CH636170A5

CH636170A5 - ROTATIONAL WORK CYLINDER.

Info

Publication number: CH636170A5
Application number: CH1045678A
Authority: CH
Inventors: Jozsef Dipl Ing Harangozo; Csaba Nagy
Original assignee: Epitoegepgyarto Vallalat
Priority date: 1977-10-26
Filing date: 1978-10-09
Publication date: 1983-05-13
Also published as: IT1099532B; GB2006877B; FR2407377B1; FR2407377A1; YU41393B; DD139623A5; PL210518A1; YU247778A; SE7810919L; GB2006877A; BG42529A3; IT7829114A0; SE441617B; BE871528A; HU177203B; CS229618B2

Description

Die Erfindung betrifft einen Arbeitszylinder für mit flüssigen oder gasförmigen Druckmedien betriebene Vorrichtungen zur Umwandlung geradliniger Bewegung in Winkelverdrehung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. The invention relates to a working cylinder for devices operated with liquid or gaseous pressure media for converting straight-line movement into angular rotation according to the preamble of patent claim 1.

Bei den mit flüssigen oder gasförmigen Arbeitsmedien betriebenen hydraulischen und pneumatischen Vorrichtungen wird von dem unter Druck stehenden Arbeitsmedium die Arbeit im allgemeinen als die in Längsrichtung erfolgende Bewegung eines gedichtet in dem Zylinder befindlichen Kolbens verrichtet. Bei einem Teil dieser Vorrichtungen wird die Axialbewegung des Kolbens auf mechanischem Wege in Drehbewegung umgewandelt. In anderen Fällen wird die Drehbewegung nach dem Turbinenprinzip erzeugt. In diesem Falle hängt die Leistung der Drehbewegung von der Grösse der Drehzahl ab. In the hydraulic and pneumatic devices operated with liquid or gaseous working media, the work is generally carried out by the working medium under pressure as the longitudinal movement of a piston located in the cylinder. In some of these devices, the axial movement of the piston is mechanically converted into rotary movement. In other cases, the rotary movement is generated according to the turbine principle. In this case, the power of the rotary movement depends on the size of the speed.

Auf zahlreichen Gebieten der Industrie, der Landwirtschaft und des Verkehrs ist es häufig erforderlich, Drehbewegung, In many areas of industry, agriculture, and transportation, there is often a need for rotary motion,

unter anderem auch nicht-kontinuierliche Drehung, d. h. eine Drehbewegung innerhalb eines bestimmten Winkelbereiches zu erzeugen. Bei einem Teil der Fälle besteht die Notwendigkeit, innerhalb des betreffenden Winkelbereiches alternierende-d. h. abwechselnd in entgegengesetztem Drehsinn erfolgende - Bewe-65 gung zu erzeugen. Meistens muss dabei mit einer geringen Winkelgeschwindigkeit ein grosses Drehmoment ausgeübt werden. including non-continuous rotation, i. H. generate a rotational movement within a certain angular range. In some of the cases there is a need to alternate - d within the relevant angular range. H. alternating in the opposite direction - to generate movement. In most cases, a large torque must be exerted at a low angular velocity.

50 50

55 55

60 60

Bei Betonpumpen, Autokränen und sonstigen Umschlagvorrichtungen muss der Mast häufig in einem Winkelbereich von 360—400° in beiden Richtungen drehbar sein. Ähnlich verhält es sich mit den kranartigen Erdbewegungsmaschinen und bestimmten landwirtschaftlichen Maschinen. Auch beim Ausschwingen und Aufstützen der Stützsohlen unterschiedlicher Vorrichtungen, beim Bewegen der sich automatisch öffnenden Türen von Fahrzeugen, beim Bedienen von Gangschaltungen, bei Steuervorgängen automatischer Maschinen usw. muss eine alternierende Winkelbewegung erzeugt werden. With concrete pumps, mobile cranes and other handling equipment, the mast often has to be rotatable in an angle range of 360-400 ° in both directions. The situation is similar with the crane-like earthmoving machines and certain agricultural machines. An alternating angular movement must also be generated when swinging out and supporting the support soles of various devices, when moving the automatically opening doors of vehicles, when operating gear shifts, when controlling automatic machines, etc.

Bisher bewegten sich die Kolben der Arbeitszylinder hydraulischer oder pneumatischer Systeme immer alternierend in axialer Richtung, und die notwendigen Drehbewegungen wurden mit Hilfe unterschiedlicher, zwischengeschalteter Mechanismeneventuell Hydromotoren-erzeugt. In den axial arbeitenden Arbeitszylindern schlössen sich an den Kolben über Zahnstangen Zahnräder, Arm- oder Gelenkgetriebe, Kettenradmechanismen usw. an. Infolge der Notwendigkeit, die Bewegung umzuwandeln, arbeiten diese Mechanismen meistens mit einem schwachen Wirkungsgrad, und zur Verbesserung des Wirkungsgrades über eine gewisse Grenze hinaus besteht keine Möglichkeit. So far, the pistons of the working cylinders of hydraulic or pneumatic systems have always moved alternately in the axial direction, and the necessary rotary movements were possibly generated by means of different, interposed mechanisms, hydraulic motors. In the axially working working cylinders, gears, arm or articulated gears, sprocket mechanisms, etc. are connected to the pistons via racks. Because of the need to convert motion, these mechanisms tend to operate with poor efficiency, and there is no way to improve efficiency beyond a certain limit.

