SE440130B

SE440130B - SIMPLE OPERATING PRESSURE ENGINE

Info

Publication number: SE440130B
Application number: SE7905613A
Authority: SE
Inventors: K Stoll
Original assignee: Festo Maschf Stoll G
Priority date: 1978-06-28
Filing date: 1979-06-27
Publication date: 1985-07-15
Also published as: DE2828344C2; DE2828344A1; SE7905613L

Description

7905613-1 10 15 20 25 30 35 2 kan användas som tryckpåverkad kolvarbetsyta. Ur denna synpunkt vore visserligen en rektangulär tvärsnittsform hos cylinder och kolv fördelaktig, men då uppstår emel- lertid tätningsproblem, som kan övervinnas endast med stor maskinell insats. Vid ställmotorn enligt uppfin- ningen kan däremot avtätningen av arbetsutrymmet ske pre- cis lika enkelt som vid ställmotorer med arbetsutrymme med cirkulär tvärsektion, exempelvis genom användning av en i kolven anbragt 0-ring. 7905613-1 10 15 20 25 30 35 2 can be used as a pressure-actuated piston work surface. From this point of view, a rectangular cross-sectional shape of the cylinder and piston would be advantageous, but then sealing problems arise, which can only be overcome with great mechanical effort. In the case of the actuator according to the invention, on the other hand, the sealing of the working space can take place exactly as easily as in the case of actuators with working space with a circular cross section, for example by using an O-ring arranged in the piston.

Till skillnad från kända membranställmotorer kan ställ- motorn enligt uppfinningen (förutom enklare uppbyggnad) även konstrueras för större slaglängd.Unlike known diaphragm actuators, the actuator according to the invention (in addition to simpler construction) can also be designed for greater stroke.

En ytterligare fördel hos ställmotorn enligt uppfin- ningen är att kolv och cylinder inte kan vrida sig rela- tivt varandra. Därmed kan en annars i många tillämpningar nödvändig, speciell styrning för kolven eller en med denna förbunden kolvstång bortfalla. Ännu en fördel med ställmotorn enligt uppfinningen är att den har få delar, dvs att den kan tillverkas mycket enkelt och till ett konkurrenskraftigt pris. Den ovala formen på cylinder och kolv lämpar sig speciellt bra för tillverkning av såväl plåt genom djupdragning som plast genom sprutning.An additional advantage of the actuator motor according to the invention is that the piston and cylinder cannot turn relative to each other. As a result, a special control for the piston or a piston rod connected to it which is otherwise necessary in many applications can be omitted. Another advantage of the actuator motor according to the invention is that it has few parts, ie that it can be manufactured very easily and at a competitive price. The oval shape of the cylinder and piston is particularly well suited for the manufacture of both sheet metal by deep drawing and plastic by injection molding.

Slutligen har ställmotorn enligt uppfinningen genom den ovala formen även en hög mekanisk hållfasthet i kolv- vägg och cylindervägg, så att den klarar påverkan av så- väl övertryck som undertryck utan väggdeformering utan att väggtjockleken behöver göras stor.Finally, the actuating motor according to the invention also has a high mechanical strength in the piston wall and cylinder wall due to the oval shape, so that it can withstand the influence of both overpressure and negative pressure without wall deformation without the wall thickness having to be made large.

Genom sina kompakta, modulvänliga dimensioner lämpar sig ställmotorn enligt uppfinningen speciellt bra som servomotor i verktygsmaskiner och spännverktyg.Due to its compact, module-friendly dimensions, the actuator motor according to the invention is particularly well suited as a servomotor in machine tools and clamping tools.

Vid ställmotorn enligt uppfinningen kan det av det ovala arbetsutrymmet inte utfyllda utrymmet utnyttjas för montering av ställmotorn. Ställmotorn har totalt sett väsentligen parallellepipetisk form och har släta ytor.In the actuator according to the invention, the space not filled by the oval working space can be used for mounting the actuator. Overall, the actuator motor has a substantially parallelepiped shape and has smooth surfaces.

