EP0902195A1 - Hydraulically or pneumatically driven rotary actuator having a spring return device with hydraulic preload - Google Patents
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- EP0902195A1 EP0902195A1 EP98109598A EP98109598A EP0902195A1 EP 0902195 A1 EP0902195 A1 EP 0902195A1 EP 98109598 A EP98109598 A EP 98109598A EP 98109598 A EP98109598 A EP 98109598A EP 0902195 A1 EP0902195 A1 EP 0902195A1
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
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- F15B15/06—Mechanical layout characterised by the means for converting the movement of the fluid-actuated element into movement of the finally-operated member for mechanically converting rectilinear movement into non- rectilinear movement
- F15B15/068—Mechanical layout characterised by the means for converting the movement of the fluid-actuated element into movement of the finally-operated member for mechanically converting rectilinear movement into non- rectilinear movement the motor being of the helical type
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- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- F15B15/08—Characterised by the construction of the motor unit
- F15B15/14—Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type
- F15B15/1423—Component parts; Constructional details
- F15B15/1476—Special return means
Definitions
- the invention is directed to a hydraulically or pneumatically pressurizable Rotary actuator used in industry for swiveling Valve flaps, devices etc. is used, being on the piston rod a torque and a swivel angle is required.
- the main components of such rotary drives are the piston rod, the Piston and the cylinder barrel. There are cylinder spaces on both sides of the piston, which are sealed against each other and to the outside. At reciprocal loading of the cylinder rooms with pressure medium the piston is moved in the longitudinal axis of the cylinder.
- the piston has on its outside diameter and on its inside diameter counter-rotating steep threads, the inside with the piston rod and outside with an intermediate ring with the cylinder barrel are connected.
- the invention has for its object to provide a rotary drive which can also be used for mechanical resetting when installing a spring assembly the size of the piston determined by the desired torque maintains.
- the rotary drive is designated 1. This is connected to the valve flap 3 by screws 2.
- the stem 4 of the valve flap is positively connected to the piston rod of the rotary drive by, for example, parallel keys.
- the rotary movement of the piston rod is thus transmitted to the valve flap and brings it into an open or closed position.
- the pressure medium is fed to the rotary drive alternately via connections 5 and 6 from a pressure generating system, not shown.
- connection 5 and 6 are shown in section of the housing 12. Pressure medium is supplied to the piston chamber 7 of the piston 8 via the connection 5.
- the piston chamber 9 is connected to the tank via a control, not shown.
- the piston spaces 7 and 9 are against each other by the seals 22 and 23, and sealed to the outside by the seals 24, 25, 26 and 27.
- the piston 8 moves in the direction of the housing cover 10 Change the pressure medium supply to port 6 and that Connecting the port 5 to the tank through the controller will Reverse piston movement.
- the piston rod 16 is axially fixed by split insert rings 17 and 18 with the interposition of roller bearings 19 and 19a and performs a pure rotary movement when the piston 8 is axially displaced, whereby a certain torque is generated in accordance with the hydraulic pressure of the pressure medium.
- This torque can be transmitted to the drive shaft of a wide variety of units using, for example, parallel keys.
- the piston rod 16 is passed through the housing base 10 and is at its outer end e.g. provided with a square 16a.
- the piston rod 16 By turning the square by hand using a lever the piston rod 16 can be rotated in an emergency. Also serves the square through a marking to indicate the position of the piston rod.
- Fig . 3 shows a rotary drive with spring return of the piston.
- Fig . 4 shows a rotary actuator with spring return according to the proposal of the invention.
- the tube 20 is connected on the side facing away from the piston 8 to the auxiliary piston 28, which is provided with seals 29 and 30, via a thread.
- the tube sleeve 35 is fixed by the locking ring 36 and takes over the leadership of the spring assembly 37.
- the additional piston 38 is supported on the spring assembly 37, which has contact 39 with the auxiliary piston 28 via its extension 39 and the intermediate roller bearing 40.
- the additional piston 38 is provided with the seal 41 and is longitudinally displaceable in the spring cylinder tube 31 against the force of the spring assembly 37. The displacement path is limited by the shoulder 42 in the spring cylinder tube 31.
