DE8220817U1 - ROTARY DRIVE - Google Patents

Description

1010

(EA 402) H 82/58 (EA 402) H 82/58

Fa/fl 25 . 7 . 84Fa / fl 25. 7th 84

Drehantrieb IRotary drive I

Die Neuerung betrifft einen Drehantrieb mit zwei Kolben für Ausführen von hin- hergehenden Bewegungen in entgegengesetzten Richtungen unter der Einwirkung des Druckes eines Strömungsmittels in einem Zylinder, bei dem die Kolben innen als Zahnstangen ausgebildet sind und die Zahnstangen mit einem gemeinsamen Ritzel . kämmen, das mit einer Antriebswelle des Drehantriebs verbunden ist.The innovation concerns a rotary drive with two pistons for executing reciprocating movements in opposite directions Directions under the action of the pressure of a fluid in a cylinder in which the Pistons are designed as racks on the inside and the racks with a common pinion. comb that with a drive shaft of the rotary drive is connected.

Ein derartiger Drehantrieb ist aus der DE-PS 16 01 746 bekannt. Dieser Antrieb wird vor allem in der Steuerungstechnik eingesetzt und dient zur Betätigung von Armaturen. Die Kolben sind relativ zu dem Ritzel symmetrisch zueinander angeordnet. Die Bewegungen der beiden Kolben sind durch das Ritzel miteinander gekoppelt, wobei sich die Kolben je nach dem Relativdruck zwischen den beiden Kolben und außerhalb davon entweder auseinander oder aufeinander zu bewegen und auf diese Weise eine Drehbewegung des Ritzels und der damit verbundenen Antriebswelle bewirken.Such a rotary drive is known from DE-PS 16 01 746. This drive is mainly used in control technology used and used to operate fittings. The pistons are symmetrical to one another relative to the pinion arranged. The movements of the two pistons are coupled to one another by the pinion, whereby the Pistons either apart or on top of each other, depending on the relative pressure between the two pistons and outside of them to move and in this way cause a rotary movement of the pinion and the drive shaft connected to it.

Die Kolben des Drehantriebs neigen dazu, sich zu verklemmen und festzufressen. Um dies zu verhindern, ist in derThe rotary actuator pistons tend to jam and seize. To prevent this from happening, the

Form. 5729 7.78Shape. 5729 7.78

DE-PS 16 01 746 bereits vorgeschlagen worden, die Kolben in am Zylinder befestigten Führungsstangen zu führen. Allerdings hat diese Konstruktion den Nachteil, daß die Führungsstangen sehr präzise gearbeitet und eingepaßt sein müssen, um einerseits ein möglichst reibungsarmes Gleiten der Kolben zu ermöglichen und um andererseits die erforderliche Dichtheit der Kolben zu gewährleisten.DE-PS 16 01 746 has already been proposed to guide the piston in guide rods attached to the cylinder. However this construction has the disadvantage that the guide rods must be worked and fitted very precisely, On the one hand, to enable the pistons to slide with as little friction as possible and, on the other hand, to achieve the required tightness to ensure the piston.

Der vorliegenden Neuerung liegt daher die Aufgabe zugrunde, iö einen Drehantrieb der eingangs genannten Art zu entwickeln, der bei hoher Betriebssicherheit kostengünstig herstellbar ist.The present innovation is therefore based on the task of developing a rotary drive of the type mentioned above, which can be produced inexpensively with high operational reliability.

Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß" dadurch gelöst, daß die Kolben auf ihren Oberflächen mit Gleitstreifen versehen sind, auf denen die Kolben im Zylinder gelagert sind.According to the innovation, this object is "achieved in that the pistons are provided with sliding strips on their surfaces on which the pistons are mounted in the cylinder.

Neuerungsgemäß gleiten die Kolben unmittelbar auf der Innenwand des Zylinders. Da die Kolben nahezu ohne Spiel im Zylinder laufen, ist ein Verkippen oder gar Festfressen der Kolben ausgeschlossen. Der Aufbau des Drehantriebs ist trotz der hohen Betriebssicherheit einfach und damit kostengünstig.According to the innovation, the pistons slide directly on the inner wall of the cylinder. Because the pistons have almost no play run in the cylinder, tilting or even seizing of the piston is impossible. The structure of the rotary drive is simple and therefore inexpensive despite its high operational reliability.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Neuerungsgegenstandes ist jeweils ein Gleitstreifen an den Enden eines jeden Kolben angeordnet.According to a preferred embodiment of the innovation, there is a sliding strip at each end of a arranged each piston.

