EP1416165A2 - Pneumatic cylinder - Google Patents

Pneumatic cylinder Download PDF

Info

Publication number
EP1416165A2
EP1416165A2 EP03022448A EP03022448A EP1416165A2 EP 1416165 A2 EP1416165 A2 EP 1416165A2 EP 03022448 A EP03022448 A EP 03022448A EP 03022448 A EP03022448 A EP 03022448A EP 1416165 A2 EP1416165 A2 EP 1416165A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
actuator
piston
damping
drive
drive piston
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP03022448A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP1416165A3 (en
EP1416165B1 (en
Inventor
Manfred Heise
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bar Pneumatische Steuerungssysteme GmbH
Original Assignee
Bar Pneumatische Steuerungssysteme GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bar Pneumatische Steuerungssysteme GmbH filed Critical Bar Pneumatische Steuerungssysteme GmbH
Publication of EP1416165A2 publication Critical patent/EP1416165A2/en
Publication of EP1416165A3 publication Critical patent/EP1416165A3/en
Application granted granted Critical
Publication of EP1416165B1 publication Critical patent/EP1416165B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/02—Mechanical layout characterised by the means for converting the movement of the fluid-actuated element into movement of the finally-operated member
    • F15B15/06—Mechanical layout characterised by the means for converting the movement of the fluid-actuated element into movement of the finally-operated member for mechanically converting rectilinear movement into non- rectilinear movement
    • F15B15/065—Mechanical layout characterised by the means for converting the movement of the fluid-actuated element into movement of the finally-operated member for mechanically converting rectilinear movement into non- rectilinear movement the motor being of the rack-and-pinion type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/20—Other details, e.g. assembly with regulating devices
    • F15B15/22—Other details, e.g. assembly with regulating devices for accelerating or decelerating the stroke
    • F15B15/227—Other details, e.g. assembly with regulating devices for accelerating or decelerating the stroke having an auxiliary cushioning piston within the main piston or the cylinder end face

Definitions

  • the invention relates to a pneumatic actuator with a cylindrical housing, at least one in this axially mounted drive piston, which is acted upon by a working pressure between an inner stop position and an outer stop position is movable and with a rotatable output shaft, the rotation of which with the axial Movement of the drive piston is forcibly coupled and radially out of the housing exit.
  • Such well-known pneumatic actuators belong to the order of the Pressure transmission and transmission using a medium that can only be subjected to pressure a movement from the input to the output.
  • a gas (especially air) as a medium acts under pressure on a drive element designed as a piston and displaces it in a cylinder in the axial direction.
  • the output member is a rotatable shaft, whereby each axial displacement of the drive piston in the cylinder immediately causes a rotation the output shaft.
  • pneumatic actuators are presented in brochure No. S1-01-361 "Pneumatic actuators" from bar GmbH, Dattenberg, DE.
  • the rotation of the output shaft here is a swivel angle of (depending on the type) 90 °, 120 ° or 180 ° limited.
  • the output shaft has a toothing on the circumference. In this interlocking engage two racks lying opposite each other on the circumference, which in turn with oppositely moving drive pistons that add up in their effect are firmly connected.
  • This type of pneumatic actuator is also called a “double-piston rotary actuator” denotes and is used in particular for the automatic control of fittings between two defined switching positions.
  • the drive piston becomes the output shaft between its basic position (or “0 ° position”) and a second defined position (for example a "90 ° position") pivoted.
  • a flap valve arranged on the output shaft between the positions “open” and “closed” or a ball valve between two different passage positions can be switched.
  • Such a pneumatic actuator can also be used as a 3-position actuator by means of two additional pistons be carried out.
  • Single-acting actuators of the aforementioned type, whose drive pistons can only be loaded with the working medium on one side can be realized with safety springs. If there is a pressure loss in the working medium, there is one Can be reset to a defined position.
  • An inhibition of the mobility of the element to be placed can both wear or poor lubrication of this element, deposits in this element (for example, jammed particles from the media stream to be controlled), as well as in incorrect design of the element or temporarily unfavorable process parameters be justified.
  • the flawless mobility of an element to be provided can therefore are not generally considered to be given.
  • the use of the well-known actuators therefore regularly requires either "oversizing" for the (rare) malfunction or regular thorough checks of all relevant components and process parameters - or a combination of both measures - with the consequence of high plant, operating and personnel costs and, if applicable, a limited operating time due to the need for shorter maintenance intervals.
  • the invention has for its object to propose an actuator, which also inhibited movement of the element to be set a trouble-free and safe operation allows.
  • this object is achieved according to the invention solved that the axial movement of the drive piston by means of a pneumatic Damping device can be damped.
  • a damping device is according to the invention can be acted upon with a working gas such that it prevents axial movement of the Driving piston opposes a damping force.
  • the pneumatic damping has different principles Advantages on: on the one hand is in the otherwise pneumatically operated actuator mixing of the working media is not critical, on the other hand, a "gas cushion" is dependent from the volume reduction to a progressively increasing pressure so effective even at high speeds - and until reaching the End position shock-free - damping.
  • the damping device with the working air of the actuator - that is with the same pressure - applied.
  • the actuator according to the invention then requires compared to the known actuators, no additional device for supplying Working medium.
  • the drive piston and the damping device be supplied with the working medium via common connections.
  • the invention Actuator then has no other than the known actuators Connections on and can - for example using the same 5/2-way valve - without further changes to the system in exchange for a known actuator operate
  • the damping device has a Damping cylinder and in this axially movable damping piston, wherein the outer diameter of the damping piston with the outer diameter of the drive piston matches.
  • the damping device is particularly simple with the known To combine actuators. In principle, it is also conceivable to use the damping piston to be provided with a smaller outside diameter. This is particularly true in Actuators that only have a single drive piston if drive and Damping pistons should be subjected to the same working pressure. Otherwise the applied areas of both pistons would be the same and the forces would increase cancel each other out.
  • the drive piston has a rod running in the axial direction of the housing, on which the damping piston is arranged.
  • the drive and damping cylinders can be particularly constructive can be easily separated from each other when the rod is a partition in the housing pierces, so that on both sides a drive and a damping pressure chamber are trained.
  • drive and damping pistons would also be conceivable constructively united in a single piston.
  • the damping device one Such actuator according to the invention would then have to control the pressures in allow the chambers of the cylinder on either side of the piston. Because one Control, on the one hand, is very complex - and therefore costly - and, on the other hand Such an implementation is not preferred simply because of its complexity.
  • the damping piston is preferably on the rod between an inner stop position and an outer stop position axially displaceable. So the rod - and so that the drive piston - can be moved axially in a defined section without at the same time to force a movement of the damping piston. In this defined Section, the movement of the drive piston is not damped.
  • the damping piston in such an actuator according to the invention preferably consists from a sleeve penetrated by the rod and a force-fitting thereon attached piston plate.
  • the sleeve and piston plate can also be made in one piece for example, can be manufactured in a casting process.
  • the cast manufacturing is however for example, be manufactured in a casting process. However, the cast manufacturing is only first economically with comparatively large quantities.
  • an actuator according to the invention there is preferably an axially adjustable one on the rod Arranged stop element which abuts the housing when the drive piston reached its inner stop position.
  • the inner stop of the drive piston and thus the swivel angle of the output shaft is adjustable in the basic position.
  • the one described can alternatively be used Damping device on one drive piston and on the other one Be bore through which a rod axially fixed to the housing runs, a stop element on the side of the drive piston facing the output shaft having.
  • this basically known variant is because of the additional between the pierced piston and the axially movable rod therein Leaks not preferred
  • an axially adjustable stop element can be arranged on the housing, against which the rod stops when the drive piston reaches its outer stop position.
  • this can alternatively also Stop element may be arranged on the second drive piston.
  • the drive piston of an actuator according to the invention particularly preferably has one in the axial direction of the housing extending rack, which in a on the circumference of the Output shaft arranged toothing engages. So with a long service life of the Actuator according to the invention always an accurate transmission of the piston stroke guaranteed on the pivoting movement of the output shaft.
  • the drive piston can be loaded with the working pressure on both sides.
  • the movement of the The drive piston is then in both directions by alternately acting on controllable the working medium.
  • one of the switch positions of the actuator to be spring-loaded, so that the other position in the case a failure of the working pressure is controlled as a defined "safety position".
  • tension or compression springs supported on the housing can be used are used.
  • An embodiment of the actuator according to the invention is also preferred has two drive pistons movable in opposite directions in the housing, between which the output shaft is arranged.
  • the output shaft is then not radial overall, but only loaded in the circumferential direction, which in particular relieves the load on the output shaft arranged sealing elements brings with it. But also the output shaft itself does not experience any bending stress and can be designed to be correspondingly smaller.
  • the actuator of the invention is only slightly increased in construction volume the torque that can be achieved at the output shaft at the same working pressure doubled.
  • Figure 1 shows a pneumatic actuator 1 according to the invention with rack and pinion principle and a cylindrical housing 2, two axially mounted in this and self-centering, oppositely movable drive pistons 3, 4 and one radially from the housing 2 emerging rotatable output shaft 5.
  • the axial movement of the Drive piston 3, 4 can be damped by means of a pneumatic damping device 6.
  • the rotation of the output shaft 5 is connected to the drive pistons 3, 4 by two Racks 7, which are arranged axially in the housing 2 and in a, not shown, on Engage the circumference of the drive shaft arranged teeth with the axial movement the drive piston 3, 4 firmly coupled.
  • the housing 2 is composed of a drive cylinder 8 and a damping cylinder 9 each same wall thickness 10 and the same inner diameter 11 built up by a partition 12 are separated.
  • the inner sides 13 of the two drive pistons 3, 4 enclose in the drive cylinder 8 the inner drive pressure chamber 14, in which also the racks 7 and the output shaft 5 run.
  • the outer sides 15, 16 of the drive piston 3, 4 close with the inside 17 of the partition 12 and the cover 18, the outer drive pressure chambers 19, 20.
  • the inside 21 of the Damping piston 22 closes the inner damping pressure chamber with the outside 23 of the partition wall 12 24 and the outside 25 of the damping piston 22 with the cover 26, the outer damping pressure chamber 27.
  • the drive cylinder 8, the damping cylinder 9, the two covers 18, 26 and the partition 12 and the pistons and racks 7 are made of an aluminum alloy Die casting process manufactured.
  • the outer surfaces are anodized and can additionally coated with epoxy resin.
  • the output shaft 5 is made of stainless steel and for connection to the element to be placed with a 2-flat, not shown Mistake. Alternatively, square or octagonal holders are also available. at The output shaft 5 can also be made of less nickel-plated steel, in the case of smaller sizes, the covers 18, 26 can also be made of plastic.
  • a rod 28 is screwed through the partition 12 and the cover 26 is guided and covered with a cylindrical cap 29.
  • the Damping piston 22 consists of a piston plate 30 and one connected to it cylindrical sleeve 31 which is axially displaceable on the rod 28.
  • the sleeve 31 is in a guide bush 32 and guided in the partition 12, which is fixed in the cover 26 is.
  • the rod 28 has a thread (not shown) and one on it Lock nut 33 and - secured with a lock nut 34 - a sleeve-shaped stop element 35 on.
  • the cover 18 has an Allen screw 36, which is from the outside is accessible and protrudes into the outer drive pressure chamber 20 in a manner not shown.
  • the pressure chambers are each in a manner not shown with nitrile rubber seals sealed against each other and to the outside.
  • the axially displaceable against each other Components each have - also not shown - sliding surfaces made of a sliding-friendly Plastic on.
  • the actuator 1 has a nominal swivel angle of 120 ° on. Alternatively, versions with nominal swivel angles of 90 °, 180 ° and 240 ° as standard, other angles are available on request.
  • the actuator 1 brings on the element to be set at a control pressure between 2 and 10 bar (on request also 1 to 16 bar) a torque of 3 to 8000 Nm.
  • FIG. 2 shows a circuit diagram for this actuator 1 according to the invention its two switching positions, the actuator 1 has two connections A, B, which by means of a switching element 37 alternately acted upon or vented with the working medium can be.
  • the first port A connects the inner drive pressure chamber 14 and the outer damping pressure chamber 27, via port B, the outer drive pressure chambers 19, 20 and the inner damping pressure chamber 24 is applied.
  • Figure 3 shows a schematic representation of a switching cycle of this invention Actuator 1.
  • the representations a) and e) show the drive piston 3 and Damping piston 22 in the basic position (or "0 ° position") of the invention Actuator 1, illustration c) shows the other end position, here the "120 ° position”.
  • the Pressure lines are designed (in a manner not shown) so that the outer Drive pressure chamber 19 quickly, inner damping pressure chamber 24 slowly vented becomes.
  • the drive piston 3 moves from position a) to the position Representation b).
  • the drive piston 3 travels the stroke 38 undamped. Only in position b), the drive piston 3 is in contact with the damping piston 22. Both pistons travel the stroke 39 together, the pressure in the outer damping pressure chamber 27 the pressure in the inner drive pressure chamber 14 counteracts, whereby the axial movement of the drive piston 3 is braked.
  • the second drive piston (not shown here) lies in the second end position according to illustration c) 3 on the stop element, also not shown.
  • the drive piston 3 moves from representation c) into the position after representation d).
  • the drive piston 3 in turn covers the stroke 40 undamped. Only in the Position according to illustration d), the drive piston 3 is in contact with the damping piston 22. Both pistons travel the stroke 41 together again, the pressure in the inner damping pressure chamber 24 the pressure in the outer drive pressure chamber 19 counteracts, which also brakes the axial movement of the drive piston 3 here becomes.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Actuator (AREA)
  • Fluid-Driven Valves (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)

