DE112004000504B4

DE112004000504B4 - Aktor mit der Funktion der Steuerung eines Verschiebungsvorgangs

Info

Publication number: DE112004000504B4
Application number: DE112004000504T
Authority: DE
Inventors: Keun Hyung Yoo
Original assignee: HYUNG YOO KEUN INCHEON
Current assignee: HYUNG YOO KEUN INCHEON
Priority date: 2003-04-03
Filing date: 2004-04-03
Publication date: 2007-07-05
Anticipated expiration: 2024-04-04
Also published as: WO2004088147A1; CN100434729C; CN1784549A; US20060169130A1; DE112004000504T5; KR20040086660A; JP2006522295A; US7249555B2; KR100478986B1; JP4613291B2

Abstract

Ein Aktor mit der Funktion der Steuerung eines Verschiebungsvorgangs, bestehend aus einem Zylinder 100, in welchem einen Arbeitsfluss erzeugt wird, aus einem oder mehreren im Zylinder 100 hin und her beweglichen Kolben 160 zur Einteilung des Innenraums von Zylinder 100 in einen ersten Raum 101 und einen zweiten Raum 102, aus einer drehbar durch die Wand des Zylinders 100 geführten Rotationsachse 140, aus einer zwischen Kolben 160 und Rotationsachse 140 mit diesen verbunden angeordneten Kraftübertragungseinheit 120, 130 zur Übertragung der Kolbenkraft von Kolben 160 auf die Rotationsachse 140 und auf die Luftleitungen 11, 12, welche den ersten und den zweiten Raum 101, 102 mit dem extern angeordneten Magnetventil verbinden, wobei die Rotationsachse 140 in Abhängigkeit von der Aktivität von Magnetventil 20 rotieren kann, gekennzeichnet dadurch, dass der Aktor außerdem an einer Seite von Kolben 160 einen Magnet 231, an einer Seite des Zylinders 100 eine Führung 211 in Bewegungsrichtung von...

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft einen Aktor nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 bzw. 3, insbesondere einen Aktor zur Steuerung eines Verschiebungsvorgangs, bei dem der Winkelbereich der Rotationsachse ohne den Einsatz einer komplizierten Steuerungsvorrichtung leicht über einen einfachen Magnetsensor eingestellt werden kann.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Allgemein gesagt ist ein Aktor eine mit einer gewünschten Einheit verbundene Vorrichtung und stellt eine Antriebseinheit mit einer hydraulisch oder pneumatisch erzeugten Vorwärts- oder Rückwärtskraft und/oder einer Rotationskraft dar. Der erfindungsgemäße Aktor kann sowohl als hydraulischer wie auch als pneumatischer Aktor angewandt werden; zur Vereinfachung beziehen sich die folgende Beschreibung und die Erläuterungen jedoch auf einen pneumatischen Aktor.

1 ist ein Beispiel für einen bekannten Aktor und zeigt einen pneumatischen Aktor zur Steuerung eines Schwenkventils. Wie auf der Zeichnung erkennbar, besteht der Aktor aus einem Paar an beiden Seiten des Innenraums von Zylinder 100 angeordneten Kolben 160, aus einer Rotationsachse 140, die abhängig von der Vorwärts- oder Rückwärtsbetätigung der Kolben 160 in beiden Richtungen rotiert, aus einer ersten Luftleitung 103, welche den Raum 101 zwischen den Kolben 160 mit dem Außenumfang des Zylinders verbindet, und aus einer zweiten Luftleitung 104, welche den Raum 102 zwischen den Kolben 160 und die damit in Verbindung stehende Kopfwand des Zylinders mit dem Außenumfang des Zylinders verbindet, so dass auf diese Weise das mit der Rotationsachse 140 verbundene Ventil sich mit jeder Vorwärts- oder Rückwärtsbetätigung der einander gegenüberliegenden Kolben 160 aufgrund der Leitung von Druckluft durch die erste und zweite Luftleitung 103, 104 öffnet und schließt.

