shaped cross-section. As an example, it is provided that an outer surface protrudes outward in the radial direction 15 of the housing attachment 12 are designed as a section of a circular cylindrical outer surface. Side surfaces with stripes 16 . 17 of the housing attachment 12 that the outer surface 15 with the outer surface 11 of the support housing 10 connect, are exemplarily aligned and parallel to each other.

Wie der Darstellung der 2 entnommen werden kann, sind eine endseitige Stirnfläche 18 des Stützgehäuses 10 und eine Mündungsöffnung 19 einer im Gehäuseaufsatz 12 ausgebildeten Schachtausnehmung 20 in einer gemeinsamen Ebene angeordnet. Parallel beabstandet zu der Ebene, die von der Mündungsöffnung 19 und der Stirnfläche 18 bestimmt wird, ist eine Dichtungsebene vorgesehen, auf der eine umlaufende Dichtung 21 aufliegt, die in Wechselwirkung mit einem rein exemplarisch becherförmig ausgebildeten Abschlussdeckel 22 einen abdichtenden Verschluss eines von der Stirnfläche 18, der Schachtausnehmung 20 sowie dem Abschlussdeckel 22 ausgebildeten und in der 4 dargestellten Funktionsraum 23 ermöglicht.How the representation of the 2 can be removed are an end face 18 of the support housing 10 and an orifice 19 one in the housing attachment 12 trained shaft recess 20 arranged in a common plane. Spaced parallel to the plane from the mouth opening 19 and the face 18 is determined, a sealing level is provided on which a circumferential seal 21 that interacts with a purely exemplary cup-shaped cover 22 a sealing closure of one of the face 18 , the shaft recess 20 and the end cover 22 trained and in the 4 shown functional space 23 allows.

Wie der Darstellung der 2 entnommen werden kann, ist die Schachtausnehmung 20 längs der Mittelachse 9 mit einer im wesentlichen konstanten, vorzugsweise ringabschnittsförmigen Profilierung ausgebildet und dient zur Aufnahme einer lediglich beispielhaft in der 2 dargestellten Luftführungseinrichtung 26, die als auswechselbare Fluidkomponente in die Schachtausnehmung 20 montiert werden kann. Rein exemplarisch umfasst die Luftführungseinrichtung 26 zwei parallel zueinander ausgerichtete, beispielhaft rohrförmig ausgebildete Fluidleiter 27, 28, die sich jeweils zwischen einer Anschlusskupplung 29 und einem Anschlussstutzen 30 erstrecken. Dabei dienen die Anschlusskupplungen 29 jeweils zur Verbindung mit Schlauchanschlüssen 31, die im Abschlussdeckel 22 ausgebildet sind und die jeweils einen Anschluss eines nicht näher dargestellten Fluidschlauchs ermöglichen. Die Anschlussstutzen 30 sind für eine Kopplung mit Fluidkanälen 32, 33 vorgesehen, die im Gehäuseaufsatz 12 ausgebildet sind und nachstehend näher beschrieben werden.How the representation of the 2 can be removed is the shaft recess 20 along the central axis 9 formed with an essentially constant, preferably ring-section-shaped profile and serves to receive one merely by way of example in FIG 2 shown Air guide device 26 that as a replaceable fluid component in the shaft recess 20 can be assembled. As an example, the air duct device comprises 26 two mutually aligned, exemplary tubular fluid conductors 27 . 28 , each between a connection coupling 29 and a connecting piece 30 extend. The connection couplings are used here 29 each for connection with hose connections 31 that in the end cover 22 are formed and each allow connection of a fluid hose, not shown. The connecting pieces 30 are for coupling with fluid channels 32 . 33 provided in the housing attachment 12 are trained and described in more detail below.

