DE2540484A1 - Pneumatic pivot drive with two piston and cylinders - has pistons connected by rack and pinion which drives shaft - Google Patents
Pneumatic pivot drive with two piston and cylinders - has pistons connected by rack and pinion which drives shaftInfo
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Abstract
Description
Pneumatischer Schwenktrieb Pneumatic slewing drive
Die Erfindung betrifft einen pneumatischen Schwenktrieb mit zwei Zylinder und zwei über eine Zahnstange miteinander verbundenen Kolben, wobei die Zahnstange mit einem eine Drehwelle antreibenden Ritel im Eingriff steht und die beiden Zylinder je einen Eingang bzw. Ausgang fjir ein Druckmittel zur Betätigung ihrer Kolben aufweisen.The invention relates to a pneumatic swivel drive with two cylinders and two pistons connected to one another via a toothed rack, the toothed rack engages with a sprocket driving a rotary shaft and the two cylinders each have an input or output for a pressure medium for actuating their pistons.
Schwenktriebe dieser Art werden gewöhnlich in Handling -Systemen, automatischarbeitenden Vorrichtungen etc. verwendet, bei denen auf Grund eines Steuersignals ein egenstand um einen bestimmten Winkel gedreht werden soll.Slew drives of this type are usually used in handling systems, automatic devices etc. used in which, on the basis of a control signal an object should be rotated by a certain angle.
Zu diesem Zweck sind Schwenktriebe bekannt, welche Schwenkbereiche von 900, 1800, 2700 oder 3600 aufweisen. Da das Drehmoment von der Baugröße und dem Betriebsdruck abhangig ist und der Betriebsdruck sich gewöhnlich nicht beliebig verändern läßt - er liegt als Mittelwert bei ca. 5 bar -sind die bekannten Schwenktriebe mit ihrem relativ großen Drehmoment verhältnismäßig groß und müssen sehr viel Eigenmasse bewegen. Dabei ist nachteilig, daß bei den Endanschlägen starke Stöße und Erschütterungen auftreten, die das System, in welchen sie eingesetzt sind (beispielsweise optische Anordnungen), ungünstig beeinflussen. Werden solche Schwenktriebe mit gedämpften Endanschlägen ausgebildet, so verlängert sich nachteiligerweise ihre Umschaltzeit.For this purpose, swivel drives are known which swivel ranges of 900, 1800, 2700 or 3600. Since the torque depends on the size and depending on the operating pressure and the operating pressure is usually can not be changed at will - the mean value is approx. 5 bar - they are known swivel drives with their relatively large torque relatively large and have to move a lot of their own weight. It is disadvantageous that at the end stops strong shocks and vibrations occur which affect the system in which they are used (e.g. optical arrangements), have an unfavorable effect. Will such Swivel drives designed with damped end stops are disadvantageous in length their switching time.
Auch haben die bekannten pneumatischen Schwenktriebe eine verhältnismäßig große Eigenreibungskraft, wodurch ein Teil der angewendeten Druckluft-Energie für das Bewegen des Kolbens verbraucht wird. Diese hohe Eigenreibkraft ergibt sich daraus, daß sich das aus den beiden Kolben und der Zahnstange bestehende Gebilde bei seiner Bewegung bei der Kraftübertragung zwischen Zähne der Zahnstange und Ritzel gegenüber der Kolbenachse verkantet, wodurch auch ein Verschleiß von Kolben und Zylinder gefördert wird.The known pneumatic swivel drives also have a relatively great self-frictional force, whereby part of the applied compressed air energy for moving the piston is consumed. This high self-friction results from that the structure consisting of the two pistons and the rack is in his Movement in the power transmission between the teeth of the rack and pinion opposite the piston axis tilted, which also promoted wear on the piston and cylinder will.