Unter den bekannten Arbeitszylindern gibt es einige Spezial-ausführungen, die zur Erzeugung von Drehbewegung geeignet sind. Ein typisches Beispiel dafür ist das in der DE-PS1576142 beschriebene, hydraulisch oder pneumatisch betriebene Drehgetriebe, bei welchem an den Enden der sich an den Kolben anschliessenden Pleuelstange Spiralnuten ausgebildet sind und durch die axiale Bewegung des Kolbens das über in die Nuten eingreifende Organe verfügende Gehäuse beziehungsweise der Pleuel sich relativ gegeneinander bewegen können. Nachteilig ist bei dieser Konstruktion, dass zur Erzeugung einer geringen Winkelverdrehung eine verhältnismässig grosse axiale Hublänge erforderlich ist. Darüber hinaus ist die Konstruktion kompliziert und besteht aus vielen Einzelteilen, deren Montage nur in unbequemer Weise zulösen ist. Ungünstig ist ferner, dass die Einzelteile mit einer hohen Bearbeitungsgenauigkeit hergestellt werden müssen, da sich in der Konstruktion viele Flächen unter Addition der Toleranzen aneinander anschliessen (Masskette). Among the known working cylinders, there are some special designs that are suitable for generating rotary motion. A typical example of this is the hydraulically or pneumatically operated rotary transmission described in DE-PS1576142, in which spiral grooves are formed at the ends of the connecting rods adjoining the pistons, and the housing, which engages in the grooves, is provided by the axial movement of the piston or the connecting rod can move relative to each other. A disadvantage of this design is that a relatively large axial stroke length is required to generate a small angular rotation. In addition, the construction is complicated and consists of many individual parts, the assembly of which can only be solved in an uncomfortable manner. It is also unfavorable that the individual parts have to be manufactured with a high degree of machining accuracy, since many surfaces in the construction are connected to one another with the addition of the tolerances (dimensional chain).

Das in der DE-PS 1953 496 beschriebene, mit einem Druckmedium betriebene Drehgetriebe erzeugt die Drehbewegung mit einer beträchtlichen Hubbewegung. Bei dieser Lösung ist nachteilig, dass die Kraftübertragung über die Wellen kleiner Rollen erfolgt, beziehungsweise dass das Gehäuse und die Buchse der Pleuelstange mittels dünner Zapfen miteinander verbunden sind. Trotz ihrer grossen Masse kann die Konstruktion nur geringe Momente übertragen, und daher ist ihr Wirkungsgrad gering. Ungünstig ist ferner, dass beim ziehenden Hub des Kolbens die Verbindung zwischen Kolben und Pleuelstange auf Zug beansprucht wird. The rotary gear operated in a pressure medium described in DE-PS 1953 496 produces the rotary motion with a considerable stroke motion. This solution has the disadvantage that the power transmission takes place via the shafts of small rollers, or that the housing and the bushing of the connecting rod are connected to one another by means of thin pins. Despite its large mass, the construction can only transmit small moments, and therefore its efficiency is low. It is also unfavorable that the connection between the piston and the connecting rod is subjected to tension when the piston is pulled.

Die zur Erzeugung von Drehbewegung geeigneten Arbeitszylinder- auch die in den erwähnten Patentschriften beschriebenen - sind nach einem gemeinsamen Prinzip aufgebaut. Sie bestehen in jedem Falle aus einer hydraulischen und einer mechanischen Einheit. Die hydraulische Einheit erzeugt die geradlinige axiale Bewegung, und der mechanische Teil transformiert diese Bewegung in Drehbewegung. Diese Vorrichtungen sind nicht nur deshalb nachteilig, weil ihr Wirkungsgrad gering ist, sondern auch, weil Kolben und Pleuelstange eine gleichsinnige Bewegung ausführen, sich dadurch die Hublängen addieren und deshalb die Konstruktion viel Raum einnimmt. Darüber hinaus sind bereits im hydraulischen Teil selbst viele Einzelteile enthalten, und die mechanische Einheit erfordert noch zahlreiche weitere Einzelteile. The working cylinders suitable for generating rotary motion - including those described in the mentioned patents - are constructed according to a common principle. In any case, they consist of a hydraulic and a mechanical unit. The hydraulic unit produces the linear axial movement, and the mechanical part transforms this movement into rotary movement. These devices are disadvantageous not only because their efficiency is low, but also because the piston and connecting rod move in the same direction, thereby adding up the stroke lengths and therefore the design takes up a lot of space. In addition, many individual parts are already contained in the hydraulic part itself, and the mechanical unit requires numerous other individual parts.

