DE102004056515A1 - Swivel drive for use in armature, has supporting unit coupled with windings of reset springs or arranged between windings such that it results movement of windings and supports with supporting surface - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Schwenkantrieb für eine Armatur, der in einem Arbeitsraum mit Druckmittel derart beaufschlagbar ist, dass mittels einer beweglichen Kolbeneinheit und Übertragungsorganen ein Abtriebsorgan, das mit einer Schaltwelle der Armatur in Eingriff bringbar ist, um einen Winkel verschwenkbar ist, wobei der Schwenkantrieb mindestens eine Rückstellfeder aufweist, mittels der insbesondere eine gegen das Druckmittel wirkende Gegenkraft erzeugbar ist und die in oder über einer Führungseinrichtung mit einem Abstand zu dieser geführt ist.The The invention relates to a rotary actuator for a valve, which in one Working space with pressure medium can be acted upon by means of a movable piston unit and transmission organs an output member, which can be brought into engagement with a switching shaft of the fitting, can be pivoted at an angle, wherein the pivot drive at least a return spring by means of the particular acting against the pressure medium Counterforce can be generated and in or over a guide device with a Distance to this led is.
Schwenkantriebe
der beschriebenen Art sind bekannt aus den Schriften
Dabei bilden die Rückstellfedern, die gegen das hydraulische oder pneumatische Druckmittel wirken, die also bei Druckabfall den Stellantrieb und damit die Leitungsarmatur in eine Sicherheitsstellung (die die Öffnungs- oder die Schließstellung sein kann) überführen, ein besonderes, da sicherheitsrelevantes Bauteil. Da der Bruch einer oder mehrerer Rückstellfedern die Sicherheitsfunktion des Stellantriebs in Frage stellt und damit unter Umständen die gesamte Anlage gefährdet, ist die Vermeidung oder zumindest die Minimierung dieses Sicherheitsrisikos erforderlich.there form the return springs, which act against the hydraulic or pneumatic pressure medium, So when the pressure drops the actuator and thus the line fitting in a safety position (the open or closed position can convict) special, because safety-relevant component. Since the break of a or more return springs the safety function of the actuator in question and thus in certain circumstances the entire system is endangered it is necessary to avoid or at least minimize this security risk.
Oftmals wird ein derartiger Bruch der Rückstellfeder dadurch initiiert, dass die Rückstellfeder in gespanntem, d.h. komprimiertem Zustand aus der idealen Mittellinie heraus ausweicht (ausknickt) und somit die reale Mittellinie einen Bogen zwischen den eingespannten Enden der Rückstellfeder bildet. Das Ausweichen führt oft zu einer Berührung mit den die Rückstellfeder umgebenden Bauteilen, wodurch die Oberfläche der Feder auf Dauer geschädigt wird, etwa durch Abtragung eines Korrosionsschutzes und/oder durch Kerbwirkung.often becomes such a breakage of the return spring initiated by that the return spring in tensioned, i. compressed state from the ideal midline dodges out (buckles) and thus the real midline one Arc between the clamped ends of the return spring forms. The Dodge often leads to a touch with the return spring surrounding components, whereby the surface of the spring is permanently damaged, such as by removal of a corrosion protection and / or by notch effect.
Korrosion ist bei derartigen Schwenkantrieben deshalb ein Problem, weil die Federn dauernd in Kontakt mit dem Druckmittel, insbesondere Druckluft stehen, worin korrosive Bestandteile enthalten sind, die mit jedem Arbeitszyklus des Schwenkantriebs erneut an die Feder herangeführt werden.corrosion is therefore a problem with such rotary actuators, because the Springs permanently in contact with the pressure medium, in particular compressed air, which contains corrosive ingredients with each working cycle the pivot drive are again brought to the spring.
Eine bekannte Maßnahme gegen ein derartiges Ausknicken ist eine Führungseinrichtung – etwa in Form eines Dornes oder einer Hülse – auf die/in die die Rückstellfeder gesteckt wird. Jedoch haben beide Varianten wiederum eine Reibung der Rückstellfeder an der Führungseinrichtung (wenn auch weniger ausgeprägt, da in weniger ausgelenktem Zustand) und damit Oberflächenbeschädigung, Verlust des Korrosionsschutzes etc. zur Folge. Diese Maßnahme ist deshalb allein keine geeignete Lösung für die genannten Probleme.A known measure against such a buckling is a guide device - about in Shape of a thorn or a sleeve - on the / in the the return spring is plugged. However, both variants in turn have a friction the return spring the management facility (albeit less pronounced, there in less deflected state) and thus surface damage, Loss of corrosion protection, etc. result. This measure is therefore alone no suitable solution for the mentioned problems.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schwenkantrieb zu schaffen, dessen Rückstellfeder besser vor Oberflächenschädigung, Kerbeinwirkung und Knickung und den Folgen in Form von Korrosion und schließlich Bruch geschützt ist.Of the Invention has for its object to provide a pivot drive, its return spring better from surface damage, Notching and buckling and the consequences in the form of corrosion and finally Break protected is.