En av plattorna kan direkt användas som spännback. Lämp- ligen är den anslutning via vilken ställmotorn är anslut- 10 15 20 25 30 35 7905613-1 3 bar till en extern tryckmediumkrets så anordnad, att den inte ökar ställmotorns yttermått.One of the plates can be used directly as a clamping jaw. Suitably, the connection via which the actuator is connected to an external pressure medium circuit is arranged so that it does not increase the external dimensions of the actuator.

Uppfinningen beskrivs närmare i det följande med hän- visning till de bifogade ritningarna som visar en före- dragen ütföringsform. Fig l visar en tvärsektion genom en ställmotor längs linjen I-I i fig 2, fig 2 visar en längd- sektion genom ställmotorn enligt fig 1 längs linjen II-II, och fig 3 visar i en mot fig 2 svarande sektion en alter- nativ tätningsanordning.The invention is described in more detail in the following with reference to the accompanying drawings which show a preferred embodiment. Fig. 1 shows a cross section through an actuator motor along the line I-I in Fig. 2, Fig. 2 shows a longitudinal section through the actuator motor according to Fig. 1 along the line II-II, and Fig. 3 shows in an section corresponding to Fig. 2 an alternative sealing device.

Ritningarna visar en tryckluftställmotor 10 med en cylinderdel 12 och en kolvdel 14. Cylinderdelen 12 har en elliptisk cylindervägg 16 och en på denna formad ga- velplatta 18. På liknande sätt har kolvdelen 14 en el- liptisk kolvvägg 20 och en på denna formad gavelplatta 22. Kolvväggen 20 är avtätad mot cylinderväggens 16 in- sida medelst en O-ring 24. Kolvväggen 20 är anordnad i cylinderväggen 16 med snäv passning. Den bägarformiga kolvdelen 14 och den likaså bägarformiga, kolvdelen strömningsmediumtätt omslutande cylinderdelen 12 be- gränsar på så sätt tillsammans ett arbetsutrymme 26 med elliptisk tvärsektion. Detta utrymme står via en öppning 28 i cylinderdelen 12 i förbindelse med en gängad borr- ning 30 i vilken en anslutning på en tryckluftledning är inskruvbar.The drawings show a compressed air actuator motor 10 with a cylinder part 12 and a piston part 14. The cylinder part 12 has an elliptical cylinder wall 16 and an end plate 18 formed thereon. Similarly, the piston part 14 has an elliptical piston wall 20 and an end plate 22 formed thereon. The piston wall 20 is sealed against the inside of the cylinder wall 16 by means of an O-ring 24. The piston wall 20 is arranged in the cylinder wall 16 with a tight fit. The cup-shaped piston part 14 and the like-cup-shaped, piston-shaped part of the piston flow-medium-tightly enclosing the cylinder part 12 thus together delimit a working space 26 with an elliptical cross-section. This space is connected via an opening 28 in the cylinder part 12 to a threaded bore 30 in which a connection to a compressed air line can be screwed.

Cylinderdelens 12 gavelplatta 18 är försedd med fyra hål 32 för upptagning av inte visade fästskruvar via vilka ställmotorn kan monteras på ett fäste, exempelvis en fast del av ett skruvstycke. Kolvdelens 14 gavelplat- ta 22 saknar däremot hål och kan vara försedd med en inte visad räffling så att den kan användas som spänn- back i ett skruvstycke.The end plate 18 of the cylinder part 12 is provided with four holes 32 for receiving fastening screws (not shown) via which the adjusting motor can be mounted on a bracket, for example a fixed part of a vice. The end plate 22 of the piston part 14, on the other hand, has no holes and can be provided with a groove (not shown) so that it can be used as a clamping jaw in a vice.