- the spring cylinder tube 31 is over the housing cover 32 with the seals 33 and 34 sealed to the outside.
- the spring cylinder tube 31 is with the housing cover 32 via the thread 44 releasably connected.
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Abstract
Description
Die Erfindung richtet sich auf einen hydraulisch oder pneumatisch druckbeaufschlagbaren Drehantrieb, der in der Industrie zum Schwenken von Ventilklappen, Vorrichtungen usw. eingesetzt wird, wobei an der Kolbenstange ein Drehmoment und ein Schwenkwinkel verlangt wird.The invention is directed to a hydraulically or pneumatically pressurizable Rotary actuator used in industry for swiveling Valve flaps, devices etc. is used, being on the piston rod a torque and a swivel angle is required.
Die Hauptbauelemente solcher Drehantriebe sind die Kolbenstange, der Kolben und das Zylinderrohr. Beiderseits des Kolbens befinden sich Zylinderräume, die gegeneinander und nach außen abgedichtet sind. Bei wechselseitiger Beaufschlagung der Zylinderräume mit Druckmedium wird der Kolben in der Längsachse des Zylinders verfahren. Der Kolben hat auf seinem Außendurchmesser und auf seinem Innendurchmesser gegenläufig angebrachte Steilgewinde, die innen mit der Kolbenstange und außen über einen Zwischenring mit dem Zylinderrohr formschlüssig verbunden sind.The main components of such rotary drives are the piston rod, the Piston and the cylinder barrel. There are cylinder spaces on both sides of the piston, which are sealed against each other and to the outside. At reciprocal loading of the cylinder rooms with pressure medium the piston is moved in the longitudinal axis of the cylinder. The piston has on its outside diameter and on its inside diameter counter-rotating steep threads, the inside with the piston rod and outside with an intermediate ring with the cylinder barrel are connected.
Beim Bewegen des Kolbens in der Längsachse des Zylinders wird dieser durch das äußere Steilgewinde in Drehung versetzt und überträgt diese Drehung durch das innere Steilgewinde auf die Kolbenstange. Durch die gegenläufige Anordnung der beiden Steilgewinde wird der Drehwinkel der Kolbenstange vergrößert. Beim Einsatz solcher Drehantriebe als Betätigungselement für Ventilklappen in Rohrleitungen wird ein außerhalb des Zylinders liegendes Federpaket vorgesehen. Das Öffnen der Ventilklappe erfolgt dann durch Beaufschlagung nur eines Zylinderraumes mit dem Druckmedium. Hierbei wird über das fest mit dem Kolben verbundene Rohr die Bewegung des Kolbens auf das Federpaket übertragen und spannt dieses vor. Der Kolben muß hierbei durch Beaufschlagung mit dem Druckmedium die Kraft zur Erzeugung des gewünschten Drehmomentes und die Kraft zur Spannung des Federpaketes aufbringen. Dieses führt zwangsläufig zu einer wesentlichen Vergrößerung des Drehantriebes.When moving the piston in the longitudinal axis of the cylinder, this becomes set in rotation by the external steep thread and transmits it Rotation through the internal steep thread on the piston rod. Through the opposing arrangement of the two steep threads is the angle of rotation of the Piston rod enlarged. When using such rotary drives as an actuating element for valve flaps in pipelines, an outside of the Cylinder spring package provided. Opening the valve flap is then carried out by applying only one cylinder space to the Print medium. Here is connected to the piston firmly Tube transfer the movement of the piston to the spring assembly and harnesses this. The piston must be acted upon by the Pressure medium the force to generate the desired torque and apply the force to tension the spring assembly. This leads inevitably leads to a substantial enlargement of the rotary drive.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen Drehantrieb zu schaffen, der auch bei Anbringung eines Federpaketes zur mechanischen Rückstellung des Kolbens die vom gewünschten Drehmoment bestimmte Baugröße beibehält.The invention has for its object to provide a rotary drive which can also be used for mechanical resetting when installing a spring assembly the size of the piston determined by the desired torque maintains.