Lösungsolution
Die Aufgabe wird bei dem Schwenkantrieb erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mindestens ein Stützelement, das einerseits mit mindestens einer Windung der Rückstellfeder derart gekoppelt oder zwischen zwei Windungen derart angeordnet ist, dass es einer Bewegung der Windungen der Rückstellfeder im wesentlichen ohne Relativbewegung folgt und das sich andererseits mit einer Stützfläche an der Führungseinrichtung abstützt.The Task is the invention in the rotary actuator solved, that at least one support element, on the one hand with at least one turn of the return spring so coupled or arranged between two turns such that there is a movement of the turns of the return spring substantially follows without relative movement and on the other hand with a support surface on the guide means supported.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn das Stützelement ein Ringelement ist, das mit seiner Mantel- oder Innenfläche in oder auf einem Führungsglied der Führungseinrichtung positionierbar, verschiebbar und mit seiner Innen- oder Mantelfläche in oder an die Windung der Rückstellfeder entweder mit radialem Spiel gegenüber dieser oder mittels Pressung einsetzbar oder anlegbar ist.From It is particularly advantageous if the support element is a ring element, with its mantle or inner surface in or on a guide member the management facility positionable, movable and with its inner or outer surface in or to the winding of the return spring either with radial play against this or by pressing can be used or applied.
Bei einer Kompression der Rückstellfeder kann sich das Ringelement, insbesondere in Form eines Gleitrings, auf oder in der Führungseinrichtung entlang verschieben. Die Verschiebung und dazu proportional die Reibung ist dann minimal, wenn das Ringelement mittig auf oder in der Längsposition der Rückstellfeder angeordnet ist, da die Relativbewegung der Rückstellfeder zum Ringelement, die in einer Änderung der Windungsabstände der Rückstellfeder besteht, in diesem Fall ebenfalls minimal ist. Variationen hinsichtlich der Federkonstanten beider Hälften der Rückstellfeder können, falls diese von beiden Federenden aus komprimiert wird, im übrigen zu einer größeren Relativbewegung führen; für die Rückstellfederoberfläche dürfte dieser Umstand jedoch keine Rolle spielen, da die Rückstellfeder sich nur gegenüber dem Ringelement in oben beschriebener Relativbewegung bewegt. Neben der bevorzugten Mittenposition ist das erfindungsgemäße Ringelement jedoch auch in jeder anderen Position verwendbar und generell von Vorteil.Upon compression of the restoring spring, the ring element, in particular in the form of a sliding ring, can slide on or in the guide device. The displacement and proportionally the friction is then minimal when the ring member is centered on or in the longitudinal position of the return spring, since the relative movement of the return spring to the ring member, which consists in a change in the pitches of the return spring is also minimal in this case. Variations in the spring constants of both halves of the return spring, if compressed from both spring ends, can otherwise lead to a greater relative movement; For the return spring surface, however, this circumstance should play no role, since the restoring spring moves only relative to the ring element in the above-described relative movement. In addition to the preferred center position is the invention Rin However, it can also be used in any other position and generally beneficial.
Sollte bei besonders empfindlicher Federbeschichtung diese dennoch durch das Ringelement abgetragen werden, so wird durch die Wahl eines geeigneten Materials für das Ringelement eine positive „Politurwirkung" erreicht, d. h. Korrosionsstoffe werden vorteilhafter Weise sogar abgetragen, ehe sie eine schädliche Agglomerierung bilden können.Should in the case of a particularly sensitive spring coating, this is still possible the ring element are removed, so by choosing a suitable material for the ring element achieves a positive "polish effect", i. Corrosives are advantageously even removed before marriage a harmful one Can form agglomeration.
Durch die Verwendung des Ringelementes wird ohne die bekannten Nachteile hinsichtlich der Oberflächenbeschädigung ein Abknicken wirksam vermieden, da die durch das Ringelement verursachte zusätzliche Federlagerung, insbesondere in der Federmittenposition, sicherstellt, dass die für ein Ausknicken der Rückstellfeder mit ausschlaggebende aktive Federlänge -die sog. Knicklänge- halbiert wird.By the use of the ring element is without the known disadvantages regarding the surface damage Kinking effectively avoided, as caused by the ring member additional Spring mounting, especially in the spring center position, ensures that for a buckling of the return spring with decisive active spring length -the so-called kink length- is halved.
Besonders bevorzugt soll zudem sein, dass das Ringelement aus einem Elastomer, insbesondere aus Gummi, oder aber aus Polytetrafluorethylen besteht. Durch die Wahl eines dieser Materialen wird die Verschiebbarkeit des Ringelements auf oder in der Führungseinrichtung erheblich erleichtert und gleichzeitig ein Material verwendet, dessen Abriebwirkung auch für empfindliche Beschichtungen reduziert, dessen Politurwirkung jedoch erhöht wird, wodurch schließlich vorteilhaft ein Entstehen und Festsetzen von korrosiven Stoffen (Rost etc.) vermieden wird.Especially In addition, it should preferably be that the ring element is made of an elastomer, in particular made of rubber, or of polytetrafluoroethylene. By choosing one of these materials is the displacement of the ring element on or in the guide device considerably facilitates and at the same time uses a material whose abrasion effect also for sensitive coatings reduced, but its polish effect elevated will, eventually advantageous formation and settling of corrosive substances (Rust, etc.) is avoided.