Ist im Falle dieses Aktors irgendeine externe Vorrichtung an die Rotationsachse 140 angeschlossen, bedarf es einer zusätzlichen Steuerungseinheit zur Einstellung des Aktionsbereichs der externen Vorrichtung, z.B. des Winkels der Ventilöffnung. Diese Steuerungseinheit besteht aus einem Sensor zur Ermittlung einer Verschiebung von Rotationsachse 140, aus einem Steuerelement zur Steuerung der Aktivität von Magnetventil 20 in Abhängigkeit von den Eingabedaten des Sensors und den Eingabemitteln zur Einstellung des Aktionsbereichs. Die Kosten für all diese Komponenten sind hoch, was die Installation des Aktors kostspielig macht.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung soll die oben beschriebenen Probleme lösen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen neuartigen Aktor zur Steuerung eines Verschiebungsvorgangs bereitzustellen, bei dem der Winkelbereich der Rotationsachse ohne den Einsatz einer komplizierten Steuerungsvorrichtung leicht über einen einfachen Magnetsensor eingestellt werden kann, um so eine Kostenreduktion zu erzielen.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Aktor mit der Funktion der Steuerung eines Verschiebungsvorgangs offenbart, bestehend aus einem Zylinder 100, in welchem einen Arbeitsfluss erzeugt wird, aus einem oder mehreren im Zylinder 100 hin und her beweglichen Kolben 160 zur Einteilung des Innenraums von Zylinder 100 in einen ersten Raum 101 und einen zweiten Raum 102, aus einer drehbar durch die Wand des Zylinders 100 geführten Rotationsachse 140, aus einer zwischen Kolben 160 und Rotationsachse 140 mit diesen verbunden angeordneten Kraftübertragungseinheit 120, 130 zur Übertragung der Kolbenkraft von Kolben 160 auf die Rotationsachse 140 und auf die Luftleitungen 11, 12, welche den ersten und den zweiten Raum 101, 102 mit dem extern angeordneten Magnetventil verbinden, wobei die Rotationsachse 140 in Abhängigkeit von der Aktivität von Magnetventil 20 rotieren kann, gekennzeichnet dadurch, dass der Aktor außerdem an einer Seite von Kolben 160 einen Magnet 231, an einer Seite des Zylinders 100 eine Führung 211 in Bewegungsrichtung von Kolben 160, einen von Führung 211 geführten Schieber 213, der sich in Richtung der Kolbenbewegung am Kolben entlang in Richtung des Zentrums von Zylinder 100 bewegt, einen an der Arbeitsstange 233 angeordneten, an die Wand des Zylinders 100 angrenzenden Magnetsensor 235, der bei Erfassung von Magnet 231 ein Signal an das Magnetventil 20 senden kann, und ein Aktionsbereich-Einstellungsmittel 219, 221 mit einer Mess-Skala, welche die Verschiebung von Magnetsensor 235 darstellt, aufweist.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Aktor mit der Funktion der Steuerung eines Verschiebungsvorgangs offenbart, bei dem in der Mitte von Führung 211 in Längsrichtung eine Schiebeöffnung 211a ausgebildet ist und ein Kolbenstab 217 durch die Schiebeöffnung 211a geführt wird, um den Kolben 160 zu bewegen.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Aktor mit der Funktion der Steuerung eines Verschiebungsvorgangs offenbart, bestehend aus einem Zylinder 100, in welchem ein Arbeitsfluss erzeugt wird, aus einem oder mehreren im Zylinder 100 hin und her beweglichen Kolben 160 zur Einteilung des Innenraums von Zylinder 100 in einen ersten Raum 101 und einen zweiten Raum 102, aus einer drehbar durch die Wand des Zylinders 100 geführten Rotationsachse 140, aus einer zwischen Kolben 160 und Rotationsachse 140 mit diesen verbunden angeordneten Kraftübertragungseinheit 120, 130 zur Übertragung der Kolbenkraft von Kolben 160 auf die Rotationsachse 140 und auf die Fließleitungen 11, 12, welche den ersten und den zweiten Raum 101, 102 mit dem extern angeordneten Magnetventil verbinden, wobei die Rotationsachse 140 in Abhängigkeit von der Aktivität von Magnetventil 20 rotieren kann, gekennzeichnet dadurch, dass der Aktor außerdem an einer Seite von Kolben 160 einen Magnet 231, an einer Seite des Zylinders 100 eine vertikal zur Bewegungsrichtung von Kolben 160 angeordnete Führung 211, einen von Führung 211 geführten Schieber 213, der sich vertikal zur Richtung der Kolbenbewegung von Kolben 160 bewegt, eine außerhalb des Zylinders 100 angeordnete Schiebeplatte 241, die an Kolben 160 entlang beweglich ist und einen geneigten Schlitz 243 aufweist, in welchem die Führung 211 eingerastet ist, einen an einer Seite von Schiebeplatte 241 angeordneten, an die Wand des Zylinders 100 angrenzenden Magnetsensor 235, und eine Schiebeplatte 241, welche bei vertikaler Bewegung von Schieber 231(213) in Bewegungsrichtung von Kolben 160 verschoben wird, aufweist.

