DE1953496B1

DE1953496B1 - Mit Druckmittel beaufschlagbarer Drehantrieb

Info

Publication number: DE1953496B1
Application number: DE19691953496D
Authority: DE
Inventors: Guenther Schaefer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-10-24
Filing date: 1969-10-24
Publication date: 1971-05-27
Also published as: GB1320559A

Description

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Die Erfindung betrifft einen mit Druckmittel be- sind die Stützelemente an dem Kolbenschaft angeaufschlagbaren Drehantrieb, bei dem das Druckmit- ordnet. Diese Bauweise führt bei einwandfreier Drehtel einen innerhalb eines Zylinders fliegend geführten sicherung des Kolbens zu einer sehr einfachen, streng Kolben axial bewegt und diese Axialbewegung in zylindrischen Ausbildung des Zylindergehäuses,
eine Drehbewegung einer Welle umgesetzt wird, wo- 5 Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfinbei der Kolben mit einem hohlen Schaft versehen ist, dung ist der Sicherungsschlitz oder sind die Sichedie Welle in den Kolbenschaft hineinragt und mit rungsschlitze in einem oder mehreren an der Inneneinem oder mehreren seitlichen Fortsätzen jeweils in wand des Zylinders befestigten Einsatzstücken vorgeeine in der Schaftwand ausgebildete Steuerkurve ein- sehen und sind die Stützelemente an dem Kolbengreift, und der Kolben durch eine oder mehrere io schacht angeordnet. Auch hier ergibt sich ein ein-Stützelement-Schlitz-Verbindungen vor Drehung ge- faches, streng zylindrisches Zylindergehäuse und die genüber dem Zylinder gesichert ist. Möglichkeit, die Einsatzstücke bei Bedarf gegen an-

Bei einem bekannten Drehantrieb dieser Art dere Einsatzstücke auszutauschen.

(USA.-Patentschrift 3 153 986; Fig. 7) sind zwei Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist die

Sicherungsschlitze diametral gegenüberliegend in die 15 Führungsbuchse als axiale Fortsetzung eines eine Zy-

Außenseite des Kolbenschaftes eingearbeitet. In die- linderöffnung abschließenden Lagerdeckels für die

sen Sicherungsschlitzen laufen als Rollen ausgebil- Welle ausgebildet. Diese Lösung ist konstruktiv ein-

dete Stützelemente, die jeweils in einem an die Zy- fach und stabil. Die Führungsbuchse kann auch lös-

linderwand angeformten Auge gelagert sind. bar mit dem Lagerdeckel verbunden sein. Dies er-

Nachteilig ist bei diesem bekannten Drehantrieb, 20 leichtert das Umrüsten auf einen anderen Drehwinkel

daß die Welle lediglich in einem Lagerdeckel des der Welle und gegebenenfalls die Reparatur der Füh-

Zylinders und nicht auch im Inneren des Zylinders rungsbuchse.

gelagert ist. Störend ist ferner der große schädliche Nach einer anderen Ausführungsform der Erfin-

Raum bei der Beaufschlagung des Kolbens von der dung ist jedes Stützelement als an dem Kolbenschaft

Seite der Welle her. Schließlich bedingen die Lager- 25 drehbar gelagerte, an sich bekannte (USA.-Patent-

augen des Zylindergehäuses für die Stützrollen eine schrift 3 153 986) Stützrolle ausgebildet, die in Rich-

aufwendige Herstellung des Zylindergehäuses, z. B. tung auf den zugehörigen Sicherungsschlitz kegel-

durch Gießen. stumpfförmig verjüngt ist. Dadurch ergeben sich für

Bei einem anderen bekannten Drehantrieb (USA.- die Stützrollen geringere Baumaße und eine höhere

Patentschrift 3 165 982) ist die Welle an beiden 30 Belastbarkeit, weil die Stützkräfte an der Rolle in

Enden gelagert. Desgleichen ist der Kolben an seinen eine axiale und eine radiale Komponente zerlegt

beiden Stirnflächen auf der Welle gelagert. Diese Bau- werden.

weise ist sehr aufwendig, beansprucht verhältnismäßig Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfinviel Raum und bringt wegen der beidseitig durch den dung ist jedes Stützelement als an dem Kolbenschaft Kolben hindurchgehenden Welle einen Verlust an 35 festgelegter Gleitstein ausgebildet. Diese Lösung eigwirksamer Kolbenfläche. net sich insbesondere zur Übertragung verhältnisin der schweizerischen Patentschrift 405 941 ist mäßig großer Momente.

