DE2161831A1

DE2161831A1 - Actuator

Info

Publication number: DE2161831A1
Application number: DE19712161831
Authority: DE
Inventors: Jürg Hinwil Eberle (Schweiz)
Original assignee: Ferag AG
Current assignee: Ferag AG
Priority date: 1970-12-16
Filing date: 1971-12-13
Publication date: 1972-06-22
Also published as: CH534817A

Description

Stellantrieb Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stellantrieb mit einem in einer zylindrischen Kammer geführten, zwischen zwei Endstellungen hin und her verdrehbaren Drehkolben. Actuator The present invention relates to an actuator with one guided in a cylindrical chamber between two end positions and rotatable rotary lobes.

Es sind Stellantriebe bekannt, die aus einem in einer Kammer mit kreisförmigem Querschnitt drehbar gelagerten, sich über den Halbmesser des Kreisquerschnittes erstreckenden Drehflügel bestehen, der zusammen mit einer an der Kammerwand befestigten Radialrippe die Kammer in zwei Räume unterteilt. Jeder Raum ist mit einer Zuleitung für ein Druckmedium, z.B. Drucköl, verbunden. There are actuators known that consist of one in a chamber with circular cross-section rotatably mounted, extending over the radius of the circular cross-section extending rotary vane exist, which is attached to the chamber wall together with a Radial rib divides the chamber into two spaces. Each room has a supply line for a pressure medium, e.g. pressure oil.

Die Verdrehung des Drehflügels wird durch den von zwischen den beiden Räumen herrschenden und auf den Drehflügel wirkenden Druckunterschied verursacht.The twisting of the rotary vane is caused by the from between the two Room prevailing and acting on the rotary vane pressure difference caused.

Der Drehflügel ist meist auf eine Welle aufgezogen, die in den beiden die Kammer abschliessenden Deckeln gelagert ist. Die Welle muss sehr genau in den Lagern geführt sein, um ein Festfressen des während seiner Drehbewegung der Kammerwand entlang gleitenden Drehflügels an der Kammerinnenwand zu vermeiden. Ausserdem müssen die Lager abgedichtet werden, um ein Austreten des Druckmediums aus der Kammer zu verhindern. An die Lagerkonstruktion werden demnach recht hohc Anroderungen gestellt, was entsprechend teure bauliche Massnahmen erfordert. The rotary wing is usually mounted on a shaft, which is in the two the chamber closing lids is stored. The shaft must be very precisely in the Bearings led to seizure of the chamber wall during its rotational movement to avoid sliding rotating blades on the inner wall of the chamber. Also have to the bearings are sealed to prevent the pressure medium from escaping from the chamber impede. Accordingly, the storage structure is subject to very high requirements, which requires correspondingly expensive structural measures.

A Es muss verhindert werden, dass das Druckmedium vom Raum höheren Druckes in den Raum niedrigeren Druckes übertritt. A. It must be prevented that the print medium passes from the space of higher pressure into the space of lower pressure.

Zwischen dem Drehflügel und der Kammerwand ist daher eine am Drehflügelende angebrachte Dichtung vorgesehen, welche bei der Drehbewegung des Drehflügels an der Kammerwand reibt und dadurch abgenützt wird und ihre Dichtwirkung einbüsst.Between the rotary vane and the chamber wall there is therefore one at the end of the rotary vane Attached seal provided, which at the rotary movement of the rotary vane the chamber wall rubs and is worn out as a result and loses its sealing effect.

Häufig ist es erwünscht, den Drehwinkelbereich des Drehflügels zu begrenzen. Das ist bei den vielen bekannten Stellantrieben nur mit aufwendigen äusseren Steuerkreisen zu erreichen, die entsprechend störungsanfällig sind. It is often desirable to increase the angle of rotation of the rotary vane limit. With the many known actuators, this is only possible with complex external actuators To reach control circuits that are accordingly prone to failure.