Um eine vorteilhafte Handhabung der Luftführungseinrichtung 26 zu gewährleisten, sind die beiden Fluidleiter 27 und 28 jeweils durch Verbindungswege 34, 35 miteinander verbunden, wobei der obere Verbindungsstege 34 an die Profilierung der Schachtausnehmung 20 angepasst ist und somit eine eindeutige Positionierung der Luftführungseinrichtung 26 in der Schachtausnehmung 20 des Gehäuseaufsatz des 12 gewährleistet.For advantageous handling of the air guiding device 26 to ensure, are the two fluid conductors 27 and 28 each through connecting paths 34 . 35 connected to each other, with the upper connecting webs 34 to the profiling of the shaft recess 20 is adjusted and thus a clear positioning of the air guidance device 26 in the shaft recess 20 the housing attachment of the 12 guaranteed.

Beispielhaft ist vorgesehen, dass der Abschlussdeckel 22 mit einer zentralen Ausnehmung 38 versehen ist, in die eine Schauglaseinheit 39 eingeschraubt werden kann, die ein kugelförmig ausgebildetes Schauglas 40 sowie einen Befestigungsring 41 umfasst. Dabei dient der Befestigungsring 41 zur mechanischen Kopplung des Schauglases 40 mit dem Abschlussdeckel 22, während das aus einem transparenten Werkstoff, insbesondere PMMA (Polymethylmethacrylat), hergestellte Schauglas 40 becherförmig ausgebildet ist und einem Betrachter einen Einblick in einen Innenbereich des Pneumatikstellers 2, insbesondere auf eine Signalkappe 42, ermöglicht.As an example, it is provided that the end cover 22 with a central recess 38 is provided, in which a sight glass unit 39 can be screwed in, which is a spherical sight glass 40 as well as a mounting ring 41 includes. The fastening ring is used here 41 for mechanical coupling of the sight glass 40 with the end cover 22 , while the sight glass made of a transparent material, in particular PMMA (polymethyl methacrylate) 40 is cup-shaped and gives an observer an insight into an interior of the pneumatic actuator 2 , especially on a signal cap 42 , enables.

Wie der Darstellung der 4 entnommen werden kann, ist das Stützgehäuse 10 an einer Unterseite mit einem zumindest im Wesentlichen rotationssymmetrisch zur Mittelachse 9 ausgebildeten Zylindergehäuse 45 verschlossen, das im Wesentlichen in einen Zylinderabschnitt 46, einen Bodenabschnitt 47 sowie einen Kupplungsabschnitt 48 unterteilt werden kann. Rein exemplarisch ist der Zylinderabschnitt 46 mit einer kreiszylindrischen Geometrie längs der Mittelachse 9 erstreckt und weist an einer Außenoberfläche einen Gewindeabschnitt 50 sowie nicht näher bezeichnete Anlageflächen für Dichtungsringe 51 und 52 auf. Hiermit kann das Zylindergehäuse 45 durch Einschrauben in den Öffnungsbereich des Stützgehäuses 10 formschlüssig abdichtend mit dem Stützgehäuse 10 gekoppelt werden und bildet dabei mit dem Stützgehäuse 10 einen prinzipiell fluiddicht ausgebildeten Fluidraum 53, der auch als Arbeitsraum bezeichnet werden kann. Eine Innenoberfläche 54 des Zylinderabschnitts 45 dient als Anlagefläche für einen abdichtende und linearbewegliche Anlage eines nachstehend näher beschriebenen Arbeitskolbens 60 . Der Bodenabschnitt 47 des Zylindergehäuses 45 umfasst einerseits eine Anordnung aus einer Lagerbuchse 55 und einem Dichtring 56, die für eine gleitbewegliche Lagerung und Abdichtung einer linearbeweglichen Kolbenstange 61 ausgebildet sind. Zum anderen dient der Bodenabschnitt 47 als mechanischer Übergang zwischen dem Zylinderabschnitt 46 und dem Kupplungsabschnitt 48, wobei der Kupplungsabschnitt 48 für eine nicht näher dargestellte mechanische Kopplung mit dem Armaturengehäuse 4 ausgebildet ist und hierzu einen drehbeweglich gelagerten, mit einem Außengewindeabschnitt versehenen Schraubring 57 und einen Verbindungsstutzen 58 umfasst.How the representation of the 4 can be removed is the support housing 10 on an underside with an at least substantially rotationally symmetrical to the central axis 9 trained cylinder housing 45 closed, which is essentially in a cylinder section 46 , a floor section 47 and a coupling section 48 can be divided. The cylinder section is purely exemplary 46 with a circular cylindrical geometry along the central axis 9 extends and has a threaded portion on an outer surface 50 as well as unspecified contact surfaces for sealing rings 51 and 52 on. This allows the cylinder housing 45 by screwing into the opening area of the support housing 10 form-fitting sealing with the support housing 10 be coupled and forms with the support housing 10 a fluid chamber which is in principle designed to be fluid-tight 53 , which can also be called a work space. An inner surface 54 of the cylinder section 45 serves as a contact surface for a sealing and linearly movable system of a working piston described in more detail below 60 , The bottom section 47 of the cylinder housing 45 on the one hand includes an arrangement of a bearing bush 55 and a sealing ring 56 for a sliding bearing and sealing of a linearly movable piston rod 61 are trained. On the other hand, the bottom section serves 47 as a mechanical transition between the cylinder section 46 and the coupling section 48 , the coupling section 48 for a mechanical coupling (not shown) with the valve body 4 is formed and for this purpose a rotatably mounted screw ring provided with an externally threaded section 57 and a connector 58 includes.

