ITMI20000509A1

ITMI20000509A1 - PNEUMATIC ROTATING ACTUATOR

Info

Publication number: ITMI20000509A1
Authority: IT
Inventors: Angelo Santagostino
Original assignee: Emme Technology Srl
Priority date: 2000-03-14
Filing date: 2000-03-14
Publication date: 2001-09-14
Also published as: IT1317601B1

Description

Sono noti diversi dispositivi per la regolazione della posizione angolare del pignone in un attuatore pneumatico rotante del tipo pignone e cremagliera. Qui di seguito è elencata una loro breve presentazione: Various devices are known for adjusting the angular position of the pinion in a rotary pneumatic actuator of the pinion and rack type. A brief presentation of them is listed below:

1. La regolazione della posizione angolare del pignone è realizzata attraverso una camme e due viti di registro, poste sul corpo del cilindro, che agiscono direttamente sul pignone. La camme viene infatti montata sul pignone e ruota solidalmente con esso; attraverso le due viti è possibile variare l'angolo di rotazione della camme e quindi la posizione angolare del pignone. Durante il funzionamento, a causa delle elevate spinte che subisce la camme, le componenti di usura del pignone tendono ad usurarsi ed il foro sul corpo ad ovalizzarsi, causando un non corretto funzionamento del cilindro. 1. The adjustment of the angular position of the pinion is carried out by means of a cam and two adjusting screws, placed on the cylinder body, which act directly on the pinion. The cam is in fact mounted on the pinion and rotates integrally with it; through the two screws it is possible to vary the angle of rotation of the cam and therefore the angular position of the pinion. During operation, due to the high thrusts that the cams undergoes, the wear components of the pinion tend to wear out and the hole on the body becomes ovalized, causing incorrect cylinder operation.

2 . La regolazione della posizione del pignone è ottenuta in modo indiretto attraverso la registrazione della corsa dei pistoni; quest'ultima è realizzata attraverso un tirante che trattiene un pistone nella fase di chiusura ed un grano che arresta l'altro pistone in fase di apertura. 2 . The adjustment of the pinion position is obtained indirectly by adjusting the stroke of the pistons; the latter is achieved by means of a tie rod which holds a piston in the closing phase and a dowel which stops the other piston in the opening phase.

Il tirante scorre all'interno del pistone in un apposito foro presente in esso ed è fissato alla testata attraverso un controdado, mentre il grano è alloggiato nella testata opposta ed anch'esso fissato con un controdado. The tie rod slides inside the piston in a special hole in it and is fixed to the head through a lock nut, while the dowel is housed in the opposite head and also fixed with a lock nut.

In fase di chiusura "lavora" il tirante che, mediante la sua testa, si oppone al moto del pistone trattenendo quindi il pistone nel quale è inserito, di conseguenza vengono bloccati indirettamente il pignone ed anche il pistone contrapposto. During the closing phase, the tie rod "works" which, by means of its head, opposes the motion of the piston, thus holding the piston in which it is inserted, consequently the pinion and also the opposing piston are indirectly blocked.

Nella fase di apertura invece è il grano che arresta il pistone frontale ad esso, bloccando quindi la rotazione del pignone e la corsa del secondo pistone. In the opening phase, on the other hand, it is the grain that stops the piston in front of it, thus blocking the rotation of the pinion and the stroke of the second piston.

3. Come il dispositivo 2, anche in questo caso la regolazione è ottenuta in modo indiretto attraverso la registrazione della corsa dei pistoni. In questo dispositivo però i pistoni vengono entrambi arrestati, in modo indipendente l'uno dall'altro, attraverso due coppie di grani (una per parte nel cilindro), tutti muniti di controdado. In ciascuna delle parti dell'attuatore, il grano più interno è avvitato in un apposito foro passante filettato presente nel pistone, mentre il secondo grano è inserito nella testata. 3. Like the device 2, also in this case the adjustment is obtained indirectly by adjusting the stroke of the pistons. In this device, however, the pistons are both stopped, independently of each other, by means of two pairs of dowels (one on each side in the cylinder), all equipped with a lock nut. In each of the parts of the actuator, the innermost dowel is screwed into a special threaded through hole in the piston, while the second dowel is inserted into the head.