Es ist von Vorteil, wenn die Gleitstreifen aus mehreren Schichten zusammengesetzt sind.It is advantageous if the sliding strips are composed of several layers.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung des Kteuerungsgegenstandes enthalten die Gleitstreifen eine innere Schicht aus Stahl, eine mittlere Schicht aus Bronze und eine äußere Schicht aus Polytetrafluoräthylen. Die äußerste SchichtIn a preferred further development of the object of control The sliding strips contain an inner layer made of steel, a middle layer made of bronze and an outer layer Polytetrafluoroethylene layer. The outermost layer

Form. 5729 7.78Shape. 5729 7.78

I I lidI I lid

aus Polytetrafluoräthylen, die dünn im Vergleich zu den anderen Schichten ist, reibt sich beim Gebrauch des Drehantriebs sehr schnell ab. Der Polytetrafluoräthylen-Abrie.b füllt die Poren der Zylinderwand und dient als SchmierfilmMade of polytetrafluoroethylene, which is thin compared to the other layers, rubs when the rotary actuator is used off very quickly. The Polytetrafluoräthylen-Abrie.b fills the pores of the cylinder wall and serves as a lubricating film

S zwischen Kolben und Zylinder.S between piston and cylinder.

Es erweist sich als zweckmäßig, wenn gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Neuerungsgegenstandes zumindest einer der Kolben durch einen in Arbeitsrichtung der Kolben veriö stellbaren Anschlag in seinem Hüb begrenzbar ist.It proves to be expedient if, according to a further embodiment of the subject of the innovation, at least one the piston is limited in its stroke by a veriö adjustable stop in the working direction of the piston.

Auf diese Weise läßt sich der Drehwinkel des neuerungsgemäßen Drehantriebs in einer oder in beiden Drehrichtungen verstellen. Der Drehantrieb läßt sich dadurch universell einsetzen, so daß Betriebs- und Lagerhaltungskosten gesenkt werden können.In this way, the angle of rotation of the rotary drive according to the invention can be in one or in both directions of rotation adjust. The rotary drive can thus be used universally, so that operating and storage costs are reduced can be.

Zur Erhöhung der Betriebssicherheit wird in weiterer Ausgestaltung des neuerungsgemäßen Drehantriebs vorgeschlagen, daß die Antriebswelle einstückig ausgebildet ist und auf beiden Seiten des Ritzels dieselbe Querschnittsfläche aufweist. To increase operational safety, it is proposed in a further embodiment of the rotary drive according to the invention that that the drive shaft is formed in one piece and has the same cross-sectional area on both sides of the pinion.

( ) Da zum Auseinanderdrücken der Kolben ein Strömungsmittel zwischen die Kolben eingepreßt wird, ist die resultierende Schubkraft, die das Strömungsmittel auf die im Zylindergehäuse gelagerte Antriebswelle ausübt, bei dieser Ausgestaltung gleich Null. Druckbelastungen durch die Antriebs-" welle auf die Spindel angeschlossener Bauteile, z.B. eine s 30 Armaturenspindel, entfallen. Als weiterer Vorteil der Antriebswelle mit beidseitig gleichen geometrischen Abmessungen ist anzuführen, daß der Drehantrieb je nach Einbaulage rechts- oder linksdrehend einsetzbar ist, so daß sich die Lagerhaltung um die Hälfte reduziert. 35 () Since a fluid is pressed between the pistons to push the pistons apart, the resulting thrust force which the fluid exerts on the drive shaft mounted in the cylinder housing is zero in this embodiment. Pressure loads from the drive shaft on components connected to the spindle, e.g. a valve stem, are eliminated. Another advantage of the drive shaft with the same geometric dimensions on both sides is that the rotary drive can be used to rotate clockwise or counterclockwise, depending on the installation position storage reduced by half 35

Form.S729 7.7ΪShape S729 7.7Ϊ

Die Neuerung sowie weitere Einzelheiten der Neuerung werden anhand von schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. The innovation and further details of the innovation are explained in more detail with the aid of schematically illustrated exemplary embodiments.