Eine erfindungsgemäße Weiterbildung soll sein, dass das Ringelement mittels eines Formschlusselements in oder auf der Rückstellfeder fixierbar ist und eine Verschiebbarkeit und damit ein Abrieb zwischen Rückstellfeder und Ringelement noch weiter reduziert wird. Das Formschlusselement kann etwa die Form einer Ausbuchtung oder die in Form eines Vorsprungs, etwa einer Nase, besitzen, welche formschlüssig zwischen den Windungen der Rückstellfeder eingreift.A inventive development should be that the ring element by means of a positive connection element in or on the return spring is fixable and a displacement and thus an abrasion between Return spring and ring element is further reduced. The form-locking element can be about the shape of a bulge or in the form of a protrusion, about a nose, possess, which form-fitting between the turns the return spring intervenes.
Ebenfalls weitergebildet wird die Erfindung dadurch, dass das Ringelement gefettet ist um den möglichen Abrieb noch weiter zu reduzieren und die Verschiebbarkeit des Ringelementes auf bzw. in der Führungseinrichtung nochmals zu verbessern, d.h. Haft- und Gleitreibung zu minimieren.Also The invention is further developed in that the ring element is greased around the possible To further reduce abrasion and the displaceability of the ring element on or in the guide device to improve again, i. Minimize static and sliding friction.
Generell ist die Erfindung sowohl für eine hülsenförmigen Führungseinrichtung mit innenliegender Rückstellfeder als auch für eine dornförmige Führungseinrichtung mit außenliegender Rückstellfeder gleichermaßen geeignet; erfindungswesentlich ist, dass sich dazwischen ein erfindungsgemäßes Ringelement befindet, welches relativ zu der Führungseinrichtung beweglich, mit der Rückstellfeder jedoch im wesentlichen unbeweglich gekoppelt ist.As a general rule the invention is for both a sleeve-shaped guide device with internal return spring as well as for a mandrel-shaped guide device with outboard Return spring equally suitable; Essential to the invention is that in between an inventive ring element which is movable relative to the guide means, with the return spring, however is essentially immovably coupled.
Im Übrigen ist die Erfindung für ein vormontierbares Federpaket, etwa mit schon vorgespannter und optional in ihrer Vorspannung einstellbarer Rückstellfeder und für eine an mindestens einem Federende oder an beiden Enden nicht fixierte Rückstellfeder erfindungsgemäß gleichermaßen geeignet, da die Federbruchvermeidung in erster Linie durch das erfindungsgemäße Ringelement erfolgt und nicht durch eine endseitige Halterung der Rückstellfeder.Incidentally, is the invention for a preassembled spring package, such as already pre-stressed and optional in their bias adjustable return spring and for one at least one spring end or return spring not fixed at both ends according to the invention equally suitable, because the spring break avoidance primarily by the ring element according to the invention takes place and not by an end support of the return spring.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines schematisierten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:The Invention will be described below with reference to a schematic embodiment explained in more detail. It shows:
Der
in
Die
Kolbeneinheiten
Durch
den Formschluss der Verzahnung sind die beiden Kolbeneinheiten
Der
Druckbeaufschlagung wirken bei dem dargestellten Schwenkantrieb
In
- 11
- SchwenkantriebRotary actuator
- 22
- Gehäusecasing
- 3, 3'3, 3 '
- Deckelcover
- 44
- Schaltwelleshift shaft
- 5, 5'5, 5 '
- Kolbeneinheitpiston unit
- 6, 6'6 6 '
- Federraumspring chamber
- 7, 7', 7''7, 7 ', 7' '
- Federpaketspring assembly
- 88th
- Arbeitsraumworking space
- 9, 9'9 9 '
- Übertragungsorgantransmission member
- 1010
- Abtriebsorganoutput element
- 11, 11'11 11 '
- Dichtungselementsealing element
- 12, 12'12 12 '
- GleitelementSlide
- 13, 13', 13''13 13 ', 13' '
- Führungseinrichtungguide means
- 14, 14', 14''14 14 ', 14' '
- RückstellfederReturn spring
- 1515
- Federkammerspring chamber
- 1616
- Ringelementring element
- 17, 18, 18'17 18, 18 '
- Führungsgliedguide member
- 1919
- BundFederation
- 2020
- Schnapphakensnap hooks
- 2121
- Außenbundouter collar
- 22, 2322 23
- Mantelflächelateral surface
- 2424
- FormschlusselementForm-fitting element
Claims (7)
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