Die vorliegende Erfindung bezweckt, einen Stellantrieb ohne die vorstehend beschriebenen Nachteile zu schaffen, der einfach in der Herstellung ist und störungsfrei und zuverlässig arbeitet. The present invention aims to provide an actuator without the above To create disadvantages described, which is easy to manufacture and trouble-free and works reliably.

Dieser Zweck wird beim eingangs erwähnten Stellantrieb dadurch erreicht, dass der Drehkolben an mindestens dem einen seiner Enden einen zylindrischen Lagerabschnitt aufweist, an den in axialer Richtung ein beaufschlagter Abschnitt anschliesst, an dem zwei zur Drehachse des Drehkolbens parallele, aneinanderstossende Beaufschlagungsflächen ausgebildet sind, während in der Kammer ein den Abschnitt des Drehkolbens in axialer Richtung überspannender und diesen in jeder seiner Verdrehungslage berührender Anschlagteil befestigt ist, durch welchen zwei mit den Beaufschlagungsflächen zusammenwirkende, aneinanderstossende Anschlagflächen bestimmt sind, innerhalb welcher Durchlässe für ein Druckmedium in die Kammer münden. This purpose is achieved with the actuator mentioned at the beginning, that the rotary piston has a cylindrical bearing section at at least one of its ends has, to which an acted upon section adjoins in the axial direction the two abutting impact surfaces parallel to the axis of rotation of the rotary piston are formed, while in the chamber a the portion of the rotary piston in the axial Direction spanning and touching this stop part in each of its twisted position is attached, through which two interacting with the impact surfaces, abutting stop surfaces are determined within which passages open into the chamber for a pressure medium.

Im folgenden werden anhand der Zeichnung Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 einen Längsschnitt durch enen Drehkolben-Stellantrieb, Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine weitere AusfiihrunEr,c; form eines Drehkolben-Stellantriebes und Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie A-A der Fig. 1 und 2. In the following, exemplary embodiments of the Subject of the invention explained in more detail. It shows: FIG. 1 a longitudinal section through A rotary piston actuator, FIG. 2 a longitudinal section through a further embodiment, c; form of a rotary piston actuator and Fig. 3 shows a section along the line A-A of FIGS. 1 and 2.

Die in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Stellantrietçe weisen ein Gehäuse 1 mit zylindrischem Innenraum in Form einer Kammer auf, welches am nepRETcl ist. Diese offene Seite des Gehäuses 1 ist mit einem Abschlussdeckel 2 verschlossen. In die Kammer des Gehäuses 1 stein zylindrischer, verdrehbarer Drehkolben 3 eingesetzt, wobei das Gehäuse 1 als Führung dient. The Stellantrietçe shown in Figures 1 to 3 have a Housing 1 with a cylindrical interior in the form of a chamber, which on the nepRETcl is. This open side of the housing 1 is provided with an end cover 2 locked. In the chamber of the housing 1 stone cylindrical, rotatable rotary piston 3 used, the housing 1 serving as a guide.

Der Drehkolben 3 geht an seinem dem Abschlussdeckel 2 zugekehrten Ende in einen Wellenstumpf 4 mit kleinerem Durchmesser über, welcher durch den Abschlussdeckel 2 hindurchgeführt ist und einen Keil 40 zur Uebertragung eines Drehmomentes aufweist. Beim Stellantrieb nach Fig. 2 ist der Drehkolben 3 mit einer am Wellenstumpf 4 ausgebildeten Schulter wfl in axialer Richtung am Abschlussdeckel 2 abgestützt.The rotary piston 3 goes to its end cover 2 facing End into a stub shaft 4 with a smaller diameter, which through the end cover 2 is passed through and has a wedge 40 for transmitting a torque. In the case of the actuator according to FIG. 2, the rotary piston 3 is formed with one on the stub shaft 4 Shoulder wfl supported in the axial direction on the end cover 2.