Der Arbeitskolben 60 ist rein exemplarisch rotationssymmetrisch zur Mittelachse 9 ausgebildet und weist eine becherförmige Geometrie auf. An einem radial außenliegenden Umfangsbereich 62 weist der Arbeitskolben 60 eine umlaufende Dichtungsnut 63 auf, in die ein Dichtring 64 eingelegt ist, der für eine gleitbewegliche und abdichtende Anlage an der Innenoberfläche 54 des Zylinderabschnitts 46 ausgebildet ist. Ein Bodenbereich 65 des Arbeitskolbens 60 ist mit einer Ausnehmung 66 versehen, die von einem Koppelring 67 durchsetzt ist. Dieser Koppelring 67 ist beispielhaft aus Metall, insbesondere Stahl, hergestellt und wird im Rahmen eines Kunststoffspritzgussverfahren als Einlegenteil bei der Herstellung des Arbeitskolbens 60 in eine Kunststoffspritzgussform eingelegt und mit dem zur Bildung des Arbeitskolbens 60 vorgesehenen Kunststoff umspritzt, so dass er stoffschlüssig integraler Bestandteil des Arbeitskolbens 60 ist. Der Koppelring 67 ist ferner mit der rein exemplarisch kreiszylindrisch ausgebildeten und längs der Mittelachse 9 erstreckten Kolbenstange 61 in nicht näher dargestellter Weise stoffschlüssig verbunden, beispielsweise durch Laserschweißen verschweißt.The working piston 60 is purely exemplary rotationally symmetrical to the central axis 9 formed and has a cup-shaped geometry. On a radially outer peripheral area 62 points the piston 60 a circumferential sealing groove 63 in which a sealing ring 64 is inserted for a sliding and sealing system on the inner surface 54 of the cylinder section 46 is trained. A floor area 65 of the working piston 60 is with a recess 66 provided by a coupling ring 67 is enforced. This coupling ring 67 is for example made of metal, especially steel, and is used as an insert in the manufacture of the working piston in the context of a plastic injection molding process 60 inserted in a plastic injection mold and with that to form the working piston 60 Injection molded plastic provided, so that it is integrally integral part of the piston 60 is. The coupling ring 67 is also with the purely exemplary circular cylindrical and along the central axis 9 extended piston rod 61 Cohesively connected in a manner not shown, for example welded by laser welding.