Hierbei zeigen die Figuren 1 bis 4 verschiedene Ausführungsformen des naüerungs-.gemäßen Drehantriebs im Querschnitt. Here, FIGS. 1 to 4 show various embodiments of the rotary drive according to the specification in cross section.

Figur 1 zeigt einen neuerungsgemäßen Drehantrieb mitFigure 1 shows a rotary drive according to the innovation

- ι- ι

I f I f

2 in einem Zylinder 3. Die Kolben 1,2 in a cylinder 3. The pistons 1,

und der Zylinder 3 sind beispielsweise aus Aluminium gefertigt. Der Zylinder 3 ist an seinen Enden durch Endkappen 4 verschlossen. Die Kolben sind an ihren Innenseiten als Zahnstangen 5, 6 ausgebildet, wobei die Zahnstangen 5,6 mit einem gemeinsamen Ritzel 7 kämmen. Das j· Ritzel 7 ist mit einer Antriebswelle 8 des Drehantriebsand the cylinder 3 are made of aluminum, for example. The cylinder 3 is at its ends by end caps 4 locked. The pistons are designed as toothed racks 5, 6 on their insides, the toothed racks 5, 6 mesh with a common pinion 7. The pinion 7 is connected to a drive shaft 8 of the rotary drive

verbunden, an die beispielsweise eine nicht dargestellte Armaturenspindel angeschlossen ist. Die Kolben 1, 2 sindconnected to which, for example, a valve spindle, not shown, is connected. The pistons 1, 2 are

mit Dichtringen 9, 10 versehen.provided with sealing rings 9, 10.

2020th

Neuerungs-gemäß sind die Kolben 1, 2 mittels Gleitstrei-According to the innovation, the pistons 1, 2 are

; fen 11, 12 und 13,14 im Zylinder 3 gelagert. Jeweils ein; fen 11, 12 and 13, 14 mounted in cylinder 3. One each

Gleitstreifen befindet sich am äußeren Randbereich der * Q Kolben 1, 2 wobei immer ein Gleitstreifen 11,13 sichSliding strips are located on the outer edge area of the * Q pistons 1, 2, with a sliding strip 11, 13 always being located

über den gesamten Umfang der Kolben 1,2 erstreckt, während ■_r der andere der Gleitstreifen 12,14 sich am vorderen Endeextends over the entire circumference of the pistons 1,2, while the other _r ■ the lubricating strip 12,14 at the front end

des als Zahnstange 5,6 ausgebildeten Teils des Kolbensof the part of the piston designed as a toothed rack 5, 6

befindet. Die Gleitstreifen 11 bis 14 sind aus drei ι Schichten zusammengesetzt,wobei die innere Schicht ausis located. The lubricating strip 11 to 14 are composed of three ι layers, the inner layer of

Edelstahl, die mittlere aus Bronze und die äußere Schicht aus Polytetrafluoräthylen besteht. Das Polytetrafluoräthylenmaterial reibt sich beim Gebrauch des Drehantriebs sehr schnell ab und bildet einen Gleitfilm, der sich teilweise in die Poren des Zylinder-Wandmaterials legt und auf dem die Kolben 1,2 im Zylinder 3 gleiten.Stainless steel, the middle one made of bronze and the outer layer made of polytetrafluoroethylene. The polytetrafluoroethylene material rubs off very quickly when the rotary drive is used and forms a sliding film that forms partially in the pores of the cylinder wall material and on which the pistons 1, 2 slide in the cylinder 3.

Der Zylinder 3 enthält Zuführungen 15 für ein Strömungsmittel, die in die Zylinderkammer an der Außenseite der Kolben 1,2 münden, sowie eine in der Figur nicht dargestellte Zuführung, die in den Zylinderraum zwischen den beiden Kolben 1, 2 mündet. Unter der Einwirkung des Druckes des Strömungsmittels führen die Kolben 1, 2 in dem Zylinder 3 hin- und hergehende Bewegungen aus, wobei das Ritzel 7 zwischen einer Position von 0° und 90° gedreht wird. Bei der Bewegung sind die Kolben 1,2 auf den Gleitstreifen bis 14 gelagert, die ein Verkippen der Kolben 1, 2 sicher verhindern.The cylinder 3 contains feeds 15 for a fluid, which open into the cylinder chamber on the outside of the piston 1, 2, as well as one not shown in the figure Feed that opens into the cylinder space between the two pistons 1, 2. Under the action of pressure of the fluid guide the pistons 1, 2 in the cylinder 3 back and forth movements, the pinion 7 is rotated between a position of 0 ° and 90 °. at During the movement, the pistons 1, 2 are mounted on the sliding strips to 14, which ensure that the pistons 1, 2 tilt impede.