In fase di chiusura il grano più interno sbatte contro il pignone, arrestando così la corsa del pistone in cui è inserito e di conseguenza blocca indirettamente la rotazione del pignone. During the closing phase, the innermost grain strikes against the pinion, thus stopping the stroke of the piston in which it is inserted and consequently indirectly blocks the rotation of the pinion.

In fase di apertura invece il responsabile della regolazione è il grano più esterno (rispetto al pignone) che è fissato sulla testata ed allineato con quello più interno. Durante l'apertura i pistoni si muovono di moto contrapposto fino a che il grano presente nel pistone non sbatte contro il grano esterno arrestando la sua corsa. Questi continui urti però causano una ricalcatura della chiave del grano più interno rendendo impossibile una modifica della registrazione. In the opening phase, however, the person responsible for the adjustment is the outermost grain (with respect to the pinion) which is fixed on the head and aligned with the innermost one. During opening, the pistons move in opposite motion until the grain present in the piston strikes against the external grain, stopping its stroke. These continuous bumps, however, cause a swelling of the key of the innermost grain making it impossible to change the registration.

4. Dotata di funzionamento simile al sistema 3, è realizzato attraverso un dispositivo di accoppiamento maschio/femmina su una testata/pistone ed un grano sull'altra testata. Il dispositivo femmina presenta una precisa sagoma ed è avvitato in un apposito foro filettato presente sul pistone, mentre il maschio, fissato sulla testata mediante un controdado, scorre in quella femmina e serve per la sua regolazione. 4. Equipped with operation similar to system 3, it is realized through a male / female coupling device on one head / piston and a dowel on the other head. The female device has a precise shape and is screwed into a special threaded hole on the piston, while the male, fixed on the head by means of a lock nut, slides in the female device and serves for its adjustment.

In fase di chiusura la femmina sbatte contro il pignone ed arresta così la corsa del pistone in cui è inserito e di conseguenza blocca indirettamente la rotazione del pignone e la corsa dell'altro pistone. During the closing phase, the female strikes against the pinion and thus stops the stroke of the piston in which it is inserted and consequently indirectly blocks the rotation of the pinion and the stroke of the other piston.

In fase di apertura la regolazione è realizzata attraverso il grano fissato sulla testata con controdado che arresta la corsa del pistone frontale ad esso e di conseguenza arresta il pistone contrapposto. In the opening phase, the adjustment is made through the dowel fixed on the head with a lock nut which stops the stroke of the piston in front of it and consequently stops the opposite piston.

5. Dotato dello stesso funzionamento del dispositivo 2, con la differenza che il tirante è filettato sul pistone e scorre nella testata arrestando il pistone in fase di chiusura mediante la sua testa che si arresta contro la testata. 5. Equipped with the same operation as device 2, with the difference that the tie rod is threaded on the piston and slides into the head stopping the piston in the closing phase by means of its head which stops against the head.

La soluzione secondo l'invenzione presenta dei vantaggi rispetto ai dispositivi sopra esposti. I principali sono: The solution according to the invention has advantages with respect to the devices described above. The main ones are:

Semplicità di montaggio: caratteristica molto importante sia dal punto di vista del costruttore sia dell'utilizzatore finale; si potranno infatti eseguire molto più semplicemente tutte le operazioni che prevedono lo smontaggio ed il successivo rimontaggio del cilindro tra cui l'inserimento delle molle, la sostituzione delle guarnizioni e più in generale tutte le eventuali operazioni di manutenzione. Ease of assembly: a very important feature both from the point of view of the manufacturer and the end user; in fact, it will be possible to carry out much more simply all the operations involving the disassembly and subsequent reassembly of the cylinder including the insertion of the springs, the replacement of the gaskets and, more generally, any maintenance operations.