die Abtriebswelle einerseits in dem Boden und ande- Zur Erzielung einer geringen Baulänge des Drehrerseits über ein Zwischenstück in einer Kappe ge- antriebs kann wenigstens ein Stützelement an dem lagert, die mit dem anderen Boden des Zylinders 40 freien Ende des Kolbenschaftes angeordnet sein,
fest verbunden ist. Die Kappe bildet außerdem ein In den Zeichnungen sind mehrere Ausführungs-Gleitlager für den Kolben. Die Kappe verringert da- beispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt
her ähnlich wie die Welle in der USA.-Patentschrift F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Aus-3 165 982 die wirksame Kolbenfläche. Nachteilig ist führungsform des erfindungsgemäßen Drehantriebs, ferner, daß die Momente lediglich durch Kugeln über- 45 F i g. 2 die Schnittansicht nach der Linie H-II in tragen werden. Dadurch sind die übertragbaren Mo- Fig. 1,
mente in der Höhe begrenzt. F i g. 3 die Teilansicht nach der Linie III-III in

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Fig. 1,

Aufbau derartiger Drehantriebe zu vereinfachen und Fig. 4 einen teilweisen Längsschnitt durch eine

das innerhalb des Zylinders befindliche radiale Lager 50 zweite Ausführungsform der Erfindung mit Gleit-

der Welle so anzuordnen, daß die wirksame Fläche stein,

des Kolbens nicht verkleinert wird. F i g. 5 die Schnittansicht nach der Linie V-V in

Diese Aufgabe ist nach der Erfindung dadurch ge- F i g. 4 und

löst, daß sich in an sich bekannter Weise innerhalb F i g. 6 rechts und links von der Mittellinie jeweils des Zylinders ein radiales Lager für die Welle be- 55 eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen findet, das an einer zwischen der Welle und dem Drehantriebs mit außenliegender Kolbenabstützung. Kolbenschaft befindlichen und am Zylinder abge- In Fig. 1 ist ein Zylinder 10 an seinem oberen stützten Führungsbuchse angeordnet ist. Durch diese Ende mit einem einen Druckmitteldurchlaß 11 aufMaßnahme ist die Lagerung der Welle erheblich ver- weisenden Abschlußdeckel 12 und an seinem unteren bessert und praktisch biegemomentfrei gemacht wor- 60 Ende mit einem ebenfalls einen Druckmitteldurchlaß den. Eine Vergrößerung der Baumaße des Drehan- 15 aufweisenden Lagerdeckel 17 dicht verschlossen, triebs hat durch die erfindungsgemäße Ausbildung Die Dichtkräfte werden in beiden Fällen mit Schraunicht stattgefunden. Der schädliche Raum auf der ben 19 und 20 erzielt, die durch die Deckel 12 und der Welle zugewandten Seite des Kolbens konnte auf 17 in an dem Zylinder 10 abgestützte Spannringe 22 das Minimum herabgesetzt werden. 65 und 23 eingeschraubt werden.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist der In dem Zylinder 10 ist ein Kolben 25 mit einem

Sicherungsschlitz oder sind die Sicherungsschlitze an Kolbenführungsring 26 und einem Dichtungsring 27

der Außenseite der Führungsbuchse vorgesehen und fliegend geführt. Mit dem Kolben 25 ist ein als

Steuerbuchse wirkender Kolbenschaft 30 mit Stiften 31 befestigt.

Wie auch F i g. 3 zeigt, weist der Schaft 30 zwei diametral gegenüberliegende, durchgehende Steuerkurven 33 und 34 auf, die sich in dem dargestellten Ausführungsbeispiel schraubenförmig über ein Viertel des Schaftumfangs erstrecken. Diese Ausbildung ist also für einen Drehwinkel von 90° ausgelegt. Die Steuerkurven brauchen nicht stetig schraubenförmig gearbeitet zu sein, sondern können Stufen und Absätze sowie Zonen unterschiedlich starker Steigung nach den jeweiligen Betriebserfordernissen aufweisen. So läßt sich auch bei im wesentlichen gleichförmiger Axialbewegung des Kolbens 25 ein zeitlich ungleichförmiger Drehverlauf an der Abtriebswelle erzeugen.

