OSCILLATING SERVOMOTOR

Abstract: 1. Pivot drive comprising a working cylinder (1) in which a working piston (2) is guided which is adapted to be acted upon on both sides by a pneumatic or hydraulic pressure medium which is supplied via a control valve (3) and conduits (4, 5) to one of the two chambers (6, 7) on both sides of the working piston (2) and a reset unit (8) which comprises a movable wall (10) which via a reset rod (9) acts from the outside on the working piston (2) and which divides the housing (11) of the reset unit (8) into a pressure medium chamber (12) facing the working cylinder (1) and connected to a pressure medium source (13) and a spring chamber (14) remote from the working cylinder (1) and which is movable by at least one reset spring (15) against the working piston (2) and is movable against the action of the reset spring (15) by the pressure medium in the pressure medium chamber (12) away from the working piston (2), characterized in that the supply conduit (17) of the control valve (3) is connected only to the pressure medium chamber (12) of the reset unit (8) and the pressure medium is conducted from the pressure medium source via the pressure medium chamber (12) of the reset unit (8) to the control valve (3).

Description: Bezeichnung: Schwenkantrieb Die Erfindung geht aus von einem Schwenkantrieb mit einem Arbeitszylinder, in dem ein Arbeitskolben geführt ist, der beidseitig von einem pneumatischen oder hydraulischen Druck.mittel beaufschlagbar ist, das über ein Steuerventi.l und Leitungen einem der beiden Räume zu beiden Seiten des Arbeitskolbens zugeführt wird und mit einer Rückstelleinheit, die eine über eine Rückstellstange von aussen auf den Arbeitskolben wirkende bewegliche Wand aufweist, we2- che das Gehäuse der Rückstelleinheit in einen dem Arbeitszylinder zugewandten und an eine Druckmittelquelle angeschlossenen Druckmittelraum und einen vom Arbeitszylinder abgewandten Federraum unterteilt und welche von mindestens einer Rückstellfeder gegen den Arbeitskolben bewegbar ist und die gegen die Wirkung der Rückstellfeder durch das Druckmittel im Druckmittel raum vom Arbeitskolben wegbewegbar ist. Schwenkantriebe dieser Art sind bekannt aus der DE-OS 20 12 765, der EP-OS 0 077 596 und EP-OS 0 150 042. Die bekannten Schwenkantriebe dienen insbesondere zum Öffnen oder Schliessen von Ventilen, Hähnen, Klappen und entsprechenden Regelarmaturen, wie sie insbesondere in der chemischen Industrie Anwendung finden. Um beim Ausfall des Druckmittels die Regelarmatur in die Sicherheitsstel lung fahren zu können, sind diese Schwenkantriebe mit einer Rückstelleinheit versehen, welche bei Ausfall der Druckmittelenergie mit Hilfe vorgespannter Rückstellfedern den Arbeitskolben des Schwenkantriebes in eine Sicher heitsstellung drücken. Damit nicht bei jeder Hubbewegung des Arbeitskolbens die Rückstellfedern mitbewegt werden müssen, werden die Rückstellfedern ständig von der beweg lichen Wand, zum Beispiel von einem Kolben oder von einer Membran, In vorgespannter Lage gehalten. Erst bei Ausfail¯¯ der Druckmittelenergie drücken die Rückstellfedern die bewegliche Wand bzw. die Rückstellstange gegen den Arbeitskolben und bewegen diesen in die Sicherheltsstellung. Bei den bekannten Schwenkantrieben dieser Art besteht die Gefahr, dass bei Undichtheit des Druckmittelraumes der Rückstelleinheit der Schwenkantrieb nicht zuverlässig arbeitet und weder in eine volle öffnungsstellung noch in eine volle Schliessstellung gelangt. Ist die bewegliche Wand der Rückstelleinheit, die beispielsweise von einem Kolben mit Dichtring oder von einem Federteller mit Membranabdichtung gebildet wird, nicht zuverlässig gegenüber dem Gehäuse der Rückstelleinheit abgedichtet, dann kann der im Arbeitszylinder wirksam werdende Druck grösser sein als der Druck im Druckmittelraum der Rückstelleinheit, so dass der Arbeitskolben nicht in seine volle Endstellung gelangt. Ferner ist auch nicht.zuverlässig gewährleistet, dass bei weiterem Absinken des Druckes des Druckmittels der Arbeitskolben in die Sicherheitsstellung gedrückt wird. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schwenkantrieb zu schaffen, bei dem völlig sichergestellt ist, dass der Arbeitskolben zuverlässig in seine beiden Endstellungen gelangt und bei Druckabfall im Druckmittelraum der Rückstelleinheit der Schwenkantrieb in die Sicherheitsstellung gelangt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Zuführleitung des Steuerventils am Druckmittelraum der Rückstelleinheit angeschlossen ist. Damit wird das Druckmittel zuerst über die Rückstelleinheit geführt, bevor es in den Arbeitszylinder gelangt. Diese Führung des Druckmittels hat den Vorteil, dass der DrucK im Druckmittelraum der Rückstelleinheit nicht kleiner sein kann als der im Arbeitszylinder. Das hat zur Folge, dass der Schwenkantrieb zuverlässig in die Sicherheitsstellung bewegt wird, auch wenn der Druckmittelraum der Rückstelleinheit undicht sein sollte. Ferner wird erreicht, dass bei jedem Schaltvorgang bzw. bei jedem Hub des Arbeitskolbens auch der Druckmittel raum der RUckstelleinheit vom Druckmittel durchströmt und die bewegliche Wand der Rückstelleinheit etwas bewegt wird. Dies hat den Vorteil, dass keine Kontaktkorrosion zu befürchten ist, die bei metallischer Berührung der Rückstellstange in ihrer Führung im Zylinderdeckel oder des Rückstellkolbens an der Zylinderwand des Rückstellgehäuses infolge sehr langen Verharrens in einer Stellung entsteht. Bei einem Schwenkantrieb mit einem Arbeitszylinder, in dem zwei Arbeitskolben gegenläufig geführt sind, ist es vorteilhaft, an beiden Enden des Arbeitszylinders je eine Rückstelleinheit anzuordnen, deren Rückstellstange jeweils auf einen Kolben des Schwenkantriebes einwirkt und die Zuführleitung des Steuerventils am Druckmittel raum einer Rückstelleinheit angeschlossen ist und dieser Druckmittelraum über eine Leitung mit dem Druckmittel raum der anderen Rückstelleinheit verbunden ist, der seinerseits an der Druckmittelquelle angeschlossen ist. Ein derartiger Doppelkolben-Schwenkantrieb bewirkt bei kompakter Bauweise hohe Drehmomente. Insbesondere bei Verwendung eines Kolbens zur Abdichtung des Druckmittelraumes gegenüber dem zyl-indrischen Gehäuse der Rückstelleinheit ist die benötigte Querschnittsfläche für die Rückstelleinheit nicht wesentlich grösser als die Querschnittsfläche des zugehörigen Arbeitszylinders. Weitere Merkmale ergeben sich aus den Schutzansprüchen. In der folgenden Beschreibung werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in: Fig. 1 eine Prinzipskizze des anmeldungsgemässen Schwenk antriebes; Fig. 2 eine Schnittansicht eines Doppelkolben-Schwenk antriebes mit zwei Rückstelleinheiten; Fig. 3 eine Schnittansicht eines Doppelkolben-Schwenk antriebes mit zwei Rückstelleinheiten, deren be wegliche Wände als Kolben und als Rollmembran aus gebildet sind. Die in Fig. i dargestellte Prinzipskizze zeigt einen Arbeitszylinder 1, in dem zwei Arbeitskolben 2 und 2' gegen häufig geführt sind. An jedem Arbeitskolben 2,2' ist eine Zahnstange 20 und 20' angeordnet, die gemeinsam in ein Ritzel eingreifen, das auf einer verschwenkbaren Welle 21 befestigt ist. Die beiden Arbeitskolben 2 und 2' sind beidseitig von einem pneumatischen Druckmittel beaufschlagbar, das über ein Steuerventil 3 und über die Leitung 4 dem zwischen den beiden Arbeitskolben 2 und 2' befindlichen Raum 6 zugeführt wird oder aber über die Leitungen 5 und 5' den beiden äusseren Räumen 7 und 7' zugeführt wird. Je nach