Bei den in Feinmechanik und Optik verwendeten Fertigungsmittel sind die Forderungen nach sehr kleinen Bauteilen vorherrschend. Bei einer kleineren Ausführung der bekannten Schwenktriebe bleiben aber die oben dargelegten Nachteile erhalten. Insbesondere muß bei einer Verkleinerung üblicher Ausführungen berücksichtigt werden, daß bei den sehr kleinen benötigten Luftvolumen die Regelung der Drehgeschwindigkeiten schon erhebliche Schwierigkeiten bereiten.The manufacturing equipment used in precision engineering and optics is the demands for very small components predominate. With a smaller version of the known slewing drives, however, the disadvantages set out above are retained. In particular, when reducing the size of the usual designs, it must be taken into account that that with the very small volume of air required to regulate the Rotational speeds already cause considerable difficulties.
Kommen zu diesen Schwierigkeiten noch die Probleme der erhöhten Eigenreibung, ausgelöst durch das Kippmoment des Kolbens, welches um so stärker wird, je größer der Abstand von dem Kraftschwerpunkt des Kolbens zu dem Teilkreisdurchmesser des Ritzels der Antriebsachse ist.In addition to these difficulties, there are also the problems of increased self-friction, triggered by the overturning moment of the piston, which becomes stronger the larger the distance from the center of force of the piston to the pitch circle diameter of the The pinion is the drive axle.
Der Gebrauchswert eines solchen Antriebssystems wird, außer von seinem Drehmoment und Bauvolumen, ganz erheblich von der Wirksamkeit seiner Geschwindigkeitsregelung bestimmt, womit auch der Einsatz eingeschränkt sein kann.The utility value of such a drive system is, besides his Torque and construction volume, quite significantly on the effectiveness of its speed control determined, which can also limit its use.
Auch ist bei den bekannten Schwenktrieben eine universelle Anwendbarkeit meist nicht möglich, da sie gewöhnlich im Äußeren asymetrisch aufgebaut sind und so meist nur eine Befestigungsseite für den Einbau aufweisen.The known slewing drives can also be used universally mostly not possible, as they are usually constructed asymmetrically on the outside and usually only have one mounting side for installation.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen pneumatischen Schwenktrieb der eingangsgenannten Art in einer gegenüber den bisherigen Größen verkleinerten Form auszubilden, wobei die Eigenreibung vermindert, die Herstellung einfacher und die Anwendung universell sein soll.The object of the invention is therefore to provide a pneumatic swivel drive of the type mentioned in a smaller compared to the previous sizes Form the shape, the inherent friction reduced, the production easier and the application should be universal.
Die Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 beschriebene Erfindung gelöst.The object is described in the characterizing part of claim 1 Invention solved.
Mit der Erfindung wird erreicht, daß ein Verkanten der Kolben verhindert und die Eigenreibung des Systems vermindert ist. Damit wird mit der zur Verfügung stehenden Druckluft mehr Drehmoment gewonnen, als dies bei den herkömmlichen Schwenktrieben möglich ist. Der Verschleiß der Kolben bzw. Zylinder ist geringer und die Herstellung des Gehäuses mit nur einem durchgehenden Zylinder ist verhältnismäßig einfach.With the invention it is achieved that tilting of the piston is prevented and the self-friction of the system is reduced. This will be available with the standing compressed air gained more torque than with conventional slewing drives is possible. The wear of the piston or cylinder is less and the production the housing with only one continuous cylinder is relatively simple.
In einer Ausgestaltung der Erfindung können in den beiden Zylinderabdeckplatten, die an den Enden des -vorzugsweise quaderförmigen- Gehäuses abgedichtet aufgesetzt sind, an den vier Seitenrändern in das Innere des jeweiligen Zylinders führende Gewindebohrungen vorgesehen sein, in die wahlweise ein mit der Druckversorgung in Verb in dung stehender Schlauchnippel, eine Befestigungsschraube und zwei Abdichtschrauben oder drei Abdichtschrauben entsprechend dem örtlichen Bedarf eingesetzt werden können.In one embodiment of the invention, in the two cylinder cover plates, which are placed in a sealed manner at the ends of the -preferably cuboid-shaped housing are, leading on the four side edges into the interior of the respective cylinder Threaded bores may be provided, in which either a with the pressure supply in Connected hose nipple, a fastening screw and two sealing screws or three sealing screws can be used according to local requirements.
