DE3741261A1 - Schwenkantrieb mit rueckstelleinheit - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Schwenkantrieb mit einem Arbeitszylinder, in dem ein Arbeitskolben geführt ist, der beidseitig von einem pneumatischen oder hydraulischen Druckmittel beaufschlagbar ist, das über ein Steuerventil und Leitungen jeweils einem der beiden Räume zu beiden Sei­ ten des Arbeitskolbens zugeführt und aus dem jeweils anderen Raum abgeführt wird und mit einer Rückstelleinheit, die eine über eine Rückstellstange von außen auf den Arbeits­ kolben wirkende bewegliche Wand aufweist, welche das Gehäu­ se der Rückstelleinheit in einen dem Arbeitszylinder zuge­ wandten und an eine Druckmittelquelle angeschlossenen Druckmittelraum und einen vom Arbeitszylinder abgewandten Federraum unterteilt und welche von mindestens einer Rück­ stellfeder gegen den Arbeitskolben bewegbar ist und die ge­ gen die Wirkung der Rückstellfeder durch das Druckmittel im Druckmittelraum vom Arbeitskolben wegbewegbar ist. Schwenkantriebe dieser Art sind bekannt aus der DE-OS 20 12 765, der EP-OS 00 77 596 und EP-OS 01 50 042.

Derartige Schwenkantriebe dienen insbesondere zum Öffnen oder Schließen von Ventilen, Hähnen, Klappen und entspre­ chenden Regelarmaturen, wie sie insbesondere in der che­ mischen Industrie Anwendung finden. Um beim Ausfall des Druckmittels die Regelarmatur in die Sicherheitsstellung fahren zu können, sind diese Schwenkantriebe mit einer Rückstelleinheit versehen, welche bei Ausfall der Druckmit­ telenergie mit Hilfe vorgespannter Rückstellfedern den Arbeitskolben des Schwenkantriebes in eine Sicherheitsstel­ lung drücken. Damit nicht bei jeder Bewegung des Arbeits­ kolbens die Rückstellfedern mitbewegt werden müssen, werden die Rückstellfedern ständig von der beweglichen Wand, zum Beispiel von einem Kolben oder von einer Membran, in vorge­ spannter Lage gehalten. Erst bei Ausfall der Druckmittel­ energie drücken die Rückstellfedern die bewegliche Wand und die Rückstellstange gegen den Arbeitskolben und bewegen diesen in die Sicherheitsstellung.

In einer älteren, nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung der Anmelderin ist ein Schwenkantrieb der eingangs genannten Art beschrieben, bei dem die Druckmittelquelle unmittelbar an den Druckmittelraum der Rückstelleinheit angeschlossen ist und die Zuführleitung des Steuerventils an diesem Druck­ mittelraum angeschlossen ist. Diese Ausführung hat den Vorteil, daß auch bei Undichtigkeiten der Druck im Druckmit­ telraum stets größer sein muß als im Arbeitszylinder. Bei dieser Ausführung muß aber der Schwenkantrieb über vier Leitungen mit dem Steuerventil und mit der Druckmittel­ quelle verbunden werden. Bei diesen vier Leitungen handelt es sich um die beiden Leitungen, welche die beiden Räume zu beiden Seiten des Arbeitskolbens mit dem Steuerventil verbinden, die vom Druckmittelraum der Rückstelleinheit zum Steuerventil führenden Zuführleitung, und die von der Druck­ mittelquelle zum Druckmittelraum führende Druckmittellei­ tung. Falls das Steuerventil in einem größeren Abstand vom Schwenkantrieb angebracht werden muß, ist diese Ausführungs­ form nachteilig.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zur Vereinfachung und Erleichterung der Installation bzw. der Montage des Schwenkantriebes die Zahl der an der Baueinheit des Schwenkantriebes anzuschließenden Leitungen zur Druck­ mittelversorgung des Arbeitszylinders und der Rückstellein­ heit zu reduzieren.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das Steuerventil über eine Druckmittelleitung an die Druckmittelquelle angeschlossen ist und der Druckmittelraum der Rückstelleinheit an den Ablauf eines am Arbeitszylinder angebrachten Wechselventils angeschlossen ist, welches zwei Zuläufe aufweist, von denen einer an der zum einen Raum führenden Leitung und der andere an der zum anderen Raum führenden Leitung angeschlossen ist und welches den Zulauf, der höheren Druck führt, mit dem Ablauf verbindet und den anderen Zulauf absperrt.