Stellung des Steuerventils 3 werden die beiden Arbeitskolben 2 oder 2' vom Druckmittel auseinandergetrieben oder - wie die Fig. 1 zeigt - gegeneinandergedrückt. Dabei wird die Welle 21 um 900 oder um 1800 nach rechts oder nach links geschwenkt. Die Böden der Gehäuse II und 11' der Rückstelleinheiten 8 und 8' bilden die Zylinderdeckel des Arbeitszylinders 1. Jede. Rückstelleinheit 8 bzw. 8' weist eine bewegliche Wand 10 bzw. 10 auf, welche das Gehäuse 11 bzw. 11' der Rückstelleinheit 8 bzw. 8' in einen Druckmittelraum 12 bzw. 12' und einen Federraum 14 bzw. 14' unterteilt. Im Federraum 14 bzw. 14' sind Rückstellfedern 15 angeordnet, welche die bewegliche Wand 10 bzw 10' in Richtung auf den Arbeitskolben 2 bzw. 2 bewegen sollen. Die beiden Druckmittelräume 12 und 12' der Rückstelleinheiten 8 bzw 8' sind über eine Verbindungsleitung 18 miteinander verbunden. Der Druckmittel raum 12 ist an einer Druckmittelquelle 13 angeschlossen. Das von dieser Druckmittelquelle kommende Druckmittel drückt die beweglichen Wände 10 und 10' der Rückstelleinheiten 8 und 8' nach aussen, so dass die Rückstellfedern 15 vorgespannt sind. Die Druckmittelräume 12 und 12' der beiden Rückstelleinheiten 8 und 8' sind zwischen der Druckmittelquelle 13 und dem Steuerventil 3 angeordnet. Das bedeutet, dass das von der Druckmittelquelle 13 herkommende Druckmittel zuerst über die Druckmittelräume 12 und 12' der beiden Rückstelleinheiten 8 und 8' geführt wird, bevor es vom Ventil 3-dem Raum 6 oder den beiden äusseren Räumen 7 und 7' des Arbeitszylinders 1 zugeführt wird. Bei-den dargestellten Schwenkantrieben ist das Steuerventil 3 über eine Zuführleitung 17 am Druckmittelraum 12' der zweiten Rückstelleinheit 8' angeschlossen, die ihrerseits über die Verbindungsleitung 18 mit dem an der Druckmittelquelle 13 angeschlossenen Druckmittelraum 12 der ersten Rückstelleinheit 8 in Verbindung steht. Das Steuerventil ist ein 5/2-Wegeventil das bei Stromausfall in die Sicherheitsstellung schaltet. Wie die Fig. 2 zeigt, kann das Steuerventil 3 unmittelbar am Arbeitszylinder 1 angeflanscht werden. Die Verbindungsleitung 18 sowie die vom Steuerventil zum Zylinderraum 6 führende Leitung 4 sowie die vom Steuerventil 3 zu den beiden äusseren Räumen 7 und 7' des Arbeitszylinders 1 führende Leitungen 5 und 5' sowie die vom Druckmittelraum 12' zum Steuerventil 3 führende Zuführleitung 17 können als Kanäle in die Wandung des Arbeitszylinders 1 eingearbeitet sein. Wie die Fig. 3 zeigt, kann die bewegliche Wand 10 der Rückstelleinheit 8 als flacher Kolben ausgebildet sein, der über einen gummielastischen Dichtring 19 gegen die Zylinderwand des Gehäuses 11 der Rückstelleinheit 8 abge dichtet ist. Die bewegliche Wand 10' der Rückstelleinneit 8' wird von einem Federteller 22 gebildet, der über eine Rollmembran 23 gegenüber dem Gehäuse 11' der Rückstelleinheit 8' abgedichtet ist. Die Rollmembran 23 ist an ihrem Umfang zwischen Flansche 24 des Gehäuses 11' der Rückstelleinheit 8' eingespannt. Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist die Rückstellstange 9 fest mit dem Kolben 10 der Rückstelleinheit 8 verbunden, wahrend bei der Ausführungsform nach Fig. 2 die Rückstellstangen 9 und 9' fest mit den Arbeitskolben 2 und 2' verbunden sind. Bezugszeichenliste 1 Arbeitszy-linder 2 Arbeitskolben 2' Arbeitskolben 3 Steuerventil 4 Leitung 5 Leitung 6 Zylinderraum an einer Seite des Arbeitskolbens 2 7 Zylinderraum an der anderen Seite des Arbeitskolbens 2 7' Zylinderraum an der anderen Seite des Arbeitskolbens 2' 8 Rückstelleinheit 8' Rückstelleinheit 9 Rückstellstange 9' Rückstellstange 10 bewegliche Wand 10' bewegliche Wand 11 Gehäuse 11' Gehäuse 12 Druckmittel raum 12' Druckmittelraum 13 Druckmittelquelle 14 Federraum 14' Federraum 15 Rückstelifeder 15' Rückstellfeder 16 Druckmittelleitung 17 Zuführleitung 18 Verbindungsleitung 20 Zahnstange 20' Zahnstange 21 Welle 22 Federteller 23 Rollmembran