Abstract

The pneumatic setting drive (1) has a cylindrical housing (2) with at least one drive piston (3,4) with axial movements, moved by a working pressure between an inner and an outer limit stop setting. A rotating drive shaft (5), projecting radially from the housing, is coupled to the pistons to be rotated by their axial movements. A pneumatic damper (6) acts on the axial movements of the drive pistons, to prevent damage in the event that there is a blockage in the movements of the system being adjusted.

Description

Einleitungintroduction

Die Erfindung betrifft einen pneumatischen Stellantrieb mit einem zylindrischen Gehäuse, mindestens einem in diesem axial gelagerten Antriebskolben, der durch Beaufschlagen mit einem Arbeitsdruck zwischen einer inneren Anschlagstellung und einer äußeren Anschlagstellung beweglich ist und mit einer rotierbaren Abtriebswelle, deren Rotation mit der axialen Bewegung des Antriebskolbens zwangsgekoppelt ist und die radial aus dem Gehäuse austritt.The invention relates to a pneumatic actuator with a cylindrical housing, at least one in this axially mounted drive piston, which is acted upon by a working pressure between an inner stop position and an outer stop position is movable and with a rotatable output shaft, the rotation of which with the axial Movement of the drive piston is forcibly coupled and radially out of the housing exit.

Derartige allgemein bekannte pneumatische Stellantriebe gehören zur Ordnung der Druckmittelgetriebe und übertragen mit Hilfe eines nur auf Druck beanspruchbaren Mediums eine Bewegung vom Antrieb zum Abtrieb. Ein Gas (insbesondere Luft) als Medium wirkt unter Druck auf ein als Kolben ausgeführtes Antriebsglied ein und verschiebt dieses in einem Zylinder in axialer Richtung. Das Abtriebsglied ist eine rotierbare Welle, wobei jede axiale Verschiebung des Antriebskolbens in dem Zylinder unmittelbar eine Rotation der Abtriebswelle bewirkt.Such well-known pneumatic actuators belong to the order of the Pressure transmission and transmission using a medium that can only be subjected to pressure a movement from the input to the output. A gas (especially air) as a medium acts under pressure on a drive element designed as a piston and displaces it in a cylinder in the axial direction. The output member is a rotatable shaft, whereby each axial displacement of the drive piston in the cylinder immediately causes a rotation the output shaft.

