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DE102004004897A1 - Fluidbetätigte Drehantriebsvorrichtung - Google Patents

Fluidbetätigte Drehantriebsvorrichtung Download PDF

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DE102004004897A1
DE102004004897A1 DE200410004897 DE102004004897A DE102004004897A1 DE 102004004897 A1 DE102004004897 A1 DE 102004004897A1 DE 200410004897 DE200410004897 DE 200410004897 DE 102004004897 A DE102004004897 A DE 102004004897A DE 102004004897 A1 DE102004004897 A1 DE 102004004897A1
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DE
Germany
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rotary drive
drive device
stop
housing
section
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE200410004897
Other languages
English (en)
Inventor
Rolf Dipl.-Ing. Weberruss (FH)
Christian Dipl.-Ing. Ante
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Festo SE and Co KG
Original Assignee
Festo SE and Co KG
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/02Mechanical layout characterised by the means for converting the movement of the fluid-actuated element into movement of the finally-operated member
    • F15B15/06Mechanical 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
    • F15B15/065Mechanical 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 rack-and-pinion type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/20Other details, e.g. assembly with regulating devices
    • F15B15/24Other details, e.g. assembly with regulating devices for restricting the stroke

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Bei einer fluidbetätigten Drehantriebsvorrichtung, mit einem Gehäuse (13), in dem ein Abtriebsteil (26) gelagert ist, das durch wenigstens einen fluidbeaufschlagbaren Antriebskolben (18a, 18b) durch eine in einem Drehbereich stattfindende Drehbewegung zwischen zwei Endpositionen drehbewegbar ist, und wobei eine Einstelleinrichtung (31) zur Einstellung des Drehwinkels des Abtriebsteils (26) vorgesehen ist, die wenigstens ein im Abtriebsteil (26) angeordnetes Anschlagelement (33a, 33b) aufweist, das mit wenigstens einem am Gehäuse (13) axial verschieblich gelagerten, die jeweilige Endposition des Abtriebsteils (26) vorgegebenen Einstellelement (32a, 32b) zusammenwirkt, besitzt das Einstellelement (32a, 32b) einen Anschlagabschnitt (35a, 35b) mit einer Schrägfläche (37a, 37b), die dem Drehbereich des Abtriebteils (26) zugewandt ist und an die das Anschlagelement (33a, 33b) in jeweiliger Endposition des Abtriebsteils (26) anschlägt, wobei eine der Schrägfläche (37a, 37b) gegenüberliegende Seitenfläche (38a, 38b) des Anschlagabschnitts (35a, 35b) am Gehäuse (13) abgestützt ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine fluidbetätigte Drehantriebsvorrichtung, mit einem Gehäuse, in dem ein Abtriebsteil drehbar gelagert ist, das wenigstens einen Zahnkranz aufweist, mit dem wenigstens eine zahnstangenartige Verzahnung in Eingriff steht, die an wenigstens einem Antriebskolben angeordnet ist, wobei der Antriebskolben in einem fluidbeaufschlagbaren Kolbenaufnahmeraum angeordnet und durch Fluidbeaufschlagung bewegbar ist, um eine in einem Drehbereich stattfindende Drehbewegung des Abtriebsteils zwischen zwei Endpositionen hervorzurufen und wobei eine Einstelleinrichtung zur Einstellung des Drehwinkels des Abtriebsteils vorgesehen ist, die wenigstens ein am Abtriebsteil angeordnetes Anschlagelement aufweist, das mit wenigstens einem am Gehäuse axial verschieblich gelagerten, die jeweilige Endposition des An- und Abtriebsteils vorgebenden Einstellelement zusammenwirkt.
  • Die hier zu betrachtenden Drehantriebsvorrichtungen werden hauptsächlich dazu verwendet, Funktionseinheiten, wie Absperrklappen oder -ventile zu betätigen. Es ist bekannt, solche Drehantriebsvorrichtungen mit einer Einstelleinrichtung auszurüsten, mit der sich insbesondere der Drehwinkel des Verschlussorgans der zu betätigenden Funktionseinheit über einem bestimmten Winkelbereich einstellen lässt, beispielsweise um +/– 5°. Eine solche Einstelleinheit des Endanschlags ist notwendig, damit einerseits das Verschlussorgan in Schließposition vollständig abdichtet, jedoch andererseits beim Schließen die hierfür vorgesehene Dichtung nicht gequetscht und vielleicht beschädigt wird.
