DE2334413A1 - PNEUMATIC ACTUATOR - Google Patents
PNEUMATIC ACTUATORInfo
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Description
Hannover, d. 27.6.1973 WP 25/73Hanover, d. June 27, 1973 WP 25/73
Westinghouse Bremsen- und Apparatebau GmbH, HannoverWestinghouse Bremsen- und Apparatebau GmbH, Hanover
Die Erfindung betrifft einen pneumatischen Stellantrieb mit einem Arbeitszylinder und einem vor dem Erreichen seiner Endlagen gedämpft bewegbaren Arbeitskolben, der in einem mit hohlzylindrischer Lauffläche versehenen voreilenden Hohlkolben gleitet, von dessen Länge der Dämpfungshub abhängig ist und dessen Stirnflächen mit Je einem Dichtungsring und je einem Zylinderkopf zusammenwirken, derart, daß beim Auflaufen des Hohlkolbens auf den Zylinderkopf ein Gasvolumen eingeschlossen wird, das durch den nachlaufenden Arbeitskolben über eine Drosnelbohrung verdrängt wird, wobei beide Kolben abwechselnd von beiden Seiten durch Belüften der von der einen Kolbenseite begrenzten Zylinderkammer bei gleichzeitigem Entlüften der von der anderen Kolbenseite begrenzten Zylinderkammer über je ein Schnellentlüftungsventil beaufschlagbar sind.The invention relates to a pneumatic actuator with a working cylinder and a before reaching its end positions damped movable working piston, which is in a hollow cylindrical Running surface provided leading hollow piston slides, on the length of which the damping stroke is dependent and on its end faces each with a sealing ring and a cylinder head cooperate in such a way that when the hollow piston runs into the Cylinder head, a gas volume is enclosed, which is displaced by the trailing working piston via a throttle bore is, with both pistons alternately from both sides by venting the cylinder chamber delimited by one piston side with simultaneous venting of the cylinder chamber delimited by the other side of the piston, each can be acted upon via a quick exhaust valve are.
Bei den bisher bekannten Stellantrieben dieser Art sind die Schnellentlüftungsventile als separate Geräte ausgebildet und mit den entsprechenden Kammern des Arbeitszylinders durch verhältnismäßig lange Rohrleitungen verbunden. Dies führt zu einer verzögerten Entlüftung dieser Kammern und somit zur Bildung eines den Hohlkolben zurückhaltenden Luftpolsters. Hieraus kann sich eine Voreilung des Arbeitskolbens gegenüber dem Hohlkolben ergeben, welche eine unerwünschte und u.U. gefährliche Verkürzung des Dämpfungshubes zur Folge hat. Derartige Stellantriebe beanspruchen außerdem viel Platz und sind konstruktiv und montagetechnisch sehr aufwendig.In the previously known actuators of this type, the quick exhaust valves are designed as separate devices and with the corresponding chambers of the working cylinder through relatively long pipelines connected. This leads to a delayed venting of these chambers and thus to the formation of a hollow piston restrained air cushion. This can lead to an advance of the working piston relative to the hollow piston, which results in an undesirable and possibly dangerous shortening of the cushioning stroke. Such actuators also claim lots of space and are very complex in terms of construction and assembly.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen pneumatischen Stellantrieb der eingangs genannten Art zu schaffen, der einen genau definierten Dämpfungshub gewährleistet, leicht zu montieren ist und weniger Platz in Anspruch nimmt.The invention is based on the object of providing a pneumatic actuator of the type mentioned at the outset, which has one a precisely defined cushioning stroke is guaranteed, is easy to assemble and takes up less space.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Schnellentlüftungsventile in dem Arbeitszylinder integriert sind, derart, daß sie in unmittelbarer Nähe der entsprechenden Zylinderkammer liegen.This object is achieved according to the invention in that the quick exhaust valves are integrated in the working cylinder, such that they are in close proximity to the corresponding cylinder chamber.