KURZE ERLÄUTERUNG DER ZEICHNUNGEN

1 zeigt einen Schnitt durch einen bekannten Aktor,

2a bis 2c zeigen jeweils eine Vorderansicht, eine Draufsicht und eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels der Erfindung,

3 zeigt einen Schnitt durch die Darstellung von 2a,

4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung,

5 zeigt einen Schnitt durch die Darstellung von 4, und

6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung.

BEVORZUGTE AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
2a(A) bis 2c(C) zeigen jeweils eine Vorderansicht, eine Draufsicht und eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, und 3 zeigt einen Schnitt durch die Darstellung von 2a(A).
Wie in den Zeichnungen dargestellt, besteht der Aktor aus einem Zylinder 100, in welchem ein Arbeitsfluss erzeugt wird, aus einem oder mehreren im Zylinder 100 hin und her beweglichen Kolben 160, aus einer Kraftübertragungseinheit mit Halterungen 120, wobei die Halterungen 120 auf Kolben 160 angeordnet sind und sich hin und her bewegen, und aus einem Kegelrad 130, das in Eingriff mit den Halterungen 120 steht und drehbar im Zylinder 100 angeordnet ist.
Eine Rotationsachse 140 ist an der Wand von Zylinder 100 angeordnet und dient als Achse von Kegelrad 130.
Außerdem ist auf einer Seite von Kolben 160 ein Magnet 231 vorgesehen.
Eine axiale Führung 211 ist am langen Ende von Zylinder 100 in Bewegungsrichtung von Kolben 160 vorgesehen.
Ein Schieber 213 ist auf Führung 211 geschraubt und so gedreht, dass er sich in Bewegungsrichtung von Kolben 160 verschiebt. Eine Arbeitsstange 233 ist an einer Seite von Schieber 213 angebracht und erstreckt sich in Richtung des Mittelpunkts von Zylinder 100. Außerdem ist an Arbeitsstange 233 ein an die Wand des Zylinders 100 angrenzender Magnetsensor 235 vorgesehen. Ein Aktionsbereich-Einstellungsmittel 219, 221 ist an Arbeitsstange 233 zur Darstellung der Verschiebung von Magnetsensor 235 angeordnet. Der Zylinder 100 weist die mit Drucklufterzeuger 10 verbundenen Luftleitungen 11, 12 auf, mit denen ein Magnetventil 20 verbunden ist.
Der Innenraum von Zylinder 100 wird durch die Kolben 160 in einen ersten Raum 101 zwischen den Kolben 160 und einen zweiten Raum 102 außerhalb von Kolben 160 eingeteilt. An der Wand von Zylinder 100 ist die erste Luftleitung 103 ausgebildet, welche den ersten Raum 101 mit Luftleitung 11 verbindet, und die zweite Luftleitung 104, welche den zweiten Raum 102 mit Luftleitung 12 verbindet. Die Luftleitungen 11, 12 sind ihrerseits mit Magnetventil 20 verbunden. Auf diese Weise kann die von Drucklufterzeuger 10 erzeugte Druckluft durch die Bedienung von Magnetventil 20 selektiv entweder dem ersten Raum 101 oder dem zweiten Raum 102 zugeführt werden.