Der Arbeitskolben 60 begrenzt zusammen mit der Kolbenstange 61, dem Zylinderabschnitt 46 und dem Bodenabschnitt 47 einen ersten größenvariablen Arbeitsraumabschnitt 70. Dieser kann in nachstehend näher beschriebener Weise mit einem druckbeaufschlagten Arbeitsfluid, insbesondere Druckluft, beaufschlagt werden, um eine lineare Bewegung des Arbeitskolbens 60 und der mit dem Arbeitskolben 60 verbundenen Kolbenstange 61 längs der Mittelachse 9 zu bewirken. Um eine eindeutige Stellung des Arbeitskolbens 60 und der Kolbenstange 61 in einem drucklosen Zustand des ersten Arbeitsraumabschnitts 70 zu gewährleisten, liegen rein exemplarisch zwei koaxial zueinander angeordnete Wendelfedern 75, 76 auf ringförmig ausgebildeten Anlageflächen 77, 78 des Arbeitskolbens 60 an. Die beiden Wendelfedern 75, 76 sind ferner an gegenüberliegend zu den Anlageflächen 77 und 78 ausgebildeten Stützflächen 79, 80 des Stützgehäuses 10 abgestützt und bereits in der Neutralstellung des Arbeitskolbens 60 gemäß der 4 vorgespannt, wodurch die gewünschte Festlegung einer Ruheposition für den Arbeitskolben 60 sowie die Kolbenstange 61 gewährleistet ist.The working piston 60 limited together with the piston rod 61 , the cylinder section 46 and the bottom section 47 a first size-variable workspace section 70 , This can be acted upon with a pressurized working fluid, in particular compressed air, in the manner described in more detail below, in order to achieve a linear movement of the working piston 60 and the one with the working piston 60 connected piston rod 61 along the central axis 9 to effect. For a clear position of the working piston 60 and the piston rod 61 in a depressurized state of the first work space section 70 To guarantee, there are two coaxial springs arranged purely by way of example 75 . 76 on ring-shaped contact surfaces 77 . 78 of the working piston 60 on. The two coil springs 75 . 76 are also on opposite to the contact surfaces 77 and 78 trained support surfaces 79 . 80 of the support housing 10 supported and already in the neutral position of the working piston 60 according to the 4 preloaded, whereby the desired definition of a rest position for the working piston 60 as well as the piston rod 61 is guaranteed.

Alternativ kann vorgesehen werden, dass eine nicht dargestellte Wendelfeder in einem vom becherförmig ausgebildeten Arbeitskolben 60 und der Kolbenstange 61 begrenzten Ringraum 82 aufgenommen wird, wobei diese nicht dargestellte Wendelfeder an einer Ringfläche 83 des Bodenabschnitts 47 abgestützt werden kann und hierdurch eine Vorspannung des Arbeitskolbens 60 in eine nicht gezeigte Ruhestellung ermöglicht, bei der die Kolbenstange 61 gemäß der Darstellung der 4 in eine nach oben verschobene Ruhestellung vorgespannt ist.Alternatively, it can be provided that a helical spring, not shown, in a working piston formed by the cup 60 and the piston rod 61 limited annulus 82 is recorded, this helical spring, not shown, on an annular surface 83 of the bottom section 47 can be supported and thereby a bias of the working piston 60 in a rest position, not shown, in which the piston rod 61 according to the representation of 4 is biased into an upward shifted rest position.