  • Aus der EP 1 033 496 A1 ist eine Drehantriebsvorrichtung bekannt, in der zwei gehäuselängsseitig durch das Gehäuse des Drehantriebs hindurch – und in den Kolbenraum hineinragende, schraubenförmige Einstellelemente vorgesehen sind, mit denen die jeweiligen Endpositionen des drehbeweglichen Abtriebsteils festgelegt werden können, wobei am Abtriebsteil ein Anschlagelement mit zwei Vorsprüngen vorgesehen ist, die an die zugeordneten Einstellelemente in Endposition anschlagen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine fluidbetätigte Drehantriebsvorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die gegenüber herkömmlichen fluidbetätigten Drehantriebsvorrichtungen zuverlässiger handhabbar ist.
  • Diese Aufgabe wird durch eine fluidbetätigte Drehantriebsvorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargestellt.
  • Die erfindungsgemäße fluidbetätigte Drehantriebsvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass das Einstellelement einen Anschlagabschnitt mit einer Schrägfläche aufweist, die dem Drehbereich des Abtriebsteils zugewandt ist und an die das Anschlagelement in jeweiliger Endposition des Abtriebsteils anschlägt, wobei eine der Schrägfläche gegenüberliegende Seitenfläche des Anschlagabschnitts am Gehäuse abgestützt ist.
  • Beim Anschlag des Anschlagelementes wirkt also eine Stützkraft, die der Stoßkraft entgegenwirkt, die beim Aufprall des Anschlagelements entsteht. Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Drehantriebsvorrichtungen hingegen ragen die Einstellelemente frei in den druckbeaufschlagbaren Kolbenaufnahmeraum, sind also nicht abgestützt, wodurch es zu einer erheblichen Materialbelastung beim Aufprall der Anschlagelemente kommt. Insbesondere werden die Einstellelemente auf Biegung beansprucht. Dies hat zur Folge, dass die Einstellelemente sehr groß dimensioniert sein müssen, um die beim Aufprall auftretende Kräfte aufnehmen zu können. Bei der erfindungsgemäßen Drehantriebsvorrichtung werden die Einstellelemente weniger stark beansprucht, da hier eine gehäuseseitige Abstützung vorhanden ist, so dass die Einstellelemente insgesamt kleiner und kompakter gestaltet werden können. Dies führt wiederum zu einer Reduzierung der Herstellungskosten.
  • Als Fluid im Sinne der Anmeldung wird ein Druckmedium verstanden, insbesondere Druckluft. Es sind jedoch auch andere gasförmige oder hydraulische Fluide einsetzbar. Mittels der fluidbetätigten Drehantriebsvorrichtung können verschiedene Arten von Funktionseinheiten betätigt werden, beispielsweise Verschlussorgane wie Absperrklappen , -ventile oder dergleichen. Die Erfindung kann bei einfach wirkenden Drehantriebsvorrichtungen eingesetzt werden, bei denen ein einziger fluidbeaufschlagbarer Arbeitsraum vorgesehen ist und die Rückstellung der Antriebskolben durch vorzugsweise mechanische Rückstellmittel, beispielsweise Rückstellfedern bewirkt wird. Alternativ ist es möglich, die Erfindung bei doppelt wirkenden Drehantriebsvorrichtungen einzusetzen, die insbesondere zwei voneinander getrennte Arbeitsräume aufweisen, die abwechselnd mit Fluid beaufschlagbar sind, so dass sowohl die Hin- als auch die Rückbewegung der Kolben fluidisch gesteuert ist. Besonders bevorzugt ist jedem Antriebskolben eine zahnstangenartige Verzahnung zugeordnet, so dass die Antriebskolben bei Fluidbeaufschlagung entweder aufeinander zu oder voneinander weg bewegt werden. Es ist jedoch auch eine Anordnung möglich, bei der eine einzige Zahnstange vorgesehen ist, die mit beiden Antriebskolben verbunden ist, wobei die Antriebskolben durch Fluidbeaufschlagung entweder in die eine oder in die entgegengesetzte andere Richtung bewegt werden können.
  • Besonders bevorzugt ist die Einstelleinrichtung außerhalb des Kolbenaufnahmeraums angeordnet. Dies vermeidet Leckageprobleme bzw. Undichtigkeiten, wie sie beim Stand der Technik, ins besondere bei der aus der EP 1 033 496 A1 bekannten Drehantriebsvorrichtung auftreten können, bei denen die Einstellelemente direkt in den druckbeaufschlagbaren Kolbenaufnahmeraum hineinragen und demzufolge der Durchgang abgedichtet werden muss. Ferner tritt bei den Drehantriebsvorrichtungen gemäß dem Stand der Technik das Problem auf, dass die Einstellelemente beim Lösen durch den im Kolbenaufnahmeraum herrschenden Überdruck wie ein Geschoss herausschießen und dabei möglicherweise Personen verletzen können. Diese Gefahr besteht bei der erfindungsgemäßen Drehantriebsvorrichtung nicht, da die Einstellelemente in bevorzugter Weise nicht in den Kolbenaufnahmeraum hineinragen.
  • Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist die Einstelleinrichtung in einem Führungskanal des Gehäuses geführt. Zweckmäßigerweise ist das Gehäuse ein Strangprofil, beispielsweise ein Strangguss- bzw. Strangpressprofil, so dass der Führungskanal durch einen bei der Herstellung des Gehäuses ausgebildeten Profilkanal gebildet ist. Die Wandung des Profilkanals kann dann die Abstützfläche bilden, an der sich die Seitenfläche des Anschlagabschnitts abstützen kann.
  • Die Schrägfläche des Anschlagabschnitts kann derart ausgebildet sein, dass der Drehwinkel des Abtriebsteils um +/– 3° bis +/– 8°, insbesondere um +/– 4° bis +/– 6° variierbar ist. Dies kann durch Variation der Länge und/oder der Steigung der Schrägfläche erfolgen. Die Schrägfläche kann derart ausgebil det sein, dass der Querschnitt des Anschlagabschnitts in Drehrichtung des Abtriebsteils abnimmt. In Draufsicht auf Anschlagabschnitt und Abtriebsteil kann sich also zwischen diesen beiden Bauteilen ein sich in Drehrichtung verjüngender Spalt ausbilden. Das Abtriebsteil samt Anschlagelement kann sich also solange unter der Schrägfläche hindurch drehen, bis die Spaltbreite kleiner ist, als die Höhe des vom Abtriebsteils hervorstehenden Anschlagelements, so dass dieses an die Schrägfläche anschlägt.
  • Prinzipiell wäre es auch möglich den Anschlagabschnitt derart auszubilden, dass sich sein Querschnitt in Drehrichtung vergrößert. Die Schrägfläche würde dann entgegengesetzt zum vorstehend beschriebenen Beispiel verlaufen. Bei dieser Variante wäre jedoch die Abstützung des Anschlagabschnitts schwieriger, so dass der sich erweiternde Bereich des Anschlagabschnitts einer relativ starken Materialbeanspruchung unterliegen würde.
  • Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist der Anschlagabschnitt mit einem Betätigungsabschnitt gekoppelt, der von außen her zugänglich und zur Axialverschiebung des Einstellelementes betätigbar ist. Bevorzugt sind Anschlagabschnitt und Betätigungsabschnitt zwei separate Bauteile, die in Axialrichtung relativ zueinander bewegbar sind. Beispielsweise kann eine Drehbewegung des vorzugsweise in Axialrichtung unverschiebbaren Betätigungselementes in eine Linearbewegung des Anschlagabschnitts umgewandelt bzw. umgesetzt werden, so dass dieser mehr oder weniger weit in den Drehbereich des Abtriebsteils hineingeschoben wird.
  • Prinzipiell wäre es auch möglich, Betätigungsabschnitt und Anschlagabschnitt einstückig auszubilden, beispielsweise in Form eines Schiebers, der mittels Rastmitteln in verschiedene Raststellungen eingerastet werden kann, wodurch sich ebenfalls verschiedene Positionen des Einstellelementes in Bezug auf das Abtriebsteil festlegen lassen.
  • Der Betätigungsabschnitt kann in einer Gehäuseausnehmung des Gehäuses im Wesentlichen vollständig versenkbar, insbesondere vollständig versenkt sein. Damit wird verhindert, dass das Einstellelement, insbesondere dessen Betätigungsabschnitt vom Gehäuse hervorsteht, was die Kompaktheit des Antriebs sowie dessen Ästhetik fördert. Außerdem wird dadurch die Gefahr von Hängenbleiben an den vorspringenden Einstellelementen sowie eine versehentliche Beschädigung derselbigen ausgeschlossen. Außerdem sind die im Gehäuse versenkten Einstellelemente wenig auffällig, so dass eine Verstellung aus Unfug verhindert wird.
  • Der Betätigungsabschnitt kann verliersicher am Gehäuse gelagert sein, beispielsweise kann an der Gehäuseausnehmung ein Vorsprung vorgesehen sein, der das Herausfallen bzw. Herausziehen des Betätigungsabschnitts verhindert.
  • Besonders bevorzugt ist der Betätigungsabschnitt als Einstellschraube ausgebildet. Die Einstellschraube kann mit einer korrespondierend dazu ausgebildeten Gewindeausnehmung am Anschlagabschnitt gekoppelt sein.