Die Kompliziertheit der Konstruktion und die grossen Masse der bekannten Arbeitszylinder resultieren daraus, dass die geradlinige Bewegung und die Drehbewegung nicht von denselben Elementen erzeugt und ausgeführt werden. Für jede der beiden Bewegungsarten ist eine besondere Konstruktionseinheit The complexity of the construction and the large mass of the known working cylinders result from the fact that the linear movement and the rotary movement are not produced and carried out by the same elements. There is a special construction unit for each of the two types of movement

3 636 170 3,636,170

vorhanden, und die Hublängen dieser Einheiten addieren sich, durch einen Deckel 3 beziehungsweise 3'verschlossen ist. Zwi- available, and the stroke lengths of these units add up, is closed by a cover 3 or 3 '. Between

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass ein hoher sehen den Deckeln 3 und 3' und dem Arbeitszylinder 1 sind The invention is based on the finding that the covers 3 and 3 'and the working cylinder 1 are high in sight

Wirkungsgrad dann erreicht werden kann, wenn die Vorrichtung Dichtungsringe 51 und 52 angeordnet. Im Inneren des Arbeitszy-lediglich aus drei Hauptkonstruktionselementen besteht: dem linders 1 befindet sich eine Welle 4, deren Enden 14 und 15 aus die Rolle des Gehäuses übernehmenden Arbeitszylinder, einem s dem zwischen dem Arbeitszylinder 1 und den Deckeln 3 und 3' Kolben und einer Welle. In diesem Falle besteht zur Umwand- gebildeten Arbeitsraum 12 herausragen. Die Welle 4 ist zweck-lung der axialen Bewegung in Drehbewegung keine Notwendig- mässig koaxial zu dem Arbeitszylinder 1 angeordnet und in den keit, die sich ergebende Hublänge kann gänzlich für die Drehbe- Deckeln 3 und 3' mittels der Lagerungen 16 und 17 um ihre wegung genutzt werden. eigene Achse drehbar befestigt. Die Welle 4 kann bei der in Fig. 1 Efficiency can be achieved if the device sealing rings 51 and 52 are arranged. Inside the working cylinder, there are only three main construction elements: the linder 1 is a shaft 4, the ends 14 and 15 of which take over the role of the housing of the working cylinder, the one between the working cylinder 1 and the covers 3 and 3 'piston and one Wave. In this case, the workspace 12 protrudes from the converted wall. The shaft 4 is intended for the purpose of axial movement in rotary movement, and is not necessarily coaxial with the working cylinder 1 and in the speed, the resulting stroke length can be used entirely for the rotary covers 3 and 3 'by means of the bearings 16 and 17 around them movement can be used. own axis rotatably fastened. The shaft 4 can in the in Fig. 1st

Gegenstand der Erfindung ist demnach ein Arbeitszylinder für io gezeigten Ausführungsform keine Bewegung in Achsrichtung mit flüssigen oder gasförmigen Druckmedien betriebene Vor- ausführen. Um den Arbeitsraum 12 dicht abzuschliessen, sind die richtungen zur Umwandlung geradliniger Bewegung in Winkel- Enden der Welle 4, die durch die Deckel 3 und 3 ' hinausgeführt verdrehungnachdemOberbegriffvonPatentanspruchl.Für sind, von Dichtungen 5 und 5' umgeben, den erfindungsgemässen Arbeitszylinder ist kennzeichnend, dass Der von der Welle 4 und dem Arbeitszylinder 1 gebildete zwischen dem Arbeitszylinder und dem Kolben eine eine erste 15 geschlossene Arbeitsraum 12 wird von dem Kolben 6 in zwei Führungsbahn bestimmende erste mechanische Verbindung mit Teile geteilt. Der Kolben 6 teilt den Arbeitsraum 12 dichtab-einem einzigen Freiheitsgrad zwischen dem Kolben und der schliessend in den unteren Teil 12' und den oberen Teil 12", The subject matter of the invention is accordingly a working cylinder for the embodiment shown, which does not perform any movement in the axial direction with liquid or gaseous pressure media. In order to seal the working space 12 tightly, the directions for converting rectilinear movement into angular ends of the shaft 4, which twist out through the covers 3 and 3 'according to the preamble of the patent claim, are surrounded by seals 5 and 5', the working cylinder according to the invention is characteristic, that the first mechanical connection, which defines a first working space 12 and is formed by the shaft 4 and the working cylinder 1 between the working cylinder and the piston, is divided by the piston 6 into two guideways with parts. The piston 6 divides the working space 12 tightly — a single degree of freedom between the piston and the closing part into the lower part 12 ′ and the upper part 12 ″,

Welle eine starre oder eine zweite Führungsbahn mit einem wobei die Abdichtung durch den äusseren Dichtungsring 7a und einzigen Freiheitsgrad bestimmende zweite mechanische Verbin- den inneren Dichtungsring 7b zu Stande kommt. Der Kolben 6 dung ausgebildet ist und wenigstens eine der beiden mechani- 20 kann sich in dem Arbeitsraum 12 in Achsrichtung bewegen, Shaft a rigid or a second guideway with which the sealing by means of the outer sealing ring 7a and the single degree of freedom determines the second mechanical connection of the inner sealing ring 7b. The piston 6 is formed and at least one of the two mechanical 20 can move in the working space 12 in the axial direction,

sehen Führungsbahnen als eine in Längsrichtung verlaufende jedoch weder zu dem Arbeitszylinder 1 noch zu der Welle 4 eine Schraubenlinie ausgeführt ist. unabhängige Winkeldrehung ausführen. Diese Einschränkung see guideways as a extending in the longitudinal direction but neither to the working cylinder 1 nor to the shaft 4 is a helix. perform independent angular rotation. This limitation

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist wird später erläutert werden. In den Fig. 4-9 sind einige der wenigstens eine der mechanischen Verbindungen durch die möglichen Profile Arbeitszylinder-Kolben-Welle gezeigt, aus In a preferred embodiment of the invention will be explained later. 4-9, some of the at least one of the mechanical connections are shown by the possible profiles of the working cylinder-piston shaft