Damit wird eine universelle Anwendung des Gegenstandes geschaffen, da der erfindungsgemäße Schwenktrieb wahlweise an eine der vier Seiten angeflanscht und die Druckversorgung von der geeignetsten Seite zugeführt werden kann, während die verbleibenden Bohrungen mittels der Abdichtschrauben verschlossen sind.This creates a universal application of the object, because the swivel drive according to the invention is optionally flanged to one of the four sides and the pressure supply can be supplied from the most appropriate side while the remaining holes are closed by means of the sealing screws.
Außerdem kann in die Zylinderabdeckplatten Je ein Gewindestift eingeschraubt sein, der in Bewegungsrichtung des Kolben als Anschlag Verwendung finden. Mit diesen Gewindestiften kann der Drehwinkel der Welle von dem vorgesehenen Maximalausschlag bis Oo verändert werden.In addition, a threaded pin can be screwed into each of the cylinder cover plates be in the direction of movement of the Use piston as a stop Find. With these set screws, the angle of rotation of the shaft can be changed from the intended Maximum deflection up to Oo can be changed.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen im Zusammenhang mit der Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die an Hand von Figuren eingehend erläutert sind. Es zeigen: Fig. 1 Eine perspektivische Ansicht eines Schwenktriebes gemäß der Erfindung; Fig. 2 Einen Längsschnitt II - II durch den in Fig. 1 dargestellten Schwenktrieb; Fig. 3 Einen Querschnitt III - III aus der in Fig. 2 gezeigten Darstellung; und Fig. 4 Eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.Further details and advantages of the invention emerge from the Subclaims in connection with the description of exemplary embodiments, which are explained in detail with reference to figures. They show: FIG. 1 a perspective View of a swivel drive according to the invention; Fig. 2 A longitudinal section II - II by the swivel drive shown in FIG. 1; Fig. 3 A cross section III III from the illustration shown in FIG. 2; and FIG. 4 is a side view of a further embodiment of the invention.
In Fig. 1 ist mit 1 ein quaderförmiges Gehäuse gezeichnet, das einen quadratischen Querschnitt besitzt. Wie aus den Fig. 2 und 3 zu erkennen ist, ist das Gehäuse 1 mit einer durchgehenden Längsbohrung versehen, welche den Zylinder 2 ergibt. Der offene Zylinder 2 ist an den beiden Enden mit je einer Zylinderabdeckplatte 3 dicht abgeschlossen. Dabei ist die Zylinderabdeckplatte 3 mit Schrauben 4 an dem Gehäuse 1 befestigt. In Querrichtung zur Zylinder richtung erstreckt sich durch das Gehäuse 1 eine Bohrung 5, deren Mittellinie in einem noch genauer zu definierenden Abstand zur Achse des Zylinders 2 verläuft. Im vorliegenden Beispiel sind die Abstände der Bohrung 5 zu den offenen Seiten des Zylinders gleich. Es sind Jedoch besondere Anwendungsfälle vorstellbar, bei welchen diese Abstände ungleich sind, das heißt, die Bohrung 5 einer offenen Zylinderseite näher liegt.In Fig. 1, a cuboid housing is drawn with 1, which one has a square cross-section. As can be seen from FIGS. 2 and 3, is the housing 1 is provided with a through longitudinal bore, which the cylinder 2 results. The open cylinder 2 is on the two Ends with each a cylinder cover plate 3 sealed off. Here is the cylinder cover plate 3 fastened to the housing 1 with screws 4. In the transverse direction to the cylinder direction extends through the housing 1 a bore 5, the center line in a still more precisely to be defined distance to the axis of the cylinder 2 runs. In the present Example, the distances between the bore 5 and the open sides of the cylinder are the same. However, there are special applications conceivable in which these distances are unequal, that is, the bore 5 is closer to an open cylinder side.