Auf diese Weise wird eine verzögerungsfreie Entlüftung der Zylinderkammern erzielt und somit verhindert, daß sich in ihnen beim Belüften der jeweils anderen Zylinderkammer ein den Hohlkolben zurückhaltendes Luftpolster bilden kann. Eine Voreilung des Arbeitskolbens gegenüber den Hohlkolben, welche den Dämpfungshub verfälschen würde, ist infolgedessen ausgeschlossen. Darüber hinaus kann der Arbeitszylinder in kompakter Bauweise ausgeführt und als Baueinheit eingebaut werden. Eine weitere Erleichterung der Montage bzw. Verringerung des Platzbedarfes ergeben sich aus dem Wegfall der bisher verwendeten separaten Schnellentlüftungsventile und deren Verbindungsleitungen zu den Entlüftungsanschlüssen des Zylinders.In this way, the cylinder chambers are vented without delay achieved and thus prevents a hollow piston retaining the hollow piston in them when the other cylinder chamber is pressurized Can form air cushions. An advance of the working piston compared to the hollow piston, which falsifies the damping stroke would is therefore excluded. In addition, the working cylinder can be designed in a compact manner and as a structural unit to be built in. A further facilitation of the assembly and reduction of the space requirement result from the omission of the Previously used separate quick exhaust valves and their connecting lines to the ventilation connections of the cylinder.
Es ist zwecks Vereinfachung der Fertigung von Vorteil, wenn bei Stellantrieben, deren Arbeitszylinder sich aus einem Zylindermantel und zwei an diesen befestigbaren Zylinderköpfen zusammensetzt, die Schnellentlüftungsventile in je einem der Zylinderköpfe liegen.In order to simplify production, it is advantageous if, in actuators whose working cylinder is composed of a cylinder jacket and two cylinder heads that can be fastened to this, the quick exhaust valves are each located in one of the cylinder heads.
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Es ist ferner gemäß einer weitere:: zvreckit'äßlga Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die Schnellentlüftungsventile ein mit einer umfänglichen Dichtlippe versehenes Ventilverschlußglied aufweisen, das in einer mit der entsprechenden Zylinderkammer ver-. bundenen Ventilbohrung verschiebbar ist und einerseits in Öffnungsrichtung mit dem Druck in der Zylinderkammer, andererseits in Schließrichtung mit einem Vorratsdruck zum Belüften dieser Kammer beaufschlagbar ist, wobei nach Schließen des Ventils die Dichtlippe durch die Vorratsdruckbeatif schlagung eindrückbar ist, so daß die Vorratsluft in die Zylinderkammer durch einen zwischen der Wandung der Ventilbohrung und dem Ventilverschlußglied entstehenden Ringspalt strömen kann.It is also according to a further :: zvreckit'äßlga embodiment of the Invention provided that the quick exhaust valves with a have a circumferential sealing lip provided valve closure member, which is connected to the corresponding cylinder chamber. Bound valve bore is displaceable and on the one hand in the opening direction with the pressure in the cylinder chamber, on the other hand in Closing direction can be acted upon with a supply pressure to ventilate this chamber, the sealing lip after closing the valve can be depressed by the Vorratsdruckbeatif impact, so that the Supply air into the cylinder chamber through an annular gap formed between the wall of the valve bore and the valve closure member can flow.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.In the following, an embodiment of the invention is referred to described in more detail on the drawing.
Die Figur zeigt einen pneumatischen Stellantrieb einer TUrbetätigungsanlage. Der Stellantrieb weist einen Arbeitszylinder 1, bestehend aus einem Zylindermantel 2 und zwei mit diesem druckdicht verschraubten Zylinderköpfen 3 und 4 auf.The figure shows a pneumatic actuator of a door actuation system. The actuator has a working cylinder 1, consisting from a cylinder jacket 2 and two screwed pressure-tight with this Cylinder heads 3 and 4.
In dem Arbeitszylinder 1 sind ein mit hohlzylindrischer Lauffläche versehener Hohlkolben 5 und ein in diesem gleitender Arbeitskolben mit einer Kolbenstange 7 verschiebbar.In the working cylinder 1 are a hollow cylindrical running surface provided hollow piston 5 and a working piston sliding in this with a piston rod 7.