Bei dem Schwenkantrieb nach der Erfindung führen nur zwei Leitungen vom Steuerventil zum Arbeitszylinder, um diesen sowie die daran befestigte Rückstelleinheit mit einem Druckmittel zu versorgen und den Schwenkantrieb zu steuern.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des Schwenkantrie­ bes sind im Arbeitszylinder zwei Arbeitskolben gegenläufig geführt, und an beiden Enden des Arbeitszylinders ist je eine Rückstelleinheit angeordnet, deren Rückstellstange jeweils auf einen Kolben des Schwenkantriebes einwirkt und deren Druckmittelräume miteinander verbunden und an den Ablauf des Wechselventils angeschlossen sind.

Weitere Merkmale ergeben sich aus den Schutzansprüchen.

In der folgenden Beschreibung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt:

eine Schnittansicht eines Doppelkolben-Schwenkantriebes mit zwei Rückstelleinheiten und in schematischer Dar­ stellung die Druckmittel führenden Leitungen mit Steuerventil.

Im Arbeitszylinder 1 sind zwei beidseitig von einem pneuma­ tischen Druckmittel beaufschlagbare Arbeitskolben 2 und 2′ gegenläufig geführt. An jedem Arbeitskolben 2, 2′ ist eine Zahnstange 20 angeordnet, die gemeinsam in ein Ritzel 21 eingreifen, das auf einer verschwenkbaren Welle befestigt ist.

Das von einer Druckmittelquelle 13 kommende Druckmittel wird über ein Steuerventil 3 und über die Leitung 4 dem zwischen den beiden Arbeitskolben 2 und 2′ befindlichen Raum 6 zuge­ führt oder aber über die Leitung 5 und die Verbindungs­ leitung 5′ den beiden äußeren Räumen 7 und 7′ zugeführt. Je nach Stellung des Steuerventils 3 werden die beiden Ar­ beitskolben 2 oder 2′ vom Druckmittel auseinandergetrieben oder - wie dargestellt - gegeneinandergedrückt. Dabei wird das Ritzel 21 und die damit verbundene Welle um 90° oder um 180° nach rechts oder nach links geschwenkt.

Die Rückstelleinheiten 8 und 8′ sind in Gehäusen 11 und 11′ untergebracht, deren Böden die Zylinderdeckel des Arbeits­ zylinders 1 bilden. Jede Rückstelleinheit 8 bzw. 8′ weist eine bewegliche Wand 10 bzw. 10′ auf, welche das Gehäuse 11 bzw. 11′ der Rückstelleinheit 8 bzw. 8′ in einen Druckmit­ telraum 12 bzw. 12′ und einen Federraum 14 bzw. 14′ unter­ teilt. Im Federraum 14 bzw. 14′ sind Rückstellfedern 15 an­ geordnet, welche die bewegliche Wand 10 bzw. 10′ in Richtung auf den Arbeitskolben 2 bzw. 2′ bewegen sollen. In den Gehäusen 11, 11′ befinden sich Anschläge für die Kolben 2, 2′ zur Begrenzung der Vorspannung der Federn 15, 15′. Die beiden Druckmittelräume 12 und 12′ der Rückstelleinheiten 8 bzw. 8′ sind über eine Verbindungsleitung 18 miteinander verbunden. Der Druckmittelraum 12 ist über eine Leitung 17 an den Ablauf 25 eines Wechselventils 22 angeschlossen, das mit zwei Zuläufen 23, 24 versehen ist. Der Zulauf 23 ist mit der zum inneren Raum 6 führenden Leitung 4 und der Zulauf 24 ist mit der zu den äußeren Räumen 7, 7′ führenden Leitung 5 ver­ bunden. Das Wechselventil 22 verbindet den Ablauf 25 mit dem Zulauf 23 oder 24, das den höheren Druck hat, und sperrt den jeweils anderen Zulauf 24 oder 23 ab.