Führungsbahn bestimmende Flächen in Form von formschlüssig 25 denen ersichtlich ist, dass - während der Kolben 6 seine augen-ineinander pressenden, regelmässigen Vielecksquerschnitten, blickliche Winkelstellung zu dem Arbeitszylinder 1 und der vorzugsweise Fünfecke, ausgebildet. Welle 4 nicht zu verändern vermag- er bei seiner Bewegung in Areas determining the guideway in the form of a form-fitting 25 which can be seen that - while the piston 6 is pressing its regular polygonal cross-sections, which are squeezing into each other's eyes, an angular position to the working cylinder 1 and preferably pentagons is formed. Wave 4 cannot change when moving in

Um die beiden Teile des Arbeitszylinders in geeigneter Weise Achsrichtung die Welle 4 in bezug auf den Arbeitszylinder 1 zu voneinander abzutrennen, sind zwischen Kolben und Arbeitszy- einer Winkelverdrehung zwingt. In order to separate the two parts of the working cylinder in a suitable axial direction from the shaft 4 with respect to the working cylinder 1, an angular rotation is forced between the piston and the working cylinder.

linder sowie zwischen Kolben und Welle vorzugsweise äussere 30 Der Kolben 6 wird von einem in den Arbeitsraum 12 unter und innere Dichtungen angebracht. Hochdruck eingeleiteten, auf der Zeichnung nicht dargestellten linder as well as between the piston and the shaft, preferably the outer 30 The piston 6 is attached by one into the working space 12 underneath and inner seals. High pressure initiated, not shown on the drawing

Für den Fall, dass Drehbewegung und geradlinige Bewegung flüssigen oder gasförmigen Medium bewegt. Zum Ein- und gleichzeitig ausgeführt werden sollen, werden Kolben und Welle Austreten des Mediums dienen bei der Ausführungsform gemäss zweckmässig miteinander fixiert. Fig. 1 in der Seitenwand des Arbeitszylinders 1 ausgebildete In the event that rotary motion and linear motion move liquid or gaseous medium. In order to be carried out and executed at the same time, the piston and the shaft are used to discharge the medium. Fig. 1 formed in the side wall of the working cylinder 1

Der erfindungsgemässe Rotationsarbeitszylinder kann auch in 35 Öffnungen 8 und 8'. Die entlang der Achse in Fig. 1 eingezeich-mehrfacher Anordnung ausgebildet sein. Bei Doppelanordnung nete Schraubenlinie des Formprofils der Welle 4 deutet die befindet sich zwischen der Welle und dem äusseren Arbeitszylin- Schraubenlinie 13 an. The rotary working cylinder according to the invention can also have 35 openings 8 and 8 '. The multiple arrangement shown along the axis in FIG. 1 may be formed. In the case of a double arrangement, the helical line of the shaped profile of the shaft 4 indicates that it is located between the shaft and the outer working cylinder helical line 13.

der ein innerer Arbeitszylinder, und zwischen dem äusseren Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform stimmt im wesentli- which is an inner working cylinder, and between the outer one. The embodiment shown in FIG.

Arbeitszylinder und der äusseren Fläche des inneren Arbeitszy- chen mit der in Fig. 1 gezeigten überein, der Unterschied besteht linders ist ein erster Kolben, zwischen der inneren Fläche des 40 darin, dass nur das obere Ende der Welle 4 aus dem Arbeitsraum inneren Arbeitszylinders und der Welle ein zweiter Kolben 12 herausgeführt ist. In der Konstruktion bedeutet es einen angeordnet, und zwischen den von der inneren und äusseren Unterschied, dass zwischen dem unteren Deckel 3 ' und dem Fläche des inneren Arbeitszylinders abgegrenzten Arbeitsräu- Arbeitszylinder 1 eine feste, zum Beispiel geschweisste Verbin-men ist ein Verbindungskanal ausgebildet. dung oder eine Schraubverbindung, besteht. Die zum Ein- und 1, the difference is moreover a first piston, between the inner surface of the 40 in that only the upper end of the shaft 4 from the working space of the inner cylinder and a second piston 12 is led out of the shaft. In the construction it means one arranged, and between the inner and outer difference that between the lower cover 3 'and the surface of the inner working cylinder working cylinder 1 a fixed, for example welded connection, a connecting channel is formed. or a screw connection. The one and one

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen 45 Austritt des hydraulischen Mediums dienenden Öffnungen 8 und durch Ausführungsbeispiele näher erläutert. In den Zeichnun- 8' sind hier durch die Deckel 3 und 3' hindurchgeführt. Die Welle gen zeigt: 4 kann ebenfalls nur eine Drehung um ihre Achse ausführen, eine The invention is explained in more detail below with reference to drawings 45, openings 8 serving the hydraulic medium and by means of exemplary embodiments. In the drawings 8 'are passed through the covers 3 and 3'. The wave gen shows: 4 can also only make one rotation about its axis, one

Fig. 1 den Lägsschnitt einer Ausführungsform des erfindungs- Bewegung in axialer Richtung wird durch ihre in die Deckel gemässen Arbeitszylinders ; eingreifenden Schultern verhindert. Die Lagerungen 16 und 17 1 shows the longitudinal section of an embodiment of the movement according to the invention in the axial direction through its working cylinder corresponding to the cover; engaging shoulders prevented. Bearings 16 and 17

Fig. 2 stellt den Längsschnitt einer anderen Ausführungsform 50 sind bei dieser Ausführungsform anders ausgebildet als bei der in des erfindungsgemässen Arbeitszylinders dar; Fig. 1 gezeigten. FIG. 2 shows the longitudinal section of another embodiment 50 in this embodiment is designed differently than in that in the working cylinder according to the invention; Fig. 1 shown.