Die Antriebswelle 8 ist oberhalb und unterhalb der Zeichenebene in der Zylinderwand in Lagerbuchsen gelagert. Der Durchmesser der Antriebswelle ist auf beiden Seiten des Ritzels gleich groß, so daß durch den Druck des Strömungsmittels zwischen den beiden Kolben keine resultierende Kraft auf die Antriebswelle entsteht.The drive shaft 8 is mounted in bearing bushes above and below the plane of the drawing in the cylinder wall. The diameter of the drive shaft is the same on both sides of the pinion, so that by the pressure of the Fluid between the two pistons no resulting force on the drive shaft occurs.

Der Drehantrieb gemäß Figur 2 unterscheidet sich von demjenigen gemäß Figur 1 im wesentlichen dadurch, daß die Rückstellung der Kolben 1, 2 nicht durch den Druck eines \ Strömungsmittels, sondern mittels Druckfedern 16 erfolgt, Γ welche in Endkappen 17 des Zylinders 3 eingelassen sind.The rotary drive according to Figure 2 differs from that according to Figure 1 essentially in that the return position of the pistons 1, 2 is not effected by the pressure of a \ fluid, but by means of compression springs 16, Γ which are embedded in the end caps 17 of the cylinder. 3

2525th

Das Strömungsmittel wird nur in den inneren Zylinderraum zwischen den Kolben 1, 2 geführt. Diese Ausführung hat den Vorteil, daß bei einem Druckausfall das Ritzel 7 I ^: The fluid is only guided into the inner cylinder space between the pistons 1, 2. This version has the advantage that in the event of a pressure failure the pinion 7 I ^:

und damit auch die zu schaltende Armatur automatisch ^and thus also the valve to be switched automatically ^

in ihre Nullposition gestellt werden.be set in their zero position.

Figur 3 zeigt einen Drehantrieb ähnlich dem Drehantrieb gemäß Figur 1. Im Unterschied dazu ist hier ein Anschlag vorgesehen, mit dem der Hub eines der Kolben verstellbar ist. Beispielweise lassen sich beide Endlagen um +_ 11,25° |FIG. 3 shows a rotary drive similar to the rotary drive according to FIG. 1. In contrast to this, a stop is provided here with which the stroke of one of the pistons can be adjusted. For example, both end positions can be adjusted by + _ 11.25 ° |

Furm. 6729 7.78Furm. 6729 7.78

verstellen, so daß der Gesamtschwenkbereich des Drehantriebs 0 bis 112,5° beträgt.Adjust so that the total swivel range of the rotary drive is 0 to 112.5 °.

Zur Hubbegrenzung weist eine Endkappe T8 eine zentrale Durchführung auf, durch die eine mit einem der Kolben verbundene Hülse 19 geführt ist. Die Hülse 19 weist ein Innengewinde auf, in das eine Schraube 20 eingeschraubt ist. Der Schraubenkopf ist größer als der Durchmesser der Durchführung für die Hülse und ist in einer an die Durchführung sich anschließende Bohrung 21 mit größerem Durch- ^ messer als die Durchführung hin- und herbewegbar. Die ^ Bohrung 21 weist an ihrer Außenseite ein Gewinde auf, in das ein Deckel 22 eingeschraubt ist.To limit the stroke, an end cap T8 has a central one Implementation through which a sleeve 19 connected to one of the pistons is guided. The sleeve 19 has a Internal thread into which a screw 20 is screwed. The screw head is larger than the diameter of the Implementation for the sleeve and is in a bore 21 adjoining the implementation with a larger diameter ^ Knife as the implementation can be moved back and forth. The ^ hole 21 has a thread on its outside, in that a cover 22 is screwed in.