In den beiden Enden der Bohrung 5 sind Kugellager 6 und 7 eingepaßt, in welchen eine Welle 8 drehbar gehaltert ist.In the two ends of the bore 5 ball bearings 6 and 7 are fitted, in which a shaft 8 is rotatably supported.
Die Welle 8 ragt im vorliegenden Beispiel auf einer Seite des Gehäuses 1 soweit heraus, daß an ihr ein zu schwenkender Qegenstand befestigt werden kann.In the present example, the shaft 8 protrudes on one side of the housing 1 to the extent that a swiveling object can be attached to it.
In Fig. 4 ist eine andere Ausführungsform der Welle gezeigt, wobei hier eine Welle 8' auf wei sieh gegenüberliegenden Seiten aus dem Gehäuse 1 herausragt.In Fig. 4, another embodiment of the shaft is shown, wherein here a shaft 8 'protrudes from the housing 1 on white opposite sides.
Auf der Welle 8 bzw. 8' sitzt ein Ritzel 9, das f@st mit der Welle verbunden ist.On the shaft 8 or 8 'sits a pinion 9, which f @ st with the shaft connected is.
Wie aus der Fig. 2 zu ersehen ist, befindet @ich im Inneren des Zylinders 2 eine Kolbenanordnung, welche aus den beiden Kolben 10 und 11 sowie eine parallel zur Zylinderachse verlaufende Zahnstange 12 besteht, wobei letztere die beiden Kolben 10 und 11 starr miteinander verbindet. Die Kolben lo und 11 liegen mit schwimmend eingebauten O-Ringe an der Innenseite des Zylinders 2 an, wodurch die Reibung vermindert und ein Verschleiß weitgehend verhindert ist. Die die Kolben verbindende Zahnstange und die Bohrung 5 sind so angeordnet, daß das durch die Lage der Bohrung 5 in seiner Lage festgelegte Ritzel 9 Mit den Zähnen der Zahnstange 12 in einer Ebene in Eingriff kommt, welche durch die Achse des Zylinders 2 geht. Da das Ritzel 9 außerdem auf der Welle 8 sitzt, muß die Ebene parallel zur Drehachse der Welle 8 verlaufen.As can be seen from Fig. 2, @ich is inside of Cylinder 2 a piston assembly, which consists of the two pistons 10 and 11 and a There is a rack 12 extending parallel to the cylinder axis, the latter being the two pistons 10 and 11 rigidly connected to one another. The pistons lo and 11 are located with floating built-in O-rings on the inside of the cylinder 2, whereby friction is reduced and wear is largely prevented. The pistons connecting rack and the bore 5 are arranged so that the position the hole 5 in its position fixed pinion 9 with the teeth of the rack 12 comes into engagement in a plane which passes through the axis of the cylinder 2. Since the pinion 9 also sits on the shaft 8, the plane must be parallel to the axis of rotation the shaft 8 run.
Auf den vier Seiten der Zylinderabd@ckplatten 3 sind Gewindebohrungen 13 vorgesehen, die in etwa senkrecht auf die Zylinderachse stehen. Durchlässe 14 stellen eine Verbindung zwischen den Gewindebohrungen 13 und deu Innenraum des Zylinders her. Diese vier Gewindeb@hrungen 13 in jeder Zylinderabdeekplatee 3 sind dafür v@rges@hen, daß Jeweils eine der @efestigung des QehMuses an seiner Jeweiligen Mentageflä@@@ di@t, eine weitere @@hrung einen Schlauchnippel (nicht gezeigt) aufnimmt, der die V@rbindung mit einer Druckmittelversergung bzw. -Auslaß ermöglicht, und die übrigbleibenden beiden Gewindebohrungen mit einer Blindschraube verschlossen sind.There are threaded holes on the four sides of the cylinder cover plates 3 13 provided, which are approximately perpendicular to the cylinder axis. Passages 14 provide a connection between the threaded holes 13 and the interior of the cylinder here. These four threaded holes 13 in each cylinder cover plate 3 are designed to that in each case one of the attachments of the QehMus to its respective mentage area di @ t, a further @@ hrung a hose nipple (not shown) accommodates the Connection with a pressure medium supply or outlet enables and the remaining two threaded holes are closed with a blind screw are.
