DE8207737U1 - Stellvorrichtung - Google Patents

Description

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Pierik, Gerhardus Marinus Jozef, Weddehoenlaan 19, NL - 7471 KE Goor

"SteLLvorrichtung"

Die Erfindung bezieht sich auf eine druckmittelbetätigte Drehantriebs- oder Stellvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eirre Vorrichtung diessr Art ist sas dsr £E-äS 26 47 bekannt. Da bei Vorrichtungen dieser Art nur eine Antriebsführung an jedem Kolben vorgesehen ist, treten Kippmomente während des Betriebes auf, die dazu tendieren, den Kolben sich verkanten zu lassen. Dabei treten hohe Reibungskräfte auf, die große Flächenpressungen erzeugen und damit den Wirkungsgrad der Vorrichtung stark beeinträchtigen sowie die Lebensdauer verkürzen. Um diese Nachteile so gering wie möglich zu halten, sind bei der bekannten Einrichtung zusätzliche, gegenüber der Antriebsfuhrung seitlich versetzte Führungen vorgesehen, deren Wirkung aber nicht zufriedenstellend ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Betriebssicherheit und die Lebensdauer der Voi— richtung zu erhöhen sowie-deren Wirkungsgrad zu verbessern.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die mit einer Zahnstange versehene Antriebsführung im Querschnitt etwa U-förmig ausgebildet ist, das offene Ende dabei auf die Zylinderwand weist und die um 180 versetzt gegenüberliegende Führung ohne Zahnstange des anderen Kolbens aufnimmt, wobei das geschlossene Ende des IJ nach innen zur Stellwelle weist und die Zahnstange trägt. Eine Ausrichtung der beiden Führungen in die-

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ser Art ist bei der bekannten Vorrrichtung nicht mögli ch*

Vorteilhaft ist es, die beiden Schenkel am offenen Ende des U^ nach außen umgebogen verlaufen zu lassen, um so eine besonders große Führungsfläche zu bilden. Durch die Aussparung in der Antriebsführung,iη die die zahnstangenlose Führung des anderen Kolbens Läuft, ist der Bereich, mit dem die Antriebsführung an der Zylinderinnenwand anliegt, gegenüber herkömmlichen Ausgestaltungen geringer geworden, was durch die zu den Seiten weit herumgezogenen Flanken der Antriebsführung ausgeglichen werden kann. Eine derartig breite Ausbildung der Antriebsführungen, die die Führungseigenschaften der Kolben verbessert, ist bei bekannten Anordnungen nicht möglich»

Die Zahnstangen form- und kraftschlüssig in die sie tragenden Antriebsführungen einzupassen, ist bei den heutigen Fertigungstechniken sehr einfach zu realisieren und bringt Vorteile dadurch, daß zum einen die Hontage der ZaJinstangerv vereinfacht wird und zum zweiten dadurch, daß keine hochbelasteten Schrauber*, Nieten od. dgl. vorgesehen sind, die bei unge-

<25 nauer eingepaßten Zahnstangen zum Teil sehr große Kräfte halten müssen und dadurch einen Schwachpunkt für die Betriebssicherheit von Stellvorrichtungen darstellen.

Dadurch, daß die Zylinderdeckel zum Kolben hin eingezogen werden, wird insbesondere bei der Verwendung vor* kompressiblen Druckmedien die Ansprechzeit der Vorrichtung kurzer und damit eine genauere zeitliche Steuerung der Stellvorrichtung erreicht.

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Fertigungstechnisch kann es vorteilhaft sein, einen

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im wesentlichen i ft der Mitte des Zylinders angeordneten Gleitring, ?ür die Führungen der Kolben anzuordnen, was jedoch den Nachteil mit sich bringen kann, daß eirve der Zu- und Abflußöffnungen für das

Druckmittel teilweise verdeckt wird. In diesem Fall ist es vorteilhaft, einen Zusatzkanal an diese Zu- und Abflußöffnung anzuschließen, wodurch die Voi—

X teile der einfachen Fertigung als auch einer schnel

len Versorgung des Zylinders mit dem Druckmedium

verbunden werden können.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist anhand der Zeichnung dargestellt. Dabei zeigt

< ' 15 Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung, wobei sich die Kolben in der sogenannten geschlossenen Stellung befinden,

Fig. 2 einen Längsschnitt gemäß Fig. 1, jedoch

20 befinden sich hier die Kolben in der so-

* genannten offenen Stellung und

'-■ Fig. 3 einen Querschnitt durch diese Vorrichtung

Ϊ gemäß der Linie 3 - 3 in Fig. 1.

f' 25. In der Zeichnung ist mit 1 ein Zylinder dargestellt

S mit zwei Zylinderdeckeln 2, einer inneren 3 und einer

Ϊ äußeren Leitung 4 zum Zo- und Abfließen des Mediums.