Ein vom Arbeitskolben 60, vom Zylinderabschnitt 46 sowie von der Kolbenstange 61 und dem Stützgehäuse 10 begrenzter zweiter größenvariabler Arbeitsraumabschnitt 71 ist mit Ausnahme eines nachstehend näher beschriebenen Fluidkanals abdichtend gegenüber einer Umgebung des Pneumatikstellers 2 ausgebildet. In Abhängigkeit von einer Blockierung oder Freigabe des Fluidkanals findet bei einer Bewegung des Arbeitskolbens 60 aus der Ruhestellung gemäß der 4 entweder eine Verdichtung des im zweiten Arbeitsraumabschnitt 71 aufgenommenen Fluids statt oder es erfolgt ein Abstrom des Fluids aus dem zweiten Arbeitsraumabschnitt 71 durch den Fluidkanal.One from the piston 60 , from the cylinder section 46 as well as from the piston rod 61 and the support housing 10 limited second size-variable workspace section 71 is, with the exception of a fluid duct described in more detail below, sealing against an environment of the pneumatic actuator 2 educated. Depending on a blockage or release of the fluid channel takes place when the working piston moves 60 from the rest position according to the 4 either a compression of the in the second work area 71 taken up fluid or there is an outflow of the fluid from the second workspace section 71 through the fluid channel.

Beispielhaft ist vorgesehen, dass der Zylinderabschnitt 46 im Bereich des ersten Arbeitsraumabschnitts 70 mit Radialbohrungen 90, 91 versehen ist, die eine fluidisch kommunizierende Verbindung des ersten Arbeitsraumabschnitts 70 mit einem zwischen dem Zylinderabschnitt 46 und dem Stützgehäuse 10 ausgebildeten Ringraum 92 gewährleisten. Der Ringraum 92 steht in nicht näher dargestellter Weise mit einem ersten Fluidkanal 32 in fluidisch kommunizierender Verbindung, der ausgehend von einer Innenstirnfläche 96 in der Schachtausnehmung 20 des Gehäuseaufsatzes 12 erstreckt ist. Der erste Fluidkanal 32 weist einen ersten Kupplungsabschnitt 95 auf, der zur fluiddichten Aufnahme des Anschlussstutzens 30 des Fluidleiters 27 ausgebildet ist. Ferner ist ausgehend von der Innenstirnfläche 96 des Gehäuseaufsatzes 12 ein zweiter Fluidkanal 33 mit einem zweiten Kupplungsabschnitt 98 ausgebildet, der zur Aufnahme des Anschlussstutzens 30 des zweiten Fluidleiters 28 ausgebildet ist, wobei der zweite Fluidkanal 33 in nicht näher dargestellter Weise mit dem zweiten Arbeitsraumabschnitt 71 in fluidisch kommunizierender Verbindung steht.It is provided as an example that the cylinder section 46 in the area of the first work area 70 with radial holes 90 . 91 is provided, the fluidically communicating connection of the first work space section 70 with one between the cylinder section 46 and the support housing 10 trained annulus 92 guarantee. The annulus 92 is in a manner not shown with a first fluid channel 32 in a fluidically communicating connection, starting from an inner face 96 in the shaft recess 20 of the housing attachment 12 is extended. The first fluid channel 32 has a first coupling section 95 on, for the fluid-tight reception of the connecting piece 30 of the fluid conductor 27 is trained. Furthermore, starting from the inner face 96 of the housing attachment 12 a second fluid channel 33 with a second coupling section 98 trained to accommodate the connecting piece 30 of the second fluid conductor 28 is formed, the second fluid channel 33 in a manner not shown with the second work area section 71 is in a fluidly communicating connection.

Aus der Darstellung der 3 ist zu entnehmen, dass die beiden Fluidleiter 27 und 28 jeweils unter Zwischenschaltung von Kupplungshülsen 100, die aus einem gummielastischen Material hergestellt sind, jeweils individuell fluidisch kommunizierend mit jeweils einem der Schlauchanschlüsse 31 verbunden sind.From the representation of the 3 it can be seen that the two fluid conductors 27 and 28 each with the interposition of coupling sleeves 100 , which are made of a rubber-elastic material, each individually communicating fluidically with one of the hose connections 31 are connected.