Die Gehäusekammer weist auf ihrer offenen Seite eine bekannte Wellenabdichtung auf, die aus einer an der Kammerinnenwand angebrachten, am Wellenstumpf 4 des Drehkolbens 3 anliegenden Dichtmanschette 5, die an einem Stützring 6 abgestützt ist, besteht. Das Gehäuse 1 ist mittels Schrauben 7a (in Figur 2 nicht dargestellt) mit einer Befestigungsplatte 7 verbunden, an der auch der Abschlussdeckel 2 befestigt ist. In der Befestigungsplatte 7 sind zwei Gewindebohrungen 8 vorgesehen (in Fig. 2 nicht gezeigt), welche zur Befestigung des gesamten Stellantriebes dienen. The housing chamber has a known shaft seal on its open side on, which is attached to the inner wall of the chamber, on the stub shaft 4 of the rotary piston 3 abutting sealing collar 5, which is supported on a support ring 6, is made. The housing 1 is by means of screws 7a (not shown in Figure 2) with a Fastening plate 7 connected to which the cover 2 is also fastened. Two threaded bores 8 are provided in the mounting plate 7 (not in FIG. 2 shown), which are used to attach the entire actuator.

Der Drehkolben 3 weist eine sich bis zu seiner Drehachse erstreckende Aussparung 9 auf, welche den beaufschlagten Abschnitt des Drehkolbens 3 bildet. Die -Aussparung 9 weist zwei Beaufschlabungsflächen 10 und 11 auf, welche in einer gemeinsamen, die Drehachse des Drehkolbens enthaltenden Ebene liegen und die entlang dieser Drehachse aneinander stossen. Die beiden Beaufschlagungsflächen sind mit einer Kunststoffschicht 12 belegt. The rotary piston 3 has an extending up to its axis of rotation Recess 9, which forms the acted upon section of the rotary piston 3. The recess 9 has two Beaufschlabungsflächen 10 and 11, which in one common, the axis of rotation of the rotary piston containing plane and lie along this axis of rotation abut one another. The two impact areas are with a plastic layer 12 covered.

Bei der Ausführungsform gemäss Figur 1 ist diese Aussparung 9 im Mittelteil des Drehkolbens 3 vorgesehen. An diesen Mittelteil schliessen in axialer Richtung zwei Lagerabschnitte 13a und 13b an, welche die Kammer ausfüllen und die Führung des Drehkolbens 3 übernehmen. In the embodiment according to FIG. 1, this recess 9 is in the Central part of the rotary piston 3 is provided. Close to this middle part in an axial direction Direction two bearing sections 13a and 13b, which fill the chamber and the Take over the leadership of the rotary piston 3.

Bei der in Figur 2 gezeigten Ausführungsform ist die Aussparung 9 an dem dem Wellenstumpf 4 gegenüberliegenden Ende des Drehkolbens 3 angeordnet. Für die Führung des Drehkolbens 3 in der Kammer ist der zwischen der Aussparung 9 und dem Wellenstumpf 4 liegende, die Kammer ausfüllende Lagerabschnitt 13 c vorgesehen. In the embodiment shown in FIG. 2, the recess 9 is arranged on the end of the rotary piston 3 opposite the stub shaft 4. The one between the recess is used to guide the rotary piston 3 in the chamber 9 and the stub shaft 4 lying, the chamber filling bearing section 13 c provided.

Um die Aussparung 9 am Boden des Gehäuses 1 dichtend abzuschliessen, ist die Kunststoffschicht 12 über den Drehkolben 3 vorstehend ausgebildet und steht mit dem Gehäuseboden in Berührung.In order to seal off the recess 9 at the bottom of the housing 1, the plastic layer 12 is formed above the rotary piston 3 and stands in contact with the case back.