In dem Zylinder 1 sind zwei Kolben 5 für eine gegen

läufige Bewegung längs der Zylinderachse bewegbar angeordnet. Sie weisen je zwei Führungen ό und 7 auf, wobei die sogenannten Antriebsführungen 6 mit Zahnstangen 8 versehen sind, die mit dem Ritzel einer Stellwelle 9 zusammenwirken. Die Kolben 5 weisen im Bereich der Kolbenboden Dichtringe 10 und Gleitringe 11 umfangsmäßig auf. An der Zylinderinnenwand ist ein Gleitring 12 umfangsmäßig angebracht, an dem

die AntriebsfQhrungen 6 und die Führungen 7 gemeinsam entLanggLeiten.

Sollen die Kolben 5 von der in Fig. 1 dargestellten

geschlossenen Stellung in die in Fig. 2 dargestellte offene Stellung bewegt werden, gelangt über die sogenannte innere Leitung 3 Druckmittel in den zwischen den beiden Kolbenboden gebildeten Raue urvd drückt diese auseinander. Dabei kämmen die Zahnstangen S der beiden Antriebsführungen ό nit de« Ritzel der Stellwelle 9, so* daß sich* die Stellwelle ua einen gewissen Betrag dreht, bis die Kolben 5 sich "in der in Fig. 2 dargestellten offenen Stellung befinden. Ua den Drehwinkel der Stellwelle 9 zu beschränken, wird der Kolbenhub oittels einer verstellbaren Anschlagvorrichtung 14 begrenzt. Da die beiden Kolben über das Ritzel der Stellwelle 9 fest miteinander verbunden sind, genügt es, diese Anschlagvorrichtung 14 an einer Seite des Zylinders vorzusehen. Sie kann jedoch zusätzlich auch an der zweiten Seite angebracht werden. Da die senkrecht zur Zylinderachse verlaufende Bohrung der inneren Leitung 3 aus Einfachheitsgründen der Fertigung teilweise von dee Gleitring 12 im Zylinder verdeckt wird, ist ein Zusatzkanal 15 vorgesehen, der den verbleibenden Spalt der Bohrung vergrößert und der zusätzlich koaxial zur Zylinderachse verläuft, so daß das Druckmittel beim Einströmen in den zwischen den Kolbenboden gebildeten Raum nicht senkrecht zur Bewegungsrichtung der beiden einströmt, sondern in Bewegungsrichtung der beiden Kolben und damit die auseinanderführende Bewegung noch unterstützt.

Sollen die Kolben 5 von der in Fig. 2 dargestellten offenen Stellung wieder in die geschlossene Stellung zurückgeführt «erden, wird durch die äußere Leitung

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Druckmedium in die Räume geführt, die zwischen den Kolbenböden und den ZyLinderdeckeLn gebildet sind. Dabei ist es bei kompressibten Druckmitteln, wie beispielsweise Luft, von Vorteil, einen caöglichst

5. kleinen Raum füllen zu müssen, da sich dann der Druck schneller aufbaut. Zu diesem Zweck sind die beiden Zylinderdeckel 2 nach innen eingezogen und verringern so den zwischen ihnen und den Kolbenböden gebildeten Raum. Bei der Bewegung der beiden Kolben aufeinanderzu wird das zwischen ihnen befindliche Druckmittel durch die innere Leitung 3 wieder Abgeführt. Die Stellwelle 9 μird bei dieser Bewegung wieder in ihre Ausgangslage zurückgeführt. Um ie FaLLe einer Betriebsstörung das Einnehmen dieser Ausgangsstellung zu gewährleisten, sind an der Aussenseite der Kolbenböden Erhebungen angebracht zum Fixieren von koaxial zur Zylinderachse verlaufenden Federn, die sich an den Zylinderdeckeln abstützen und die Kolben aus der offenen Stellung in die geschlossene Stellung zurückführen, im Falle, daß beispielsweise durch ein Leck mit dem Druckmittel kein Druck mehr aufgebaut werden kann.

