DE19756425A1

DE19756425A1 - Rotary actuator, especially to operate valves using compressed air

Info

Publication number: DE19756425A1
Application number: DE19756425A
Authority: DE
Inventors: Rolf Strasburger
Original assignee: Wilhelm Guth & Co KG GmbH
Current assignee: Wilhelm Guth & Co KG GmbH
Priority date: 1997-02-28
Filing date: 1997-12-18
Publication date: 1998-09-03
Also published as: DE29703710U1

Abstract

The rotary actuator has a piston which moves linearly inside a cylinder (1). The latter has a baseplate, in which a rotating central shaft (5) is mounted. A transverse pin is fixed to the shaft, and engages in a helical driving slot in a gaiter on the piston. The piston is prevented from rotating by at least one guide rod (8), which is mounted in the baseplate, and which forms a fixed stop. This stop, together with a stop segment (9) on the shaft, limits the angle of rotation directly to an exact value, which is independent of the stroke. The stop segment may also have at least one recess (10), which is matched to the size of the guide rod.

Description

Derartige Drehantriebe, insbesondere mit Druckluft als Druckmittel, werden in großen Stückzahlen verwendet, um die Schließorgane von Ventilen von der Offenstellung in die Schließstellung und umgekehrt zu bewegen. Es versteht sich, daß diese Ventile nur dann ganz offen bzw. ganz geschlossen sind, wenn die Schließorgane jeweils die korrekte Winkelposition einnehmen. Handelt es sich um Ventile, deren Schließorgan gegen einen Ventilsitz schließt, so ergibt sich die korrekte Winkelposition selbsttätig.Such rotary drives, especially with compressed air as Pressure medium, are used in large quantities to the Closing elements of valves from the open position to the Closed position and vice versa. It goes without saying that these valves are only fully open or fully closed if the locking elements are correct Assume angular position. Are they valves whose Closing element closes against a valve seat, so it follows the correct angular position automatically.

Es gibt aber auch Ventile, bei denen das Schließorgan grundsätzlich endlos gedreht werden kann. Typische Beispiele sind Kugelventile und Scheibenventile. Bei diesen muß durch zusätzliche Maßnahmen sichergestellt werden, daß der zugehörige Drehantrieb in der korrekten Winkelposition gestoppt wird. Aufgrund der Kolben-Zylinder-Konstruktion in Verbindung mit der Kulisse ist es jedoch toleranzbedingt nicht möglich, eine exakte Drehwinkelbegrenzung auf beispielsweise 90° zu garantieren.But there are also valves in which the closing element can be rotated endlessly. Typical examples are ball valves and butterfly valves. These must go through additional measures are taken to ensure that the associated rotary drive in the correct angular position is stopped. Due to the piston-cylinder construction in Connection with the backdrop, however, is due to tolerance not possible to limit the exact angle of rotation for example to guarantee 90 °.

Aus der DE-C 33 03 872 oder auch der US 3 602 478 sind druckmittelbetätigte Drehantriebe bekannt, bei denen der Hub des bzw. der Membran durch axiale Anschläge begrenzt werden kann. Damit ist das Problem jedoch noch nicht gelöst, denn das Getriebe, mit dem die Hubbewegung des Kolbens bzw. der Membran in die Drehbewegung der Antriebswelle umgesetzt wird, ist toleranzbehaftet, wobei die Toleranzen mit zunehmender Einsatzdauer zunehmen.From DE-C 33 03 872 or also US 3 602 478 pressure-actuated rotary actuators known in which the stroke the or the membrane are limited by axial stops can. However, this does not solve the problem because the gear with which the stroke movement of the piston or the Membrane converted into the rotary motion of the drive shaft is subject to tolerance, the tolerances with increasing duration of use.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Drehantrieb so weiterzubilden, daß stets der gewünschte Drehwinkel eingehalten wird.The present invention is therefore based on the object to further develop a generic rotary drive so that the desired angle of rotation is always maintained.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Drehantrieb mit den Merkmalen des Anspruchs 1.This task is solved by a rotary drive with the Features of claim 1.