  • Es ist möglich, dass das Anschlagelement des Abtriebsteils eine Anschlagkante aufweist, die derart ausgerichtet ist, dass beim Anschlag an die Schrägfläche des Anschlagabschnitts ein Linienkontakt zwischen Schrägfläche und Anschlagelement entsteht bzw. gebildet wird. Es kann also ein aus dem Stand der Technik bekannter, als nachteilig erachteter Punktkontakt zwischen Anschlagelement und Einstellelement vermieden werden, wodurch sich eine bessere Kraftverteilung und somit eine niedrigere Materialbelastung ergibt. Zweckmäßigerweise sind Anschlagkante des Anschlagelements und Schrägfläche des Anschlagabschnitts parallel zur Längsachse des Abtriebsteils ausgerichtet. Es ist jedoch auch eine schräge Ausrichtung möglich.
  • Das Anschlagelement kann die Form einer Nocke besitzen bzw. es kann pyramidenstumpfartig ausgebildet sein. Es sind jedoch auch andere Formen denkbar.
  • Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist ein erstes Anschlagelement vorgesehen, das bei Drehung des Abtriebsteils in eine erste Drehrichtung mit einem ersten Einstellelement zusammenwirkt und ein zweites, in Umfangsrichtung des Ab triebsteils versetzt zum ersten angeordnetes, zweites Einstellelement vorgesehen, das bei Drehung in eine zweite, entgegengesetzte Drehrichtung mit einem zweiten Einstellelement zusammenwirkt. Alternativ ist es möglich ein einziges Anschlagelement vorzusehen, das zwei Anschlagflächen aufweist, die zum Anschlag an ein zugeordnetes Einstellelement dienen. Dies könnte beispielsweise durch ein kreissegmentartig vom Abtriebsteil hervorstehendes Anschlagelement erreicht werden.
  • Die Anschlagelemente können jeweils an verschiedenen Positionen entlang der Längsachse des Abtriebsteils und die beiden Einstellelemente korrespondieren dazu jeweils an verschiedenen Positionen in Höhenrichtung des Gehäuses angeordnet sein. Beispielsweise können sich die beiden Anschlagelemente jeweils an einander gegenüberliegenden Endabschnitten des Abtriebsteils befinden.
  • Prinzipiell wäre es selbstverständlich auch möglich die Anschlagelemente und dementsprechend die Einstellelemente auf gleicher Höhe anzuordnen.
  • Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen:
  • 1 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Drehantriebsvorrichtung ohne Einstelleinrichtung, wobei das Gehäuse teilweise aufgeschnitten ist,
  • 2 einen Schnitt durch die Drehantriebsvorrichtung,
  • 3 eine perspektivische Darstellung eines Längsschnitts durch die Drehantriebsvorrichtung, wobei die Einstelleinrichtung samt Abtriebsteil im ungeschnittenen Zustand dargestellt ist,
  • 4 eine perspektivische Darstellung einer Einstelleinrichtung aus Einstellelement und Anschlagelement,
  • 5 eine Draufsicht auf die Einstelleinrichtung gemäß 4,
  • 6 eine Seitenansicht auf die Drehantriebsvorrichtung und
  • 7 einen Schnitt durch die Drehantriebsvorrichtung gemäß der Linie VII-VII in 6.
  • Die 1 und 2 zeigen eine erfindungsgemäße Drehantriebsvorrichtung 11, deren Hauptbestandteil ein Antriebsmodul 12 ist, dass seinerseits mit einer nicht dargestellten zu betätigenden Funktionseinheit verbunden ist. Bei der Funktionseinheit kann es sich beispielsweise um eine Absperrklappe oder um ein Absperrventil handeln. Die durch die Drehantriebsvorrichtung 11 initiierte Drehbewegung bewirkt ein Öffnen oder Schließen der Absperrklappe bzw. des Absperrventils.
  • Das Antriebsmodul 12 besitzt ein längliches Gehäuse 13, mit zweckmäßigerweise quaderförmiger Gestalt, mit einer Gehäuse-Oberseite 14 und einer Gehäuse-Unterseite 15. Das Gehäuse 13 ist stirnseitig durch jeweils einen Gehäuse-Deckel 16 verschlossen. Gehäuse 13 und Gehäuse-Deckel 16 können als Stranggussprofile, beispielsweise Aluminium-Stranggussprofile, ausgebildet sein. Es sind jedoch auch andere Materialien einsetzbar.
  • Im Folgenden wird der Aufbau des Antriebsmoduls 12 beispielhaft anhand einer doppelt wirkenden Drehantriebsvorrichtung 11 beschrieben, es ist jedoch auch möglich, eine einfach wirkende einzusetzen.