Der Hohlkolben 5 weist an beiden Enden hohlzylindrische Kopfstücke 8 und 9 auf, deren Innendurchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser des Hohlkolbens 5, so da3 die Bewegung des Arbeitskolbens 6 in dem Hohlkolben 5 durch die Kopfstücke 8 und 9 begrenzt wird. Letztere sind auf der Außenseite mit Nuten versehen, inThe hollow piston 5 has hollow cylindrical head pieces at both ends 8 and 9, the inner diameter of which is smaller than the inner diameter of the hollow piston 5, so that the movement of the working piston 6 in the hollow piston 5 is limited by the head pieces 8 and 9 will. The latter are grooved on the outside, in
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welchen Gleitringe 10 und 1'i υηά Dichtungsringe 12 und 13 eingelegt sind. Sie tragen außerdem auf ihrer Stirnseite je einen Dichtungsring 14 bzw. 15, der gegen eine gegenüberliegende Wand 16 bzw. 17 des entsprechenden Zylinderkopfes 3 bzw. 4 andrückbar ist.which sliding rings 10 and 1'i υηά sealing rings 12 and 13 are inserted. In addition, they each have a sealing ring 14 or 15 on their end face which can be pressed against an opposite wall 16 or 17 of the corresponding cylinder head 3 or 4.
Der Arbeitskolben 6 ist seinerseits mit Dichtungsringen 18 und 19 versehen. Seine Kolbenstange 7 ist mittels Gleitbuchsen 20 und 21 geführt und mittels eines Dichtungsringes 22 abgedichtet. Der Hohlkolben 5 und der Arbeitskolben 6 sind abwechselnd von beiden Seiten durch Belüften der von der einen Kolbenseite begrenzten Zylinderkammer 23 bzw. 24 bei gleichzeitigem Entlüften der von der anderen Kolbenseite begrenzten Zylinderkammer 24 bzw. 23 beaufschlagbar.The working piston 6 is in turn provided with sealing rings 18 and 19. Its piston rod 7 is secured by means of slide bushings 20 and 21 guided and sealed by means of a sealing ring 22. The hollow piston 5 and the working piston 6 are alternating from both sides by venting the cylinder chamber delimited by one side of the piston 23 or 24 can be acted upon with simultaneous venting of the cylinder chamber 24 or 23 delimited by the other side of the piston.
In jedem Zylinderkopf 3 oder 4 sind ein Vorratsdruckanschluß 25 bzw. 26, ein Schnellentlüftungsventil 27 bzw. 28 und eine Drosselbohrung 29 bzw. 30 mit einer Drosselschraube 31 bzw. 32 angeordnet.In each cylinder head 3 or 4 are a supply pressure connection 25 or 26, a quick exhaust valve 27 or 28 and a throttle bore 29 and 30 are arranged with a throttle screw 31 and 32, respectively.
Jedes Schnellentlüftungsventil 27 bzw. 28 weist ein mit einer umfänglichen nachgiebigen Dichtlippe 33 bzw. 34 versehenes Ventilverschlußglied 35 bzw. 36 vorzugsweise aus Gummi, Kunststoff oder ähnlichem Material auf, das in einer mit der entsprechenden Zylinderkammer 23 bzw. 24 verbundenen Ventilbohrung 37 bzw. 38 verschiebbar ist.Each quick exhaust valve 27 or 28 has a with a circumferential resilient sealing lip 33 or 34 provided valve closure member 35 or 36, preferably made of rubber, plastic or similar material, which is in a with the corresponding cylinder chamber 23 and 24 connected valve bore 37 and 38 is displaceable.