Bei der derzeit möglichen und zum Standard gehörenden hohen Fertigungsgenauigkeit sind die Zahnstangen 8 form- und kraftschlüssig in die Antriebsfuhrungen 6 eingepaßt, so daß sie ohne weitere Befestigungsmittel ihre eingenommene Stellung auch ina we^hsellastigen Betrieb nicht »rehr verlassen. Als zusätzliehe Sicherung können jedoch noch Stifte 16 vorgesehen sein, die entweder verklebt oder als Paßstifte die Zahnstangen 8 mit den Antriebsführungen 6 verbinden. Bei einer weniger genauen Abstimmung der Zahnstangenform auf die Form der Antriebsfuhrungen werden die Zahnstangen mittels Schrauben gehalten, Wobei Kräfte, die die Zahnstangen aus den Antriebs-

führungen heraushebeln wollen, nur von den Schrauben aufgefangen werden müssen, so daß hier die Gefahr gegeben ist, daß die Schrauben abreißen.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, sind die Antriebsführungen 6 U-förmig ausgebildet, so daß sie die zahnstangenlose Führung 7 des gegenüberli egerrden Kolbens in dem durch das U gebildeten Hohlraum aufnehmen können. Wenn also ia Betrieb ein Kippmoment, welches von dem Ritzel der Stellwelle 9 über die Zahnstange 8 auf die Antriebsführung 6 und damit den Kolben 5 übertragen wird, auftritt, kann sich dieser mittels seiner der Antriebsführung genau gegenüberliegenden Führung 7 optimal abstützen.

Um den Kolben möglichst sicher zu führen, ist dabei jede Antriebsführung neben ihrem ü-förmigen mittleren Bereich "joch weit innerhalb der Zylinderinnenirand seitlich .herumgezogen, so daß sie fast die Stellwelle 9 berührt.

Claims (10)

1. Ansprüche:

   Druckmittelbetätigte Drehantriebs- oder Stellvorrichtung mit
   a> einem Zylinder und zwei darin gegenläufig

   hin- und herbeweglichen Kolben, bl einer sich quer zur Zylinderachse erstrek-

   kenden Stellweile mit Ritzel,

   c) zwei sich längs der Zylinderachse vom Kolbenboden aus erstreckenden, die Stellwelle übergreifenden, an jedem der beiden Kolben angeordneten Führungen, die an ihrer Aussenseite den Kolben im Zylinder führende Führungsflachen aufweisen und sich bezüglich der ZyLinderlängsachse etwa gegenüberliegen, wobei die eine Führung an ihrer Innenseite eine Zahnstange aufweist (Antriebsführung), die mit dem Ritzel zusarrtmenwi rkt,

   dadurch gekennzeichnet, daß die mit einer Zahnstange <8) versehene Ant r i ebsf ührung (6) int Querschnitt etwa U-förmig ausgebildet ist, das offene £nde dabei auf die Zylinderwand weist

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   und die um 180 versetzt gegenüberliegende Führung C7> ohne Zahnstange des anderen KoL-bens (5) aufnimmt,, wobei das geschlossene Ende des JJ nach innen zur StelLwelle C93 weist und die Zahnstange (3) trägt.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzei chnet, daß bei der Antriebsführung C6) die beiden Schenkel am offenen Ende des U nach außen umgebogen verlaufen und Führungsflachen

   biIden.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Z, dadurch gekennzeichnety daß die andere Führung (7> frei längsbeweglich im durch das IJ gebildeten Raunt angeordnet ist.
4. 4. Vorrichtung r»ach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis Z, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnstangen (8) form- und kraftschlüssig in die sie tragenden Antriebsführungen C6) eingepaßt sind.
5. 5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der voi— hergehenden Anspruchs, gekennzeichnet durch

   e-'ne den Kolbenhub begrenzende, unterschiedlich einstellbare Anschlagvorrichtung (14).
6. 6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch

   zum Kolben (5) hin eingezogene Zylinderdeckel (2).
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 4, qekennzei chnet durch in zusammeriwi rkenden Bohrungen der

   Zahnstange (8) und der entsprechenden Antriebs-

   führung (6) angeordnete Stifte (16).
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn-2ei chnet, daß die Stifte (16) verklebt sind.
9. 9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der voi— hergehenden Ansprüche mit einer zwischen den Kotbenboden in den Zylinder mundenden Versorgungsöffnung fur das' Druckmittel, dadurch

   gekenn2ei chnet :, daß sich an diese Versorgungs

   öffnung (3) ein Zusatzkanal (15> anschließt.
10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn-

    daß der Zusatzkanal CIS) aus einer zur Zylinderachse koaxialen Nut in der Innen

    seite der Gehäusewandung besteht, die sich bis in die Nähe des Kolbenbodens erstreckt, wenn dieser in seiner Totpunktsteltung g&nz innen steht.