Beispielsweise sind solche pneumatischen Stellantriebe vorgestellt im Prospekt Nr. S1-01-361 "Pneumatische Stellantriebe" der bar GmbH, Dattenberg, DE. Die Rotation der Abtriebswelle ist hier auf einen Schwenkwinkel von (je nach Bauart) 90°, 120° oder 180° beschränkt. Die Abtriebswelle weist am Umfang eine Verzahnung auf. In diese Verzahnung greifen zwei einander am Umfang gegenüber liegende Zahnstangen ein, die wiederum mit gegenläufig bewegten und sich so in ihrer Wirkung addierenden Antriebskolben fest verbunden sind.For example, such pneumatic actuators are presented in brochure No. S1-01-361 "Pneumatic actuators" from bar GmbH, Dattenberg, DE. The rotation of the output shaft here is a swivel angle of (depending on the type) 90 °, 120 ° or 180 ° limited. The output shaft has a toothing on the circumference. In this interlocking engage two racks lying opposite each other on the circumference, which in turn with oppositely moving drive pistons that add up in their effect are firmly connected.

Diese Bauart pneumatischer Stellantriebe wird auch als "Doppelkolben-Schwenkantrieb" bezeichnet und findet insbesondere Verwendung zur automatischen Steuerung von Armaturen zwischen zwei definierten Schaltstellungen. Durch unterschiedliche Beaufschlagung der Antriebskolben wird die Abtriebswelle zwischen ihrer Grundstellung (oder "0°-Stellung") und einer zweiten definierten Stellung (beispielsweise einer "90°-Stellung") verschwenkt. So kann beispielsweise ein an der Abtriebswelle angeordnetes Klappenventil zwischen den Stellungen "offen" und "geschlossen" oder ein Kugelhahn zwischen zwei verschiedenen Durchgangsstellungen umgeschaltet werden. This type of pneumatic actuator is also called a "double-piston rotary actuator" denotes and is used in particular for the automatic control of fittings between two defined switching positions. Through different loads the drive piston becomes the output shaft between its basic position (or "0 ° position") and a second defined position (for example a "90 ° position") pivoted. For example, a flap valve arranged on the output shaft between the positions "open" and "closed" or a ball valve between two different passage positions can be switched.

Mittels zweier zusätzlicher Kolben kann ein solcher pneumatischer Stellantrieb auch als 3-Stellungsantrieb ausgeführt werden. Einfachwirkende Stellantriebe der vorgenannten Art, deren Antriebskolben nur einseitig mit dem Arbeitsmedium beaufschlagbar sind, können mit Sicherheitsfedern realisiert werden. Bei Druckverlust im Arbeitsmedium ist so eine Rückstellung in eine definierte Stellung realisierbar.Such a pneumatic actuator can also be used as a 3-position actuator by means of two additional pistons be carried out. Single-acting actuators of the aforementioned type, whose drive pistons can only be loaded with the working medium on one side can be realized with safety springs. If there is a pressure loss in the working medium, there is one Can be reset to a defined position.

Die Beaufschlagung eines Antriebskolbens mit dem Arbeitsmedium sowie seine Druckentlastung erfolgen nicht schlagartig, sondern durch die Drosselwirkung der zu- und abführenden Leitungen des Arbeitsmediums zeitlich leicht verzögert und gedämpft. Hierdurch wird eine mechanische Überlastung der Bauteile sowohl des Stellantriebs als auch des gestellten Elements (beispielsweise eines Ventils) im Normalfall wirksam vermieden.The loading of a drive piston with the working medium and its pressure relief do not occur suddenly, but through the throttling effect of the supply and discharge Lines of the working medium slightly delayed and damped. hereby is a mechanical overload of the components of both the actuator and the posed Elements (for example a valve) are normally effectively avoided.

Diese notwendige Dämpfung der Bewegung des Antriebskolbens wird bei den bekannten Stellantrieben jedoch außer Kraft gesetzt, wenn das gestellte Element kurzzeitig in seiner Bewegung gehemmt ist. Beim Umstellen wird der Druck auf die neu beaufschlagte Seite des Antriebskolbens auf- und - bei zweiseitig wirkenden Kolben - der dämpfende Druck auf der entlasteten Seite abgebaut, ohne dass der Kolben eine Bewegung ausführt. Überschreitet der Druck auf den Antriebskolben einen Grenzwert, der ein "Losreißen" des gestellten Elements bewirkt, so wird der Antriebskolben durch den nun erreichten Arbeitsdruck stärker beschleunigt als im Normalbetrieb. Bei einem zweiseitig wirkenden Kolben wird zusätzlich die Bewegung nicht - wie im Normalbetrieb - durch ein "Luftkissen" auf der entlasteten Seite gebremst. Das stoßartige Auftreffen des Antriebskolbens auf dem Anschlagelement, das die andere Schaltposition des Stellantriebs definiert, kann im Extremfall zur Beschädigung des Stellantriebs führen.This necessary damping of the movement of the drive piston is known in the Actuators, however, are overridden if the element is briefly in its Movement is inhibited. When changing over, the pressure is applied to the newly loaded side of the drive piston and - for double-acting pistons - the damping pressure dismantled on the relieved side without the piston making any movement. exceeds the pressure on the drive piston set a limit value, which is a "pulling away" of the Elements causes, the drive piston is affected by the working pressure now reached accelerated more than in normal operation. With a double-acting piston the movement is not - as in normal operation - by an "air cushion" the relieved side braked. The sudden impact of the drive piston on the stop element, In extreme cases, this defines the other switching position of the actuator lead to damage to the actuator.

Eine Hemmung der Beweglichkeit des zu stellenden Elements kann sowohl in Verschleiß oder einer mangelhaften Schmierung dieses Elements, Ablagerungen in diesem Element (beispielsweise eingeklemmten Partikeln aus dem zu steuernden Medienstrom), als auch in einer fehlerhaften Auslegung des Elements oder temporär ungünstigen Prozessparametern begründet sein. Die einwandfreie Beweglichkeit eines zu stellenden Elements kann daher nicht grundsätzlich als gegeben angesehen werden. Der Einsatz der bekannten Stellantriebe erfordert daher regelmäßig entweder eine "Überdimensionierung" für den (seltenen) Störfall oder regelmäßige gründliche Kontrollen aller relevanten Bauteile und Prozessparameter - oder auch eine Kombination beider Maßnahmen - mit der Folge hoher Anlagen-, Betriebs- und Personalkosten sowie gegebenen Falls einer eingeschränkten Betriebsdauer durch die Notwendigkeit verkürzter Wartungsintervalle.An inhibition of the mobility of the element to be placed can both wear or poor lubrication of this element, deposits in this element (for example, jammed particles from the media stream to be controlled), as well as in incorrect design of the element or temporarily unfavorable process parameters be justified. The flawless mobility of an element to be provided can therefore are not generally considered to be given. The use of the well-known actuators therefore regularly requires either "oversizing" for the (rare) malfunction or regular thorough checks of all relevant components and process parameters - or a combination of both measures - with the consequence of high plant, operating and personnel costs and, if applicable, a limited operating time due to the need for shorter maintenance intervals.

Aufgabetask

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stellantrieb vorzuschlagen, der auch bei gehemmter Bewegung des zu stellenden Elements einen störungsfreien und sicheren Betrieb ermöglicht.The invention has for its object to propose an actuator, which also inhibited movement of the element to be set a trouble-free and safe operation allows.

Lösungsolution

Ausgehend von den bekannten Stellantrieben wird diese Aufgabe nach der Erfindung dahingehend gelöst, dass die axiale Bewegung des Antriebskolbens mittels einer pneumatischen Dämpfungseinrichtung dämpfbar ist. Eine Dämpfungseinrichtung ist nach der Erfindung mit einem Arbeitsgas derart beaufschlagbar, dass sie einer axialen Bewegung des Antriebskolbens eine dämpfende Kraft entgegen setzt.Starting from the known actuators, this object is achieved according to the invention solved that the axial movement of the drive piston by means of a pneumatic Damping device can be damped. A damping device is according to the invention can be acted upon with a working gas such that it prevents axial movement of the Driving piston opposes a damping force.