  • Das Gehäuse 13 und die beiden Gehäuse-Deckel 16 bilden einen Kolbenaufnahmeraum 17, in dem sich zwei in Längsrichtung verschiebbar geführte Antriebskolben 18a, 18b befinden. Jeder Antriebskolben 18a, 18b verfügt über eine in Längsrichtung verlaufende zahnstangenartige Verzahnung 19a, 19b mit quer und insbesondere rechtwinklig zur Längsrichtung 20 des Kolbenaufnahmeraums 17 verlaufenden Zähnen. Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel befinden sich die Verzahnungen 19a, 19b an Zahnstangenelementen 21a, 21b, die axial mit je einem Kol benkopf 22a, 22b fest verbunden sind, der eine mit der Innenfläche des Kolbenaufnahmeraums 17 zusammenarbeitende, ringförmige Dichtung 23 trägt. Der Kolbenkopf 22a, 22b seinerseits kann zweigeteilt sein. Der Kolbenaufnahmeraum 17 wird durch die beiden Antriebskolben 18a, 18b in zwei Arbeitsräume 24a, 24b unterteilt, die über ein Fluidkanalsystem mit einem nicht dargestellten Steuerventil in Verbindung stehen und somit abwechselnd mit einem fluidischen Druckmittel, insbesondere mit Druckluft beaufschlagt werden, so dass die Antriebskolben 18a, 18b in parallelen Richtungen gegensinnig entweder aufeinander zu oder voneinander weg bewegt werden.
  • Die Linearbewegungen der Antriebskolben 18a, 18b werden in eine durch Doppelpfeil 25 angedeutete Drehbewegung eines Abtriebsteils 26 umgesetzt. Dieses Abtriebsteil 26 verfügt über einen wellenartigen Abtriebsabschnitt 27, der sich in den Zwischenraum zwischen den einander zugewandten Verzahnungen 19a, 19b der Antriebskolben 18a, 18b erstreckt und das Gehäuse 13 insbesondere vollständig durchsetzt. Der Abtriebsabschnitt 27 geht an seinem oberen Ende in einen oberen Endabschnitt 28a und an seinem unteren Ende in einen unteren Endabschnitt 28b über, wobei am oberen Endabschnitt 28a ein nicht näher dargestelltes Zusatzmodul befestigbar ist. Die Längsachse 29 des Abtriebsabschnitts 27 verläuft rechtwinklig zu der Längsachse 20 des Kolbenaufnahmeraums 17 und gleichzeitig parallel zu den Ausdehnungsebenen der Verzahnungen 19a, 19b. Sie bildet gleichzeitig die Drehachse des Abtriebsteils 26, das über geeignete Lagereinrichtungen drehbar am Gehäuse 13 gelagert ist.
  • Der zwischen den Verzahnungen 19a, 19b liegende Bereich des Abtriebsabschnitts 27 ist am Außenumfang mit einem zweckmäßigerweise in sich geschlossenen Zahnkranz 30 versehen und drehfest verbunden, der gleichzeitig an diametral einander entgegengesetzten Stellen mit den beiden Verzahnungen 19a, 19b der Antriebskolben 18a, 18b kämmt. Die oben erwähnte Linearbewegung der beiden Antriebskolben 18a, 18b resultiert somit in einer Drehbewegung des Abtriebsteils 26 um die Drehachse 29, wobei die Drehrichtung von der Verschieberichtung der Antriebskolben 18a, 18b abhängt. Je nach Länge der Verzahnungen 19a, 19b und in Abhängigkeit vom maximal möglichen axialen Verfahrweg der Antriebskolben 18a, 18b lassen sich Drehwinkel des Abtriebsteils 26 realisieren, die unter oder über 360° liegen und durchaus ein Mehrfaches von 360° aufweisen können.
  • Bei den hier zu betrachtenden Funktionseinheiten, wie beispielsweise Absperrklappen oder -ventilen ist es notwendig den maximal möglichen Drehwinkel des Abtriebsteils um ein gewisses Maß variieren zu können, um damit zu gewährleisten, dass einerseits die Funktionseinheit mit ihrem Verschlussorgan in geschlossener Stellung vollständig dichtet und ande rerseits jedoch die zur Abdichtung benötigte Dichtung nicht zerquetscht wird.