Dieses wird nach dem Vorschlag der Erfindung dadurch erreicht, daß das Federpaket durch einen ebenfalls vom Druckmedium beaufschlagten Zusatzkolben vorgespannt wird. Beim Ab-oder Ausfall des Druckes im Druckmedium wird die gespeicherte Kraft des Federpaketes über den Ansatz des Zusatzkolbens und ein zwischengeschaltetes Wälzlager auf den Hilfskolben übertragen, der über das Rohr mit dem Kolben des Drehantriebes verbunden ist, und diesen in die Position bewegt, die dem geschlossenen Zustand der Ventilklappe entspricht. This is achieved according to the proposal of the invention in that the Spring assembly by an additional piston also acted upon by the pressure medium is biased. If the pressure in the pressure medium drops or fails is the stored force of the spring assembly on the approach of Additional pistons and an intermediate roller bearing on the auxiliary piston transmitted, which is connected via the tube to the piston of the rotary actuator and moves it to the position that corresponds to the closed state corresponds to the valve flap.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
- Fig. 1
- zeigt eine Ventilklappe mit angbautem Drehantrieb.
- Fig. 2
- zeigt einen vertikalen Schnitt durch einen Drehantrieb entsprechend dem Stand der Technik.
- Fig. 3
- zeigt einen Drehantrieb mit Federrückstellung entsprechend dem Stand der Technik
- Fig. 4
- zeigt einen vertikalen Schnitt durch einen Drehantrieb mit Federrückstellung entsprechend dem Vorschlag der Erfindung.
- Fig . 1
- shows a valve flap with attached rotary actuator.
- Fig . 2nd
- shows a vertical section through a rotary drive according to the prior art.
- Fig . 3rd
- shows a rotary actuator with spring return according to the prior art
- Fig . 4th
- shows a vertical section through a rotary actuator with spring return according to the proposal of the invention.
In Fig. 1 ist der Drehantrieb mit 1 bezeichnet. Dieser ist durch Schrauben
2 mit der Ventilklappe 3 verbunden. Hierbei ist der Schaft 4 der Ventilklappe
durch z.B. Paßfedern mit der Kolbenstange des Drehantriebes
formschlüssig verbunden. Die Drehbewegung der Kolbenstange wird somit
auf die Ventilklappe übertragen und bringt diese in eine Offen- oder
Schließposition. Das Druckmedium wird von einer nicht dargestellten
Druckerzeugungsanlage dem Drehantrieb wechselseitig über die Anschlüsse
5 und 6 zugeführt.In Fig . 1, the rotary drive is designated 1. This is connected to the
In Fig. 2 sind die Anschlüsse 5 und 6 im Schnitt des Gehäuses 12 dargestellt.
Über den Anschluß 5 wird dem Kolbenraum 7 des Kolbens 8 Druckmedium
zugeführt. Hierbei ist der Kolbenraum 9 über eine nicht dargestellte
Steuerung mit dem Tank verbunden.In Fig . 2, the
Die Kolbenräume 7 und 9 sind gegeneinander durch die Dichtungen 22 und
23, sowie nach außen durch die Dichtungen 24, 25, 26 und 27 abgedichtet.The
Der Kolben 8 bewegt sich in Richtung des Gehäusedeckels 10. Durch das
Wechseln der Druckmediumszufuhr auf den Anschluß 6 und das
Verbinden des Anschlusses 5 mit dem Tank durch die Steuerung wird die
Kolbenbewegung umgekehrt.The
Bei der axialen Bewegung des Kolbens 8 wird dieser durch das äußere
Steilgewinde 11, welches formschlüssig mit dem Gehäuse 12 über den
Zwischenring 13 verbunden ist, um die Mittelachse 14 des Drehantriebes
gedreht. Diese Drehung wird durch Formschluß des inneren Steilgewindes
15 auf die Kolbenstange 16 übertragen.During the axial movement of the
Die Kolbenstange 16 ist durch geteilte Einlegeringe 17 und 18 unter
Zwischenschaltung von Wälzlagern 19 und 19a axial festgelegt und führt
bei axialer Verschiebung des Kolben 8 eine reine Drehbewegung aus,
wobei
entsprechend dem hydraulischen Druck des Druckmediums ein Drehmoment
bestimmter Größe erzeugt wird. Dieses Drehmoment kann durch z.B.