Fig. 3 veranschaulicht eine dritte Ausführungsform im Längs- In Fig. 3 ist eine Ausführungsform des erfindungsgemässen schnitt; Arbeitszylinders gezeigt, bei der der aus dem Arbeitsraum 12 Fig. 3 illustrates a third embodiment in longitudinal. In Fig. 3 is an embodiment of the section according to the invention; Working cylinder shown, in which the 12th

Fig. 4 zeigt die Verbindung von Arbeitszylinder, Kolben und hinausgeführte Teil der Welle 4 sowohl eine axiale wie auch eine Welle in geschnittener Vorderansicht, in 55 Drehbewegung ausführen kann. Die Welle 4 hat die Form eines Fig. 4 shows the connection of the working cylinder, piston and led out part of the shaft 4, both an axial and a shaft in a sectional front view, can perform in 55 rotary motion. The shaft 4 has the shape of a

Fig. 5 ist der Schnitt V—V von Fig. 4 abgebildet; Zylinders, und an ihrem unteren Teil ist eine profiliert ausgebil- Fig. 5 shows the section V-V of Fig. 4; Cylinder, and on its lower part there is a profiled

Fig. 6 zeigt eine alternative Lösung in ähnlichem Schnitt wie dete, zum Beispiel fünfeckige Schulter 18 vorgesehen. Der Fig. 5, in Kolben 6 weist eine sich in das Profil der Schulter 18 einfügende Fig. 6 shows an alternative solution in a similar section as Dete, for example pentagonal shoulder 18 provided. 5, in piston 6, has an insert into the profile of the shoulder 18

Fig. 7 ist der Schnitt VII—VII von Fig. 6 dargestellt, in Bohrung auf. Der Kolben 6 ist mittels einer Mutter 19 fest mit Fig. 7 shows the section VII-VII of Fig. 6, in bore. The piston 6 is fixed with a nut 19

Fig. 8 ist eine weitere Lösung in ähnlichem Schnitt wie in Fig. 5 60 dem unteren Ende der Welle 4 verbunden. Der Kolben 6 und die gezeigt; Welle 4 können daher aufeinander bezogen weder ihre Stellung Fig. 8 is a further solution in a similar section as in Fig. 5 60 connected to the lower end of the shaft 4. The piston 6 and the shown; Wave 4 can therefore not relate to each other their position

Fig. 9 stellt den Schnitt IX—IX von Fig. 8 dar, und in Achsrichtung noch ihre Winkellage verändern. Bei dieser Fig. 9 shows the section IX-IX of Fig. 8, and still change their angular position in the axial direction. At this

Fig. 10 zeigt den Längsschnitt des Rotationsarbeitszylinders in Ausführungsform ist das innere Profil des Arbeitszylinders 1 in Doppelanordnung. Einklang mit der Schraubenlinie 13 schraubenförmig ausge- Fig. 10 shows the longitudinal section of the rotary working cylinder in embodiment is the inner profile of the working cylinder 1 in a double arrangement. In line with the helix 13

Fig. 1 stellt den Längsschnitt einer Ausführungsform des 65 bildet. Fig. 1 represents the longitudinal section of an embodiment of the 65 forms.

erfindungsgemässen Arbeitszylinders dar. Der Arbeitszylinder 1 Zum Verständnis der Funktionsweise des erfindungsgemässen wird bei dieser Ausführungsform von einem an beiden Seiten Arbeitszylinders ist es notwendig, zunächst die Ausbildung des offenen, geflanschten Rohr gebildet, welches an beiden Seiten Arbeitszylinders 1, des Kolbens 6 und der Welle 4 sowie die Working cylinder 1 according to the invention. In order to understand the mode of operation of the invention, it is necessary in this embodiment of a working cylinder on both sides to first of all form the open, flanged tube which has working cylinder 1, the piston 6 and the shaft on both sides 4 as well as the

636 170 4 636 170 4

Möglichkeiten ihrer Bewegung gegeneinander zu untersuchen. innere Fläche des inneren Arbeitszylinders 1B führt die äussere In Fig. 4 ist eine Schnittabbildung gezeigt, bei der nur die Fläche des zweiten Kolbens 62, dessen innere Flächesich an die unmittelbare Umgebung des Kolbens 6 sichtbar ist. Fig. 5 ist die Fläche der Welle 4 anschliesst. Was die hydraulische Einspeisung Draufsicht auf die in Fig. 4 gezeigte Einzelheit. Bei dieser Lösung betrifft, so sind äusserer und innerer Arbeitsraum durch die weist der Arbeitszylinder 1 ein fünfeckiges Innenprofil auf, und 5 erwähnten Überströmöffnungen miteinander parallel geschaltet, die äussere Mantelfläche 6a des Kolbens 6 ist diesem Profil Das hydraulische Medium strömt durch in Achsrichtung verlau- Examine possibilities of their movement against each other. inner surface of the inner working cylinder 1B guides the outer one. In FIG. 4 a sectional illustration is shown in which only the surface of the second piston 62, the inner surface of which is visible to the immediate vicinity of the piston 6. Fig. 5 is the surface of the shaft 4 connects. As for the hydraulic feed top view of the detail shown in FIG. 4. In this solution, the outer and inner working space are connected through which the working cylinder 1 has a pentagonal inner profile, and 5 above-mentioned overflow openings are connected in parallel with one another, the outer lateral surface 6a of the piston 6 is connected to this profile. The hydraulic medium flows through in the axial direction.