  • Hierzu ist eine Einstelleinrichtung 31 vorgesehen, die insbesondere in den 3, 4 und 5 dargestellt ist. Die Einstelleinrichtung 31 umfasst wenigstens ein im Gehäuse 13 axial verschieblich geführtes Einstellelement 32a, 32b, das mit wenigstens einem am Abtriebsteil 26 ausgebildeten Anschlagelement 33a, 33b zusammenwirkt. In bevorzugter Weise sind zwei Einstellelemente 32a, 32b vorgesehen, die mit zwei Anschlagelementen 33a, 33b zusammenwirken. Es ist ein erstes Anschlagelement 33a vorgesehen, das bei Drehung des Abtriebsteils 26 in eine erste Drehrichtung mit einem ersten Einstellelement 32a zusammenwirkt. Zusätzlich ist ein zweites Anschlagelement 33b vorgesehen, das in Umfangsrichtung des Abtriebsteils 26 versetzt zum ersten Anschlagelement 33a angeordnet ist und bei Drehung in eine zweite, entgegengesetzte Drehrichtung mit einem zweiten Einstellelement 32b zusammenwirkt. Das erste Einstellelement 32a kann an einem Deckel 16 angeordnet sein, während sich das zweite Einstellelement 32b am gegenüberliegenden Deckel 16 befindet. Das erste Anschlagelement 33a ist am oberen Endabschnitt 28a und das zweite Anschlagelement 33b am unteren Endabschnitt 28b angeordnet. Die Anschlagelemente 33a, 33b sind einstückig mit dem Abtriebsteil, insbesondere mit den jeweiligen Endabschnitten 28a, 28b verbunden. Die beiden Einstellelemente 32a, 32b und Anschlagelemente 33a, 33b sind jeweils identisch aufgebaut, so dass sich die nachfolgenden Ausführungen auf die Beschreibung eines Einstellelementes 32a, 32b und eines Anschlagelementes 33a, 33b beschränken.
  • Das Einstellelement 32a, 32b ist in einem in Gehäuselängsrichtung verlaufenden Profilkanal 34a, 34b geführt und besitzt seinerseits einen mit dem Anschlagelement 33a, 33b des Abtriebsteils 26 zusammenwirkenden Anschlagabschnitt 35a, 35b, der mit einem von außen her zugänglichen Betätigungsabschnitt 36a, 36b gekoppelt ist.
  • Der Anschlagabschnitt 35a, 35b besitzt insbesondere an seinem dem Abtriebsteil 26 zugewandten Ende eine Schrägfläche 37a, 37b, die dem Drehbereich des Abtriebsteils zugewandt ist und auf die das Anschlagelement 33a, 33b in Endposition aufschlägt. Der Anschlagabschnitt 35a, 35b besitzt eine vierkantartige Form, so dass er verdrehgesichert im Profilkanal 34a, 34b des Gehäuses 13 aufgenommen ist. Das vordere, die Schrägfläche 37a, 37b aufweisende Ende des Anschlagabschnitts 35a, 35b besitzt insgesamt die Gestalt eines Keils. Die Schrägfläche 37a, 37b bildet somit den Endanschlag für das Abtriebsteil 26 bei dessen Drehbewegung. Es ist eine der Schrägfläche 37a, 37b gegenüberliegende Seitenfläche 38a, 38b vorgesehen, die sich flächig an der Wandung des Profilkanals 34a, 34b abstützt. Dadurch können durch das auftreffende An schlagelement 33a, 33b entstehende Stoßkräfte aufgefangen werden.
  • Wie in 7 dargestellt, besitzt das abtriebsteilferne Ende des Anschlagabschnitts 35a, 35b eine Gewindeausnehmung 39 mit Innengewinde zur Verschraubung mit dem Betätigungsabschnitt 36a, 36b.
  • Der Betätigungsabschnitt 36a, 36b ist ein vom Anschlagabschnitt 35a, 35b separat ausgebildetes Bauteil und ist als Einstellschraube ausgebildet. Die Einstellschraube besitzt ihrerseits einen Schaft 40a, 40b mit Außengewinde, der mit der Gewindeausnehmung 39 des Anschlagabschnitts 35a, 35b verschraubt werden kann. Der Schaft 40a, 40b ist einstückig mit einem Schraubenkopf 41a, 41b verbunden, der gemäß bevorzugtem Ausführungsbeispiel vollständig im Deckel 16 versenkt ist und mit dementsprechend ausgebildeten Werkzeugen, beispielsweise Schraubendrehern oder auch von Hand betätigt werden kann. Gegebenenfalls ist eine Distanzhülse 42a, 42b vorgesehen, die die genaue Axial-Position des Schraubenkopfs 41a, 41b im Deckel 16 festlegt. Während die Einstellschraube in einer Gehäuseausnehmung am Deckel 16 sitzt und axial unverschieblich aber drehbar ist, ist demgegenüber der Anschlagabschnitt 35a, 35b aufgrund seiner Vierkant-Form drehstabil, jedoch axial verschieblich. Am Gehäuse-Deckel 16 befindet sich ein die Gehäuseausnehmung verengender Vorsprung 43a, 43b, so dass die Einstellschraube im montierten Zustand des Deckels 16 am An triebsmodul 12 nicht herausgezogen werden oder herausfallen kann und somit verliersicher gelagert ist.