Gegenüber anderen Möglichkeiten der Dämpfung - einer ölhydraulischen Dämpfung oder einer Reibungsdämpfung - weist die pneumatische Dämpfung prinzipbedingt verschiedene Vorteile auf: einerseits ist in dem auch ansonsten pneumatisch betriebenen Stellantrieb eine Vermischung der Arbeitsmedien unkritisch, andererseits weist ein "Gaspolster" abhängig von der Volumenreduzierung einen progressiv ansteigenden Druck auf und ermöglicht so auch bei hohen Geschwindigkeiten eine wirksame - und bis zum Erreichen der Endlage stoßfreie - Dämpfung.Compared to other options for damping - oil-hydraulic damping or a friction damping - the pneumatic damping has different principles Advantages on: on the one hand is in the otherwise pneumatically operated actuator mixing of the working media is not critical, on the other hand, a "gas cushion" is dependent from the volume reduction to a progressively increasing pressure so effective even at high speeds - and until reaching the End position shock-free - damping.

Vorzugsweise wird die Dämpfungseinrichtung mit der Arbeitsluft des Stellantriebs - also mit demselben Druck - beaufschlagt. Der erfindungsgemäße Stellantrieb erfordert dann gegenüber den bekannten Stellantrieben keine zusätzliche Einrichtung zur Versorgung mit Arbeitsmedium. Insbesondere können der Antriebskolben und die Dämpfungseinrichtung über gemeinsame Anschlüsse mit dem Arbeitsmedium beaufschlagt werden. Der erfindungsgemäße Stellantrieb weist dann gegenüber den bekannten Stellantrieben keine weiteren Anschlüsse auf und kann - beispielsweise unter Verwendung desselben 5/2-Wege-Ventils - ohne weitere Änderungen am System im Austausch für einen bekannten Stellantrieb betrieben werden Preferably, the damping device with the working air of the actuator - that is with the same pressure - applied. The actuator according to the invention then requires compared to the known actuators, no additional device for supplying Working medium. In particular, the drive piston and the damping device be supplied with the working medium via common connections. The invention Actuator then has no other than the known actuators Connections on and can - for example using the same 5/2-way valve - without further changes to the system in exchange for a known actuator operate

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Dämpfungseinrichtung einen Dämpfungszylinder und einen in diesem axial beweglichen Dämpfungskolben auf, wobei der Außendurchmesser des Dämpfungskolbens mit dem Außendurchmesser des Antriebskolbens übereinstimmt. Die Dämpfungseinrichtung ist so besonders einfach mit den bekannten Stellantrieben zu kombinieren. Grundsätzlich ist es auch denkbar, den Dämpfungskolben mit einem kleineren Außendurchmesser zu versehen. Dies ist insbesondere in Stellantrieben sinnvoll, die nur einen einzelnen Antriebskolben aufweisen, wenn Antriebsund Dämpfungskolben mit demselben Arbeitsdruck beaufschlagt werden sollen. Andernfalls wären die beaufschlagten Flächen beider Kolben gleich und die Kräfte würden sich gegenseitig aufheben.In a particularly preferred embodiment, the damping device has a Damping cylinder and in this axially movable damping piston, wherein the outer diameter of the damping piston with the outer diameter of the drive piston matches. The damping device is particularly simple with the known To combine actuators. In principle, it is also conceivable to use the damping piston to be provided with a smaller outside diameter. This is particularly true in Actuators that only have a single drive piston if drive and Damping pistons should be subjected to the same working pressure. Otherwise the applied areas of both pistons would be the same and the forces would increase cancel each other out.

In einer bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Stellantriebs weist der Antriebskolben eine in axialer Richtung des Gehäuses verlaufende Stange auf, an der der Dämpfungskolben angeordnet ist. Antriebs- und Dämpfungszylinder können so konstruktiv besonders einfach von einander getrennt werden, wenn die Stange eine Trennwand im Gehäuse durchstößt, so dass zu ihren beiden Seiten eine Antriebs- und eine Dämpfungsdruckkammer ausgebildet sind. Grundsätzlich denkbar wäre auch, Antriebs- und Dämpfungskolben konstruktiv in einem einzigen Kolben zu vereinen. Die Dämpfungseinrichtung eines solchen erfindungsgemäßen Stellantriebs müsste dann eine Steuerung der Drücke in den Kammern des Zylinders zu beiden Seiten des Kolbens ermöglichen. Da eine solche Steuerung aber einerseits sehr aufwändig - und damit kostenträchtig - und andererseits allein aufgrund ihrer Komplexität fehleranfällig ist, ist eine solche Ausführung nicht bevorzugt.In a preferred embodiment of the actuator according to the invention, the drive piston has a rod running in the axial direction of the housing, on which the damping piston is arranged. The drive and damping cylinders can be particularly constructive can be easily separated from each other when the rod is a partition in the housing pierces, so that on both sides a drive and a damping pressure chamber are trained. In principle, drive and damping pistons would also be conceivable constructively united in a single piston. The damping device one Such actuator according to the invention would then have to control the pressures in allow the chambers of the cylinder on either side of the piston. Because one Control, on the one hand, is very complex - and therefore costly - and, on the other hand Such an implementation is not preferred simply because of its complexity.

Der Dämpfungskolben ist bevorzugt auf der Stange zwischen einer inneren Anschlagstellung und einer äußeren Anschlagstellung axial verschiebbar. So kann die Stange - und damit der Antriebskolben - in einem definierten Abschnitt axial bewegt werden, ohne gleichzeitig eine Bewegung des Dämpfungskolbens zu erzwingen. In diesem definierten Abschnitt ist die Bewegung des Antriebskolbens also nicht gedämpft.The damping piston is preferably on the rod between an inner stop position and an outer stop position axially displaceable. So the rod - and so that the drive piston - can be moved axially in a defined section without at the same time to force a movement of the damping piston. In this defined Section, the movement of the drive piston is not damped.

Der Dämpfungskolben in einem solchen erfindungsgemäßen Stellantrieb besteht vorzugsweise aus einer von der Stange durchdrungenen Hülse und einer daran kraftschlüssig befestigten Kolbenplatte. Hülse und Kolbenplatte können grundsätzlich auch einstückig beispielsweise in einem Gussverfahren gefertigt werden. Die Gussfertigung ist allerdings spielsweise in einem Gussverfahren gefertigt werden. Die Gussfertigung ist allerdings erst bei vergleichsweise großen Stückzahlen wirtschaftlich.The damping piston in such an actuator according to the invention preferably consists from a sleeve penetrated by the rod and a force-fitting thereon attached piston plate. In principle, the sleeve and piston plate can also be made in one piece for example, can be manufactured in a casting process. The cast manufacturing is however for example, be manufactured in a casting process. However, the cast manufacturing is only first economically with comparatively large quantities.