Il doppio registro realizzato attraverso un'asta ed un grano di arresto consente di montare il cilindro con la stessa semplicità con cui ne viene assemblato uno dotato di semplice registro; le operazioni da compiere sono le seguenti: The double register realized through a rod and a stop dowel allows to assemble the cylinder with the same simplicity with which one with a simple register is assembled; the operations to be carried out are as follows:

• Inserimento dei pistoni nel cilindro. • Inserting the pistons into the cylinder.

• Inserimento del grano e dell'asta negli appositi fori filettati presenti nella testata. • Insert the dowel and the rod in the appropriate threaded holes in the head.

• Montaggio della testata sull'attuatore. • Assembly of the head on the actuator.

Nella soluzione in cui è previsto il tirante è necessario aggiungere una operazione, infatti si deve: In the solution in which the tie rod is foreseen it is necessary to add an operation, in fact it is necessary to:

• Inserire il tirante nel pistone dall'interno. • Inserire il pistone nel cilindro. • Insert the tie rod into the piston from the inside. • Insert the piston into the cylinder.

• Montare la testata richiamando, dall'esterno della stessa, il tirante mediante una chiave a brugola. • Fit the head by recalling the tie rod from the outside using an Allen key.

La grande differenza tra le due soluzioni consiste nel fatto che la presenza del tirante inserito nel pistone fuoriuscendo dal corpo costituisce un impedimento al montaggio della testata. The big difference between the two solutions consists in the fact that the presence of the tie rod inserted in the piston coming out of the body constitutes an impediment to the assembly of the cylinder head.

Nell'ottica dell'utilizzatore finale si ha il vantaggio di poter smontare l'attuatore per inserire le molle e/o effettuare eventuali operazioni di manutenzione semplicemente svitando le viti che fissano la testata al corpo e sfilando insieme la testata e l'asta; viceversa in presenza del tirante l'operazione risulta più laboriosa poiché il tirante è fissato nel pistone e di conseguenza per togliere la testata è necessario svitare la testata stessa dal tirante. From the point of view of the end user, there is the advantage of being able to disassemble the actuator to insert the springs and / or carry out any maintenance operations simply by unscrewing the screws that fix the head to the body and removing the head and rod together; vice versa in the presence of the tie rod the operation is more laborious since the tie rod is fixed in the piston and consequently to remove the head it is necessary to unscrew the head itself from the tie rod.

Si ha inoltre una semplificazione del montaggio rispetto alla soluzione che prevede l'utilizzo di una camme. In questo caso infatti il montaggio risulta più laborioso dato che si deve inserire parzialmente il pignone nel corpo dopodiché, passando dal foro sul lato del cilindro, si inserisce la camme sul pignone e si completa l'inserimento del pignone nel corpo. There is also a simplification of assembly with respect to the solution which provides for the use of a cam. In this case, in fact, the assembly is more laborious since the pinion has to be partially inserted into the body, after which, passing through the hole on the side of the cylinder, the cam is inserted on the pinion and the pinion is inserted into the body.

Quindi si deve eseguire la messa in fase alla cieca in quanto dall'esterno la camme non è più visibile; questa difficoltà è più accentuata quando tali operazioni sono eseguite dall'utilizzatore finale in quanto non ha la necessaria dimestichezza. Therefore, blind phasing must be performed as the cam is no longer visible from the outside; this difficulty is more accentuated when these operations are performed by the end user as he does not have the necessary familiarity.

Minore costo realizzativo: nella soluzione secondo l'invenzione deve essere realizzata l'asta di arresto; essa viene ricavata da un trafilato su cui viene realizzata la filettatura e la chiave. Questo comporta una riduzione dei costi nei confronti : Lower manufacturing cost: in the solution according to the invention the stop rod must be made; it is obtained from a drawn on which the thread and the key are made. This entails a reduction in costs in relation to:

a) della soluzione che prevede l'utilizzo della camme. Per poter implementare questa soluzione è infatti necessario: a) of the solution that foresees the use of the cams. To be able to implement this solution it is in fact necessary:

• Realizzare la camme mediante tranciatura. • Make the cams by blanking.