Pâ cylinderdelens 12 gavelplatta 18 finns det på längd- axeln och symmetriskt kring arbetsutrymmets 26 tvärmitt- plan två ansatser 34 och 36. Axiellt mittför dessa finns det på kolvdelens 14 gavelplatta 22 tvâ ansatser 38 och 40. Dessa ansatser har genomgående borrningar 42 i vilka ändarna av skruvfjädrar 44 och 46 ingriper. 7905613-1 10 15 20 25 30 35 4 Skruvfjädrarna 46 och 44 är lindade åt motsatta håll, så att man såväl kraft- som vridmomentmässigt får en full- ständig symmetri i fjäderbelastningen relativt arbetsut- rymmets 26 ﬂﬁünáttplan. Skruvfjädrarna är axiellt så di- mensionerade att de vid mot cylinderväggens l6 övre kant anliggande kolvdel 14 alltid utsätts för dragspänning.On the end plate 18 of the cylinder part 12 there are on the longitudinal axis and symmetrically about the transverse center plane of the working space 26 two axes 34 and 36. Axially opposite these there are on the end plate 22 of the piston part 14 two shoulders 38 and 40. These shoulders have continuous bores 42 in which of coil springs 44 and 46 engage. 7905613-1 10 15 20 25 30 35 4 The coil springs 46 and 44 are wound in opposite directions, so that in terms of both force and torque you get a complete symmetry in the spring load relative to the working space 26 ﬂﬁ night plane. The coil springs are axially dimensioned so that they are always subjected to tensile stress at the piston part 14 abutting against the upper edge of the cylinder wall 16.

Den ovan beskrivna ställmotorn arbetar på följande Sätt: När arbetsutrymmet 26 trycksätts med tryckluft skjuts kolvdelen 14 ut mot verkan av skruvfjädrarnas 44 och 46 kraft. Därvid är en vridning av kolvdelen l4 relativt cylinderdelen l2 kring en i fig l vinkelrätt mot rit- ningsplanet stående axel omöjlig på grund av cylinder- väggens 16 och kolvväggens 20 ovala tvärsnittsform. Åter- föringen av kolvdelen 14 till det i fig 2 visade utgångs- läget sker efter tryckavlastning av arbetsutrymmet 26 medelst de båda skruvfjädrarna 44 och 46, varvid dessa trots den mot kolvdelens slaglängd svarande, stora längd- ändringen inte försöker vrida kolvdelen relativt cylin- derdelen.The actuator described above operates in the following manner: When the working space 26 is pressurized with compressed air, the piston part 14 is pushed out against the action of the force of the coil springs 44 and 46. In this case, a rotation of the piston part 14 relative to the cylinder part 12 about an axis perpendicular to the plane of the drawing in Fig. 1 is impossible due to the oval cross-sectional shape of the cylinder wall 16 and the piston wall 20. The return of the piston part 14 to the initial position shown in Fig. 2 takes place after pressure relief of the working space 26 by means of the two coil springs 44 and 46, whereby despite the large length change corresponding to the stroke of the piston part they do not try to rotate the piston part relative to the cylinder part. .

Det inses att trycksättningen av arbetsutrymmet 26 även kan ske via kolvdelen 14, så att cylinderdelen l6 kan utformas som en enkel, oval bägare utan utskjutande anslutning, exempelvis som en djupdragen plâtdetalj. Dess- utom kan det istället för O-ringen 24 finnas en annan _ tätning som är anordnad vid cylinderväggens 16 fria ände och samtidigt förhindrar inträngning av föroreningar till cylinderlöpytan. Denna tätning kan exempelvis vara en läpptätning som är anbragt i en lämplig vulst på den då lämpligen som plåtdetalj utformade cylinderdelen.It will be appreciated that the pressurization of the working space 26 can also take place via the piston part 14, so that the cylinder part 16 can be designed as a simple, oval cup without a projecting connection, for example as a deep-drawn plate part. In addition, instead of the O-ring 24, there may be another seal which is arranged at the free end of the cylinder wall 16 and at the same time prevents the penetration of contaminants into the cylinder running surface. This seal can, for example, be a lip seal which is arranged in a suitable bead on the cylinder part which is then suitably designed as a sheet metal part.