In einem erfindungsgemäßen Stellantrieb ist bevorzugt an der Stange ein axial verstellbares Anschlagelement angeordnet, das an dem Gehäuse anschlägt wenn der Antriebskolben seine innere Anschlagstellung erreicht. Auf diese Weise ist der innere Anschlag des Antriebskolbens und damit der Schwenkwinkel der Abtriebswelle in der Grundstellung einstellbar. Bei einem erfindungsgemäßen Doppelkolben-Stellantrieb kann alternativ die beschriebene Dämpfungseinrichtung an dem einen Antriebskolben und an dem andern eine Bohrung angebracht sein, durch den eine mit dem Gehäuse axial fest verbundene Stange verläuft, die auf der der Abtriebswelle zugewandten Seite des Antriebskolbens ein Anschlagelement aufweist. Diese grundsätzlich bekannte Variante ist jedoch wegen der zusätzlich zwischen dem durchbohrten Kolben und der darin axial beweglichen Stange auftretenden Undichtigkeiten nicht bevorzugtIn an actuator according to the invention there is preferably an axially adjustable one on the rod Arranged stop element which abuts the housing when the drive piston reached its inner stop position. In this way, the inner stop of the drive piston and thus the swivel angle of the output shaft is adjustable in the basic position. In a double-piston actuator according to the invention, the one described can alternatively be used Damping device on one drive piston and on the other one Be bore through which a rod axially fixed to the housing runs, a stop element on the side of the drive piston facing the output shaft having. However, this basically known variant is because of the additional between the pierced piston and the axially movable rod therein Leaks not preferred

Weiterhin kann an dem Gehäuse ein axial verstellbares Anschlagelement angeordnet sein, an dem die Stange anschlägt wenn der Antriebskolben seine äußere Anschlagstellung erreicht. Bei einem erfindungsgemäßen Doppelkolben-Stellantrieb kann alternativ auch dieses Anschlagelement an dem zweiten Antriebskolben angeordnet sein.Furthermore, an axially adjustable stop element can be arranged on the housing, against which the rod stops when the drive piston reaches its outer stop position. In a double piston actuator according to the invention, this can alternatively also Stop element may be arranged on the second drive piston.

Der Antriebskolben eines erfindungsgemäßen Stellantriebs weist besonders bevorzugt eine in axialer Richtung des Gehäuses verlaufende Zahnstange auf, die in eine am Umfang der Abtriebswelle angeordnete Verzahnung eingreift. So ist bei einer hohen Lebensdauer des erfindungsgemäßen Stellantriebs immer eine winkelgetreue Übertragung des Kolbenhubs auf die Schwenkbewegung der Abtriebswelle gewährleistet.The drive piston of an actuator according to the invention particularly preferably has one in the axial direction of the housing extending rack, which in a on the circumference of the Output shaft arranged toothing engages. So with a long service life of the Actuator according to the invention always an accurate transmission of the piston stroke guaranteed on the pivoting movement of the output shaft.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stellantriebs ist der Antriebskolben beidseitig mit dem Arbeitsdruck beaufschlagbar. Die Bewegung des Antriebskolbens ist dann in beiden Richtungen durch wechselseitig Beaufschlagung mit dem Arbeitsmedium steuerbar. Alternativ oder zusätzlich hierzu kann eine der Schaltstellungen des Stellantriebs federbelastet sein, so dass die jeweils andere Stellung im Falle eines Ausfalls des Arbeitsdrucks als definierte "Sicherheitsstellung" angesteuert wird. Je nach gewünschter Stellung können hierbei am Gehäuse abgestützte Zug- oder Druckfedern zum Einsatz kommen. In a particularly advantageous embodiment of the actuator according to the invention the drive piston can be loaded with the working pressure on both sides. The movement of the The drive piston is then in both directions by alternately acting on controllable the working medium. Alternatively or in addition to this, one of the switch positions of the actuator to be spring-loaded, so that the other position in the case a failure of the working pressure is controlled as a defined "safety position". ever Depending on the desired position, tension or compression springs supported on the housing can be used are used.

Bevorzugt ist weiterhin eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stellantriebs, die zwei gegenläufig in dem Gehäuse bewegliche Antriebskolben aufweist, zwischen denen die Abtriebswelle angeordnet ist. Die Abtriebswelle wird dann insgesamt nicht radial, sondern nur in Umfangsrichtung belastet, was insbesondere eine Entlastung der an der Abtriebswelle angeordneten Dichtelemente mit sich bringt. Aber auch die Abtriebswelle selbst erfährt keine Biegebelastung und kann entsprechend kleiner ausgelegt werden. Darüber hinaus wird bei nur unwesentlich erhöhtem Bauvolumen des erfindungsgemäßen Stellantriebs das bei gleichem Arbeitsdruck erreichbare Drehmoment an der Abtriebswelle verdoppelt.An embodiment of the actuator according to the invention is also preferred has two drive pistons movable in opposite directions in the housing, between which the output shaft is arranged. The output shaft is then not radial overall, but only loaded in the circumferential direction, which in particular relieves the load on the output shaft arranged sealing elements brings with it. But also the output shaft itself does not experience any bending stress and can be designed to be correspondingly smaller. About that In addition, the actuator of the invention is only slightly increased in construction volume the torque that can be achieved at the output shaft at the same working pressure doubled.

Ausführungsbeispieleembodiments

Zur Erläuterung der Erfindung ist nachfolgend ein Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigen

Fig. 1
einen erfindungsgemäßen Stellantrieb
Fig. 2
ein Schaltschema dieses Stellantriebs
Fig. 3
einen Schaltzyklus dieses Stellantriebs
An exemplary embodiment is shown below to explain the invention. Show it
Fig. 1
an actuator according to the invention
Fig. 2
a circuit diagram of this actuator
Fig. 3
a switching cycle of this actuator

Figur 1 zeigt einen erfindungsgemäßen pneumatischen Stellantrieb 1 mit Zahnstangen-Ritzelprinzip und einem zylindrischen Gehäuse 2, zwei in diesem axial gelagerten und selbstzentrierend geführten, gegenläufig beweglichen Antriebskolben 3, 4 und einer radial aus dem Gehäuse 2 austretenden rotierbaren Abtriebswelle 5. Die axiale Bewegung der Antriebskolben 3, 4 ist mittels einer pneumatischen Dämpfungseinrichtung 6 dämpfbar. Die Rotation der Abtriebswelle 5 ist durch zwei mit den Antriebskolben 3, 4 verbundene Zahnstangen 7, die axial im Gehäuse 2 angeordnet sind und in eine nicht dargestellte, am Umfang der Antriebswelle angeordnete Verzahnung eingreifen, mit der axialen Bewegung der Antriebskolben 3, 4 fest gekoppelt.Figure 1 shows a pneumatic actuator 1 according to the invention with rack and pinion principle and a cylindrical housing 2, two axially mounted in this and self-centering, oppositely movable drive pistons 3, 4 and one radially from the housing 2 emerging rotatable output shaft 5. The axial movement of the Drive piston 3, 4 can be damped by means of a pneumatic damping device 6. The rotation of the output shaft 5 is connected to the drive pistons 3, 4 by two Racks 7, which are arranged axially in the housing 2 and in a, not shown, on Engage the circumference of the drive shaft arranged teeth with the axial movement the drive piston 3, 4 firmly coupled.

Das Gehäuse 2 ist aus einem Antriebszylinder 8 und einem Dämpfungszylinder 9 mit jeweils gleicher Wandstärke 10 und gleichem Innendurchmesser 11 aufgebaut, die durch eine Trennwand 12 getrennt sind. Die Innenseiten 13 der beiden Antriebskolben 3, 4 schließen in dem Antriebszylinder 8 die innere Antriebsdruckkammer 14 ein, in der auch die Zahnstangen 7 und die Abtriebswelle 5 verlaufen. Die Außenseiten 15, 16 der Antriebskolben 3, 4 schließen mit der Innenseite 17 der Trennwand 12 beziehungsweise mit dem Deckel 18 die äußeren Antriebsdruckkammern 19, 20 ein. Die Innenseite 21 des Dämpfungskolbens 22 schließt mit der Außenseite 23 der Trennwand 12 die innere Dämpfungsdruckkammer 24 und die Außenseite 25 des Dämpfungskolbens 22 mit dem Deckel 26 die äußere Dämpfungsdruckkammer 27 ein.The housing 2 is composed of a drive cylinder 8 and a damping cylinder 9 each same wall thickness 10 and the same inner diameter 11 built up by a partition 12 are separated. The inner sides 13 of the two drive pistons 3, 4 enclose in the drive cylinder 8 the inner drive pressure chamber 14, in which also the racks 7 and the output shaft 5 run. The outer sides 15, 16 of the drive piston 3, 4 close with the inside 17 of the partition 12 and the cover 18, the outer drive pressure chambers 19, 20. The inside 21 of the Damping piston 22 closes the inner damping pressure chamber with the outside 23 of the partition wall 12 24 and the outside 25 of the damping piston 22 with the cover 26, the outer damping pressure chamber 27.