• Lavorare il pignone. • Machining the pinion.

• Lavorare il corpo sia per preparare la sede della camme che per realizzare le forature per inserire le due viti di registro. • Work the body both to prepare the seat for the cam and to make the holes to insert the two adjusting screws.

b) Della soluzione che prevede il tirante, in quanto la realizzazione del tirante richiede la lavorazione del trafilato avente diametro maggiore per tutta la sua lunghezza per ottenere la testa, oltre alla filettatura e alla realizzazione della chiave. b) Of the solution that provides for the tie rod, since the realization of the tie rod requires the processing of the drawn rod having a larger diameter along its entire length to obtain the head, in addition to the threading and the realization of the key.

c) Della soluzione che prevede il dispositivo di accoppiamento maschio/femmina per la lavorazione di filettatura sul pistone e la realizzazione dei particolari maschio/femmina. Facilità di regolazione: nel dispositivo secondo l'invenzione la regolazione sia in fase di chiusura sia in fase di apertura viene fatta dall'esterno del cilindro, mentre nella soluzione che prevede due coppie di grani è necessario smontare la testata per regolare l'avanzamento del grano più interno. c) The solution that provides for the male / female coupling device for threading on the piston and the creation of male / female details. Ease of adjustment: in the device according to the invention, the adjustment both in the closing and opening phases is made from the outside of the cylinder, while in the solution that provides two pairs of dowels it is necessary to disassemble the head to adjust the advancement of the innermost grain.

Le figure 1 e 2 rappresentano una forma di realizzazione preferita dove figura 1 mostra il dispositivo in fase di chiusura e figura 2 il dispositivo in fase di apertura. Figures 1 and 2 show a preferred embodiment where figure 1 shows the device in the closing phase and figure 2 the device in the opening phase.

Il dispositivo consente di regolare dall'esterno dell'attuatore la corsa dei pistoni (1, 2), sìa in fase di chiusura che di apertura, e di conseguenza la rotazione del pignone (3), operando su un'asta di arresto (4) ed un grano di arresto (5), entrambi inseriti sullo stesso lato del cilindro della medesima testata (6). The device allows to adjust from the outside of the actuator the stroke of the pistons (1, 2), both in the closing and opening phases, and consequently the rotation of the pinion (3), by operating on a stop rod (4 ) and a stop dowel (5), both inserted on the same side of the cylinder of the same head (6).

L'asta di arresto (4) ed il grano di arresto (5) sono alloggiati in appositi fori filettati presenti sulla testata (6) ed ad essa fissati attraverso due controdadi (7). Il grano di arresto (5) regola la fase di apertura mentre l'asta di arresto (4) quella di chiusura. The stop rod (4) and the stop dowel (5) are housed in special threaded holes on the head (6) and fixed to it through two locknuts (7). The stop dowel (5) regulates the opening phase while the stop rod (4) regulates the closing phase.

Fase di chiusura. Closing phase.

Alimentando il cilindro attraverso fori di alimentazione, l'aria compressa (o altro fluido utilizzabile) occupa lo spazio tra le testate (6, 8) ed i pistini (1, 2) spingendo questi ultimi a muoversi verso il centro del cilindro. In questa fase la corsa dei pistoni è regolata dall'asta di arresto (4) che, passando attraverso un opportuno foro realizzato in uno dei due pistoni (1), ferma in modo diretto il pistone (2) ad essa contrapposto, arrestando quindi la rotazione del pignone (3) ed indirettamente anche la corsa del secondo pistone (1). By feeding the cylinder through feed holes, the compressed air (or other usable fluid) occupies the space between the heads (6, 8) and the pistons (1, 2), pushing the latter to move towards the center of the cylinder. In this phase the stroke of the pistons is regulated by the stop rod (4) which, passing through a suitable hole made in one of the two pistons (1), directly stops the piston (2) opposite it, thus stopping the rotation of the pinion (3) and indirectly also the stroke of the second piston (1).

