DE3900298A1 - Pneumatic swivel drive with a curved piece which can be modified - Google Patents
Pneumatic swivel drive with a curved piece which can be modifiedInfo
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Abstract
Description
Pneumatische Schwenkantriebe finden in vielen Bereichen des Maschinen- und Anlagenbaus Verwendung. Sie schließen Ventile, positionieren Werkstücke, betätigen Hebel und Klappen. Sie unterscheiden sich hauptsächlich durch drei verschiedene Bauarten.Pneumatic part-turn actuators are used in many areas of machine and plant engineering use. You close valves, position Workpieces, operate levers and flaps. They are different mainly through three different designs.
Bei dieser Version wird die Schwenkbewegung über ein Zahnstangengetriebe erzeugt. An beiden Enden der Zahnstange befindet sich ein Kolben mit Zylinder. Durch Beaufschlagen der einen Seite mit Druckluft bewegt sich die Zahnstange zur jeweils anderen Seite. Der Drehwinkel an der Ritzelwelle ergibt sich aus dem Kolbenweg und der Getriebeübersetzung.In this version, the swivel movement is over a Rack and pinion gear generated. Located on both ends of the rack a piston with a cylinder. By loading one side with Compressed air moves the rack to the other side. The Angle of rotation on the pinion shaft results from the piston travel and Gear ratio.
Diese Bauarten decken Drehwinkelbereiche bis zu 720° ab.These designs cover rotation angle ranges up to 720 °.
Das Drehmoment ist weitgehend unabhängig von dem jeweils bestellten Drehwinkel da zumeist die Getriebeübersetzung gleich bleibt, und nur der Hub verändert wird.The torque is largely independent of the one ordered Angle of rotation since the gear ratio mostly remains the same, and only the stroke is changed.
Der Aufbau des Antriebs ähnelt einem Lamellenmotor mit ein oder zwei Lamellen (Stege). Bauartbedingt können diese Antriebe nur annähernd eine bzw. eine halbe Umdrehung ausführen.The structure of the drive is similar to a lamella motor with one or two Slats (webs). Due to their design, these drives can only approximate make one or half a turn.
Der Zylinder wird längs in zwei (vier) Kammern aufgeteilt, wobei ein Steg gegen die zentrisch, längs angeordnete Welle abgedichtet wird. Der andere Steg ist fest mit der Welle verbunden und wird stirnseitig und am Umfang gegen die Zylinderwand abgedichtet. Durch Beaufschlagen der einen Kammerhälfte mit Druckluft bewegt sich der Wellensteg bis zum Auftreffen an den Gehäusesteg.The cylinder is divided lengthways into two (four) chambers, one Web is sealed against the central, longitudinally arranged shaft. The other web is firmly connected to the shaft and is front and sealed at the circumference against the cylinder wall. By applying the The shaft web moves one chamber half with compressed air until it hits the housing web.
Die maximale Schwenkbewegung beträgt daher ca. 300° oder bei der zweiflügeligen Ausführung ca. 130°. Will der Anwender Drehwinkel innerhalb dieses Bereiches erzielen, muß er geeignete Anschläge vorsehen. The maximum swivel movement is therefore approximately 300 ° or at double-wing design approx. 130 °. The user wants rotation angles achieve within this range, he must make suitable stops provide.
Bei dieser Version befindet sich ein beweglicher Kolben in einem Zylinder. Entweder weist der Kolben oder die zentrisch, längs angeordnete Welle schraubenförmige Nuten auf. In diesen Nuten laufen Röllchen oder Kugeln, die die Schubbewegung des Kolbens in eine Schwenkbewegung der Welle umsetzen. Ein Drehen des Kolbens wird durch eine zusätzliche Führung verhindert.In this version there is a movable piston in one Cylinder. Either the piston or the centric, longitudinal arranged shaft on helical grooves. Run in these grooves Rollers or balls that push the piston into one Implement swivel movement of the shaft. The piston is turned by prevents additional guidance.
Unterschiedliche Drehwinkel könnten durch Verändern des Steigungswinkels bei gleichem Hub oder durch Verlängern der Nuten und des Hubes erreicht werden.Different angles of rotation could be changed by Pitch angle with the same stroke or by extending the grooves and of the stroke can be achieved.