Claims: PATENTANSPROCHE: 1. Schwenkantrieb mit einem Arbeitszylinder (1), in dem ein Arbeitskolben-(2) geführt ist, der beidseitig von einem pneumatischen oder hydraulischen Druckmittel beaufschlagbar ist, das über ein Steuerventil (3) und Leitungen (4,5) einem der beiden Räume (6,7) zu beiden Seiten des Arbeitskolbens (2) zugeführt wird und mit einer Rückstelleinheit (8), die eine über eine Rückstellstange (9) von aussen auf den Arbeitskolben (2) wirkende bewegliche Wand (10) aufweist, welche das Gehäuse (11) der Rückstelleinheit (8) in einen dem Arbeitszylinder (1) zugewandten und an eine Druckmittelquelle (13) angeschlossenen Druckmittelraum (12) und einen vom Arbeitszylinder (1) abgewandten Federraum (14) unterteilt und welche von mindestens einer Rückstellfeder (15) gegen den Arbeitskolben (2) bewegbar ist und die gegen die Wirkung der Rückstellfeder (15) durch das Druckmittel im Druckmittelraum (12) vom Arbeitskolben (2) wegbewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführleitung (17) des Steuerventils (3) am Druckmittelraum (12) der Rückstelleinheit (8) angeschlossen ist. 2. Schwenkantrieb mit einem Arbeitszylinder (1), in dem zwei gegenläufige Arbeitskolben (2,2') geführt sind, die beidseitig von einem pneumatischen Druckmittel beaufschlagbar sind, das über ein Steuerventil (3) und Leitungen (4,5) entweder dem Raum (6) zwischen den Arbeitskolben (2,2') oder den beiden Räumen (7,7') an den Endbereichen des Arbeitszylinders (1) zugeführt wird und mit einer Rückstelleinheit (8), die eine über eine Rückstellstange (9) von aussen auf einen Arbeitskolben (2) wirkende bewegliche Wand (10) aufweist, welche das Gehäuse (11) der Rückstelleinheit (8) in einen dem Arbeitszylinder (1) zugewandten und an eine Druckmittelquelle (13) angeschlossenen Druckmittelraum (12) und einen vom Arbeitszylinder (1) abgewandten Federraum (14) unterteilt und welche von mindestens einer Rückstellfeder (15) gegen den Arbeits- kolben (2) bewegbar ist und die gegen die Wirkung der Rückstellfeder (15) durch das Druckmittel im Druckmittelraum (12) vom Arbeitskolben (2) wegbewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass an beiden Enden des Arbeitszylinders (1) je eine auf einen Arbeitskolben (2,2') wirkende Rückstelleinheit (8,8') angeordnet ist und die Zuführleitung (17) des Steuerventeils (3) am Druckmittelraum (12') einer Rückstelleinheit (8') angeschlossen ist, der über eine Verbindungsleitung (18) mit dem Druckmittelraum (12) der anderen Rückstelleinheit (8) verbunden ist, der seinerseits an der Druckmittelquelle (13) angeschlossen ist. 3. Schwenkantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitung (18) von einem in der Wand des Arbeitszylinders (1) befindlichen Kanal gebildet ist. 4. Schwenkantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (3) auf dem Arbeitszylinder (1) befestigt ist und die Leitung (4) vom Steuerventil (3) zu dem mittleren Zylinderraum (6), die Leitungen (5,5') vom Steuerventil (3) zu den beiden äusseren Zylinderräumen (7,7') und die Zuführleitung (17) vom Druckmittelraum (12') der zweiten Rückstelleinheit (8') zum Steuerventil (3) von Kanälen in der Wand des Arbeitszylinders (1) gebildet sind. 5. Schwenkantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die bewegliche Wand (10,10') von einem Kolben gebildet ist, der mittels mindestens eines gummielastischen Dichtringes (19) gegen ein zylindrisches Gehäuse der Rückstelleinheit (8,8') abgedichtet ist.

Inventors: RICHENZHAGEN, PETER
Applicants: AMG ANTRIEB UND MECHANIK GMBH
Application year: 1987
Main classification: F15B15
IPC codes: F15B15