Der Antriebszylinder 8, der Dämpfungszylinder 9, die beiden Deckel 18, 26 und die Trennwand 12 sowie die Kolben und die Zahnstangen 7 sind aus einer Aluminium-Legierung im Druckgussverfahren gefertigt. Die außen liegenden Flächen sind eloxiert und können zusätzlich mit Epoxidharz beschichtet sein. Die Abtriebswelle 5 ist aus Edelstahl gefertigt und zum Anschluss an das zu stellende Element mit einem nicht dargestellten 2-Flach versehen. Alternativ werden auch Innenvierkant- oder Achtkantaufnahmen angeboten. Bei weniger hohen Anforderungen kann die Abtriebswelle 5 auch aus hartvernickeltem Stahl, bei kleineren Baugrößen die Deckel 18, 26 auch aus Kunststoff gefertigt sein.The drive cylinder 8, the damping cylinder 9, the two covers 18, 26 and the partition 12 and the pistons and racks 7 are made of an aluminum alloy Die casting process manufactured. The outer surfaces are anodized and can additionally coated with epoxy resin. The output shaft 5 is made of stainless steel and for connection to the element to be placed with a 2-flat, not shown Mistake. Alternatively, square or octagonal holders are also available. at The output shaft 5 can also be made of less nickel-plated steel, in the case of smaller sizes, the covers 18, 26 can also be made of plastic.

In den Antriebskolben 3 ist eine Stange 28 geschraubt, die durch die Trennwand 12 und den Deckel 26 geführt und mit einer zylindrischen Abdeckkappe 29 abgedeckt ist. Der Dämpfungskolben 22 besteht aus einer Kolbenplatte 30 und einer mit dieser verbundenen zylindrischen Hülse 31, die auf der Stange 28 axial verschiebbar ist. Die Hülse 31 ist in einer Führungsbuchse 32 und in der Trennwand 12 geführt, die in dem Deckel 26 fixiert ist. Endseitig weist die Stange 28 ein nicht dargestelltes Gewinde und auf diesem eine Stellmutter 33 und - gesichert mit einer Kontermutter 34 - ein hülsenförmiges Anschlagelement 35 auf. Der Deckel 18 weist eine Innensechskantschraube 36 auf, die von außen zugänglich ist und in nicht dargestellter Weise in die äußere Antriebsdruckkammer 20 hineinragt.In the drive piston 3, a rod 28 is screwed through the partition 12 and the cover 26 is guided and covered with a cylindrical cap 29. The Damping piston 22 consists of a piston plate 30 and one connected to it cylindrical sleeve 31 which is axially displaceable on the rod 28. The sleeve 31 is in a guide bush 32 and guided in the partition 12, which is fixed in the cover 26 is. At the end, the rod 28 has a thread (not shown) and one on it Lock nut 33 and - secured with a lock nut 34 - a sleeve-shaped stop element 35 on. The cover 18 has an Allen screw 36, which is from the outside is accessible and protrudes into the outer drive pressure chamber 20 in a manner not shown.

Die Druckkammern sind in nicht dargestellter Weise mit Nitrilkautschuk-Dichtungen jeweils gegen einander und nach außen abgedichtet. Die axial gegen einander verschiebbaren Bauteile weisen jeweils - gleichfalls nicht dargestellte - Gleitflächen aus einem gleitfreudigen Kunststoff auf.The pressure chambers are each in a manner not shown with nitrile rubber seals sealed against each other and to the outside. The axially displaceable against each other Components each have - also not shown - sliding surfaces made of a sliding-friendly Plastic on.

Der dargestellte erfindungsgemäße Stellantrieb 1 weist einen Nennschwenkwinkel von 120° auf. Alternativ können Ausführungen mit Nennschwenkwinkeln von 90°, 180° und 240° serienmäßig, andere Winkel auf Anfrage angeboten werden. Der Stellantrieb 1 bringt auf das zu stellende Element bei einem Steuerdruck zwischen 2 und 10 bar (auf Anfrage auch 1 bis 16 bar) ein Drehmoment von 3 bis 8000 Nm auf. Als Arbeitsmedium dient bevorzugt gefilterte Luft (PNEUROP/ISO-Klasse 4), wobei andere gasförmige oder flüssige Medien prinzipiell auch verwendbar sind.The actuator 1 according to the invention shown has a nominal swivel angle of 120 ° on. Alternatively, versions with nominal swivel angles of 90 °, 180 ° and 240 ° as standard, other angles are available on request. The actuator 1 brings on the element to be set at a control pressure between 2 and 10 bar (on request also 1 to 16 bar) a torque of 3 to 8000 Nm. Preferably used as the working medium filtered air (PNEUROP / ISO class 4), other gaseous or liquid In principle, media can also be used.

Figur 2 zeigt ein Schaltschema für diesen erfindungsgemäßen Stellantrieb 1. Entsprechend seiner zwei Schaltstellungen weist der Stellantrieb 1 zwei Anschlüsse A, B auf, die mittels eines Schaltelementes 37 wechselseitig mit dem Arbeitsmedium beaufschlagt oder entlüftet werden können. Der erste Anschluss A verbindet die innere Antriebsdruckkammer 14 und die äußere Dämpfungsdruckkammer 27, über Anschluss B werden die äußeren Antriebsdruckkammern 19, 20 und die innere Dämpfungsdruckkammer 24 beaufschlagt.FIG. 2 shows a circuit diagram for this actuator 1 according to the invention its two switching positions, the actuator 1 has two connections A, B, which by means of a switching element 37 alternately acted upon or vented with the working medium can be. The first port A connects the inner drive pressure chamber 14 and the outer damping pressure chamber 27, via port B, the outer drive pressure chambers 19, 20 and the inner damping pressure chamber 24 is applied.

Figur 3 zeigt in einer schematischen Darstellung einen Schaltzyklus dieses erfindungsgemäßen Stellantriebs 1. Die Darstellungen a) und e) zeigen den Antriebskolben 3 und den Dämpfungskolben 22 in der Grundstellung (oder "0°-Stellung") des erfindungsgemäßen Stellantriebs 1, Darstellung c) zeigt die andere Endstellung, hier die "120°-Stellung".Figure 3 shows a schematic representation of a switching cycle of this invention Actuator 1. The representations a) and e) show the drive piston 3 and Damping piston 22 in the basic position (or "0 ° position") of the invention Actuator 1, illustration c) shows the other end position, here the "120 ° position".

In der Grundstellung stehen die äußeren Antriebsdruckkammern 19, 20 und die innere Dämpfungsdruckkammer 24 unter Druck. Das Anschlagelement 35 liegt am Gehäuse 2 an und definiert damit die Stellung des Antriebskolbens 3 und der Abtriebswelle 5 in dieser Position.In the basic position, the outer drive pressure chambers 19, 20 and the inner one Damping pressure chamber 24 under pressure. The stop element 35 bears against the housing 2 and thus defines the position of the drive piston 3 and the output shaft 5 in this Position.

