DE1923857C3

DE1923857C3 - Pressure medium operated servomotor

Info

Publication number: DE1923857C3
Application number: DE19691923857
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-05-09
Filing date: 1969-05-09
Publication date: 1977-10-20

Description

Die Erfindung betrifft einen druckmittelbetätigten Stellmotor mit einem in einer Druckkammer vom Druckmittel beaufschlagten Schwenkflügel und einer dessen Rückstellung bewirkenden Spiralfeder mit einstellbarer Vorspannung, von der das eine Ende mit der Welle des Schwenkflügels und das andere Ende mit dem Gehäuse des Stellmotors verbunden ist.The invention relates to a pressure-medium-operated servomotor with one in a pressure chamber from Swivel vane acted upon by pressure medium and a spiral spring which brings about its return adjustable preload, one end of which with the shaft of the swivel blade and the other end with is connected to the housing of the servomotor.

Ein derartiger Stellmotor ist aus der US-PS 30 51 143 bekannt. Der vom Druckmittel beaufschlagte Schwenkflügel kann in der Druckkammer eine kreisbogenförmige Bewegung ausführen, die über seine Achswelle nach außen übertragen wird und für Steuerungszwecke verwendet werden kann. Als Rückstellfeder dient eine Schraubenfeder oder Spiralfeder, die um die Achswelle des Schwenkflügels gewunden und mit ihrem einen Ende an dieser befestigt ist. Das andere Ende der Feder stützt sich an dem Druckkammergehäuse ab. Mittels eines verdrehbaren Stellringes kann die Vorspannung der Feder eingestellt werden.Such a servomotor is known from US Pat. No. 3,051,143. The swivel vane acted upon by the pressure medium can perform a circular arc-shaped movement in the pressure chamber, which according to its axle shaft is transmitted outside and can be used for control purposes. A return spring is used Helical spring or spiral spring, which is wound around the axle shaft of the swivel vane and with its one End is attached to this. The other end of the spring is supported on the pressure chamber housing. Means The preload of the spring can be adjusted using a rotatable adjusting ring.

Derartige Stellmotoren werden in bestimmten Normgrößen hergestellt. Im praktischen Gebrauch werden aber Rückstellfedern mitunter nicht benötigt, beispielsweise dann, wenn der Schwenkflügel von beiden Seiten mit Druckmittel beaufschlagbar ist. Es müssen also für den praktischen Bedarf Stellmotoren mit und ohne Rückstellfedern bereitgehalten werden. Bei Stellmotoren mit Rückstellfedern ist es im praktischen Gebrauch auch erforderlich, die Rückstellkraft den jeweiligen Bedürfnissen anzupassen. Eine nachträgliche Verstellung der Rückstellkraft kann bei dem bekannten Stellmotor aber nur sehr schwierig und nicht leicht reproduzierbar vorgenommen werden.Such servomotors are produced in certain standard sizes. In practical use but return springs are sometimes not required, for example when the swivel vane of pressure medium can be applied to both sides. Actuators must therefore be used for practical requirements be kept ready with and without return springs. For servomotors with return springs it is in practical use also required to adapt the restoring force to the respective needs. One Subsequent adjustment of the restoring force can only be very difficult with the known servomotor cannot be made easily reproducible.

Die GB-PS 9 40 929 zeigt eine Druckregelvorrichtung, die ähnlich dem bekannten Stellmotor aufgebaut ist Sie enthält einen in einer Druckkammer angeordneten druckmittelbeaufschlagten Schwenkflügel, der von einer in einem Federgehäuse untergebrachten Spiralfeder in die Ausgangslage rückstellbar is . Das äußere Ende der Spiralfeder ist dabei an einer Platte befestigt, die Außenwand der Druckkammer und Grundplatte des Federgehäuses zugleich ist. Uberdie Feder .st ein Gehäuse gestülpt, mittels einer Überwurfmutter wird die Gesamtanordnung mit dem Festschrauben in eine Basisplatte der Druckregelvorrichtung zusammenge-GB-PS 9 40 929 shows a pressure control device which is constructed similarly to the known servomotor It contains a swivel vane that is acted upon by pressure medium and is arranged in a pressure chamber, which is controlled by a spiral spring housed in a spring housing can be reset to the starting position. The outer The end of the spiral spring is attached to a plate, the outer wall of the pressure chamber and the base plate of the Spring housing is at the same time. A housing is slipped over the spring, by means of a union nut assemble the entire arrangement by screwing it into a base plate of the pressure regulating device