Um eine möglichst einfache Handhabung der Luftführungseinrichtung 26 zu gewährleisten, sind die Anschlussstutzen 30 und die Kupplungsabschnitte 95, 98 derart aufeinander abgestimmt, dass bei einem linearen Einschieben der Luftführungseinrichtung 26 durch gegenseitige kegelförmige Geometrien ein Zentrierung der Anschlussstutzen 30 in die jeweiligen Kupplungsabschnitte 95 und 98 gewährleistet ist. Eine Abdichtung zwischen den Anschlussstutzen 30 und den Kupplungsabschnitten 95 und 98 wird durch Dichtungsringe 101 gewährleistet, die in nicht näher bezeichneten Umfangsnuten an den Anschlussstutzen 30 aufgenommen sind und die abdichtende Kopplung mit den jeweiligen Kupplungsabschnitten 95 und 98 gewährleisten.In order to make the air guiding device as simple as possible 26 to ensure, the connecting pieces 30 and the coupling sections 95 . 98 matched to one another in such a way that with a linear insertion of the air guiding device 26 centering of the connecting piece thanks to mutual conical geometries 30 into the respective coupling sections 95 and 98 is guaranteed. A seal between the connecting pieces 30 and the coupling sections 95 and 98 is through sealing rings 101 guaranteed, in circumferential grooves not specified on the connecting piece 30 are included and the sealing coupling with the respective coupling sections 95 and 98 guarantee.

Die 5 zeigt eine schematische Darstellung der Luftführungseinrichtung 26, wie sie auch in der 2 gezeigt ist.The 5 shows a schematic representation of the air guide device 26 as in the 2 is shown.

Die 6 zeigt eine Variante der Luftführungseinrichtung 26 gemäß den 2 und 5. Bei der Luftführungseinrichtung 106 sind die beiden Fluidleiter 107, 108 jeweils doppelt abgewinkelt ausgebildet, womit verglichen mit der Luftführungseinrichtung 26 ein kreuzweiser Fluidstrom durch die Luftführungseinrichtung 106 erzielt werden kann.The 6 shows a variant of the air duct device 26 according to the 2 and 5 , At the air duct 106 are the two fluid conductors 107 . 108 each formed double angled, which is compared to the air duct device 26 a crosswise fluid flow through the air guiding device 106 can be achieved.

Bei der dritten Ausführungsform einer Luftführungseinrichtung 206 gemäß der 7 ist rein exemplarisch dem Fluidleiter 207 eine Sensoreinrichtung 209 zugeordnet, die für eine Ermittlung eines fluidbezogenen Kennwerts im Fluidleiter 207, beispielsweise eines Fluiddrucks, ausgebildet ist. Die Sensoreinrichtung 209 umfasst hierzu eine Verbindungsleitung 210 für die fluidisch kommunizierende Verbindung mit dem Fluidleiter 207. Zudem umfasst die Sensoreinrichtung 209 eine Anschlussleitung 211, die mit einem Steckverbinder 212 gekoppelt ist, der bei einer Anordnung der Luftführungseinrichtung 206 in der Schachtausnehmung 20 des Gehäuseaufsatzes 12 im Bereich der Mündungsöffnung 19 angeordnet ist und hier mit einem geeigneten Sensorkabel verbunden werden kann, das mit einer nicht dargestellten externen Steuereinrichtung verbindbar ist.In the third embodiment of an air guiding device 206 according to the 7 is purely exemplary of the fluid conductor 207 a sensor device 209 assigned for determining a fluid-related characteristic value in the fluid conductor 207 , for example a fluid pressure. The sensor device 209 for this purpose includes a connecting line 210 for the fluidically communicating connection with the fluid conductor 207 , The sensor device also includes 209 a connecting line 211 using a connector 212 is coupled, the arrangement of the air guiding device 206 in the shaft recess 20 of the housing attachment 12 in the area of the mouth opening 19 is arranged and can be connected here with a suitable sensor cable that can be connected to an external control device, not shown.