Dank der vorliegenden Erfindung wird der Drehwinkel der Antriebswelle direkt und hubunabhängig auf den gewünschten Sollwert, beispielsweise 90°, begrenzt. Fertigungs- und Montageungenauigkeiten bei Zylinder, Kolben und Getriebe haben keinen Einfluß mehr, so daß deren Fertigungs- und Montagegenauigkeit entsprechend reduziert werden kann. Das erfindungsgemäße Anschlagsegment läßt sich auch nachrüsten. Der Zusatzaufwand ist minimal, insbesondere weil die schon serienmäßigen Führungsstangen selbst als Anschläge verwendet werden, der erreichte Effekt jedoch ist maximal.Thanks to the present invention, the angle of rotation of the Drive shaft directly and regardless of stroke to the desired Setpoint, for example 90 °, limited. Manufacturing and Mounting inaccuracies for cylinders, pistons and gears have no more influence, so that their manufacturing and Assembly accuracy can be reduced accordingly. The stop segment according to the invention can also be retrofitted. The additional effort is minimal, especially because it already does standard guide rods themselves used as stops the effect achieved is maximum.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besitzt das Anschlagsegment wenigstens eine Aussparung, angepaßt an die Maße der korrespondierenden Führungsstangen. Auf diese Weise wird die Berührungsfläche zwischen Führungsstange und Anschlagsegment vergrößert, die Flächenbelastung entsprechend verkleinert, so daß die Genauigkeit während der gesamten Lebensdauer des Drehantriebs erhalten bleibt.According to an advantageous development of the invention the stop segment has at least one recess, adapted to the dimensions of the corresponding guide rods. In this way, the interface between Guide rod and stop segment enlarged, the Surface load reduced accordingly, so that the Accuracy throughout the life of the Rotary drive is retained.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung in Form eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigenBased on the drawing, the invention in the form of a Embodiment will be explained in more detail. Show it

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Drehantrieb entlang der Linie I-I in Fig. 2 und Fig. 1 shows a longitudinal section through a rotary drive along the line II in Fig. 2 and

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Drehantrieb entlang der Linie II-II in Fig. 1. FIG. 2 shows a cross section through the rotary drive along the line II-II in FIG. 1.

Die Fig. 1 und 2 zeigen jeweils als Schnitt und Teilschnitt einen Drehantrieb, wie er zur Betätigung der Schließorgane von Ventilen, insbesondere von Kugel- und Scheibenventilen, eingesetzt werden kann. Man erkennt einen Zylinder 1 mit einem Druckmittelanschluß 2, in dem ein Kolben 3 unter der Wirkung des Druckmittels einerseits und einer Rückstellfeder 13 andererseits linear bewegt werden kann. Figs. 1 and 2 respectively show a sectional and partial section of a rotary drive, such as may be used for actuating the closure means of valves, in particular ball and butterfly valves. One recognizes a cylinder 1 with a pressure medium connection 2 , in which a piston 3 can be moved linearly under the action of the pressure medium on the one hand and a return spring 13 on the other hand.

An der Unterseite des Kolbens 3 ist ein Zylinderstutzen 14 angeformt. In diesen ist eine Kulisse 6 in Form einer Schraubengangnut eingearbeitet.A cylinder neck 14 is formed on the underside of the piston 3 . In this a backdrop 6 is incorporated in the form of a screw groove.

In die offene Zylinderseite ist eine Bodenplatte 4 eingesetzt, an deren Unterseite zwei Gewindebolzen 11 zur Befestigung des Drehantriebs auf einem Ventilgehäuse (nicht dargestellt) vorgesehen sind. Im Zentrum der Bodenplatte 4 ist eine die Bodenplatte 4 durchdringende Drehwelle 5 gelagert. Deren unteres Ende ist mit einer Verbindungsmuffe 12 zu dem Ventil (nicht dargestellt) ausgerüstet.In the open cylinder side, a base plate 4 is inserted, on the underside of which two threaded bolts 11 are provided for fastening the rotary drive on a valve housing (not shown). In the center of the bottom plate 4, a bottom plate 4 penetrates the rotating shaft 5 is supported. Its lower end is equipped with a connecting sleeve 12 to the valve (not shown).