Paßfedern auf den Antriebsschaft verschiedenster Aggregate übertragen
werden. The
a certain torque is generated in accordance with the hydraulic pressure of the pressure medium. This torque can be transmitted to the drive shaft of a wide variety of units using, for example, parallel keys.
Die Kolbenstange 16 ist durch den Gehäuseboden 10 hindurchgeführt
und ist an ihrem äußeren Ende z.B. mit einem Vierkant 16a versehen.The
Durch Drehen des Vierkantes von Hand unter Verwendung eines Hebels
kann die Kolbenstange 16 im Notfall gedreht werden. Außerdem dient
der Vierkant durch eine Markierung zur Stellungsanzeige der Kolbenstange.By turning the square by hand using a lever
the
Fig. 3 zeigt einen Drehantrieb mit Federrückstellung des Kolbens. Fig . 3 shows a rotary drive with spring return of the piston.
Hierbei wird nur der Kolbenraum 9 mit dem Druckmedium beaufschlagt.
Die axiale Verschiebung des Kolbens 8 wird über ein, mit diesem fest
verbundenes Rohr 20 auf das Federpaket 21 übertragen und spannt dieses
vor. Geht der Druck im Kolbenraum 9 verloren, so bewegt die gespeicherte
Kraft des Federpaketes 21 den Kolben 8 in seine Ausgangslage unter
Drehung der Kolbenstange16 zurück.In this case, only the
Fig. 4 zeigt einen Drehantrieb mit Federrückstellung entsprechend
dem Erfindungsvorschlag. Hierbei ist das Rohr 20 an der vom Kolben 8
abgewandten Seite mit dem Hilfskolben 28, der mit Dichtungen 29 und 30
versehen ist, über ein Gewinde verbunden. Auf dem Rohr 20 ist die Rohrhülse
35 durch den Sicherungsring 36 festgelegt und übernimmt die
Führung des Federpaketes 37. Auf dem Federpaket 37 stützt sich der Zusatzkolben
38 ab, der über seinen Ansatz 39 und das zwischengelegte
Wälzlager 40 mit dem Hilfskolben 28 Kontakt hat. Der Zusatzkolben 38
ist mit der Dichtung 41 versehen und ist im Federzylinderrohr 31 gegen
die Kraft des Federpaketes 37 längsverschiebbar. Der Verschiebeweg wird
durch die Schulter 42 im Federzylinderrohr 31 begrenzt. Fig . 4 shows a rotary actuator with spring return according to the proposal of the invention. Here, the
Das Federzylinderrohr 31 ist über den Gehäusedeckel 32 mit den Dichtungen
33 und 34 nach außen hin abgedichtet.The
Bei gleichzeitiger Druckmediumszufuhr durch die Anschlüsse 6, 43,43a
spannt der Zusatzkolben 38 das Federpaket 37 vor, ohne daß eine Spannkraft
vom Kolben 8 erforderlich ist. Der Hilfskolben 28 unterstützt durch
die Druckbeaufschlagung seiner Fläche 44 über das Rohr 20 die Arbeitskraft
des Kolben 8.With simultaneous supply of pressure medium through
Sinkt der Druck im Druckmedium an den Anschlüssen 6, 43, 43a, so wird
der Zusatzkolben 38 durch die gespeicherte Kraft des Federpaketes 37 in
seine Ausgangsposition verschoben. Hierbei wird die Kraft des Federpaketes
37 über den Ansatz 39 auf das Wälzlager 40 und über den Hilfskolben
28 und das Rohr 20 auf den Kolben 8 übertragen.If the pressure in the pressure medium at the
Das Federzylinderrohr 31 ist mit demGehäusedeckel 32 über das Gewinde
44 lösbar verbunden.The
Claims (9)
Applications Claiming Priority (2)
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DE19739508 | 1997-09-09 | ||
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Publications (1)
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EP0902195A1 true EP0902195A1 (en) | 1999-03-17 |
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Country Status (2)
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