Bei der vierten Ausführungsform einer Luftführungseinrichtung 306 gemäß der 8 ist rein exemplarisch dem Fluidleiter 307 eine Ventileinrichtung 313 zugeordnet, die beispielhaft als Schaltventil ausgebildet ist und somit wahlweise eine Blockierung bzw. Freigabe des Fluidleiters 307 ermöglicht. Die Ventileinrichtung 313 umfasst eine Anschlussleitung 314, der ein Steckverbinder 315 zugeordnet ist, um eine Bereitstellung von, insbesondere elektrischen oder fluidischen, Steuersignalen von einer nicht dargestellten Steuereinrichtung an die Ventileinrichtung 313 zu ermöglichen.In the fourth embodiment of an air guiding device 306 according to the 8th is purely exemplary of the fluid conductor 307 a valve device 313 assigned, which is designed as a switching valve, for example, and thus optionally blocking or releasing the fluid conductor 307 allows. The valve device 313 includes a connecting cable 314 who is a connector 315 associated is to provide, in particular electrical or fluidic, control signals from a control device, not shown, to the valve device 313 to enable.

Bei der fünften Ausführungsform einer Luftführungseinrichtung 406 gemäß der 9 sind sowohl eine Sensoreinrichtung 416 mit zugehöriger Verbindungsleitung 417, Anschlussleitung 418 und Steckverbinder 419 als auch eine Ventileinrichtung 420 mit zugehöriger Anschlussleitung 421 und Steckverbinder 422 vorgesehen.In the fifth embodiment of an air guiding device 406 according to the 9 are both a sensor device 416 with associated connecting line 417 , Connecting cable 418 and connectors 419 as well as a valve device 420 with associated connection cable 421 and connectors 422 intended.

Bei der sechsten Ausführungsform einer Luftführungseinrichtung 506 gemäß der 10 sind eine Sensoreinrichtung 523 mit zugehöriger Verbindungsleitung 524 und Anschlussleitung 525 und eine Ventileinrichtung 526 mit zugehöriger Anschlussleitung 527 vorgesehen, die jeweils über die Anschlussleitungen 525 und 527 mit einer Steuereinrichtung 528 verbunden sind, die ihrerseits über eine Anschlussleitung 529 mit einem Steckverbinder 530 verbunden ist. Bei dieser Ausführungsform kann vorgesehen werden, dass Sensorsignale der Sensoreinrichtung 523 in der Steuereinrichtung 528 verarbeitet werden und in Steuersignale für die Ventileinrichtung 526 umgesetzt werden.In the sixth embodiment of an air guiding device 506 according to the 10 are a sensor device 523 with associated connecting line 524 and connecting cable 525 and a valve device 526 with associated connection cable 527 provided, each via the connecting lines 525 and 527 with a control device 528 are connected, which in turn via a connecting line 529 with a connector 530 connected is. In this embodiment it can be provided that sensor signals from the sensor device 523 in the control device 528 are processed and in control signals for the valve device 526 be implemented.

Ergänzend oder alternativ kann vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung 528 über die Anschlussleitung 529 und den Steckverbinder 530 in Kommunikation mit einer nicht dargestellten übergeordneten Steuerung steht, an die Sensorsignale der Sensoreinrichtung 523 bereitgestellt werden und von der Steuersignale zur Ansteuerung der Ventileinrichtung 526 bereitgestellt werden, die von der Steuereinrichtung 528 an die Ventileinrichtung 526 weitergeleitet werden.Additionally or alternatively, it can be provided that the control device 528 via the connecting line 529 and the connector 530 is in communication with a higher-level controller, not shown, to the sensor signals of the sensor device 523 are provided and by the control signals for controlling the valve device 526 are provided by the control device 528 to the valve device 526 to get redirected.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