Durch Umschalten des Schaltelements 37 in Position a) wird die äußere Antriebsdruckkammer 19 und die innere Dämpfungsdruckkammer 24 entlüftet und die innere Antriebsdruckkammer 14 und die äußere Dämpfungsdruckkammer 27 unter Druck gesetzt. Die Druckleitungen sind hierbei so (in nicht dargestellter Weise) ausgelegt, dass die äußere Antriebsdruckkammer 19 schnell, innere Dämpfungsdruckkammer 24 langsam entlüftet wird. Der Antriebskolben 3 bewegt sich ausgehend von Darstellung a) in die Position nach Darstellung b). Den Hub 38 legt der Antriebskolben 3 dabei ungedämpft zurück. Erst in der Position nach Darstellung b) steht der Antriebskolben 3 in Kontakt mit dem Dämpfungskolben 22. Den Hub 39 legen beide Kolben gemeinsam zurück, wobei der Druck in der äußeren Dämpfungsdruckkammer 27 dem Druck in der inneren Antriebsdruckkammer 14 entgegen wirkt, wodurch die Axialbewegung des Antriebskolbens 3 gebremst wird. By switching the switching element 37 in position a) the outer drive pressure chamber 19 and the inner damping pressure chamber 24 vented and the inner drive pressure chamber 14 and the outer damping pressure chamber 27 are pressurized. The Pressure lines are designed (in a manner not shown) so that the outer Drive pressure chamber 19 quickly, inner damping pressure chamber 24 slowly vented becomes. The drive piston 3 moves from position a) to the position Representation b). The drive piston 3 travels the stroke 38 undamped. Only in position b), the drive piston 3 is in contact with the damping piston 22. Both pistons travel the stroke 39 together, the pressure in the outer damping pressure chamber 27 the pressure in the inner drive pressure chamber 14 counteracts, whereby the axial movement of the drive piston 3 is braked.

In der zweiten Endstellung nach Darstellung c) liegt der hier nicht dargestellte zweite Antriebskolben 3 an dem gleichfalls nicht dargestellten Anschlagelement an. Durch Umschalten des Schaltelements 37 aus dieser Position wird die äußere Antriebsdruckkammer 19 und die innere Dämpfungsdruckkammer 24 unter Druck gesetzt und gleichzeitig die innere Antriebsdruckkammer 14 und die äußere Dämpfungsdruckkammer 27 entlüftet. Der Antriebskolben 3 bewegt sich ausgehend von Darstellung c) in die Position nach Darstellung d). Den Hub 40 legt der Antriebskolben 3 dabei wiederum ungedämpft zurück. Erst in der Position nach Darstellung d) steht der Antriebskolben 3 in Kontakt mit dem Dämpfungskolben 22. Den Hub 41 legen wieder beide Kolben gemeinsam zurück, wobei der Druck in der inneren Dämpfungsdruckkammer 24 dem Druck in der äußeren Antriebsdruckkammer 19 entgegen wirkt, wodurch auch hier die Axialbewegung des Antriebskolbens 3 gebremst wird.The second drive piston (not shown here) lies in the second end position according to illustration c) 3 on the stop element, also not shown. By switching of the switching element 37 from this position becomes the outer drive pressure chamber 19 and the inner damping pressure chamber 24 is pressurized and at the same time the inner one Drive pressure chamber 14 and the outer damping pressure chamber 27 vented. The drive piston 3 moves from representation c) into the position after representation d). The drive piston 3 in turn covers the stroke 40 undamped. Only in the Position according to illustration d), the drive piston 3 is in contact with the damping piston 22. Both pistons travel the stroke 41 together again, the pressure in the inner damping pressure chamber 24 the pressure in the outer drive pressure chamber 19 counteracts, which also brakes the axial movement of the drive piston 3 here becomes.

Claims (12)

Pneumatischer Stellantrieb (1) mit einem zylindrischen Gehäuse (2), mindestens einem in diesem axial gelagerten Antriebskolben (3, 4), der durch Beaufschlagen mit einem Arbeitsdruck zwischen einer inneren Anschlagstellung und einer äußeren Anschlagstellung beweglich ist und mit einer rotierbaren Abtriebswelle (5), deren Rotation mit der axialen Bewegung des Antriebskolbens (3, 4) zwangsgekoppelt ist und die radial aus dem Gehäuse (2) austritt, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Bewegung des Antriebskolbens (3, 4) mittels einer pneumatischen Dämpfungseinrichtung (6) dämpfbar ist.Pneumatic actuator (1) with a cylindrical housing (2), at least one drive piston (3, 4) axially mounted in it, which can be moved between an inner stop position and an outer stop position when subjected to a working pressure and with a rotatable output shaft (5) , whose rotation is positively coupled to the axial movement of the drive piston (3, 4) and which radially emerges from the housing (2), characterized in that the axial movement of the drive piston (3, 4) can be damped by means of a pneumatic damping device (6) , Stellantrieb (1) nach dem vorgenannten Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungseinrichtung (6) mit dem Arbeitsmedium beaufschlagbar ist.Actuator (1) according to the preceding claim, characterized in that the damping device (6) can be acted upon by the working medium. Stellantrieb (1) nach dem vorgenannten Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebskolben (3, 4) und die Dämpfungseinrichtung (6) über gemeinsame Anschlüsse mit dem Arbeitsmedium beaufschlagbar sind.Actuator (1) according to the preceding claim, characterized in that the drive piston (3, 4) and the damping device (6) can be acted upon via common connections with the working medium. Stellantrieb (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungseinrichtung (6) einen Dämpfungszylinder (9) und einen in diesem axial beweglichen Dämpfungskolben (22) aufweist, wobei der Außendurchmesser des Dämpfungskolbens (22) mit dem Außendurchmesser des Antriebskolbens (3, 4) übereinstimmt.Actuator (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the damping device (6) has a damping cylinder (9) and a damping piston (22) axially movable therein, the outer diameter of the damping piston (22) having the outer diameter of the drive piston ( 3, 4) matches. Stellantrieb (1) nach dem vorgenannten Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebskolben (3) eine in axialer Richtung des Gehäuses (2) verlaufende Stange (28) aufweist, an der der Dämpfungskolben (22) angeordnet ist.Actuator (1) according to the preceding claim, characterized in that the drive piston (3) has a rod (28) extending in the axial direction of the housing (2) and on which the damping piston (22) is arranged. Stellantrieb (1) nach dem vorgenannten Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfungskolben (22) auf der Stange (28) zwischen einer inneren Anschlagstellung und einer äußeren Anschlagstellung axial verschiebbar ist.Actuator (1) according to the preceding claim, characterized in that the damping piston (22) on the rod (28) is axially displaceable between an inner stop position and an outer stop position. Stellantrieb (1) nach dem vorgenannten Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfungskolben (22) aus einer von der Stange (28) durchdrungenen Hülse (31) und einer daran kraftschlüssig befestigten Kolbenplatte (30) besteht. Actuator (1) according to the preceding claim, characterized in that the damping piston (22) consists of a sleeve (31) penetrated by the rod (28) and a piston plate (30) non-positively fastened thereon. Stellantrieb (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass an der Stange (28) ein axial verstellbares Anschlagelement (35) angeordnet ist, das an dem Gehäuse (2) anschlägt wenn der Antriebskolben (3) seine innere Anschlagstellung erreicht.Actuator (1) according to one of claims 5 to 7, characterized in that an axially adjustable stop element (35) is arranged on the rod (28), which stops on the housing (2) when the drive piston (3) reaches its inner stop position , Stellantrieb nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Gehäuse ein axial verstellbares Anschlagelement angeordnet ist, an dem die Stange (28) anschlägt wenn der Antriebskolben seine äußere Anschlagstellung erreicht.Actuator according to one of claims 5 to 8, characterized in that an axially adjustable stop element is arranged on the housing, on which the rod (28) strikes when the drive piston reaches its outer stop position. Stellantrieb (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebskolben (3, 4) eine in axialer Richtung des Gehäuses (2) verlaufende Zahnstange (7) aufweist, die in eine am Umfang der Abtriebswelle (5) angeordnete Verzahnung eingreift.Actuator (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the drive piston (3, 4) has a toothed rack (7) which extends in the axial direction of the housing (2) and which engages in a toothing arranged on the circumference of the output shaft (5) , Stellantrieb (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebskolben (3, 4) beidseitig mit dem Arbeitsdruck beaufschlagbar ist.Actuator (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the drive piston (3, 4) can be acted upon on both sides with the working pressure. Stellantrieb (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, gekennzeichnet durch zwei gegenläufig in dem Gehäuse (2) bewegliche Antriebskolben (3, 4), zwischen denen die Abtriebswelle (5) angeordnet ist.Actuator (1) according to one of the preceding claims, characterized by two drive pistons (3, 4) movable in opposite directions in the housing (2), between which the output shaft (5) is arranged.
EP03022448A 2002-10-23 2003-10-07 Pneumatic cylinder Expired - Lifetime EP1416165B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10249509 2002-10-23
DE10249509A DE10249509A1 (en) 2002-10-23 2002-10-23 Pneumatic actuator