Schieber 213 wird gedreht, um Magnetsensor 235 in eine zuvor bestimmte Position zu bewegen, und an seinem einen Ende befindet sich ein Griff 215.
Auf einer Seite des Schiebers 213 ist eine Sicherungsmutter 214 vorgesehen, so dass der Schieber 213 an einer zuvor bestimmten Position auf Führung 211 gesichert wird. In der Mitte von Führung 211 ist in Längsrichtung eine Schiebeöffnung 211a ausgebildet, und ein Kolbenstab 217 wird durch die Schiebeöffnung 211a geführt, um den Kolben 160 manuell zu bewegen.
Die Funktion von Magnetsensor 235 ist es, zu erfassen, dass Kolben 160 eine bestimmte Position erreicht hat und von Schieber 213 in eine zuvor bestimmte Position gebracht wird. Wenn der Kolben sich nähert und der Magnet 231 vom Magnetsensor 235 erfasst wird, sendet dieser ein Signal an das Magnetventil 20, und das Magnetventil 20 öffnet oder schließt die Luftleitung in einer zuvor bestimmten Weise.
Das Aktionsbereich-Einstellungsmittel 219, 221 stellt den Aktionsbereich von Rotationsachse 140 ein und besteht aus einer auf Zylinder 100 an Schieber 213 angrenzend angeordneten Mess-Skala 221 zur Darstellung des Rotationswinkels von Rotationsachse 221 und an Schieber 213 befestigten Nadel 219. Außerdem ist an Zylinder 100 eine Anzeige zur Darstellung des tatsächlichen Rotationswinkels von Rotationsachse 140 vorgesehen.
Im Folgenden wird die Funktion der Erfindung beschrieben.
Der Benutzer kann Griff 215 drehen, um den mit Schieber 213 verbundenen Magnetsensor 235 in eine bestimmte Position zu bringen.
Dabei kann der Benutzer die auf die Mess-Skala 221 zeigende und den Schieber bewegende Nadel 219 beobachten. Wenn sie eine bestimmte Position erreicht, sollte die Sicherungsmutter gespannt sein und die Bewegung von Schieber 213 stoppen.
Magnetventil 20 wird Strom zugeführt, und Druckluft wird abhängig von der Einstellung von Magnetventil 20 selektiv dem ersten Raum 101 oder dem zweiten Raum 102 von Zylinder 100 zugeführt. Sodann setzt Kolben 160 die Halterungen 120 in eine Hin- und Herbewegung, und das Kegelrad 130 wird gedreht, um die externe Vorrichtung über die Rotationsachse 140 anzutreiben.
Wenn der Magnet 231 von Magnetsensor 235 während einer Kolbenbewegung erfasst wird, unterbricht das Magnetventil den Luftzufluss zu Zylinder 100, und die Rotationsachse 140 kann anhalten. Wenn es sich beim der an Rotationsachse 140 angeschlossenen externen Vorrichtung um ein Ventil handelt, kann der Drehwinkel des Ventils eingestellt werden. Auf diese Weise kann durch die Erfindung ein einfach strukturierter und kostengünstiger Aktor mit einstellbarem Aktionsbereich erzielt werden.