  • Das am Abtriebsteil 26 ausgebildete Anschlagelement 33a, 33b besitzt eine Anschlagskante 44a, 44b, die derart ausgerichtet ist, dass beim Anschlag an die Schrägfläche 37a, 37b des Anschlagabschnitts 35a, 35b ein Linienkontakt zwischen Schrägfläche 37a, 37b und Anschlagelement 33a, 33b entsteht. Dadurch ist die Materialbeanspruchung im Vergleich zu einer punktförmigen Belastung geringer. Anschlagkante 44a, 44b und Schrägfläche 37a, 37b sind parallel zur Längsachse 29 des Abtriebsteils 26 ausgerichtet. Das Anschlagelement 33a, 33b hat die Form einer Nocke bzw. ist pyramidenstumpfartig ausgebildet.
  • Zur Betätigung des Einstellelements 32a, 32b wird ein geeignetes Werkzeug, beispielsweise ein Schraubendreher an den Schraubenkopf 41a, 41b der Einstellschraube angesetzt und diese in die gewünschte Richtung gedreht. Dadurch, dass die Einstellschraube mit ihrem Schaft 40a, 40b in der Gewindeausnehmung 39 des Anschlagabschnitts 35a, 35b sitzt, führt die Drehbewegung der Einstellschraube zu einer Linearbewegung des Anschlagabschnitts 35a, 35b und zwar je nach Bedarf zum Abtriebsteil 26 hin oder von diesem weg. Die Schrägfläche 37a, 37b wird also mehr oder weniger weit in den Drehbereich des Abtriebsteils 26 hineingeschoben. Wird der Anschlagabschnitt 35a, 35b beispielsweise weiter in den Drehbereich hineinge schoben, befindet sich ein querschnittsgrößeres Stück des keilartigen Endes des Anschlagabschnitts 35a, 35b im Drehbereich, wodurch das zugeordnete Anschlagelement 33a, 33b früher an die Schrägfläche 37a, 37b anschlägt und somit der maximal mögliche Drehwinkel des Abtriebsteils 26 insgesamt verringert wird. Dementsprechend schlägt das zugeordnete Anschlagelement 33a, 33b bei einem weniger in den Drehbereich hineingeschobenen Anschlagabschnitt 35a, 35b später an, wodurch der Drehwinkel insgesamt vergrößert wird. Bei Drehung des Abtriebsteils 26 in eine erste Drehrichtung schlägt das erste Anschlagelement 33a auf die Schrägfläche 37a, 37b des ersten Einstellelements 32a auf, während bei der Drehung in die zweite entgegengesetzte Drehrichtung das zweite Anschlagelement 33b auf die Schrägfläche 37a, 37b des zweiten Einstellelements 32b aufschlägt. Insgesamt kann der Drehwinkel durch Verstellen der Einstellelemente 32a, 32b im Bereich von +/– 4° bis +/– 6° variiert werden.

Claims (18)

  1. Fluidbetätigte Drehantriebsvorrichtung, mit einem Gehäuse (13), in dem ein Abtriebsteil (26) drehbar gelagert ist, das wenigstens einen Zahnkranz (30) aufweist, mit dem wenigstens eine zahnstangenartige Verzahnung (19a, 19b) in Eingriff steht, die an wenigstens einem Antriebskolben (18a, 18b) angeordnet ist, wobei der Antriebskolben (18a, 18b) in einem fluidbeaufschlagbaren Kolbenaufnahmeraum (17) angeordnet und durch Fluidbeaufschlagung bewegbar ist, um eine in einem Drehbereich stattfindende Drehbewegung des Abtriebsteils (26) zwischen zwei Endpositionen hervorzurufen und wobei eine Einstelleinrichtung (31) vorgesehen ist, die wenigstens ein am Abtriebsteil (26) angeordnetes Anschlagelement (33a, 33b) aufweist, das mit wenigstens einem am Gehäuse (13) axial verschieblich gelagerten, die jeweilige Endposition des Abtriebsteils (26) vorgebenden Einstellelement (32a, 32b) zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass das Einstellelement (32a, 32b) einen Anschlagabschnitt (35a, 35b) mit einer Schrägfläche (37a, 37b) aufweist, die dem Drehbereich des Abtriebsteils (26) zugewandt ist und an die das Anschlagelement (33a, 33b) in jeweiliger Endposition des Abtriebsteils (26) anschlägt, wobei eine der Schrägfläche (37a, 37b) gegenüberliegende Seitenfläche (38a, 38b) des Anschlagabschnitts (35a, 35b) am Gehäuse (13) abgestützt ist.