Das Wechselventil 22 ist unmittelbar am Arbeitszylinder 1 an­ gebracht. Ferner können die Verbindungsleitung 18 der Druckmittelräume 12 und 12′ sowie die zum inneren Zylinder­ raum 6 führende Leitung 4 und die zu den beiden äußeren Zylinderräumen 7, 7′ führenden Leitungen 5 und 5′ als Kanäle in die Wandung des Arbeitszylinders 1 eingearbeitet sein. Bei der dargestellten Ausführungsform befinden sich die Verbindungsleitungen 5′′, welche die äußeren Zylinderräume 7, 7′ miteinander verbinden, in Führungsstangen 19, auf denen die Kolben 2, 2′ gleitend geführt sind.

Die innerhalb einer von einer Phantomlinie umschlossene Fläche befindlichen Teile bilden eine Baueinheit 28, die auf eine Regelarmatur aufgesetzt oder angebracht werden kann. Diese Baueinheit 28 ist über die Leitungen 4 und 5, die an den am Arbeitszylinder 1 befestigten Leitungsan­ schlüssen 26, 27 angeschlossen sind, mit dem Steuerventil 3 verbunden.

Das entweder über die Leitung 4 dem inneren Raum 6 oder über die Leitung 5 den äußeren Räumen 7, 7′ zugeführte Druckmittel wird über das Wechselventil 22 stets auch dem Druckmittel­ raum 12 und über die Verbindungsleitung 18 dem Druckmittel­ raum 12′ zugeführt, wodurch die beweglichen Wände 10 und 10′ der Rückstelleinheiten 8 und 8′ nach außen gedrückt werden, so daß die Rückstellfedern 15, 15′ vorgespannt sind.

Das Steuerventil 3 ist ein 5/2-Wegeventil, das die Druck­ mittelleitung 16 entweder mit der zum inneren Zylinderraum 6 führenden Leitung 4 oder mit der zu den äußeren Zylinder­ räumen 7, 7′ führenden Leitung 5 verbindet und dabei gleich­ zeitig die jeweils nicht mit der Druckmittelleitung 16 verbundene Leitung 5 oder 4 mit einer Auslaßleitung 29 oder 30 verbindet. Bei Stromausfall schaltet das Steuerventil 3 selbsttätig in Sicherheitsstellung.

• Bezugszeichenliste:  1 Arbeitszylinder
   2 Arbeitskolben
   2′ Arbeitskolben
   3 Steuerventil
   4 Leitung zum inneren Zylinderraum 6
   5 Leitung zum äußeren Zylinderraum 7
   5′′ Verbindungsleitung der Räume 7 und 7′
   6 innerer Zylinderraum
   7 äußerer Zylinderraum des Arbeitskolbens 2
   7′ äußerer Zylinderraum des Arbeitskolbens 2′
   8 Rückstelleinheit
   8′ Rückstelleinheit
   9 Rückstellstange
   9′ Rückstellstange
  10 bewegliche Wand
  10′ bewegliche Wand
  11 Gehäuse
  11′ Gehäuse
  12 Druckmittelraum
  12′ Druckmittelraum
  13 Druckmittelquelle
  14 Federraum
  14′ Federraum
  15 Rückstellfeder
  15′ Rückstellfeder
  16 Druckmittelleitung
  17 Zuführleitung
  18 Verbindungsleitung
  19 Führungsstange
  20 Zahnstange
  21 Ritzel
  22 Wechselventil
  23 Zulauf von der Leitung 4
  24 Zulauf von der Leitung 5
  25 Ablauf
  26 Leitungsanschluß
  27 Leitungsanschluß
  28 Baueinheit
  29 Auslaßleitung
  30 Auslaßleitung

Claims (5)