halten. , ,. ,, ,keep. ,,. ,,,

Wenn man bei dieser Anordnung die Federvorspannune verändern wollte, dann müßte man die Gesamtanordnung demontieren, wobei zusätzlich geeignete Mittel vorzusehen wären, die die das Federende haltende Platte in ihrer eingestellten Lage bis zur fertigen Montage fixieren. Eine solche Federverstellung wäre daher sehr umständlich.If you use the spring preload with this arrangement wanted to change, then one would have to change the overall arrangement dismantle, in addition, suitable means would have to be provided that the end of the spring Fix the holding plate in its set position until the assembly is complete. Such a spring adjustment would therefore be very cumbersome.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen dnickmittelbetätigten Stellmotor der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß die Rückstellkraft sehr einfach eingestellt werden kann.The invention is based on the object of providing a thick-medium-actuated servomotor of the type mentioned at the beginning Kind of design so that the restoring force can be adjusted very easily.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemaß dadurch gelost, daß die Spiralfeder in einem auf dem Druckkammergehäuse angeordneten zweiteiligen Gehäuse angeordnet ist von dem das Unterteil mit dem Druckkammergehause' und das Oberteil mit dem anderen bnde der Spiralfeder verbunden ist, wobei das Oberteil zur Federvorspannung vor seiner Verbindung mit dem Unterteil diesem gegenüber verdrehbar ist.According to the invention, this object is achieved by that the spiral spring is arranged in a two-part housing arranged on the pressure chamber housing is of which the lower part with the pressure chamber housing 'and the upper part with the other volume of the Coil spring is connected, the upper part for spring preload prior to its connection with the Lower part is rotatable with respect to this.

Wenn man auf eine Rückstellkraft ganz verzichten will dann kann man auf den Anbau eines Rückstellfeder-Gehäuses an das Druckkammergehäuse auch verzichten. Wenn das wellenseitige Ende der Spiralfeder an einer Nabe befestigt ist, die an der der Flügelwclle zugekehrten Seite mit dem Flügelwellenende formschlüssig kuppelbar ausgebildet ist und das Federgehäuse auf seiner dem Druckkammergehäuse abgewandten Seite zusammen mit dem daraus hervorragenden Nabenende die gleiche Anschlußkontur aufweist, wie das Druckkammergehäuse an der dem Federgehäuse zugewandten Seite mit dem daraus hervorragenden Flügelwellenende, dann läßt sich das genannte Ziel besonders günstig erreichen. Das Flügelgehäuse und die Nabe wirken dann wie eine aufgesetzte Verlängerung für die Flügelwelle, so daß bei Fortlassen des Federgehäuses die von dem Stellmotor zu betätigenden Elemente unmittelbar mit dem Flügelwellenende verbunden werden können, ohne daß weitere Umrüstmaßnahmen erforderlich sind.If you want to do without a return force entirely, you can add a return spring housing also do without the pressure chamber housing. If the shaft-side end of the spiral spring is attached to a The hub is attached, the side facing the Flügelwclle form-locking with the wing shaft end Is designed to be coupled and the spring housing on its remote from the pressure chamber housing Side together with the hub end protruding from it has the same connection contour as the pressure chamber housing on the side facing the spring housing with the protruding therefrom Wing shaft end, then the stated goal can be achieved particularly favorably. The wing housing and the Hub then act like an attached extension for the vane shaft, so that if the Spring housing the elements to be actuated by the servomotor directly with the vane shaft end can be connected without further conversion measures being necessary.

Die Lagerhaltung läßt sich erheblich reduzieren, die Stellmotoren können ohne Flügelgehäuse auf Lager gehalten werden, je nach Bedarf sucht man sich eine Feder geeigneter Rückstellkraft aus.Warehousing can be reduced considerably, the servomotors can be kept in stock without a wing housing be held, depending on your needs, you choose a spring with a suitable restoring force.

Die Erfindung soll nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel dargestellt ist, näher erläutert werden. Es zeigt The invention is to be explained in more detail below with reference to the drawing in which a preferred embodiment is shown. It shows

Fig. 1 einen Längsschnitt durch den erfindungsgemäßen Stellmotor, undFig. 1 is a longitudinal section through the invention Servomotor, and

Fig.2 einen Querschnitt durch den Stellmotor nach Fig. 1.2 shows a cross section through the servomotor Fig. 1.