Das Ventilverschlußglied 35 bzw. 36 weist zwei Stirnflächen 39 und 40 bzw. 41 und 42 auf. Die eine Stirnfläche 39 bzw. 41 ist über den Anschluß 25 bzw. 26 beaufschlagbar. Die zweite Stirnfläche 40 bzw.42 ist ihrerseits dem Druck in der entsprechenden Zylinderkammer 23 bzw. 24 ausgesetzt. Sie ist ferner gegen einen Gehäuseansatz 43 bzw. 44 andrückbar und bildet mit ihm ein Ventil 40, 43 bzw. 42, 44, das je nach Schaltstellung die Verbindung zwischen der Zylinder-The valve closure member 35 and 36 has two end faces 39 and 40 or 41 and 42. The one end face 39 or 41 can be acted upon via the connection 25 or 26, respectively. The second end face 40 or 42 is in turn exposed to the pressure in the corresponding cylinder chamber 23 or 24. It is also against a housing extension 43 or 44 can be pressed and forms with it a valve 40, 43 or 42, 44, which depending on the switching position, the connection between the cylinder
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kammer 23 bzw. 24 und einer Entlüixungsbohrung 45 bzw. 46 sperrt oder freigibt. Ein als Schalldämpfer wirkendes Luftfilter 47 bzw. 48 ist in die Entlüftungsbohrung 45 bzw. 46 eingeschraubt.chamber 23 or 24 and a venting hole 45 and 46 blocks or releases. An air filter 47 or 48 acting as a silencer is screwed into the vent hole 45 or 46.
Die Belüftung der Zylinderkarnmern 23 und 24 erfolgt durch eine nicht dargestellte Druckluftquelle über Leitungen 49 und 50, elektromagnetisch betätigbare Steuerventile 51 und 52, Leitungen 53 und 54 und die Anschlüsse 25 und 26.The cylinder chambers 23 and 24 are ventilated by a Compressed air source (not shown) via lines 49 and 50, electromagnetically actuated control valves 51 and 52, lines 53 and 54 and connections 25 and 26.
Wird beispielsweise die mit dem Anschluß 25 verbundene Leitung 53 beaufschlagt, so wird das Ventilverschlußglied 35 durch die auf die Stirnfläche 39 wirkende Druckbeaufschlagung verschoben, bis die andere Stirnfläche 40 gegen den Gehäuseansatz 43 anschlägt und somit das Ventil 40, 43 schließt. Die Dichtlippe 33 wird nunmehr infolge der Druckbeaufschlagung eingedrückt und die Druckluft strömt in die Zylinderkammer 23 durch den zwischen der Wandung der Gehäusebohrung 37 und dem Ventilverechlußglied 35 entstandenen Ringspalt.If, for example, the line 53 connected to the connection 25 is acted upon, the valve closure member 35 is opened by the the end face 39 acting pressurization shifted until the other end face 40 strikes against the housing extension 43 and thus the valve 40, 43 closes. The sealing lip 33 is now pressed in as a result of the application of pressure and the compressed air flows into the cylinder chamber 23 through the hole formed between the wall of the housing bore 37 and the valve closure member 35 Annular gap.
Gleichzeitig wird die mit dem Anschluß 26 verbundene Leitung 54 über das Steuerventil 52 entlüftet, womit die Stirnfläche 41 des Ventilverschlußgliedes 37 entlastet wird. Die Beaufschlagung der Stirnfläche 42 mit dem Druck in der Zylinderkammer 24 bewirkt, daß das Ventilverechlußglied 37 vom Gehäuseansatz 44 abgehoben wird, wodurch das Ventil 42, 44 öffnet und die Zylinderkammer 24 über die Entlüftungsbohrung 46 entlüftet wird. Da das Entlüftungsventil 23 in unmittelbarer Nähe der Zylinderkammer 24 lieft, erfolgt die Entlüftung verzögerungsfrei unmittelbar nach dem Umschalten der Steuerventile 51 und 52.At the same time, the line 54 connected to the connection 26 is vented via the control valve 52, whereby the end face 41 of the Valve closure member 37 is relieved. The application of the end face 42 with the pressure in the cylinder chamber 24 causes the valve closure member 37 is lifted off the housing extension 44, whereby the valve 42, 44 opens and the cylinder chamber 24 via the Vent hole 46 is vented. Since the vent valve 23 runs in the immediate vicinity of the cylinder chamber 24, the Venting without delay immediately after switching over the control valves 51 and 52.
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Die beschriebene Ausbildung und Anordnung der Schnellentlüftungsventile 27 und 28 ermöglicht deren Umsteuerung mit Hilfe der Vorratsluft zum Belüften der Arbeitskammern des Zylinders. Eine zusätzliche Steuerluftquelle zum Umsteuern der Ventile 27 und 28 ist daher nicht erforderlich.The described design and arrangement of the quick exhaust valves 27 and 28 enable it to be reversed with the aid of the supply air for ventilating the working chambers of the cylinder. An additional Control air source for reversing the valves 27 and 28 is therefore not required.
Die Belüftung der Zylinderkammer 23 bei gleichzeitiger Entlüftung der Zylinderkammer 24 hat eine Verschiebung des Hohlkolbens 5 und des Arbeitskolbens6 zur Folge, wobei letzterer an dem Kopfstück 8 des Hohlkolbens 5 anliegt. Der Arbeitskolben wird also vom voreilenden Hohlkolben mitgenommen. Die erfindungsgemäß erzielte verzögerungsfreie Entlüftung der Zylinderkammer 24 verhindert, daß sich auf der Rückseite des Hohlkolbens 5 ein Luftpolster bilden kann, das zu einer Voreilung des Arbeitskolbens gegenüber dem Hohlkolben und somit zu einer Verkürzung des Dämpfungshubes des Arbeitskolbens führen würde. Dieser Dämpfungshub beginnt bekanntlich beim Auflaufen des Hohlkolbens 5 auf dem Zylinderkopf 4 und ist beendet, sobald der Arbeitskolben 6 auf das Kopfstück 9 aufläuft oder ein außerhalb des Stellantriebes angeordneter Anschlag in Funktion tritt. Der Dämpfungseffekt wird dabei bekanntlich dadurch erreicht, daß das im Hohlkolben 5 eingeschlossene Luftvolumen über die Drosselbohrung 30 verdrängt wird.The ventilation of the cylinder chamber 23 with simultaneous venting of the cylinder chamber 24 results in a displacement of the hollow piston 5 and the working piston 6, the latter on the head piece 8 of the hollow piston 5 is applied. The working piston is therefore from the leading one Hollow piston taken away. The instantaneous achieved according to the invention Venting the cylinder chamber 24 prevents an air cushion from forming on the back of the hollow piston 5, this leads to an advance of the working piston compared to the hollow piston and thus to a shortening of the damping stroke of the working piston would lead. As is known, this damping stroke begins when the hollow piston 5 hits the cylinder head 4 and is ended as soon as the working piston 6 runs onto the head piece 9 or a stop arranged outside the actuator comes into operation. Of the As is known, the damping effect is achieved in that the volume of air enclosed in the hollow piston 5 passes through the throttle bore 30 is displaced.
Bei Betätigung des Stellantriebes in der umgekehrten Richtung ist die Arbeitsweise ebenfalls umgekehrt um! wird daher nicht näher beschrieben.When the actuator is operated in the opposite direction, the mode of operation is also reversed! is therefore not closer described.
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Die Unterbringung der SchnellentlUftungsventile 27 und 28 in den
Zylinderköpfen 3 und 4 bringt eine erhebliche Platzeinsparung mit
sich, da somit die sonst erforderlichen Gehäuse der separaten Entlüftungsventile
sowie deren Befestigungsmittel und Anschlüsse entfallen können. Es entfallen ferner die bei den bisher bekannten
Stellantrieben vorhandenen Verbi.ndunfrsleitungen von einer Steuerdruckquelle
zum Entlüftungsventil und von diesem zur entsprechenden
Kammer des Zylinders.The placement of the quick exhaust valves 27 and 28 in the cylinder heads 3 and 4 saves a considerable amount of space, since the housings for the separate exhaust valves, as well as their fasteners and connections, which would otherwise be required, can be dispensed with. The previously known ones are also omitted
Actuators existing connecting lines from a control pressure source to the vent valve and from this to the corresponding chamber of the cylinder.
Die beschriebenen SchnellentlUftungsventile 27 und 28 sind außerdem leicht anzufertigen und beanspruchen wenig Platz. The quick exhaust valves 27 and 28 described are also easy to manufacture and take up little space.
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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