  2. Drehantriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstelleinrichtung (31) außerhalb des Kolbenaufnahmeraums (17) angeordnet ist.
  3. Drehantriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstelleinrichtung (31) in einem Führungskanal des Gehäuses (13) geführt ist.
  4. Drehantriebsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (13) ein Strangprofil, insbesondere Stranggussprofil ist und der Führungskanal durch einen bei der Herstellung des Gehäuses (13) ausgebildeten Profilkanal (34a, 34b) gebildet ist.
  5. Drehantriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrägfläche (37a, 37b) des Anschlagabschnitts (35a, 35b) derart ausgebildet ist, dass der Drehwinkel des Abtriebsteils (26) um +/– 3° bis +/– 8°, insbesondere um +/– 4° bis +/– 6° variierbar ist.
  6. Drehantriebsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrägfläche (37a, 37b) derart ausgerich tet ist, dass der Querschnitt des Anschlagabschnitts (35a, 35b) in Drehrichtung des Abtriebsteils (26) abnimmt.
  7. Drehantriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlagabschnitt (35a, 35b) mit einem Betätigungsabschnitt (36a, 36b) gekoppelt ist, der von außen her zugänglich und zur Axialverschiebung des Einstellelements (32a, 32b) betätigbar ist.
  8. Drehantriebsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass Anschlagabschnitt (35a, 35b) und Betätigungsabschnitt (36a, 36b) als zwei separate Bauteile in Axialrichtung relativ zueinander beweglich sind, wobei insbesondere eine Drehbewegung des vorzugsweise in Axialrichtung unverschiebbaren Betätigungselementes (36a, 36b) in eine Linearbewegung des Anschlagabschnitts (35a, 35b) umwandelbar ist.
  9. Drehantriebsvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsabschnitt (36a, 36b) in einer Gehäuseausnehmung des Gehäuses (13) im Wesentlichen vollständig versenkbar, insbesondere vollständig versenkt ist.
  10. Drehantriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsabschnitt (36a, 36b) verliersicher am Gehäuse (13) gelagert ist.
  11. Drehantriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsabschnitt (36a, 36b) als Einstellschraube ausgebildet ist.
  12. Drehantriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Einstellelement (32a, 32b) in Gehäuse-Längsrichtung ausgerichtet ist und der Betätigungsabschnitt (36a, 36b) über einen Gehäuse-Deckel (16) zugänglich ist.
  13. Drehantriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagelement (33a, 33b) des Abtriebsteils (26) eine Anschlagkante (44a, 44b) aufweist, die derart ausgerichtet ist, dass beim Anschlag an die Schrägfläche (37a, 37b) des Anschlagabschnitts (35a, 35b) ein Linienkontakt zwischen Schrägfläche (37a, 37b) und Anschlagelement (33a, 33b) entsteht.
  14. Drehantriebsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass Anschlagkante (44a, 44b) und Schrägfläche (37a, 37b) parallel zur Längsachse (29) des Abtriebsteils (26) ausgerichtet sind.
  15. Drehantriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagelemente (33a, 33b) die Form einer Nocke aufweist.
  16. Drehantriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Anschlag element (33a) vorgesehen ist, das bei Drehung des Abtriebsteils (26) in eine erste Drehrichtung mit einem ersten Einstellelement (32a) zusammenwirkt und ein zweites, in Umfangsrichtung des Abtriebsteils (26) versetzt zum ersten angeordnetes zweites Anschlagelement (33b) vorgesehen ist, das bei Drehung in eine zweite, entgegengesetzte Drehrichtung mit einem zweiten Einstellelement (32b) zusammenwirkt.
  17. Drehantriebsvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagelemente (33a, 33b) an verschiedenen Positionen entlang der Längsachse (29) des Abtriebsteils (26) und die beiden Einstellelemente (32a, 32b) korrespondierend dazu an verschiedenen Positionen in Höhenrichtung des Gehäuses (13) angeordnet sind.
  18. Drehantriebsvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagelemente (33a, 33b) aneinander gegenüberliegenden Endabschnitten (28a, 28b) des Abtriebsteils (26) angeordnet sind.
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