Dieses wird in der Praxis wegen des hohen Fertigungsaufwandes nicht praktiziert. Sie werden daher von 90, 180 und 360° angeboten (Fa. Wabco Westinghouse Blatt 323 156 009 3 Ausg. Okt. 1985).In practice, this is not possible due to the high manufacturing costs practiced. They are therefore offered by 90, 180 and 360 ° (Fa. Wabco Westinghouse Blatt 323 156 009 3 ed. Oct. 1985).
Zwischenwinkel müssen durch Anschläge außerhalb des Zylinders erreicht werden.Intermediate angles must be reached by stops outside the cylinder will.
Zur Vereinfachung der pneumatischen Steuerung werden diese Antriebe häufig mit einer Feder ausgerüstet, die eine automatische Rückstellung bewirkt (gesehen bei Fa. NOCADO 2962 Ostgroßefehn).These drives are used to simplify the pneumatic control often equipped with a spring that has an automatic reset effected (seen at NOCADO 2962 Ostgroßefehn).
Beim bisherigen Angebot an Schwenkantrieben ist es ohne größeren Kostenaufwand nicht möglich, den Drehwinkel oder den Drehmomentenverlauf über den Drehwinkel auf die Bedürfnisse des Anwenders zu optimieren.With the previous range of part-turn actuators, there is no major one Costs not possible, the angle of rotation or the Torque curve over the angle of rotation to the needs of the To optimize the user.
Durch die Befestigung ist ein Nachstellen in die Nullstellung oft unmöglich (stirnseitige Flanschbefestigung, Paßfeder).Due to the attachment, readjustment to the zero position is often impossible (flange mounting on the front, parallel key).
Bei Antrieben mit Federrückstellung muß ein großer Teil der Kolbenkraft zum Spannen der Feder aufgewendet werden, was zu einer erheblichen Verminderung des Drehmomentes führt.A large part of the piston force must be applied to actuators with spring return be used to tension the spring, resulting in a significant Reduction of the torque leads.
- a) Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Schwenkantriebe mit möglichst vielen verschiedenen Drehwinkeln anzubieten, ohne die Fertigung maßgebend zu beeinflussen.a) The invention has for its object to provide rotary actuators as possible to offer many different angles of rotation without manufacturing to influence significantly.
- b) Dieser Antrieb muß über eine einheitliche, aber universelle Befestigungsmöglichkeit verfügen.b) This drive must have a uniform, but universal Fastening option.
- c) Zusätzlich sollte die Möglichkeit einer automatischen Rückstellung gegeben sein, ohne die Bauteile wesentlich zu verändern und ohne, wie durch eine Rückstellfeder der Fall, die Anfangsdrehmomente gegenüber einer Luft/Luft-Version zu schwächen.c) In addition, the possibility of an automatic reset be given without significantly changing the components and without how by means of a return spring, compared to the initial torques to weaken an air / air version.
Zur Lösung des unter a) formulierten Nachteils dient Patentanspruch 1.Claim 1 serves to solve the disadvantage formulated under a).
Der Schwenkantrieb mit einfach zu modifizierendem Kurvenstück ähnelt prinzipiell der unter 1.1. c) beschriebenen Version. Er ist jedoch dadurch gekennzeichnet, daß das Kurventeil aus Flachmaterial (bzw. flach gefräßter Welle) besteht. Dieser Rohling wird in einer Vorrichtung auf jeden geforderten Drehwinkel verdreht. Dadurch ist es möglich, innerhalb einer Baugröße (z. B. 0-180°) jeden beliebigen Drehwinkel ohne Mehraufwand herzustellen.The part-turn actuator with an easily modifiable curve section is similar in principle the one under 1.1. c) described version. However, it is characterized in that the curve part made of flat material (or flat milled shaft). This blank is in one Device rotated to any required angle of rotation. That’s it possible, any within a size (e.g. 0-180 °) Manufacture angle of rotation without additional effort.