Parallel zur Zylinderachse, vorzugsweise gleichachsig mit dieser, sind durch die Zylinderabdeckplatten 3 Gerindestifte 15 geführt, welche sich durch Verdrehen in axialer Richtung verschieben lassen. Diese Gewindestifte 15 dienen als Anschlag für die Kolben lo bzw. 11 und können somit den Hub der Kolbenanordnung 1o bis 12 von beiden Seiten her begrenzen.Parallel to the cylinder axis, preferably coaxial with it, are guided through the cylinder cover 3 rods 15, which are through Allow the rotation to be displaced in the axial direction. These threaded pins 15 are used as a stop for the pistons lo or 11 and can thus adjust the stroke of the piston assembly Limit 1o to 12 from both sides.
Die Wirkungsweise des in den Figuren 1 bis 3 beschriebenen Schwenktriebes ist nun folgende: Das Bauteil wird zunächst mit einer seiner Längs seiten an dem Ort seines Einsatzes befestigt. Dazu wird es mit zwei Schrauben gehalten, die in die Bohrungen 13 auf dieser Seite führen. An jeder Zylinderabdeckplatte 3 wird an geeigneter Stelle ein Schlauchnippel für den Druckluftanschluß bzw. -Auslaß eingesetzt. Die verbleibende Bohrung 13 in jeder Zylinderabdeckplatte 3 wird mit einer Schraube dicht abgeschlossen. Sofern auf der Welle 8 das zu bewegende Bauteil angebracht ist, kann der Schwenkbereich festgelegt werden, der von dem Hub der Kolben lo bzw. 11 abhängt. Dazu werden die Gewindestifte 15 derart verstellt, daß die Hub-Endstellungen den gewünschten Anschlagstellungen des bewegten Bauteils entsprechen. Sodann kann der Schweiktrieb in Tätigkeit gesetzt werden, indem auf die entsprechende Zylinderseite Druckluft gegeben wird, während der andere Anschluß als Luftaustritt dient.The mode of operation of the swivel drive described in FIGS. 1 to 3 is now the following: The component is first with one of its long sides on the Place of its use attached. To do this, it is held in place with two screws that go into lead the holes 13 on this side. On each cylinder cover plate 3 is on A hose nipple for the compressed air connection or outlet is used at a suitable point. The remaining hole 13 in each cylinder cover plate 3 is with a screw tightly closed. Provided that the component to be moved is attached to the shaft 8 is, the swivel range can be determined, which depends on the stroke of the pistons lo or 11 depends. For this purpose, the threaded pins 15 are adjusted so that the stroke end positions the desired stop positions of the moving component. The welding drive can then be activated by clicking on the corresponding Compressed air is given to the cylinder side, while the other connection is used as an air outlet serves.