Bei beiden Ausführungsformen ist in die Aussparung 9 ein Anschlagtek 14 eingesetzt, der die Aussparung 9 in axialer Richtung überspannt und an den Lagerabschnitten 13a und 13b, bzw. In both embodiments, a stop hook is in the recess 9 14 used, which spans the recess 9 in the axial direction and on the bearing sections 13a and 13b, or

dem Lagerabschnitt 13c und dem Boden des Gehäuses 1 anliegt. Der Anschlagteil 14 ist mittels Schrauben 7a (in Figur 2 nicht gezeigt) mit der Befestigungsplatte 7 verbunden und weist einen kreissektorförmigen Querschnitt mit einem Zentriwinkel von 900 auf. Am Anschlagteil 14 sind zwei zur Drehachse des Drehkolbens 3 parallele, rechtwinklig zueinander angeordnete Anschlagflächen 15 und 16 ausgebildet, die längs einer Kante 17 aneinanderstossen, welche bei den dargestellten Ausführungsbeispielen mit der Drehachse des Drehkolbens zusammenfällt. In den Anschlagflächen 15 und 16 sind sich in axialer Richtung erstreckende Längsnuten 18 und 19 vorgesehen.the bearing portion 13c and the bottom of the housing 1 rests. The stop part 14 is connected to the mounting plate by means of screws 7a (not shown in FIG. 2) 7 connected and has a circular sector-shaped cross section with a central angle from 900 to. On the stop part 14 are two parallel to the axis of rotation of the rotary piston 3, formed at right angles to each other stop surfaces 15 and 16, the longitudinal an edge 17 abut, which in the illustrated embodiments coincides with the axis of rotation of the rotary piston. In the stop surfaces 15 and 16 longitudinal grooves 18 and 19 extending in the axial direction are provided.

Der Anschlagteil 14 weist zwei je im Bereich einer der Anschlagflächen 15 und 16 in die Kammer mündende Durchlässe 20 und 21 auf, die sich durch das Gehäuse 1 und die Befestigungsplatte 7 hindurch erstrecken. Die in der Befestigungsplatte 7 verlaufenden Abschnitte 20a bzw. 21a dieser Durchlässe sind mit einem Gewinde zum Anschliessen einer Zuleitung für ein Druckmedium, z.B. The stop part 14 has two each in the region of one of the stop surfaces 15 and 16 opening into the chamber passages 20 and 21 which extend through the housing 1 and the mounting plate 7 extend therethrough. The one in the mounting plate 7 extending sections 20a and 21a of these passages are threaded for connecting a supply line for a pressure medium, e.g.

Druckluft, versehen. Zwischen dem Gehäuse 1 und der Befestigungsplatte 7 ist in jeden Durchlass ein dichtender O-Ring 22 eingelegt.Compressed air. Between the housing 1 and the mounting plate 7, a sealing O-ring 22 is inserted into each passage.

Die Drehbewegung des Drehkolbens 3 wird durch die Einwirkung des durch die Durchlässe 20 und 21 in die Kammer eingeführten Druckmediums, z.D. Druckluft, hervorgerufen. In der in Figur 3 gezeigten einen Endstellung des Drehkolbens 3 wird durch den Durchlass 21 die Druckluft zugeführt, während der freie Raum der Aussparung 9 über den Durchlass 20 entlüftet ist. Die durch den Durchlass 21 zugeführte und sich in der Längsnut 19 ausbreitende Druckluft übt auf die Beaufschlagungsfläche 11 des Druckkolbens 3 eine Kraft aus. Da der freie Raum der Aussparung 9 über den Durchlass 20 entlüftet ist, wirkt auf die Beaufschlagungs fläche 10 nur eine geringe Gegenkraft. Der Drehkolben 3 dreht sich unter der Einwirkung der von der zugeführten Druckluft ausgeübten Kraft, wobei die im mit dem Durchlass 20 in Verbindung stehenden Raum der Aussparung 9 vorhandene Luft durch den Drehkolben 3 ausgestossen wird. The rotary movement of the rotary piston 3 is caused by the action of the pressure medium introduced into the chamber through the passages 20 and 21, e.g. Compressed air, evoked. In the one end position of the rotary piston 3 shown in FIG the compressed air is supplied through the passage 21, while the free space of the recess 9 is vented through the passage 20. The supplied through the passage 21 and Compressed air propagating in the longitudinal groove 19 acts on the impingement surface 11 of the plunger 3 a force. Because the free space of the recess 9 is vented through the passage 20, acts on the impact surface 10 only a small counterforce. The rotary piston 3 rotates under the action of the force exerted on the supplied compressed air, wherein the im with the passage 20 in Connecting space of the recess 9 existing air through the rotary piston 3 is expelled.