Dieses Verfahren bietet für den Anwender neben dem Vorteil, keine Anschläge konstruieren zu müssen den weiteren Vorteil, daß sich das größtmögliche Drehmoment einstellt, weil der ganze Kolbenhub zur Erreichung des Drehwinkels benötigt wird.In addition to the advantage, this procedure offers none for the user Having to construct stops has the further advantage that the sets the greatest possible torque because the entire piston stroke is Reaching the angle of rotation is required.
Die Enden des Kurvenstückes weisen keine Steigung auf. Dadurch wird der Drehwinkel, auch durch Fertigungsimperfektionen hervorgerufenen unterschiedlichen Kolbenwegen, eingehalten. Anschläge können daher entfallen. Der Schwenkantrieb wird dadurch selbsthemmend. Das heißt, auch bei äußerer Rückstellkraft bleibt der Antrieb in seiner Lage ohne das Druckluft ansteht. Durch unterschiedliche Gestaltung des Kurvenstückes kann man progressive Drehmomentenverläufe erreichen [unkonstante Steigung], oder die Selbsthemmung aufheben [Enden mit Steigung]. The ends of the curve section have no slope. This will make the Angle of rotation, also caused by manufacturing imperfections different piston paths. Attacks can therefore omitted. This makes the part-turn actuator self-locking. This means, Even with external restoring force, the drive remains in its position without the compressed air is present. By different design of the Progressive torque curves can be achieved in the curve section [inconsistent slope], or cancel self-locking [ends with Pitch].
Zur Lösung des unter b) formulierten Nachteils dient Patentanspruch 2.Claim 2 serves to solve the disadvantage formulated under b).
Für die Befestigung kann der Schwenkantrieb durch einen zusätzlichen Spindelhals (2.1) gekennzeichnet sein. Er gewährleistet eine einfache Montage und das Justieren in die Nullstellung.The swivel drive can be identified by an additional spindle neck ( 2.1 ) for attachment. It ensures easy installation and adjustment to the zero position.
Zur Lösung des unter c) formulierten Nachteils dient Patentanspruch 3.Claim 3 serves to solve the disadvantage formulated under c).
Die Ausführung als Schwenkantrieb mit selbsttätiger Rückstellung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellkraft durch komprimierte Luft anstelle einer Feder aufgebracht wird. Für das Vorhandensein eines genügend großen Luftvorrates sorgt ein kleiner Überstromkanal (1.2), der in der Endstellung des Arbeitskolbens die Luftkammer hinter dem Kolben mit der Luftkammer vor dem Kolben verbindet. Wegen des geringen Querschnitts stellt sich allmählich ein Druckausgleich ein. Wird die komprimierte Luft hinter dem Kolben abgelassen bewegt sich der Kolben zurück und der Überstromkanal (1.2) verliert seine Funktion. Hat der Kolben seine Anfangsstellung erreicht, werden wiederum durch einen Überstromkanal (1.3) beide Seiten miteinander verbunden. Dadurch kann die komprimierte Rest-Luft aus der Einlaßöffnung (3.1) entweichen. Nun steht kein Gegendruck mehr an, so daß für den nächsten Hub der volle Luftdruck zur Verfügung steht. Dadurch ist das Anfahrdrehmoment genau so groß wie bei einem Luft/Luft-Zylinder. Durch die sich vor dem Kolben komprimierende Luft nimmt das Drehmoment zwar ab, ist aber noch wesentlich größer als bei einer Federrückstellung. Zwischen den Arbeitstakten ist jedoch eine gewisse Verweilzeit für den Druckausgleich erforderlich. In die Überstromkanäle können ggf. Rückschlagventile eingebaut werden. Dadurch sind größere Querschnitte und somit kürzere Verweilzeiten möglich. Außerdem verhindern sie ein Abschwächen des Luftvorrates bevor die Kolbenbewegung eingesetzt hat. Diese Möglichkeit der Rückstellung ist übrigen bei jedem doppeltwirkenden, pneumatischem Zylinder gegeben, wenn ein ausreichendes Volumen auf einer Seite vorhanden ist.The design as a rotary actuator with automatic resetting is characterized in that the resetting force is applied by compressed air instead of a spring. A small overflow duct ( 1.2 ) ensures that there is a sufficiently large air supply, which in the end position of the working piston connects the air chamber behind the piston with the air chamber in front of the piston. Because of the small cross-section, pressure equalization gradually arises. If the compressed air is released behind the piston, the piston moves back and the overflow channel ( 1.2 ) loses its function. Once the piston has reached its initial position, both sides are connected to one another by an overflow channel ( 1.3 ). This allows the compressed residual air to escape from the inlet opening ( 3.1 ). Now there is no longer any back pressure, so that the full air pressure is available for the next stroke. This means that the starting torque is exactly the same as for an air / air cylinder. Due to the air compressing in front of the piston, the torque decreases, but it is still much larger than with a spring return. However, a certain dwell time for pressure equalization is required between the work cycles. If necessary, check valves can be installed in the overflow channels. This enables larger cross-sections and therefore shorter dwell times. They also prevent the air supply from weakening before the piston movement has started. This possibility of resetting is given for every double-acting pneumatic cylinder if there is sufficient volume on one side.
Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel eines pneumatischen Schwenkantriebes mit automatischer Rückstellung.The drawing shows an embodiment of a pneumatic Part-turn actuators with automatic reset.
[Fig. 1] zeigt einen Längsschnitt dessen Schnittverlauf aus dem Querschnitt [Fig. 2] zu erkennen ist.[ Fig. 1] shows a longitudinal section, the section of which can be seen from the cross section [ Fig. 2].
[Fig. 3] zeigt das Ausführungsbeispiel des Arbeitskolbens (um 90° gedreht) in expliziter Darstellung, da dieser im Längsschnitt nur schwer als Ganzes zu erkennen ist.[ Fig. 3] shows the embodiment of the working piston (rotated by 90 °) in an explicit representation, since this is difficult to see as a whole in longitudinal section.
Der Schwenkantrieb besteht aus einem Zylinder (1) mit Lagerdeckel (2) und dem Verschlußdeckel (3) mit Einlaßbohrung (3.1). Mit dem vorderen Teil der Zylinderwand fest verbunden sind zwei Führungsstege (1.1). In dem Zylinder befindet sich ein Kolben (4), in dessen Lagerbohrungen (4.1) zwei Führungsrollen (5) drehbar gelagert sind. Diese bilden einen Schlitz von der Breite der Führungsstege, sowie der Dicke des Kurvenstückes (6). Das modifizierbare Kurvenstück (6) ist hier mit einem Wellenzapfen (6.1) fest verbunden.The quarter turn actuator consists of a cylinder ( 1 ) with a bearing cover ( 2 ) and a sealing cover ( 3 ) with an inlet bore ( 3.1 ). Two guide webs ( 1.1 ) are firmly connected to the front part of the cylinder wall. There is a piston ( 4 ) in the cylinder, in the bearing bores ( 4.1 ) of which two guide rollers ( 5 ) are rotatably mounted. These form a slot the width of the guide webs and the thickness of the curve piece ( 6 ). The modifiable curve piece ( 6 ) is firmly connected here with a shaft journal ( 6.1 ).