Fase di apertura. Opening phase.

In questo caso viene alimentata la cavità presente tra i due pistoni (1, 2) che quindi si muovono di moto contrapposto, facendo ruotare il pignone (3) fino alla posizione "aperto". La corsa dei pistoni è regolata dal grano di arresto (5) che blocca il pistone (1) frontale ad esso, arrestando così la rotazione del pignone (3) e quindi, in modo indiretto attraverso i denti del pignone, la corsa dell'altro pistone (2). In this case, the cavity between the two pistons (1, 2) is fed, which then move in opposite motion, making the pinion (3) rotate to the "open" position. The stroke of the pistons is regulated by the stop dowel (5) which blocks the piston (1) in front of it, thus stopping the rotation of the pinion (3) and therefore, indirectly through the teeth of the pinion, the stroke of the other. piston (2).

Ulteriori forme di esecuzione del dispositivo secondo l'invenzione sono illustrate nelle figure da 3 a 15. Further embodiments of the device according to the invention are illustrated in Figures 3 to 15.

In esse mostrano: In them they show:

- la figura 3 la versione con rotazione oraria del pignone rispetto a figura 1; - figure 3 is the version with clockwise rotation of the pinion with respect to figure 1;

- la figura 4 con il dispositivo spostato nella testata opposta,· - figure 4 with the device moved to the opposite head,

- la figura 5 la versione con rotazione oraria del pignone rispetto a figura 4; - figure 5 is the version with clockwise rotation of the pinion with respect to figure 4;

la figura 6 con il dispositivo duplicato su entrambe le testate; figure 6 with the device duplicated on both heads;

- la figura 7 la versione con rotazione oraria rispetto a figura 6; - figure 7 the version with clockwise rotation with respect to figure 6;

- la figura 8 mostra il grano centrale presente su una testata ed l'asta sull'altra; sulla testata in cui è situata l'asta è presente un foro, chiuso da un tappo, per consentire il passaggio alla versione secondo la figura 9 (rotazione oraria del pignone); - figure 8 shows the central grain present on one head and the rod on the other; on the head where the rod is located there is a hole, closed by a plug, to allow the passage to the version according to figure 9 (clockwise rotation of the pinion);

- la figura 10 una versione con asta e grano su testate opposte che agiscono però sullo stesso pistone; - figure 10 a version with rod and dowel on opposite heads which, however, act on the same piston;

- la figura il la versione con rotazione oraria rispetto a figura 10; - figure 11 is the version with clockwise rotation with respect to figure 10;

- la figura 12 la versione con asta e grano sulle testate opposte; - figure 12 the version with rod and dowel on the opposite heads;

- la figura 13 la versione con asta e grano opposte ma posizionate in basso rispetto a figura 12; - figure 13 the version with opposite shaft and dowel but positioned at the bottom with respect to figure 12;

- le figure 14 e 15 versioni sempre con asta e grano opposte ma disposte differentemente rispetto a figura 13. - figures 14 and 15 versions always with opposite shaft and dowel but arranged differently with respect to figure 13.

Claims

CLAIMS 1. Pneumatic rotary actuator of the rack and pinion type, characterized by the fact that the stroke of the pistons (1, 2) and consequently the rotation of the pinion (3) both in the closing and opening phases, is regulated by a stop rod (4) and a stop dowel (5 ).

2. Pneumatic actuator, according to claim 1, characterized by the fact that the stop rod (4) and the stop dowel (5) are housed in special threaded holes on the head (6) and are fixed to it through two lock nuts (7).

3. Pneumatic actuator, according to claim 1 and 2, characterized in that the stop rod (4) and the stop dowel (5) can be positioned in the heads (8 and 6) in different positions as illustrated in figures 3 to 15.