angepasst. Die Welle 4 ist ebenfalls fünfeckig ausgebildet, und fende Kanäle 24 und 25 ein und aus. customized. The shaft 4 is also pentagonal, and fende channels 24 and 25 in and out.

die innere Mantelfläche 6b des Kolbens 6 ist diesem Wellenprofil Die erfindungsgemässe Vorrichtung arbeitet in der folgenden angepasst. Allgemein gilt, dass bei der Ausbildung der Profile in Weise: Wird in einen der Räume des Arbeitsraumes 12 das Form regelmässiger Vielecke zwischen Kolben und Arbeitszylin-10 Druckmedium eingeleitet, so wird durch dessen Druckkraft der der beziehungsweise Kolben und Welle mittels herkömmlicher Kolben 6 in Achsrichtung verschoben. Zwischen dem Arbeitszy-Dichtungsringe eine geeignete Dichtung erreicht werden kann, linder 1, dem Kolben 6 und der Welle 4 (die auch der äussere the inner circumferential surface 6b of the piston 6 is this wave profile. The device according to the invention works in the following adapted. In general, the following applies to the design of the profiles: If the shape of regular polygons between the piston and working cylinder 10 pressure medium is introduced into one of the rooms of the working space 12, the pressure of the piston and shaft is increased in the axial direction by means of conventional piston 6 postponed. A suitable seal can be achieved between the Arbeitszy sealing rings, linder 1, the piston 6 and the shaft 4 (which is also the outer

Die Fig. 6 und 7 sind den Fig. 4 und 5 ähnliche Abbildungen, in Mantel des Arbeitszylinders eines zweiten Systems sein kann) denen eine andere mögliche Ausführungsform des Kolbens besteht eine formschlüssige Verbindung. Bei den in den Fig. 1 6 and 7 are similar to FIGS. 4 and 5, in which the cylinder of the working cylinder of a second system can be), which another possible embodiment of the piston is a positive connection. In the case of FIGS. 1

gezeigt ist. In der inneren Wand des Arbeitszylinders 1 sind in 15 und 2 gezeigten Ausführungsformen folgt die Profilgestaltung Achsrichtung Leitnuten 9 ausgebildet. Am oberen und unteren der Welle 4 der Schraubenlinie 13, deshalb ist die Verschiebung Ende des Kolbens 6 befinden sich an den den Leitnuten entspre- des Kolbens 6 in Achsrichtung von einer schraubenden Drehung chenden Stellen halbkreisförmige Öffnungen, in welche je ein der Welle 4 begleitet. Die Winkelstellung des Kolbens 6 zu dem Leitzapfen 20 so eingreift, dass jeder Leitzapfen 20 die Verbin- Arbeitszylinders 1 ist fixiert. Natürlich kann nicht nur die Profildung zwischen der Leitnut 9 und der sich daran anschliessenden 20 ausbildung der Welle schraubenlinienförmig erfolgen, sondern halbkreisförmigen Öffnung des Kolbens 6 herstellt. Dadurch auch das Innere des Arbeitszylinders 1 in dieser Weise gestaltet können sich der Kolben 6 und der Arbeitszylinder 1 nur entlang sein. Diese Möglichkeit ist in Fig. 3 dargestellt; der Kolben 6 der durch die Leitnut vorgesehenen Führungsbahn gegeneinan- führt eine zusammengesetzte Bewegung, nämlich um die Achse der bewegen. eine Drehbewegung, entlang der Achse eine voranschreitende is shown. In the embodiments shown in FIGS. 15 and 2, the profile design in the axial direction of the guide grooves 9 follows in the inner wall of the working cylinder 1. At the top and bottom of the shaft 4 of the helical line 13, therefore the displacement end of the piston 6 is located at the piston 6 corresponding to the guide grooves in the axial direction of a screw-rotating positions semi-circular openings, in each of which the shaft 4 accompanies. The angular position of the piston 6 to the guide pin 20 engages so that each guide pin 20, the connecting working cylinder 1 is fixed. Of course, not only can the profile manure between the guide groove 9 and the subsequent 20 formation of the shaft be made helically, but also creates a semicircular opening of the piston 6. As a result, the interior of the working cylinder 1 is designed in this way, the piston 6 and the working cylinder 1 can only be along. This possibility is shown in Fig. 3; the piston 6 of the guide path provided by the guide groove counteracts a compound movement, namely about the axis of the move. a rotational movement, a progressing along the axis