Da die Drehachse des Drehkolbens 3 mit der Stosskante 17 der beiden Anschlagflächen 15 und 16 zusammenfällt, liegt der Drehkolben 3 während seiner ganzen Drehbewegung mit der Kunststoffschicht 12 auf der Kante 17 auf. Die sich leicht in die Kunststoffschicht 12 einprägende Stosskante 17 wirkt als Dichtung. Since the axis of rotation of the rotary piston 3 with the abutting edge 17 of the two Stop surfaces 15 and 16 coincide, the rotary piston 3 lies during its whole Rotational movement with the plastic layer 12 on the edge 17. Which easily The abutment edge 17 embossed in the plastic layer 12 acts as a seal.

Die Druckluft im mit dem Durchlass 21 verbundenen Raum der Aussparung 9 kann nicht in den mit dem Durchlass 20 verbundenen Raum mit niedrigerem Druck übertreten.The compressed air in the space of the recess connected to the passage 21 9 cannot enter the lower pressure space connected to passage 20 trespass.

Der Drehkolben 3 dreht sich solange, bis er mit seiner Beaufschlagungsfläche 10 an der Anschlagfläche 15 des Anschlagteiles 14 anliegt. Die Kunststoffschicht 12 wirkt beim Aufprallen des Drehkolbens 3 auf dem Anschlagteil 14 als Dämpfungselement. The rotary piston 3 rotates until it reaches its surface 10 rests against the stop surface 15 of the stop part 14. The plastic layer 12 acts as a damping element when the rotary piston 3 hits the stop part 14.

Um den Drehkolben 3 zurückzudrehen, wird nun der Durchlass 20 an die Druckluftquelle angeschlossen, während der mit dem Durchlass 21 verbundene Raum über diesen Durchlass 21 entlüftet wird. Durch die durch die Druckluft verursachte Kraftwirkung auf die Beaufschlagungsfläche 10 wird der Drehkolben 3 zurückgedreht, bis er mit seiner Beaufschlagungsfläche 11 auf die Anschlagfläche 16 auftrifft. In order to turn back the rotary piston 3, the passage 20 is now on the compressed air source connected, while the space connected to the passage 21 is vented via this passage 21. By the one caused by the compressed air Forces acting on the impact surface 10, the rotary piston 3 is turned back, until it strikes the stop surface 16 with its impingement surface 11.

Die Steuerung der Druckluftzufuhr kann mit bekannten Steuerelementen, z.B. einem 4-Wegventil erfolgen. The control of the compressed air supply can be done with known control elements, e.g. a 4-way valve.

Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen ist der Dreh-0 winkel des Drehkolbens auf 90 beschränkt. Durch Verwendung von Anschlagteilen 14 mit von 900 abweichenden Zentr winkeln kann dieser Drehbereich vergrössert oder verkleinert werden. In the exemplary embodiments described, the angle of rotation is zero of the rotary lobe limited to 90. By using stop parts 14 with from 900 deviating center angles can increase or decrease this range of rotation will.

Bei den beschriebenen Stellantrieben liegen die Beaufschlagungsflächen 10 und 11 in einer gemeinsamen Ebene» Durch Anordnen dieser Beaufschlagungsflächen in zwei sich unter einem gewissen Winkel schneidenden, zur Drehachse parallelen Ebenen kann die Grösse des Drehwinkels zusätzlich verändert werden. In the case of the actuators described, the impingement surfaces are located 10 and 11 in a common plane »By arranging these impact surfaces in two under a certain conscience Angle intersecting to the axis of rotation parallel planes, the size of the angle of rotation can also be changed.