4 und 5 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Dieses Ausführungsbeispiel ist aufgebaut wie das bereits beschriebene Ausführungsbeispiel, mit dem Unterschied, dass der Schieber 213 sich vertikal zur Bewegungsrichtung von Kolben 160 bewegt. Das heißt, die Führung 211 ist vertikal zur Bewegungsrichtung von Kolben 160 an einer Seite von Zylinder 100 angeordnet, und der auf Führung 211 angeordnete Schieber 213 bewegt sich ebenfalls vertikal. Eine in Bewegungsrichtung von Kolben 160 bewegbare Schiebeplatte 241 ist an der Oberfläche von Zylinder 100 angeordnet, und an der Schiebeplatte 241 ist ein geneigter Schlitz 243 ausgebildet. Ein Zapfen an Schieber 213 rastet in Schlitz 243 ein, so dass der Schieber 213 sich vertikal zur Bewegungsrichtung von Kolben 160 bewegt, wobei die Schiebeplatte 241 in Bewegungsrichtung von Kolben 160 bewegt wird.
An Schiebeplatte 241 ist angrenzend an Zylinder 100 ein Magnetsensor 235 angeordnet, und in der Nähe der Schiebeplatte 241 ist an Zylinder 100 eine Mess-Skala 221 angeordnet, wobei die Nadel 219 an Schiebeplatte 241 befestigt ist. Eine Schiebeöffnung 211a ist in Längsrichtung von Führung 211 ausgebildet, und ein Kolbenstab 217 ist in die Schiebeöffnung 211a eingeführt. Der Benutzer kann diesen Stab 217 bedienen, um den Kolben 160 und die Rotationsachse 140 zu bewegen. Diese Ausführung kann vorteilhaft sein, wenn aufgrund der Einsatzbedingungen Platz eingespart werden soll, da die Vorrichtung eine geringere Gesamtlänge aufweist.
Im oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Halterungen 120 und das Kegelrad 130 als Kraftübertragungseinheit beschrieben, doch es können auch andere übliche Mechanismen zur Umwandlung von Kolbenkraft in Rotationskraft eingesetzt werden. Ein solches Beispiel wird in 6 gegeben, wo ein Rotationselement 130 an Rotationsachse 140 angeschlossen ist und Verbindungen 120 mit Kolben 160 und Rotationselement 130 zwischen diesen verbunden angeordnet sind.
Bei diesem Ausführungsbeispiel verfügt der Zylinder 100 über zwei Kolben 160, und sein Innenraum ist in zwei Räume aufgeteilt. Dies ist jedoch nur ein Beispiel, und für bei der Anordnung von Zylinder 100 sind verschiedene Formen und Typen denkbar.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Wenn Kolben 160 durch Verschieben von Schieber 213 um den eingestellten Verschiebewert bewegt wird, wie es die oben beschriebene Erfindung offenbart, dann wird dies durch Magnetsensor 235 erfasst, welcher ein Signal an Magnetventil 20 sendet, welches sodann den Arbeitsfluss unterbricht, so dass der Aktionsbereich der mit Rotationsachse 140 verbundenen externen Vorrichtung auf effektive Weise eingestellt werden kann, ohne dass komplizierte und kostspielige Steuerungsvorrichtungen eingesetzt werden müssen.