1. Schwenkantrieb mit einem Arbeitszylinder (1), in dem ein Arbeitskolben (2) geführt ist, der beidseitig von einem pneumatischen oder hydraulischen Druckmittel beaufschlagbar ist, das über ein Steuerventil (3) und Leitungen (4, 5) je­ weils einem der beiden Räume (6 oder 7) zu beiden Seiten des Arbeitskolbens (2) zugeführt und aus dem jeweils anderen Raum (7 oder 6) abgeführt wird und mit einer Rückstellein­ heit (8), die eine über eine Rückstellstange (9) von außen auf den Arbeitskolben (2) wirkende bewegliche Wand (10) auf­ weist, welche das Gehäuse (11) der Rückstelleinheit (8) in einen dem Arbeitszylinder (1) zugewandten und an eine Druck­ mittelquelle (13) angeschlossenen Druckmittelraum (12) und einen vom Arbeitszylinder (1) abgewandten Federraum (14) unterteilt und welche von mindestens einer Rückstellfeder (15) gegen den Arbeitskolben (2) bewegbar ist und die gegen die Wirkung der Rückstellfeder (15) durch das Druckmittel im Druckmittelraum (12) vom Arbeitskolben (2) wegbewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (3) über eine Druckmittelleitung (16) an die Druckmittelquelle (13) angeschlossen ist und der Druck­ mittelraum (12) der Rückstelleinheit (8) an den AbIauf (25) eines am Arbeitszylinder (1) angebrachten Wechselventils (22) angeschlossen ist, welches zwei Zuläufe (23 und 24) aufweist, von denen einer (23) an der zum einen Raum (6) führenden Leitung (4) und der andere (24) an der zum anderen Raum (7) führenden Leitung (5) angeschlossen ist und welches den Zu­ lauf (23 oder 24), der höheren Druck führt, mit dem Ablauf (25) verbindet und den anderen Zulauf (24 oder 23) absperrt.

2. Schwenkantrieb nach Anspruch 1 mit einem Arbeitszylinder (1), in dem zwei gegenläufige Arbeitskolben (2, 2′) geführt sind, die beidseitig von einem pneumatischen Druckmittel beaufschlagbar sind, das über ein Steuerventil (3) und Leitun­ gen (4, 5) entweder dem Raum (6) zwischen den Arbeitskolben (2, 2′) oder den beiden Räumen (7, 7′) an den Endbereichen des Arbeitszylinders (1) zugeführt und aus den jeweils anderen Räumen (7, 7′) oder dem Raum (6) abgeführt wird, und mit einer Rückstelleinheit (8), die über eine Rückstellstange (9) von außen auf einen Arbeitskolben (2) wirkende beweg­ liche Wand (10) aufweist, welche das Gehäuse (11) der Rück­ stelleinheit (8) in einen dem Arbeitszylinder (1) zuge­ wandten und an eine Druckmittelquelle (13) angeschlossenen Druckmittelraum (12) und einen vom Arbeitszylinder (1) ab­ gewandten Federraum (14) unterteilt und welche von min­ destens einer Rückstellfeder (15) gegen den Arbeitskolben (2) bewegbar ist und die gegen die Wirkung der Rückstellfe­ der (15) durch das Druckmittel im Druckmittelraum (12) vom Arbeitskolben (2) wegbewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Enden des Arbeitszylinders (1) je eine auf einen Arbeitskolben (2, 2′) wirkende Rückstelleinheit (8, 8′) angeordnet ist und die Druckmittelräume (12, 12′) der beiden Rückstelleinheiten (8, 8′) über eine Verbindungsleitung (18) miteinander und über die Zuführleitung (17) mit dem Ablauf (25) des am Arbeitszylinder (1) befestigten Wechselventils (22) verbunden sind.

3. Schwenkantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitung (18) von einem in der Wand des Arbeitszylinders (1) befindlichen Kanal gebildet ist und am Arbeitszylinder (1) zwei Leitungsanschlüsse (26, 27) befestigt sind, an welche die vom Steuerventil (3) kommen­ den Leitungen (4 und 5) anschließbar sind und zwischen diesen Leitungsanschlüssen (26, 27) und den Einmündungen der Leitungen (4 und 5) in den Zylinderräumen (6 und 7, 7′) die Zuläufe (23 und 24) des am Arbeitszylinders (1) be­ festigten Wechselzylinders (22) angeschlossen sind.

4. Schwenkantrieb nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die den Ablauf (25) des Wechselventils (22) mit einem Druckmittelraum (12 oder 12′) verbindende Zuführleitung (17) in den Verbindungskanal (18) mündet.

5. Schwenkantrieb nach einem der Ansprüche 2 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die von den Leitungsanschlüssen (26, 27) zu den Zylinderräumen (6, 7, 7′) führenden Leitun­ gen (4 und 5) sowie die vom Wechselventil (22) zu einem Druckmittelraum (12 oder 12′) führende Zuführleitung (17) als Kanäle in die Wandung des Arbeitszylinders (1) einge­ arbeitet sind.