Publications (3)

Publication Number Publication Date
EP1416165A2 true EP1416165A2 (en) 2004-05-06
EP1416165A3 EP1416165A3 (en) 2004-09-15
EP1416165B1 EP1416165B1 (en) 2006-05-03

Family

ID=32087144

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP03022448A Expired - Lifetime EP1416165B1 (en) 2002-10-23 2003-10-07 Pneumatic cylinder

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP1416165B1 (en)
AT (1) ATE325276T1 (en)
DE (2) DE10249509A1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007006557A1 (en) 2005-07-11 2007-01-18 Laeis Gmbh Plunger-cylinder assembly
CN107642517A (en) * 2017-10-29 2018-01-30 刘福珍 A kind of agricultural machinery is obstructed control device with cylinder stroke
CN107690905A (en) * 2017-10-29 2018-02-16 刘福珍 Agricultural uses transplanter seedling clipping machine structure cylinder location structure
CN107830010A (en) * 2017-10-29 2018-03-23 刘福珍 A kind of cylinder stroke is obstructed positioner
CN117450133A (en) * 2023-12-13 2024-01-26 江苏亚力亚气动液压成套设备有限公司 Buffering hydraulic cylinder

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007023303B4 (en) 2007-05-16 2015-10-01 Ingo Bruchhold System for end position damping of actuators and actuator
DE202015102250U1 (en) 2015-05-04 2016-08-05 H2R Automation GmbH Control device for quarter-turn actuators and rotary actuator with such a control device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3213760A (en) * 1963-10-23 1965-10-26 Flo Tork Inc Fluid cushion
DE3434033A1 (en) * 1983-09-17 1985-04-11 Shoketsu Kinzoku Kogyo K.K., Minato PNEUMATIC CYLINDER WITH DAMPING MECHANICS AND METHOD FOR DAMPING THE PNEUMATIC CYLINDER
JPH10169608A (en) * 1996-12-05 1998-06-23 Koganei Corp Rotary actuator
EP0976931A1 (en) * 1998-07-29 2000-02-02 G.T. Componenti Srl Device for adjusting the central position of the pistons and the angular position of the pinion in a valve driving actuator

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19803819B4 (en) * 1998-01-31 2004-05-13 Festo Ag & Co Fluid operated rotary drive device
JP3469525B2 (en) * 2000-03-03 2003-11-25 Ｓｍｃ株式会社 Pneumatic rotary actuator with cushion mechanism
JP3696103B2 (en) * 2001-02-23 2005-09-14 Ｓｍｃ株式会社 High speed pressurizing method and mechanism in cylinder with cushion mechanism

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3213760A (en) * 1963-10-23 1965-10-26 Flo Tork Inc Fluid cushion
DE3434033A1 (en) * 1983-09-17 1985-04-11 Shoketsu Kinzoku Kogyo K.K., Minato PNEUMATIC CYLINDER WITH DAMPING MECHANICS AND METHOD FOR DAMPING THE PNEUMATIC CYLINDER
JPH10169608A (en) * 1996-12-05 1998-06-23 Koganei Corp Rotary actuator
EP0976931A1 (en) * 1998-07-29 2000-02-02 G.T. Componenti Srl Device for adjusting the central position of the pistons and the angular position of the pinion in a valve driving actuator

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN Bd. 1998, Nr. 11, 30. September 1998 (1998-09-30) -& JP 10 169608 A (KOGANEI CORP), 23. Juni 1998 (1998-06-23) *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007006557A1 (en) 2005-07-11 2007-01-18 Laeis Gmbh Plunger-cylinder assembly
US7481161B2 (en) 2005-07-11 2009-01-27 Laeis Gmbh Plunger-cylinder assembly
CN107642517A (en) * 2017-10-29 2018-01-30 刘福珍 A kind of agricultural machinery is obstructed control device with cylinder stroke
CN107690905A (en) * 2017-10-29 2018-02-16 刘福珍 Agricultural uses transplanter seedling clipping machine structure cylinder location structure
CN107830010A (en) * 2017-10-29 2018-03-23 刘福珍 A kind of cylinder stroke is obstructed positioner
CN107690905B (en) * 2017-10-29 2019-09-06 潍坊学院 Agricultural transplanter seedling clipping machine structure cylinder location structure
CN117450133A (en) * 2023-12-13 2024-01-26 江苏亚力亚气动液压成套设备有限公司 Buffering hydraulic cylinder

Also Published As

Publication number Publication date
ATE325276T1 (en) 2006-06-15
EP1416165A3 (en) 2004-09-15
EP1416165B1 (en) 2006-05-03
DE50303172D1 (en) 2006-06-08
DE10249509A1 (en) 2004-05-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19950582B9 (en) Actuating device for a rotatable closure part of a valve
EP0397915B1 (en) Pneumatic actuator
WO1996026343A1 (en) Door closer
DE102020124871A1 (en) Expansion valve
EP1416165B1 (en) Pneumatic cylinder
DE2832801A1 (en) ACTUATING DEVICE FOR ONE VALVE
DE102020129285A1 (en) Expansion valve
DE102020124870A1 (en) Expansion valve
WO1998055784A1 (en) Pressure balanced universal valve
DE10356598B3 (en) Locking cylinder for hydraulically actuated component has spindle axially movable relative to cylinder and fixed to support body
EP0089568B1 (en) Fluid operated linear-to-rotary actuator
EP3832228A1 (en) Expansion valve
DE10356596B3 (en) Locking cylinder for hydraulic system has load-holding descent brake devices connected to two working chambers
DE2508268C3 (en) Control piston for hydraulic pressure medium sequence controls, in particular for a steering valve of a power steering device of vehicles
DE19524777B4 (en) Door closer with adjustable preload of a closer spring
EP0759509A2 (en) Fluid-powered rotary actuator
DE102006029523B4 (en) locking device
DE10356597B3 (en) Locking cylinder unit for hydraulically actuated component has several locking bodies in form of separately movable locking bolts
DE102004004897A1 (en) Fluid-actuated rotary drive device includes adjusting element with stop section with inclined face against which stop element stops in relevant end position of output part whilst side face is supported against housing
EP1959146B1 (en) Electrohydraulic actuator device
EP0745042B1 (en) Power steering for motor vehicles
DE2206410A1 (en) DEVICE FOR DAMPING THE MOVEMENT OF THE PISTON IN A HYDRAULIC CYLINDER
DE102020129284A1 (en) Expansion valve
DE10153336A1 (en) Pressure medium cylinder with a device for adjusting the piston stroke
DE102020129282A1 (en) Expansion valve

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LI LU MC NL PT RO SE SI SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL LT LV MK

PUAL Search report despatched

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009013

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A3

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LI LU MC NL PT RO SE SI SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL LT LV MK

17P Request for examination filed

Effective date: 20041119

17Q First examination report despatched

Effective date: 20050119

AKX Designation fees paid

Designated state(s): AT CH DE IT LI

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AT CH DE IT LI

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT;WARNING: LAPSES OF ITALIAN PATENTS WITH EFFECTIVE DATE BEFORE 2007 MAY HAVE OCCURRED AT ANY TIME BEFORE 2007. THE CORRECT EFFECTIVE DATE MAY BE DIFFERENT FROM THE ONE RECORDED.

Effective date: 20060503

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

REF Corresponds to:

Ref document number: 50303172

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20060608

Kind code of ref document: P

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: NV

Representative=s name: PA ALDO ROEMPLER

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AT

Payment date: 20061011

Year of fee payment: 4

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed

Effective date: 20070206

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20071031

Year of fee payment: 5

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20071031

Ref country code: CH

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20071031

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20071007

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20090501