Bei Bewegung der Kolben 1,2 bewegen sich die Hülse 19 und die Schraube 20 mit dem Kolben 2, Der Kohlbenhub wird dabei in der einen Richtung durch den Anschlag der Schraube 20 am inneren Rand 23 der Bohrung 21 und in der anderen Richtung durch den Anschlag der Schraube 20 am Deckel 22 begrenzt. Durch Verdrehen der Schraube 20 und des Deckels 21 lassen sich die Endlagen der Kolben 1, 2 verändern.When the pistons 1,2 move, the sleeve 19 and the screw 20 move with the piston 2, the Kohlbenhub is in one direction by the stop of the screw 20 on the inner edge 23 of the bore 21 and in the other direction by the stop the screw 20 on the cover 22 is limited. By turning the screw 20 and the cover 21, the end positions of the pistons 1, 2 can be changed.

Γ Figur 4 zeigt einen Drehantrieb ähnlich demjenigen gemäß Figur 2, jedoch ist hier wie bei dem Drehantrieb nach Figur 3, der Hub der Kolben 1, 2 verstellbar. Γ Figure 4 shows a rotary drive similar to that of Figure 2, but here, as with the rotary drive according to Figure 3, the stroke of the pistons 1, 2 is adjustable.

3030th

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Form. 57» 7.75Shape. 57 »7.75

Claims (1)

• · ■ · · SB• · ■ · · SB • t · · ·· »at• did • ft• ft (EA 402) H 82/58 (EA 402) H 82/58 Fa/fl 25.7.1984Fa / fl July 25, 1984 1010 ^ SchutzansDrüche^ Protection claims 1. Drehantrieb mit zwei Kolben für das Ausführen von hin- und hergehenden Bewegungen in entgegengesetzten Richtungen unter der Einwirkung des Druckes eines Strömungsmittel in einem Zylinder, bei dem die Kolben innen als Zahnstangen ausgebildet sind und die Zahnstangen1. Rotary actuator with two pistons for running reciprocating movements in opposite directions under the action of the pressure of a Fluid in a cylinder in which the pistons are internally designed as racks and the racks 2Q mit einem gemeinsamen Ritzel kämmen, das mit einer2Q mesh with a common pinion that meshes with a ta·'*ta · '* Antriebswelle des Drehantriebs verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (1,2) auf ihren Oberflächen mit Gleitstreifen (11,12,13,14) versehen sind, auf denen die Kolben (1,2) im Zylinder (3) gelagert sind.Drive shaft of the rotary drive is connected, characterized in that the pistons (1,2) on their surfaces are provided with sliding strips (11,12,13,14), on which the pistons (1,2) are mounted in the cylinder (3). 2. Drehantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Gleitstreifen (11,12,13,14) an den Enden eines jeden Kolbens (1,2) angeordnet ist.2. Rotary drive according to claim 1, characterized in that in each case a sliding strip (11,12,13,14) to the Ends of each piston (1,2) is arranged. 3030th 3. Drehantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitstreifen (11,12,13,14) aus mehreren Schichten zusammengesetzt sind.3. Rotary drive according to claim 1 or 2, characterized in that that the sliding strips (11,12,13,14) from are composed of several layers. 3535 ti. Drehantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3,_: dadurchti. Rotary drive according to one of claims 1 to 3 _: characterized Form. 872V 7.7SShape. 872V 7.7S I ■ · · · β · · ft BI ■ · · · β · · ft B gekennzeichnet, daß die Gleitstreifen (11,12,13,14) eine innere Schicht aus Stahl, eine mittlere Schicht aus Bronze und eina äußere Schicht aus Polytetrafluoräthylen enthalten. 5 characterized in that the sliding strips (11,12,13,14) contain an inner layer made of steel, a middle layer made of bronze and an outer layer made of polytetrafluoroethylene. 5 5. Drehantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch5. Rotary drive according to one of claims 1 to 4, characterized gekennzeichnet, daß zumindest einer der Kolben (1,2) • durch einen in Arbeitsrichtung der Kolben verstellbaren Anschlag in seinem Hub begrenzbar ist.characterized in that at least one of the pistons (1,2) • adjustable by one in the working direction of the piston Stop can be limited in its stroke. _ 6. Drehantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ^v-^y gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (8) einstückig_ 6. Rotary drive according to one of claims 1 to 5, characterized ^v - ^y in that the drive shaft (8) in one piece ausgebildet ist und auf beiden Seiten des Ritzels (7) dieselbe Querschnittsfläche aufweist. 15is formed and has the same cross-sectional area on both sides of the pinion (7). 15th 2020th 2525th 3030th 3535