Durch die an den Leitzapfen 20 angeordneten Dichtungsringe Bewegung aus. Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform 21 werden die beiden Teile des Arbeitsraumes 12 gegeneinander wird sowohl die axiale wie auch die Drehbewegung von dem abgedichtet. Zwischen dem inneren Teil des Kolbens 6 und der Kolben 6 auf die Welle 4übertragen. Es ist leicht einzusehen, äusseren Mantelfläche 4a der Welle 4 besteht eine Gewindever- dass—wenn zum Herausführen der axialen Bewegung keine bindung. Das Gewinde hat (in auf der Zeichnung nicht sichtbarer Notwendigkeit besteht - der Kolben 6 auf der Welle 4 gleiten Weise) eine grosse Ganghöhe, es kann auch als Mehrgangge- kann und in diesem Falle nur seine Verdrehung auf die Welle 4 winde ausgeführt sein. Das Gewinde steigt in Längsrichtung überträgt. Movement due to the sealing rings arranged on the guide pins 20. In the embodiment 21 shown in FIG. 3, the two parts of the working space 12 are sealed off from one another, both the axial and the rotary movement being sealed by the latter. Transfer to the shaft 4 between the inner part of the piston 6 and the piston 6. It is easy to see that the outer lateral surface 4a of the shaft 4 is threaded — if there is no connection to bring out the axial movement. The thread has (in the need not visible on the drawing - the piston 6 slides on the shaft 4) a large pitch, it can also be designed as a multi-gear and in this case only its rotation on the shaft 4 winch. The thread rises lengthways.

entlang der Welle 4 mit grosser Ganghöhe an; wird daher der Durch Kombination der in den Fig. 1 und 3 gezeigten Lösun- along the shaft 4 with a large pitch; The combination of the solutions shown in FIGS.

Kolben 6 durch den hydraulischen Druck im Inneren des gen können sowohl die innere Profilfläche des Arbeitszylinders 1 Piston 6 by the hydraulic pressure inside the gene can both the inner profile surface of the working cylinder 1st

Arbeitszylinders 1 in Längsrichtung verschoben, so wird die wie auch die äussere Profilfläche der Welle 4 in Schraubenlinien- Working cylinder 1 shifted in the longitudinal direction, so as the outer profile surface of the shaft 4 in helical

Welle 4 entsprechend der Ausbildung des Gewindes gedreht. 35 formausgebildetwerden,undimErgebnisderaxialenVerschie-Die in den Fig. 8 und 9 dargestellte Ausführungsform ist im bung des Kolbens 6 kann die Welle 4 eine grössere Winkelverdre-wesentlichen mit der in den Fig. 6 und 7 gezeigten identisch, nur hung ausführen. Shaft 4 rotated according to the formation of the thread. 35 are formed, and as a result of the axial displacement. The embodiment shown in FIGS. 8 and 9 is in the exercise of the piston 6, the shaft 4 can make a larger angular rotation essentially identical to that shown in FIGS.

wird hier die relative Bewegung von Arbeitszylinder 1 und Bei der in Fig. 10 gezeigten Doppelanordnung ist die innere Here the relative movement of working cylinder 1 and in the double arrangement shown in FIG. 10 is the inner one

Kolben 6 zueinander mittels in Längsrichtung durch den Arbeits- Profilfläche des äusseren Arbeitszylinders 1A schraubenlinien-raum 12 geführter Leitstangen 10 beschränkt. An dem Kolben 6 40 förmig ausgebildet, und deswegen ist die Verschiebung des sind an den den Leitstangen 10 entsprechenden Stellen Bohrun- ersten Kolbens 61 auch von einer Drehbewegung dieses Kolbens gen ausgebildet, die Dichtung zwischen den Leitstangen 10 und begleitet. Die Drehbewegung des ersten Kolbens 61 überträgt dem Kolben 6 wird durch je zwei untereinander angeordnete sich auf den inneren Arbeitszylinder 1B, und wenn sich der Dichtungsringe 23 und 22 gewährleistet. Die Welle 4 und der zweite Kolben 62 des inneren Arbeitszylinders 1B axial ver Pistons 6 are limited to one another by means of guide rods 10 guided in the longitudinal direction through the working profile surface of the outer working cylinder 1A, helical space 12. Shaped on the piston 6 40, and therefore the displacement of the first piston 61 at the points corresponding to the guide rods 10 is also formed by a rotary movement of this piston, which accompanies the seal between the guide rods 10 and. The rotational movement of the first piston 61 transmits the piston 6 through two mutually arranged ones on the inner working cylinder 1B, and when the sealing rings 23 and 22 are ensured. The shaft 4 and the second piston 62 of the inner working cylinder 1B axially ver

Kolben 6 sind hier ebenfalls durch eine Gewindeführung mitein- 45 schiebt und die Welle 4 bezogen auf den inneren Arbeitszylinder ander verbunden. Die Ganghöhe wird so gross gewählt, dass die 1B verdreht, so führt die Welle 4 bezogen auf den äusseren Bewegung des Kolbens 6 in Achsrichtung durch die Gangreibung Arbeitszylinder eine doppelt so grosse Winkelverdrehung aus. nicht behindert wird. Die formschlüssige Verbindung zwischen Am vorteilhaftesten ist es, als Profilausbildung ein regelmässi-dem Kolben 6 und der Welle 4 kann natürlich statt mit einer ges Polygon zu wählen, weil in diesem Falle die Abdichtung Pistons 6 are also pushed in here by a thread guide and the shaft 4 is connected to the other in relation to the inner working cylinder. The pitch is chosen so large that the 1B rotates, so the shaft 4 performs twice as large an angular rotation in relation to the external movement of the piston 6 in the axial direction by the working cylinder gear friction. is not hindered. The form-fitting connection between the most advantageous is to choose a regular piston 6 and the shaft 4 as the profile formation, of course, instead of a general polygon, because in this case the seal