Wie aus F i g. 1 hervorgeht, weist der erfindungsgemäße Stellmotor ein Druckkammergehäuse 1 auf, welches eine von zwei gekrümmten Wandungen begrenzte Druckkammer einschließt, in welcher ein um etwa 90° verschwer.kbarcr, an einer Welle 3 befestigter Flügel 2 angeordnet ist. An der Oberseite des Druckkammergehäuses 1 ist mittels Schrauben 4 einAs shown in FIG. 1 shows, the servomotor according to the invention has a pressure chamber housing 1, which includes a pressure chamber bounded by two curved walls, in which a about 90 ° verschwer.kbarcr, attached to a shaft 3 Wing 2 is arranged. At the top of the pressure chamber housing 1 is a screw 4

Gehäuse 5 für die Rückstellvorrichtung angeflanscht. Die Rückstellvorrichtung besteht aus einer Spiralfeder 6, deren inneres Ende 7 mit einer Nabe 8 verbunden ist, welche in einer zur Welle 3 konzentrischen Buchse 9 gelagert und mit einer quadratischen Ausnehmung 10 versehen ist, so daß sie das obere Ende der Welle 3, die gleichfalls einen quadratischen Querschnitt aufweist, formschlüssig erfaßt. Das untere Ende der W»lle 3 hat ebenfalls einen quadratischen Querschnitt, so daß dieses mit einfm in der Zeichnung nicht dargestellten Gerät gekuppelt werden kann, beispielsweise einem Ventil, das durch den Stellmotor betätigt werden soll.Flanged housing 5 for the reset device. The reset device consists of a spiral spring 6, the inner end 7 of which is connected to a hub 8 which is in a bushing 9 which is concentric to the shaft 3 is supported and provided with a square recess 10, so that they the upper end of the shaft 3, the also has a square cross-section, detected positively. The lower end of the wave 3 has also a square cross-section, so that this with a device not shown in the drawing can be coupled, for example a valve that is to be operated by the servomotor.

Das obere Ende der Nabe 8 ragt über das Federgehäuse 5 hinaus und wird von einer Steckkupplung 16 erfaßt, die in einem Gehäuse 14 angeordnet ist, das mit dem Federgehäuse 5 durch Schrauben 17 verbunden ist. Das Gehäuse 14 enthäl mit dem Stellmotor zusammenwirkende Zusatzvorrichtungen, wie beispielsweise elektrische Mikruschalter 15, die durch einen an der Steckkupplung 16 angeordneten Arm betätigt werden, um die Bewegung des Flügels 2 in dessen Endlagen anzuzeigen.The upper end of the hub 8 protrudes beyond the spring housing 5 and is connected to a plug-in coupling 16 detected, which is arranged in a housing 14, which is connected to the spring housing 5 by screws 17 connected is. The housing 14 contains additional devices interacting with the servomotor, such as electrical microswitches 15, the can be actuated by an arm arranged on the plug-in coupling 16 to initiate the movement of the wing 2 in display its end positions.

Das Federgehäuse 5 besteht aus einem oberen und einem unteren, mit einem Flansch versehenen Teil 18a, 18i>, die mit einer Zentriernut 19 versehen und mittels Schrauben 20 miteinander verbunden sind. Eine Ausnehmung 21 im Flansch des oberen Teils 18<i umfaßt den Schaft eines Bolzens 22, der dazu dient, das äußere Ende der Spiralfeder 6 am Federgehäuse 5 zu befestigen. Der Bolzen 22 ist weiterhin durch eine Blattfeder 23 hindurchgeführt, die auf der Konkavseite der Spiralfeder 6 angeordnet ist und dazu dient, das Ende der Spiralfeder 6 fest an die Wandung des Federgehäuses 5 anzupressen, damit die Federkraft kein Kippmoment auf den Bolzen 22 auszuüben vermag. Außerdem werden die beiden Teile 18.·? und 18£> durch den Flansch verstärkt und somit vor einer Beschädigung durch die Kraft der Spiralfeder 6 geschützt.The spring housing 5 consists of an upper and a lower, provided with a flange part 18a, 18i>, which is provided with a centering groove 19 and means Screws 20 are connected to one another. A recess 21 in the flange of the upper part 18 <i comprises the shaft of a bolt 22, which serves to close the outer end of the spiral spring 6 on the spring housing 5 attach. The bolt 22 is also passed through a leaf spring 23 on the concave side the spiral spring 6 is arranged and serves to firmly attach the end of the spiral spring 6 to the wall of the Pressing the spring housing 5 so that the spring force cannot exert a tilting moment on the bolt 22. In addition, the two parts will be 18. ·? and £ 18> reinforced by the flange and thus protected from damage by the force of the spiral spring 6.

Beim Zusammenbau des Stellmotors wird die Spiralfeder 6 in den oberen Teil 18ü des Federgehäuses 5 eingelegt, welcher dann unter Ausnutzung der Zentriernut 19 auf die Welle 3 axial aufgeschoben wird, während der untere Teil Uib bereits fest mU dem Druckkammergehäuse i verbunden ist. Der obere Teil 18a kann dann verdreh werden, so dal! die Feder aufgezogen bzw. vorgespannt wird, bis sie das erwünschte Drehmoment ausübt Diese Stellung wird dann fixiert, indem die beiden Teile mittels derWhen assembling the servomotor, the spiral spring 6 is inserted into the upper part 18ü of the spring housing 5, which is then pushed axially onto the shaft 3 using the centering groove 19, while the lower part Uib is already firmly connected to the pressure chamber housing i. The upper part 18a can then be rotated so that! the spring is wound or pretensioned until it exerts the desired torque. This position is then fixed by pulling the two parts by means of the

ίο Schrauben 20 miteinander verschraubt werden. Durch diese Ausgestaltung der Rückstelleinrichtung is-t es m einfacher Weise möglich, die Federspannung auf einen gewünschten Wert einzustellen.ίο screws 20 are screwed together. Through this configuration of the resetting device is m easily possible to adjust the spring tension to a desired value.

Die Schrauben 4 zwischen dem Druckkammcrgehäuse 1 und dem Federgehäuse 5 sind in Lage und Größe identisch mit den Schrauben 17 zwischen dem Federgehäuse 5 und dem oberen Gehäuse 11. In gleicher Weise ist das obere Endt der Welle 3 mit demjenigen der Nabe 8 identisch, ebenso wie die Ausnehmung in der Nabe 8 mit derjenigen in der Steckkupplung Xb identisch ist. Aus diesem Grunde ist es möglich, das Druckkammergehüuse 1 und das Gehäuse 14 gegebenenfalls direkt miteinander zu verbinden, ohne das Federgehäuse 5 zwischenzuschalten oder eine solche Anordnung um eine Rückstelleinrichtung zu ergänzen. Außerdem sind die im Boden des Druckkammergehäuses 1 befindlichen Gewindebohrungen identisch mit den Gewindebohrungen für die Schrauben 4 und 17 angeordnet, so daß weitere Montagemöglichkeiten gegeben sind.The screws 4 between the pressure chamber housing 1 and the spring housing 5 are identical in position and size to the screws 17 between the spring housing 5 and the upper housing 11. In the same way, the upper end of the shaft 3 is identical to that of the hub 8, as well as the recess in the hub 8 is identical to that in the plug-in coupling Xb . For this reason, it is possible to connect the pressure chamber housing 1 and the housing 14 directly to one another, if necessary, without interposing the spring housing 5 or adding a reset device to such an arrangement. In addition, the threaded bores located in the bottom of the pressure chamber housing 1 are arranged identically to the threaded bores for the screws 4 and 17, so that further mounting options are provided.

Aufgrund des großen Federweges, den die Spiralfeder mit sich bringt, kann man über den gesamten Verstellbereich mit einer annähernd linearen Zunahme der Rückstellkraft über dem Schwenkweg rechnen. Da die Spiralfeder unschwierig so gestaltet werden kann, daß sich die einzelnen Windungen nicht berühren, ist es möglich, jegliche Reibung, beispielsweise zwischen einzelnen Federwindungen und zwischen der Feder und umliegenden Teilen zu vermeiden.Due to the large spring travel that the spiral spring brings with it, you can over the entire Adjustment range, expect an approximately linear increase in the restoring force over the pivoting path. There the spiral spring can easily be designed so that the individual turns do not touch, it is possible, any friction, for example between individual spring coils and between the spring and avoid surrounding parts.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Druckmitteibetelte servomotor with a swivel vane acted upon by the pressure medium in a pressure chamber and a spiral spring causing its return with adjustable bias, one end of which is connected to the shaft of the swivel vane and the other end is connected to the housing of the servomotor, characterized in that the Spiral spring (6) is arranged in a two-part housing (5,18a, 186 ^) arranged on the pressure chamber housing (1), of which the lower part (Wb) with the pressure chamber housing (1) and the upper part (iSa) with the other end of the spiral spring (6) is connected, wherein the upper part (18a ^ for spring preload before it is connected to the lower part (180) is rotatable relative to this.

2. Servomotor according to claim i, characterized in that the shaft-side end (7) of the Spiral spring (6) is attached to a hub (8) which on the side facing the vane shaft (3) with the Vane shaft end is designed to be positively coupled, and that the spring housing (5) on its Pressure chamber housing (1) facing away from the side together with the protruding hub end has the same connection contour as the pressure chamber housing (1) on the spring housing

(5) facing side with the resulting outstanding wing shaft end.