Wie in F i g. 2 im Schnitt gezeigt istj sind in dem Kolbenschaft 30 zwei diametral gegenüberliegende Stützrollen 37 und 38 drehbar gelagert, die zum Inneren hin kegelstumpfförmig verjüngt sind. Diese Stützrollen 37 und 38 laufen jeweils in einem achsparallelen Sicherungsschlitz 39 und 40 einer Führungsbuchse 43, die über einen in F i g. 2 gezeigten Sicherungsstift 45 lösbar mit einem Flansch 47 des Lagerdeckels 17 verbunden ist.

Durch den Lagerdeckel 17 und die Führungsbuchse 43 hindurch erstreckt sich eine Welle 50, die einerseits mit einem kräftigen Axial- und Radiallager 51 und an dem freien Ende der Führungsbuchse 43 mit einem Nadellager 52 gelagert ist. Die Abdichtung zwischen der Welle 50 und der Führungsbuchse 43 besorgt ein Dichtungsring 53.

Das in dem Kolbenschaft 30 befindliche Ende 57 der Welle 50 trägt zwei diametral gegenüberliegende Rollen 59 und 60, deren Achsstifte 62 und 63 radial in das Wellenende 57 eingeschraubt und dort z. B. mit einem Klebstoff gesichert sind. Die Rollen 59 und 60 laufen in den Steuerkurven 33 und 34 z. B. entlang der strichpunktierten Bahn 65, bis sie in einer bezogen auf F i g. 1 um 90° um die Achse 67 des Drehantriebs gedrehten Endstellung anhalten. Diese Endstellung ist für die Rolle 59 strichpunktiert mit 70 bezeichnet.

Aus F i g. 3 ist ersichtlich, daß das Wellenende 57 im Bereich der Rollen 59 und 60 jeweils eine seitliche Abflachung, z. B. 73, aufweist. Der Durchmesser des Wellenendes 57 entspricht im übrigen etwa dem Innendurchmesser des Kolbenschafts 30.

In Fig. 4 ist der Kolbenschaft 30 an seinem freien Ende mit einem Kolbenführungsring 75 gleitend gegenüber dem Zylinder 10 abgestützt. Der Kolbenschaft 30 trägt an diesem freien Ende außerdem einen mit einem Sicherungsstift 77 festgelegten Gleitstein 78, der einer zu der Achse 67 parallelen Nut 79 gleitet. Die Nut 79 hat, wie auch aus F i g. 5 erkennbar ist, im wesentlichen rechteckigen Querschnitt.

Soll bei den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen der maximale Drehwinkel der Welle 50 geändert werden, müssen der Zylinder 10, der Kolbenschaft 30, die Führungsbuchse 43 und die Welle 50 gegen entsprechende längere oder kürzere Teile ausgetauscht werden.

Geänderte zeitliche Drehverläufe der Welle 50 können bei festliegendem maximalem Drehwinkel wie schon erwähnt dadurch erreicht werden, daß lediglich der Kolbenschaft 30 gegen einen neuen Kolbenschaft mit anders verlaufenden Steuerkurven 33 und 34 ausgetauscht wird.

Aus F i g. 1 ist ersichtlich, daß sowohl bei Druckmitteleinlaß durch den Durchlaß 11 als auch bei Druckmitteleinlaß durch den Durchlaß 15 im wesentlichen die gesamte Querschnittsfläche des Kolbens 25 für den Vortrieb des Kolbens zur Verfügung steht. Bei Druckmitteleinleitung durch den Durchlaß 15 wird die Anlaufgeschwindigkeit des Kolbens 25 durch die Gestalt eines Freischnitts 81 an der Stirnfläche des Kolbenschafts 30 bestimmt. Der Durchlaß 15 ist im übrigen in Fig. 1 um 90° versetzt gezeichnet,

ίο wie sich aus F i g. 2 ergibt.

Bei der Ausführungsform nach der linken Seite in F i g. 6 weist der Zylinder 10 in seinem unteren Ende eine örtliche Aufweitung 90 auf, in die innen ein Sicherungsschlitz 91 zur Führung einer an dem KoI-benschaft 30 drehbar gelagerten Stützrolle 93 eingearbeitet ist.