[Bei einer Ausführung mit beidseitigem Wellenende wäre auf der gegenüberliegenden Seite ein zweiter entsprechend längerer Wellenzapfen][In a version with a shaft end on both sides it would be on the opposite side a second correspondingly longer shaft journal]
Der Wellenzapfen (6.1) ist in den Lagern (7) drehbar gelagert, und durch die Buchse (6.2) axial gegen Verschieben gesichert. Ein Dichtelement (8) [O-Ring] verhindert das Austreten von Druckluft. Der Bewegungsablauf ist am besten an einer Luft/Luft-Version erkennbar. [Diese unterscheidet sich durch durch eine Einlaßbohrung im Lagerdeckel (2) und fehlender Überströmkanäle (1.2 und (1.3).] Wenn durch die Einlaßbohrung im Lagerdeckel [nicht gezeigt] Druckluft in den vorderen Teil des Zylinders gelangt, bewegt sich der Kolben (4) in Richtung Verschluß deckel (3). Die Führungsrollen (5) laufen dabei entlang der Führungsstege (1.1) und verhindern dadurch eine Drehbewegung des Kolbens (4). Das Kurvenstück (6) und somit der Wellenzapfen (6.1) führen dabei eine Drehbewegung aus, weil ein Passieren durch den Führungsschlitz nur in der jeweils schmalsten Ausdehnung des Kurvenstückes (6) möglich ist. Nach dem Auftreffen des Kolbenbodens am Verschlußdeckel (3) endet der Bewegungsablauf. Durch Ablassen der Druckluft und Beaufschlagen der anderen Seite mit Druckluft durch die Einlaßbohrung (3.1) wird der Vorgang reversiert. Die Größe des Dreh winkels hängt davon ab, wie weit das kurvenstückbildende Flachmaterial (6) bei der Fertigung in einer speziellen Vorrichtung verdreht wurde. The shaft journal ( 6.1 ) is rotatably supported in the bearings ( 7 ) and axially secured against displacement by the bushing ( 6.2 ). A sealing element ( 8 ) [O-ring] prevents compressed air from escaping. The movement sequence is best recognized by an air / air version. [This differs in that there is an inlet hole in the bearing cover ( 2 ) and no overflow channels ( 1.2 and ( 1.3 ).) If compressed air enters the front part of the cylinder through the inlet hole in the bearing cover [not shown], the piston ( 4 ) moves in the direction of the closure cover ( 3 ). The guide rollers ( 5 ) run along the guide webs ( 1.1 ) and thereby prevent the piston ( 4 ) from rotating. The cam piece ( 6 ) and thus the shaft journal ( 6.1 ) perform a rotary movement, because it is only possible to pass through the guide slot in the narrowest extension of the curve section ( 6 ). After the piston head hits the sealing cover ( 3 ), the sequence of movements ends. By releasing the compressed air and applying compressed air to the other side through the inlet bore ( 3.1 The size of the angle of rotation depends on how far the curve-forming flat material ( 6 ) b ei production was twisted in a special device.
Für die Recherchen wurden ausschließlich Kataloge folgend aufgeführter Firmen verwandt:Only the following catalogs were listed for research Related companies:
Liste der angeschriebenen FirmenList of companies contacted
Festo KG Pf. 6040 7300 Esslingen Katalog Lieferprogramm PneumaticFesto KG Pf. 6040 7300 Esslingen Catalog delivery program Pneumatic
Drumag GmbH Glarner Str. 2 7880 Bad Säckingen Katalog: DrehantriebeDrumag GmbH Glarner Str. 2 7880 Bad Sackingen Catalog: rotary actuators
Hense & Co GmbH Flottmannstr. 55 4630 Bochum Katalog: SchwenkmotorenHense & Co GmbH Flottmannstrasse 55 4630 Bochum Catalog: swing motors
Leibfried GmbH
Zeppelinstr. 15
7033 Herrenberg
Schrift: 75 01 300. 05. 07. 84
75 01 301. 05. 03. 86
75 01 347. 05. 03. 86Leibfried GmbH Zeppelinstr. 15 7033 Herrenberg Font: 75 01 300. 05. 07. 84
75 01 301.05.05.03.86
75 01 347. 05. 03. 86
Wabco Westinghouse Pf. 911 270 3000 Hannover Schrift: 32 31 56 009 3 Okt. 1985Wabco Westinghouse Pf. 911 270 3000 Hanover Scripture: 32 31 56 009 3 Oct. 1985
Von o. g. Firmen führt nur die Fa. Wabco Westinghouse Schwenkantriebe nach dem unter 1.1 c) beschriebenen System.From the above Companies are only managed by Wabco Westinghouse part-turn actuators according to the system described under 1.1 c).
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19893900298 DE3900298A1 (en) | 1989-01-07 | 1989-01-07 | Pneumatic swivel drive with a curved piece which can be modified |
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| DE19893900298 DE3900298A1 (en) | 1989-01-07 | 1989-01-07 | Pneumatic swivel drive with a curved piece which can be modified |
Publications (1)
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| DE19893900298 Withdrawn DE3900298A1 (en) | 1989-01-07 | 1989-01-07 | Pneumatic swivel drive with a curved piece which can be modified |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3900298A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 1989-01-07 DE DE19893900298 patent/DE3900298A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: BARKHOFF, REINKE, DIPL.-ING., 2950 LEER, DE |
|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |