EP1416165B1 - Pneumatischer Stellantrieb - Google Patents
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- EP1416165B1 EP1416165B1 EP03022448A EP03022448A EP1416165B1 EP 1416165 B1 EP1416165 B1 EP 1416165B1 EP 03022448 A EP03022448 A EP 03022448A EP 03022448 A EP03022448 A EP 03022448A EP 1416165 B1 EP1416165 B1 EP 1416165B1
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- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- F15B15/02—Mechanical layout characterised by the means for converting the movement of the fluid-actuated element into movement of the finally-operated member
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- 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
- a rod 28 is screwed, which is guided by the partition wall 12 and the cover 26 and covered with a cylindrical cap 29.
- the damping piston 22 consists of a piston plate 30 and a cylindrical sleeve 31 connected thereto, which is axially displaceable on the rod 28.
- the sleeve 31 is guided in a guide bush 32, which is fixed in the cover 26, and in the partition wall 12.
- the rod 28 has a thread, not shown, and on this an adjusting nut 33 and - secured with a lock nut 34 - a sleeve-shaped stop element 35 on.
- the cover 18 has a hexagon socket screw 36, which from the outside is accessible and protrudes in a manner not shown in the outer drive pressure chamber 20.
- the pressure chambers are sealed in a manner not shown with nitrile rubber seals in each case against each other and to the outside.
- the axially mutually displaceable components each have - also not shown - sliding surfaces of a slippery plastic.
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Description
- Die Erfindung betrifft einen pneumatischen Stellantrieb mit einem zylindrischen Gehäuse, mindestens einem Antriebskolben, der in einem in dem Gehäuse ausgebildeten Antriebszylinder axial gelagert und 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, wobei die axiale Bewegung des Antriebskolbens mittels einer pneumatischen Dämpfungseinrichtung dämpfbar ist.
- Derartige allgemein bekannte pneumatische Stellantriebe gehören zur Ordnung der Druckmittelgetriebe und übertragen mit Hilfe eines nur aufDruck 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.
- Die US 3,213,760 A offenbart einen solchen fluidbetätigten Stellantrieb mit einer fluidischen Endlagendämpfung. Vorgeschlagen wird, nahe einer Endlage eines Antriebskolbens einen Auslasskanal mittels eines an dem Antriebskolben angeordneten Verschlusselements zu verschließen und das in dem Antriebszylinder verbleibende Fluidvolumen über einen Bypass mit über ein Nadelventil einstellbarem Strömungswiderstand abzuleiten.
- 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.
- Diese Bauart pneumatischer Stellantriebe wird auch als "Doppelkolben-Schwenkantrieb" bezeichnet und findet insbesondere Verwendung zur automatischen Steuerung von Annaturen 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.
- 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 Sicherheitsfedem realisiert werden. Bei Druckverlust im Arbeitsmedium ist so eine Rückstellung in eine definierte Stellung realisierbar.
- 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.
- 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.
- 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.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stellantrieb vorzuschlagen, der auch bei gehemmter Bewegung des zu stellenden Elements einen störungsfreien und sicheren Betrieb ermöglicht.
- Ausgehend von den bekannten Stellantrieben wird diese Aufgabe nach der Erfindung dahingehend gelöst, dass die Dämpfungseinrichtung einen von dem Antriebszylinder durch eine Trennwand getrennten Dämpfungszylinder und einen in diesem axial beweglichen Dämpfungskolben aufweist und dass der Antriebskolben eine in axialer Richtung des Gehäuses verlaufende Stange aufweist, auf der der Dämpfungskolben zwischen einer inneren Anschlagstellung und einer äußeren Anschlagstellung axial verschiebbar ist, wobei an der Stange ein axial verstellbares Anschlagelement angeordnet ist, das an dem Gehäuse anschlägt wenn der Antriebskolben seine innere Anschlagstellung erreicht und/oder an dem Gehäuse ein axial verstellbares Anschlagelement angeordnet ist, an dem die Stange anschlägt wenn der Antriebskolben seine äußere Anschlagstellung erreicht.
- 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.
- Die Dämpfungseinrichtung weist einen von dem Antriebszylinder durch eine Trennwand getrennten Dämpfungszylinder und einen in diesem axial beweglichen Dämpfungskolben auf.
- Der Antriebskolben weist 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.
- Der Dämpfungskolben ist 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.
- An der Stange ist 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 bevorzugt
- Alternativ 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.
- 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-WegeVentils - ohne weitere Änderungen am System im Austausch für einen bekannten Stellantrieb betrieben werden
- In einer besonders bevorzugten Ausführungsform stimmt der Außendurchmesser des Dämpfungskolbens mit dem Außendurchmesser des Antriebskolbens überein. 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 Antriebs- und Dämpfungskolben mit demselben Arbeitsdruck beaufschlagt werden sollen. Andernfalls wären die beaufschlagten Flächen beider Kolben gleich und die Kräfte würden sich gegenseitig aufheben.
- 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 erst bei vergleichsweise großen Stückzahlen wirtschaftlich.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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
- 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.
- 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.
- 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 harivernickeltem Stahl, bei kleineren Baugrößen die Deckel 18, 26 auch aus Kunststoff gefertigt sein.
- 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, die in dem Deckel 26 fixiert ist, und in der Trennwand 12 geführt. 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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".
- 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.
- 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.
- 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.
Claims (8)
- Pneumatischer Stellantrieb (1) mit einem zylindrischen Gehäuse (2), mindestens einem Antriebskolben (3, 4), der in einem in dem Gehäuse (2) ausgebildeten Antriebszylinder (8) axial gelagert und 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, wobei die axiale Bewegung des Antriebskolbens (3, 4) mittels einer pneumatischen Dämpfungseinrichtung (6) dämpfbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungseinrichtung (6) einen von dem Antriebszylinder (8) durch eine Trennwand (12) getrennten Dämpfungszylinder (9) und einen in diesem axial beweglichen Dämpfungskolben (22) aufweist und dass der Antriebskolben (3) eine in axialer Richtung des Gehäuses (2) verlaufende Stange (28) aufweist, auf der der Dämpfungskolben (22) zwischen einer inneren Anschlagstellung und einer äußeren Anschlagstellung axial verschiebbar ist, wobei 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 und/oder an dem Gehäuse (2) ein axial verstellbares Anschlagelement angeordnet ist, an dem die Stange (28) anschlägt wenn der Antriebskolben (3) seine äußere Anschlagstellung erreicht.
- Stellantrieb (1) nach dem vorgenannten Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungseinrichtung (6) mit dem Arbeitsmedium beaufschlagbar ist.
- 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.
- Stellantrieb (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser des Dämpfungskolbens (22) mit dem Außendurchmesser des Antriebskolbens (3, 4) übereinstimmt.
- Stellantrieb (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfungskolben (22) aus einer von der Stange (28) durchdrungenen Hülse (31) und einer daran kraftschlüssig befestigten Kolbenplatte (30) besteht.
- 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.
- Stellantrieb (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebskolben (3, 4) beidseitig mit dem Arbeitsdruck beaufschlagbar ist.
- 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.
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