In der Drehwelle 5 ist ein Querstift 7 befestigt, der in die Kulisse 6 eingreift. Sobald der Kolben 3 nach unten bzw. oben gefahren wird, mit die Kulisse 6 den Querstift 7 mit, so daß die Hubbewegung des Kolbens 3 in eine Drehbewegung der Drehwelle 5 umgewandelt wird. Um zu verhindern, daß der Kolben 3 selbst in Drehung versetzt wird, wird er durch zwei Führungsstangen 8 geführt, die ihrerseits in der Bodenplatte 4 befestigt sind.In the rotary shaft 5 , a cross pin 7 is fixed, which engages in the scenery 6 . As soon as the piston 3 is moved downwards or upwards, with the link 6, the transverse pin 7 also , so that the stroke movement of the piston 3 is converted into a rotary movement of the rotary shaft 5 . In order to prevent the piston 3 itself from rotating, it is guided by two guide rods 8 , which in turn are fastened in the base plate 4 .

Wie insbesondere Fig. 2 erkennen läßt, ist an der Drehwelle 5 im Bereich der Bodenplatte 4 ein Anschlagsegment 9 befestigt, beispielsweise angeschweißt. Das Anschlagsegment 9 legt sich in der einen und in der anderen Endstellung jeweils gegen eine der beiden Führungsstangen 8. Um die Flächenpressung zwischen Anschlagsegment 9 und Führungsstangen 8 zu reduzieren, sind im Anschlagsegment 9 halbrunde Aussparungen 10 vorgesehen, angepaßt an die Abmessungen der Führungsstange 8.As can be seen in particular in FIG. 2, a stop segment 9 is fastened, for example welded, to the rotary shaft 5 in the area of the base plate 4 . The stop segment 9 lies in one and in the other end position against one of the two guide rods 8 . In order to reduce the surface pressure between the stop segment 9 and guide rods 8 , semicircular recesses 10 are provided in the stop segment 9 , adapted to the dimensions of the guide rod 8 .

Die Maße des Anschlagsegments 9 sind derart abgestimmt, daß die Drehwelle 5 zwischen den beiden Endstellungen hubunabhängig und stets genau den gewünschten Drehwinkel von z. B. 90° ausführt. Der Kolben 3 selbst kann dabei je nach Fertigungs- und Montagegenauigkeit einen kürzeren oder längeren Hub ausführen; auf die Exaktheit des Drehwinkels hat das keinen Einfluß.The dimensions of the stop segment 9 are coordinated such that the rotary shaft 5 between the two end positions is independent of the stroke and always exactly the desired angle of rotation of z. B. executes 90 °. The piston 3 itself can perform a shorter or longer stroke depending on the manufacturing and assembly accuracy; this has no influence on the exactness of the angle of rotation.

Claims

1. Rotary drive, comprehensive

- a cylinder ( 1 ) with pressure medium connection ( 2 ),
- a piston ( 3 ) which can be moved linearly in the cylinder ( 1 ),
- a cylinder connector ( 14 ) on the piston ( 3 ),
- A link ( 6 ) in the form of a screw groove, which is incorporated in the cylinder connector ( 14 ),
- a base plate ( 4 ) inserted into the cylinder ( 1 ),
- a mounted in the base plate (4), the bottom plate (4) penetrating, central rotary shaft (5),
a cross pin ( 7 ) fastened in the rotating shaft ( 5 ) and engaging in the link ( 6 ),
- and at least one guide rod ( 8 ) mounted in the base plate ( 4 ) and preventing the piston ( 3 ) from rotating,
characterized by the characteristics:
- A stop segment ( 9 ) is attached to the rotary shaft ( 5 ),
- The at least one guide rod ( 8 ) forms the fixed stop,
- Stop segment ( 9 ) and guide rod ( 8 ) limit the angle of rotation independently of the stroke and directly to its exact setpoint.

2. Rotary drive according to claim 1, characterized by the feature:

- The stop segment ( 9 ) has at least one recess ( 10 ), adapted to the dimensions of the guide rod ( 8 ).