O-ringen 24 kan vara anordnad antingen på det utskju- tande partiet eller kolvväggen 20 hos arbetscylinderns rörliga del eller på den motsatta väggen 21 hos arbets- cylinderns stationära del. Vid den i fig 3 visade alter- nativa utföringsformen omsluter cylinderns rörliga del ll (kolv) med ett i riktning mot en den andra delen 10 15 20 25 7905613-1 5 (cylinder) 13 sig sträckande skaft 15 denna del 13 respektive dess mantel 17, på vilken den är styrd med skaftet 15. Avtätningen sker med hjälp av en exem- pelvis av polyuretan eller gummi gjord tätring 19, som är fixerad på en stödfläns 32 pà den rörliga de- lens utskjutande skaft 15 medelst en fjäderklammer 25 vilken har formen av ett mot cylindern öppet U, vars båda skänklar 27, 29 pressar tätringen och stöd- flänsens 32 mot varandra. Tätringen 19 har i tvärsek- tion formen av ett L, vars ena skänkel 31 är i huvud- sak parallell med cylinderns längdaxel och tjänar till avtätning, varvid skänkeln 31 är placerad mellan en utbuktning 33 på den rörliga delens ll utskjutande skaft 15 och cylindermanteln 17, medan L:ets andra skänkel 35 sträcker sig ungefär vinkelrätt ut fràn cylindermanteln och tjänar till fastsättning med hjälp av fjäderklammern, vars skänklar fjädrar i riktning mot varandra såsom visas medelst pilar i fig 3. Detta arrangemang utmärker sig genom största möjliga enkel- het, eftersom man efter placering av tätringcn mot stödflänsen enkelt kan fixera tätringen genom hop- tryckning av fjäderklammern exempelvis med hjälp av ett verktyg.The O-ring 24 can be arranged either on the projecting portion or the piston wall 20 of the movable part of the working cylinder or on the opposite wall 21 of the stationary part of the working cylinder. In the alternative embodiment shown in Fig. 3, the movable part 11 (piston) of the cylinder encloses this part 13 and its jacket 17, respectively, with a shaft 15 extending in the direction of a (cylinder) 13 (cylinder) 13. , on which it is guided with the shaft 15. The sealing takes place by means of a sealing ring 19 made of, for example, polyurethane or rubber, which is fixed on a support flange 32 on the projecting shaft 15 of the movable part by means of a spring clamp 25 which has the shape of a U open towards the cylinder, the two legs 27, 29 of which press the sealing ring and the support flange 32 against each other. The sealing ring 19 has in cross section the shape of an L, one leg 31 of which is substantially parallel to the longitudinal axis of the cylinder and serves for sealing, the leg 31 being placed between a bulge 33 on the projecting shaft 15 of the movable part 11 and the cylinder shell 17. , while the second leg 35 extends approximately perpendicularly from the cylinder shell and serves for fastening by means of the spring clip, the legs of which spring in the direction of each other as shown by arrows in Fig. 3. This arrangement is characterized by the greatest possible simplicity, since, after placing the sealing ring against the support flange, the sealing ring can easily be fixed by compressing the spring clip, for example with the aid of a tool.

Fördelarna med ställmotorn enligt uppfinningen är mindre utrymmesbehov till goda, enkla tätningsmöj- ligheter, låg konstruktion, ovridbarhet, större slag- längd och upp till 40% färre delar och därigenom kon- kurrenskraftigare pris.The advantages of the actuator motor according to the invention are less space requirements for good, simple sealing possibilities, low construction, non-rotatability, greater stroke length and up to 40% fewer parts and thereby a more competitive price.

Claims

A single-acting pressure medium actuator motor with a cylinder (13) provided with a pressure medium connection, one end of which is closed with a gable plate, and an axially displaceable hollow piston (II) open towards the cylinder (13), the shaft (15) is telescopically and gas-tightly guided on the cylinder shell and has an axial length which is greater than the stroke of the actuator motor, and on the one hand an internally arranged, coil spring (44, 46) arranged in the cylinder (13), characterized in that the return device, the piston shaft (15) overlaps the cylinder shell (17), that the outer contour of the cylinder shell (17) and the inner cross-section of the piston shaft (15) are elliptical, that the return device consists of two springs (44, 46) symmetrically arranged on the elliptical axis and (15) end region has a radially outwardly directed support flange (32), against which by means of a spring clip (25) with a U-shaped profile open towards the cylinder shell (17) a leg (31) of an approximately 1 The non-hinged, L-shaped sealing ring (19) is pressed in such a way that the second leg (35) of the sealing ring (19) abuts sealingly axially against the outside of the cylinder shaft. -2. Actuating motor according to claim 1, n a d in that the sealing leg (19) of the sealing ring (19) directed towards the piston life (11) is arranged between a bulge (33) at the end of the piston shaft (15) and the cylinder shell (17). k ä n n e t e c k -