Gewindeverbindung auch durch die Ausbildung eines vielecki- 50 verhältnismässig einfach zu lösen ist. Die entlang der Achse gen Profils gelöst werden. schraubenlinienförmig verlaufende Polygonform kann mit der Thread connection is also relatively easy to solve by the formation of a polygon. Which are solved along the axis towards the profile. helical polygon shape can be created with the

In Fig. 10 sind zwei ineinander angeordnete Arbeitszylinder bekannten Technologie für die spanabhebende Ausbildung von gezeigt, die voneinander getrennte, beziehungsweise nur durch Vielecken hergestellt werden. FIG. 10 shows two working cylinders of known technology for the machining formation of one another, which are separated from one another or are produced only by polygons.

Überströmöffnungen miteinander kommunizierende Arbeits- Auf der Grundlage der vorliegenden Beschreibung kann ein räume bilden. Der äussere Arbeitszylinder 1A der Anordnung ist55 Fachmann ausser den in den Zeichnungen dargestellten konkre-durch die Deckel 3 und 3' gedichtet abgeschlossen. Im inneren ten Ausführungsformen noch zahlreiche äquivalente Konstruk-Raum des äusseren Arbeitszylinders 1A befindet sich ein innerer tionen realisieren. Grundbedingung der Anwendung der erfin-Arbeitszylinder 1B, und zwischen ihnen ist ein erster Kolben 61 dungsgemässen Lösung ist, dass die axiale Verschiebung des angeordnet. Der äussere Mantel des inneren Arbeitszylinders 1B Kolbens von einer relativen Winkelverdrehung des Arbeitszylin-ist von dem ersten Kolben 61 aus gesehen als Mantel der Welle zu 60 ders 1 und der Welle 4 zueinander begleitet wird, wobei in keiner betrachten. Im Inneren des inneren Arbeitszylinders 1B ist die einzigen Stellung des Kolbens eine freie Verdrehung zwischen Welle 4 angeordnet, der zwischen ihnen befindliche Arbeitsraum Kolben und Arbeitszylinder beziehungsweise Kolben und Welle wird durch einen zweiten Kolben 62 in zwei Teile geteilt. Die eintreten kann, d. h. der gesamte Bewegungsablauf geführt ist. Overflow openings communicating with one another on the basis of the present description can form a room. The outer working cylinder 1A of the arrangement is closed to a person skilled in the art except for the specific ones shown in the drawings — sealed by the covers 3 and 3 ′. In the inner th embodiment there is still numerous equivalent construction space of the outer working cylinder 1A to realize an inner ion. Basic condition of application of the invented working cylinder 1B, and between them is a first piston 61 according to the solution is that the axial displacement of the arranged. The outer jacket of the inner working cylinder 1B piston is accompanied by a relative angular rotation of the working cylinder - seen from the first piston 61 as a jacket of the shaft 60 to 1 and the shaft 4, with no consideration in either. Inside the inner working cylinder 1B, the only position of the piston is a free rotation between shaft 4, the working space between the piston and working cylinder or piston and shaft is divided into two parts by a second piston 62. That can occur d. H. the entire sequence of movements is guided.

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3 Blätter Zeichnungen 3 sheets of drawings

Claims

636 170

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PATENT CLAIMS

1. Rotary working cylinder with a closed inner working space in which there is a guided piston which can be displaced by a hydraulic or pneumatic medium in an alternating longitudinal movement and which is connected to a shaft, at least one end of the shaft being led out of the working space. characterized in that between the working cylinder (1) and the piston (6) a first mechanical connection defining a first guideway with a single degree of freedom, between the piston (6) and the shaft (4) a rigid or a second guideway with a single one Degree of freedom-determining second mechanical connection is formed, and at least one of the two mechanical guideways is designed as a helical line (13) extending in the longitudinal direction.

2. Rotary working cylinder according to claim 1, characterized in that at least one of the mechanical connections is formed by the formation of the surfaces defining the guideways in the form of form-fitting, mutually fitting, regular polygonal cross sections.

3. Rotary working cylinder according to claim 1, characterized in that the polygonal cross section is pentagonal.

4. Rotary working cylinder according to claim 1, characterized in that between the piston (6) and the working cylinder (1) and between the piston (6) and the shaft (4) outer and inner seals (7a, 7b) are arranged.

5. Rotary working cylinder according to claim 1, characterized in that the piston (6) and the shaft (4) are attached to each other.

6. Rotary working cylinder according to claim 1, characterized in that there is an inner working cylinder (1B) between the shaft (4) and the outer working cylinder (1A) and between the outer working cylinder (1A) and the outer surface of the inner working cylinder (1B) a first piston (61), a second piston (62) is arranged between the inner surface of the inner working cylinder (1B) and the shaft (4), and between the working spaces delimited by the inner and outer surface of the inner working cylinder (1B) (24, 25) are formed.

25th

30th

35

40

45