WO 2018010886 A1 [0002]

Claims

Pneumatic actuator for controlling a valve fitting (3), with a working piston (60), which is movably received in a cylinder housing (45) along a movement axis (9) and with the cylinder housing (45) delimits a size-variable working space (53) and which with a Connected along the movement axis (9) is a piston rod (61) which passes through the end of the cylinder housing (45), a housing attachment (12.) on an outer surface (11) of a support housing (10) which at least partially surrounds the cylinder housing (45) ) is arranged, which extends along the movement axis (9) and which is penetrated at least in sections by a shaft recess (20) which extends along the movement axis (9) and which is in fluidically communicating connection with the work space (53), characterized in that in the shaft recess (20) an exchangeable fluid component from the group: air guiding device (26), air guiding device ( 206) with sensor device (209), air guide device (306) with valve device (313), air guide device (406) with sensor device (416) and valve device (420), air guide device (506) with sensor device (523) and valve device (526) and control device ( 528).

Pneumatic actuator after Claim 1 characterized in that the air guiding device (26; 106; 206; 306; 406; 506) comprises at least one fluid conductor (27, 28; 107, 108; 207; 307), which is located between a connection coupling (29) and a connection piece ( 30), the connecting coupling (29) being designed for connection to a hose connection (31) and the connecting piece (30) for coupling with a fluid channel (32, 33) formed in the support housing (10).

Pneumatic actuator after Claim 2 , characterized in that the shaft recess (20) in the housing attachment (12) extends between an opening (19) and an inner end face (96), the inner end face (96) being penetrated by at least one fluid channel (32, 33), which as fluidly communicating connection is formed with the work space (53) and which on the inner end face (96) has a coupling section (95, 98) which is used for a sealing reception of the connecting piece (30) of the air guide device (26; 106; 206; 306; 406 ; 506) is formed.

Pneumatic actuator after Claim 3 , characterized in that the housing attachment (12) is integrally connected to the cup-shaped support housing (10) and / or is designed with a constant external profile.

Pneumatic actuator after Claim 4 , characterized in that the cylinder housing (45) closes an open end region of the support housing (10) and that the mouth opening (19) of the shaft recess (20) is arranged adjacent to an end face (18) of the support housing (10).

Pneumatic actuator after Claim 4 or 5 , characterized in that the end face (18) of the support housing (10) is assigned a cup-shaped end cover (22) which comprises at least one hose connection (31) which is used for a sealing coupling with the connection coupling (29) of the air guide device (26; 106; 206; 306; 406; 506) and for attaching a fluid hose.

Pneumatic actuator after Claim 6 , characterized in that the replaceable fluid component (26; 106; 206; 306; 406; 506) is formed in one piece with the end cover (22).

Pneumatic actuator after Claim 3 . 4 . 5 . 6 or 7 , characterized in that the inner end face (96) is penetrated by the first fluid channel (32) and by a second fluid channel (33), the first fluid channel (32) being designed for a fluidically communicating connection to a first working space section (70) and wherein the second fluid channel (33) is designed for a fluidically communicating connection to a second work area section (71) and the working piston (60) is designed to separate the first work area section (70) from the second work area section (71).

Pneumatic actuator according to one of the preceding claims, characterized in that the working piston (60) is rotationally symmetrical to a central axis (9) of the piston rod (61) and is formed by a radially inner, cup-shaped middle part and a radially outer ring part (62), wherein the ring part (62) is arranged adjacent to a mouth opening of the middle part and the middle part delimits an elongated ring space (92) with the piston rod (61).

Pneumatic actuator according to one of the preceding claims, characterized in that the piston rod (61) is coupled to a valve member (7) accommodated in a linearly movable manner in a valve housing (4) and in that the cylinder housing (45) or the support housing (10) is connected to the valve housing (4 ) is coupled to ensure actuation of the valve member (7) as a function of a force acting on the working piston (60).