Es ist auch möglich, den Anschlagteil 14ein zwei längs der Kante 17 aneinanderstossende Zylindersektoren aufzuteilen, von denen der eine Zylindersektor fest mit dem Gehäuse 1 verbunden ist, während der andere Zylindersektor um die Kante 17 versehbar angeordnet ist. Durch Verändern der Lage des verdrehbaren Zylindersektors, z.B. mittels einer von aussen zugänglichen Stellschraube, kann der Drehwinkel des Drehkolbens leicht verändert werden. It is also possible to have the stop part 14 in two along the edge 17 contiguous cylinder sectors, one of which is a cylinder sector is firmly connected to the housing 1, while the other cylinder sector around the edge 17 is arranged in an inadvertent manner. By changing the position of the rotatable cylinder sector, e.g. by means of an externally accessible adjusting screw, the angle of rotation of the Rotary piston can be easily changed.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen stossen die Beaufschlagungsflächen des Drehkolbens entlang der Drehachse des Drehkolbens aneinander. Es ist aber auch möglich, die Stosskante der Beaufschlagungsflächen nicht mit der Drehachse zusammenfallen zu lassen. In diesem Fall wälzt sich der Drehkolben mit seiner Aussparung auf dem Anschlagteil ab. Der Anschlagteil muss derart ausgebildet sein, dass in jeder Verdrehungslage des Drehkolbens eine dichtende Auflage des Drehkolbens auf dem Anschlagteil stattfindet. In the embodiments described above, the butt Impact surfaces of the rotary piston against one another along the axis of rotation of the rotary piston. But it is also possible, the abutting edge of the impact surfaces not with the To let the axis of rotation coincide. In this case, the rotary piston rolls with it its recess on the stop part. The stop part must be designed in this way be that in each rotational position of the rotary piston a sealing support of the rotary piston takes place on the stop part.

Die beschriebenen Stellantriebe dienen zum Umformen eines hydraulischen oder pneumatischen Druckes in eine Drehbewegung unter gleichzeitiger Uebertragung eines Drehmomentes. The actuators described are used to reshape a hydraulic one or pneumatic pressure in a rotary movement with simultaneous transmission a torque.

Die kompakte Bauweise dieser Stellantriebe erlaubt, deren Abmessungen sehr klein zu halten. Das erweist sich vor allem bei den häufig sehr beschränkten Platzverhältnissen an den Einbauorten als sehr vorteilhaft. a The compact design of these actuators allows their dimensions keep it very small. This is particularly evident with the often very limited The space available at the installation locations is very advantageous. a

Claims

Claims 0 Actuator with one in a cylindrical chamber guided rotary piston that can be rotated back and forth between two end positions, thereby characterized in that the rotary piston has a cylindrical at least one of its ends Has bearing portion on which in the axial direction an acted upon portion adjoins, on which two abutting one another parallel to the axis of rotation of the rotary piston Impingement surfaces are formed, while in the chamber a section of the rotary piston spanning in the axial direction and this in each of its rotational position touching stop part is attached, through which two with the impact surfaces cooperating abutting stop surfaces are determined within which Passages for a pressure medium open into the chamber.

2. Actuator according to claim 1, characterized in that the Stop part is designed in the shape of a cylinder sector and that both the stop surfaces than the impact surfaces abut one another along the axis of rotation of the rotary piston.

3. Actuator according to claim 2, characterized in that the Impact surfaces lie in a common plane.

4. Actuator according to claim 1, characterized in that the Impact surfaces are covered with a plastic layer.

5. Actuator according to claim 1, characterized in that each Stop surface has a longitudinal groove extending in the axial direction, in the area of which opens a passage for the pressure medium into the chamber.

6. Actuator according to claim 1, characterized in that two the same on one side of the impacted section r; clicking bearing sections are provided.

7. Actuator according to claim 1, characterized in that the Bearing section and the chamber have the same diameter.

8. Actuator according to claim 2, characterized in that the Stop part divided into two cylinder sectors each having a stop surface is, of which one is stationary and the other around the abutting edge of the stop surfaces is arranged rotatably, wherein the rotatable cylinder sector with a device is connected to adjust its position.