Claims

Ein Aktor mit der Funktion der Steuerung eines Verschiebungsvorgangs, bestehend aus einem Zylinder 100, in welchem einen Arbeitsfluss erzeugt wird, aus einem oder mehreren im Zylinder 100 hin und her beweglichen Kolben 160 zur Einteilung des Innenraums von Zylinder 100 in einen ersten Raum 101 und einen zweiten Raum 102, aus einer drehbar durch die Wand des Zylinders 100 geführten Rotationsachse 140, aus einer zwischen Kolben 160 und Rotationsachse 140 mit diesen verbunden angeordneten Kraftübertragungseinheit 120, 130 zur Übertragung der Kolbenkraft von Kolben 160 auf die Rotationsachse 140 und auf die Luftleitungen 11, 12, welche den ersten und den zweiten Raum 101, 102 mit dem extern angeordneten Magnetventil verbinden, wobei die Rotationsachse 140 in Abhängigkeit von der Aktivität von Magnetventil 20 rotieren kann, gekennzeichnet dadurch, dass der Aktor außerdem an einer Seite von Kolben 160 einen Magnet 231, an einer Seite des Zylinders 100 eine Führung 211 in Bewegungsrichtung von Kolben 160, einen von Führung 211 geführten Schieber 213, der sich in Richtung der Kolbenbewegung am Kolben entlang in Richtung des Zentrums von Zylinder 100 bewegt, eine sich von einer Seite des Schieber 213 in Richtung des Mittelpunkts von Zylinder 100 bewegenden Arbeitsstab 233, einen an der Arbeitsstange 233 angeordneten, an die Wand des Zylinders 100 angrenzenden Magnetsensor 235, der bei Erfassung von Magnet 231 ein Signal an das Magnetventil 20 senden kann, und ein Aktionsbereich-Einstellungsmittel 219, 221 mit einer Mess-Skala, welche die Verschiebung von Magnetsensor 235 darstellt, aufweist.
Ein Aktor gemäß Anspruch 1, bei dem in der Mitte von Führung 211 in Längsrichtung eine Schiebeöffnung 211a ausgebildet ist und ein Kolbenstab 217 durch die Schiebeöffnung 211a geführt wird, um den Kolben 160 zu bewegen.
Ein Aktor mit der Funktion der Steuerung eines Verschiebungsvorgangs, bestehend aus einem Zylinder 100, in welchem ein Arbeitsfluss erzeugt wird, aus einem oder mehreren im Zylinder 100 hin und her beweglichen Kolben 160 zur Einteilung des Innenraums von Zylinder 100 in einen ersten Raum 101 und einen zweiten Raum 102, aus einer drehbar durch die Wand des Zylinders 100 geführten Rotationsachse 140, aus einer zwischen Kolben 160 und Rotationsachse 140 mit diesen verbunden angeordneten Kraftübertragungseinheit 120, 130 zur Übertragung der Kolbenkraft von Kolben 160 auf die Rotationsachse 140 und auf die Fließleitungen 11, 12, welche den ersten und den zweiten Raum 101, 102 mit dem extern angeordneten Magnetventil verbinden, wobei die Rotationsachse 140 in Abhängigkeit von der Aktivität von Magnetventil 20 rotieren kann, gekennzeichnet dadurch, dass der Aktor außerdem an einer Seite von Kolben 160 einen Magnet 231, an einer Seite des Zylinders 100 eine vertikal zur Bewegungsrichtung von Kolben 160 angeordnete Führung 211, einen von Führung 211 geführten Schieber 213, der sich vertikal zur Richtung der Kolbenbewegung von Kolben 160 bewegt, eine außerhalb des Zylinders 100 angeordnete Schiebeplatte 241, die an Kolben 160 entlang beweglich ist und einen geneigten Schlitz 243 aufweist, in welchem die Führung 211 eingerastet ist, einen an einer Seite von Schiebeplatte 241 angeordneten, an die Wand des Zylinders 100 angrenzenden Magnetsensor 235, und eine Schiebeplatte 241, welche bei vertikaler Bewegung von Schieber 231 in Bewegungsrichtung von Kolben 160 verschoben wird, aufweist.
Ein Aktor gemäß Anspruch 3, bei dem in der Mitte von Führung 211 in Längsrichtung eine Schiebeöffnung 211a ausgebildet ist und ein Kolbenstab 217 durch die Schiebeöffnung 211a geführt wird, um den Kolben 160 zu bewegen.