Am besten läßt sich die Drehbewegung der Welle 8 an Hand der Fig. 2 beschreiben. Der Zylinder 2 wird durch die Kolbenanordnung lo bis 12 in die Zylinderräume 2a und 2b aufgeteilt. Wird also zunächst auf der rechten Seite dem Zylinderraum 2a;eine Druckluft zugeführt, so wird die Kolbenanordnung lo bis 12 nach links bis zum Anschlag an den Drehzapfen 15 bewegt, wodurch sich das Ritzel 9 im Uhrzeigersinn dreht. Soll das Ritzel nach der anderen Richtung gedreht werden, so muß der Zylinderraum 2b mit Druckluft versehen und im Zylinderraum 2a muß der TTberdruck abgebaut werden. Damit wird die Kolbenanordnung lo bis 12 nach rechts bewegt, womit das Ritzel 9 seine gewünscbte Drehrichtung erhält.The rotary movement of the shaft 8 can best be illustrated with the aid of FIG. 2 describe. The cylinder 2 is through the piston arrangement lo to 12 in the cylinder spaces 2a and 2b split. So first on the right side of the cylinder space 2a; if compressed air is supplied, the piston arrangement lo to 12 is moved to the left to moves to the stop on the pivot 15, whereby the pinion 9 is clockwise turns. If the pinion is to be rotated in the other direction, the cylinder space must 2b provided with compressed air and the overpressure in the cylinder chamber 2a must be reduced. The piston arrangement lo to 12 is thus moved to the right, whereby the pinion 9 receives its desired direction of rotation.
Durch die exakte Mittellage der Verzahnung kann die Kolbenanordnung lo bis 12 in genau axialer Richtung bewegt werden, ohne daß Querkräfte auf diese Anordnung wirken.Due to the exact central position of the toothing, the piston arrangement lo to 12 are moved in exactly the axial direction without transverse forces acting on them Arrangement work.
Damit wird im wesentlichen die gesamte Druckluft-Kraft in ein Drehmoment umgesetzt.This essentially converts the entire compressed air force into a torque implemented.
In einer Abwandlung der Erfindung kann an Stelle der zweiten Druckluftzufuhr in dem Zylinderraum 2b eine Druckfeder (nicht gezeigt) vorgesehen werden. Diese hat die Wirkung, daß sie sich bei Vorliegen eines Druckes im Zylinderraum 2a zwar zusammendrücken läßt, so daß die Kolbenanordnung in die linke Anschlagstellung gelangt, daß aber bei Abfallen des Druckes im Zylinderraum 2a diese Druckfeder die Kolbenanordnung in seine Endstellung nach rechts zurückbewegt. Eine solche Anordnung kann dann vorgesehen werden, wenn die Rückbewegung keine Arbeitsleistung vollbringen muß. Die gewöhnlich im Druckluft -Abfuhrkreis erfolgende Regelung der Bewegungsgeschwindigkeit ist bekannt und wird daher hier nicht im einzelnen erläutert. Auch bei Verwendung einer Druckfeder kann der Schwenkbereich durch Verdrehen der Gewindestifte 15 an beiden Seiten eingestellt werden.In a modification of the invention, instead of the second compressed air supply a compression spring in the cylinder space 2b (not shown) provided will. This has the effect that they are in the presence of pressure in the cylinder space 2a can be compressed so that the piston assembly is in the left stop position arrives that but when the pressure in the cylinder chamber 2a drops, this compression spring Piston assembly moved back to its end position to the right. Such an arrangement can be provided if the return movement does not accomplish any work got to. The regulation of the movement speed, which usually takes place in the compressed air discharge circuit is known and is therefore not explained in detail here. Even when in use The pivoting range can be adjusted to a compression spring by turning the threaded pins 15 adjusted on both sides.
L e e r s e i t eL e r s e i t e
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19752540484 DE2540484A1 (en) | 1975-09-11 | 1975-09-11 | Pneumatic pivot drive with two piston and cylinders - has pistons connected by rack and pinion which drives shaft |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19752540484 DE2540484A1 (en) | 1975-09-11 | 1975-09-11 | Pneumatic pivot drive with two piston and cylinders - has pistons connected by rack and pinion which drives shaft |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE2540484A1 true DE2540484A1 (en) | 1977-03-24 |
Family
ID=5956190
Family Applications (1)
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DE19752540484 Ceased DE2540484A1 (en) | 1975-09-11 | 1975-09-11 | Pneumatic pivot drive with two piston and cylinders - has pistons connected by rack and pinion which drives shaft |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2540484A1 (en) |
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1975
- 1975-09-11 DE DE19752540484 patent/DE2540484A1/en not_active Ceased
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