In der linken Seite in F i g. 6 ist die Welle 50 an ihrem oberen Ende nicht durch ein dem Nadellager 52 in Fig. 1 entsprechendes Lager gelagert. Viel-

ao mehr ist der Lagerdeckel 17 mit einem nach unten gerichteten Lagerflansch 95 versehen, an dessen unterem Ende ein weiteres Wälzlager 96 für die Welle

50 eingebaut ist. Ein in den Lagerdeckel 17 eingebetteter Dichtungsring 97 verhindert, daß Druckmittel zwischen Lagerdeckel 17 und Welle 50 in die Lager

51 und 96 gelangt.

Der Kolbenschaft 30 stützt sich an seinem freien Ende über einen Kolbenführungsring 98 an der Welle 50 ab.

Das links in Fig. 6 gezeigte Ausführungsbeispiel zeichnet sich wegen des Fortfalls einer der Führungsbuchse 43 in F i g. 1 entsprechenden Führungsbuchse durch verhältnismäßig geringe erforderliche Querschnittsfläche aus.

Das auf der rechten Seite in Fig. 6 dargestellte Ausführungsbeispiel hat einen voll zylindrischen Zylinder 10, an dessen Innenwand unten ein Einsatzstück 100 mit Schrauben 101 befestigt ist. In das Einsatzstück 100 ist ein Sicherungsschlitz 103 eingearbeitet, in dem eine an dem Kolbenschaft 30 drehbar gelagerte Stützrolle 105 geführt ist. Auch dieser Sicherungsschlitz 103 verläuft parallel zu der Achse 67.

Zwischen der Welle 50 und dem Kolbenschaft 30 ist auf der rechten Seite in F i g. 6 entsprechend F i g. 1 eine Führungsbuchse 107 angeordnet, die einstückig mit dem Lagerdeckel 17 ausgebildet ist und an ihrem freien Ende ein Nadellager 108 zur Abstützung der Welle 50 aufweist.

Der Kolbenschaft ist an seinem unteren Ende mit einem innenliegenden Kolbenführungsring 110 versehen, der auf der Außenseite der Führungsbuchse 107 gleitet.

Claims

Patentansprüche:

1. Mit Druckmittel beaufschlagbarer Drehantrieb, bei dem das Druckmittel einen innerhalb eines Zylinders fliegend geführten Kolben axial bewegt und diese Axialbewegung in eine Drehbewegung einer Welle umgesetzt wird, wobei der Kolben mit einem hohlen Schaft versehen ist, die Welle in den Kolbenschaft hineinragt und mit einem oder mehreren seitlichen Fortsätzen jeweils in eine in der Schaftwand ausgebildete Steuerkurve eingreift, und der Kolben durch eine oder mehrere Stützelement-Schlitz-Verbindungen vor Drehung gegenüber dem Zylinder gesichert ist, dadurchgekennzeichnet, daß sich in an

sich bekannter Weise innerhalb des Zylinders (10) ein radiales Lager (52) für die Welle (SO) befindet, das an einer zwischen der Welle und dem Kolbenschaft (30) befindlichen und am Zylinder (10) abgestützten Führungsbuchse (43) angeordnet ist.

2. Drehantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherungsschütz oder die Sicherungsschlitze (39, 40) an der Außenseite der Führungsbuchse (43) vorgesehen und die Stützelemente (37, 38) an dem Kolbenschaft (30) angeordnet sind.

3. Drehantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherungsschlitz oder die Sicherungsschlitze (103) in einem oder mehreren an der Innenwand des Zylinders (10) befestigten Einsatzstücken (100) vorgesehen und die Stützelemente an dem Kolbenschaft (30) angeordnet sind.

4. Drehantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbuchse (43) als axiale Fortsetzung eines eine Zylinderöffnung abschließenden Lagerdeckels (17) für die Welle (50) ausgebildet ist.

5. Drehantrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbuchse (43) lösbar (45) mit dem Lagerdeckel (17, 47) verbunden ist.

6. Drehantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Stützelement als an dem Kolbenschaft (30) drehbar gelagerte, an sich bekannte Stützrolle (37, 38) ausgebildet ist, die in Richtung auf den zugehörigen Sicherungsschlitz (39, 40) kegelstumpfförmig verjüngt ist.

7. Drehantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Stützelement als an dem Kolbenschaft (30) festgelegter (77) Gleitstein (78) ausgebildet ist.

8. Drehantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Stützelement (z. B. 37 oder 78) in an sich bekannter Weise an dem freien Ende des Kolbenschaftes (30) angeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen