DE10114480C2 - Schwenkstellglied mit drei Haltepositionen - Google Patents

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Schwenkstellglied, das eine Vor­ wärts- und Rückwärtsbewegung eines Kolbens in eine rotierende Schwenkbe­ wegung einer Abtriebswelle umwandelt, die koaxial mit dem Kolben angeordnet ist, und insbesondere auf ein Schwenkstellglied mit drei Haltepositionen, wel­ ches die Abtriebswelle an einer mittleren Position der Drehung und Verschwen­ kung anhalten kann.

Stand der Technik

Bei dieser Art von Schwenkstellglied, das die Abtriebswelle dreht und ver­ schwenkt, gibt es Fälle, bei denen es erforderlich ist, die Abtriebswelle an der mittleren Position der Drehung und Verschwenkung anzuhalten.

Ein herkömmliches Schwenkstellglied, das die Abtriebswelle an der mittleren Position der Drehung und Verschwenkung anhalten kann, kann beispielsweise, wie in den Fig. 7 und 8 dargestellt, dadurch realisiert werden, dass ein Zy­ linder für den mittleren Stopp 3 vorgesehen ist, der eine starke Antriebskraft zum Anhalten einer Zahnstange an einer mittleren Bewegungsposition in einem Grundkörper eines Schwenkstellgliedes 1 aufweist.

Das Zahnstangen-und-Ritzel-Schwenkstellglied 1 ist im Einzelnen nicht darge­ stellt, da seine Struktur allgemein bekannt ist. Es ist jedoch so aufgebaut, dass eine Zahnstange, die sich unter der Wirkung von Fluiddruck vorwärts und rück­ wärts bewegt, und ein mit der Zahnstange in Eingriff stehendes Ritzel im Inne­ ren des Grundkörpers 2 vorgesehen sind, und dass eine Abtriebswelle 4, die durch das Ritzel gedreht und verschwenkt wird, in einer Richtung senkrecht zu der Bewegungsrichtung der Zahnstange vorgesehen ist.

Der Zylinder 3 mit der mittleren Halteposition weist einen Kolben mit einer stär­ keren Antriebskraft als die Zahnstange auf. Die Zahnstange wird um einen vol­ len Hub bewegt, wenn der Kolben zurückgezogen ist, da dann die Zahnstange nicht von dem Kolben beeinträchtigt wird. Hierdurch wird die Abtriebswelle um ihren vollen Verschwenkbereich gedreht. Wenn sich der Kolben vorwärts be­ wegt, tritt die Zahnstange in Kontakt mit dem Kolben, so dass der Hub einge­ schränkt wird. Dadurch wird der Verschwenkbereich der Abtriebswelle begrenzt.

In den Fig. 7 und 8 bezeichnen die Bezugszeichen 6a und 6b Zufuhr- und Ab­ lassöffnungen für die Zufuhr und Abfuhr von Druckluft zu beiden axialen Enden der Zahnstange. Die Bezugszeichen 7a und 7b bezeichnen Zufuhr- und Ablass­ anschlüsse für die Zufuhr und Abfuhr der Druckluft von beiden Enden des Kol­ bens des Zylinders 3, und das Bezugszeichen 8 bezeichnet einen Positionsde­ tektionssensor zur Feststellung von Bewegungspositionen der Zahnstange und des Kolbens.

Wie oben erwähnt, kann das Schwenkstellglied, das die Abtriebswelle an der mittleren Dreh- und Verschwenkposition anhalten kann, dadurch realisiert wer­ den, dass der Zylinder für den mittleren Halt in dem Schwenkstellglied mit Zahnstange und Ritzel vorgesehen wird. Da das Stellglied mit Zahnstange und Ritzel aber so aufgebaut ist, dass eine Achse der Antriebswelle und eine Achse der Zahnstange senkrecht zueinander stehen, wird die Größe in Richtung senk­ recht zu der Achse der Abtriebswelle erhöht.

Aus der JP 2000230509 A ist ein Schwenkstellglied mit einem Kolben bekannt, der in einem Gehäuse so angeordnet ist, dass er unter der Wirkung von Fluiddruck frei vorwärts und rückwärts beweglich ist. Eine koaxial mit dem Kolben angeordnete Antriebswelle ist in Axialrichtung festgelegt und kann sich frei um eine Achse drehen, wobei die Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des Kolbens über einen Konvertierungs- und Abtriebsmechanismus in eine rotierende Schwenkbewegung der Abtriebswelle umgewandelt wird. Jedoch ist es bei diesem Schwenkstellglied nicht möglich, die Abtriebswelle an einer mittleren Position anzuhalten.

In der EP 0 933 527 A2 ist ebenfalls ein Schwenkstellglied beschrieben, das im Gegensatz zur JP 2000320509 A eine Positionsvorgabeeinrichtung zur Zwischenpositionierung des entsprechenden Abtriebsteils aufweist. Allerdings besteht das Abtriebsteil aus einem Zahnrad, nicht aus einer Welle. Durch das Zahnrad wird die Größe des Schwenkstellglieds senkrecht zur Bewegungsachse wesentlich erhöht.

Beschreibung der Erfindung

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Schwenkstell­ gliedes mit drei Haltepositionen, das eine kleine Größe in einer Richtung senk­ recht zu einer Achse der Abtriebswelle und einen vergleichbar einfachen Aufbau aufweist.

Diese Aufgabe wird mit der Erfindung im Wesentlichen durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprü­ chen.

Erfindungsgemäß ist ein Schwenkstellglied mit drei Haltepositionen vorgesehen, das einen Hauptkolben, der in einem Gehäuse so vorgesehen ist, dass er sich unter der Wirkung von Fluiddruck frei vorwärts und rückwärts bewegen kann, eine Abtriebswelle, die koaxial zu dem Hauptkolben so vorgesehen ist, dass sie in Axialrichtung festgelegt ist und sich um eine Achse frei drehen kann, einen Konvertierungs- und Transmissionsmechanismus, der eine Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des Hauptkolbens in eine Dreh- und Schwenkbewegung der Abtriebswelle umsetzt, und einen Nebenkolben aufweist, der in dem Gehäu­ se so vorgesehen ist, dass er unter der Wirkung des Fluiddruckes frei in Vor­ wärts- und Rückwärtsrichtung beweglich ist und in Kontakt mit dem Hauptkolben gebracht werden kann.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird außerdem ein Schwenkstellglied mit drei Haltepositionen vorgeschlagen, das eine erste Zylin­ deröffnung, die in einem Gehäuse vorgesehen ist und einen kleinen Durchmes­ ser und eine große axiale Länge aufweist, eine zweite Zylinderöffnung, die ei­ nen großen Durchmesser und eine kurze axiale Länge aufweist, einen Haupt­ kolben, der in der ersten Zylinderöffnung so angeordnet ist, dass er in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung frei axial beweglich ist, einen Nebenkolben, der einen Abschnitt mit großem Durchmesser, welcher luftdicht innerhalb der zweiten Zy­ linderbohrung gleiten kann, und einen Abschnitt mit kleinem Durchmesser auf­ weist, welcher luftdicht innerhalb der ersten Zylinderbohrung gleiten kann und der eine mittlere Halteposition des Hauptkolbens durch den Abschnitt mit klei­ nem Durchmesser beschränkt, welcher in Kontakt mit dem Hauptkolben ge­ bracht wird, eine erste Druckkammer, die an der Seite einer Endfläche des Hauptkolbens ausgebildet ist, eine zweite Druckkammer, die zwischen einer an­ deren Endfläche des Hauptkolbens und einem Abschnitt mit kleinem Durchmes­ ser des Nebenkolbens ausgebildet ist, eine dritte Druckkammer, die an einer Seite eines Abschnittes mit großem Durchmesser des Nebenkolbens ausgebil­ det ist, eine Abtriebswelle, die koaxial zu dem Hauptkolben in dem Gehäuse so angeordnet ist, dass sie in einer Axialrichtung festgelegt ist und sich um eine Achse frei drehen kann, und einen Konvertierungs- und Transmissionsmecha­ nismus aufweist, der eine Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des Hauptkolbens in eine Dreh- und Schwenkbewegung der Abtriebswelle umwandelt.

Bei dem Schwenkstellglied mit dem oben beschriebenen Aufbau wird beim An­ treiben des Hauptkolbens in einem Zustand der Vorwärtsbewegung des Neben­ kolbens der Hauptkolben in Kontakt mit dem Nebenkolben gebracht, um an der mittleren Position anzuhalten, so dass sich die Abtriebswelle ebenfalls in einer beschränkten Weise um einen entsprechenden Winkel dreht und verschwenkt. Wenn der Nebenkolben rückwärts bewegt wird, bewegt sich der Hauptkolben mit und erreicht ein festgelegtes Hubende, und die Abtriebswelle dreht und ver­ schwenkt sich entsprechend hierzu um einen festgelegten Winkelbereich.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Vorwärts- und Rück­ wärtsbewegung des Hauptkolbens in die Dreh- und Verschwenkbewegung der Abtriebswelle umzuwandeln, die koaxial zu dem Hauptkolben angeordnet ist, so dass es möglich ist, die Größe in einer Richtung senkrecht zu der Achse der Abtriebswelle im Vergleich zu dem herkömmlichen Stellglied mit Zahnstange und Ritzel klein zu gestalten.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Schwenkstellglied Einstellmittel zum Ändern der mittleren Halteposition des Hauptkolbens durch Anpassung des Hubes des Nebenkolbens auf. Die Ein­ stellmittel werden durch einen Bolzen gebildet, der einen äußeren Endabschnitt für den Einstellvorgang aufweist, welcher sich nach außen aus dem Gehäuse erstreckt, und einen inneren Endabschnitt, der in einen Innenabschnitt des Ne­ benkolbens so eingesetzt ist, dass er relativ zu diesem frei gleiten kann, und der einen Eingriffsabschnitt aufweist, welcher mit dem Nebenkolben an dem inneren Endabschnitt in Eingriff tritt.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der Konvertierungs- und Transmissionsmechanismus wenigstens ein erstes Konver­ tierungsmittel, das eine Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des Hauptkolbens in eine Dreh- und Schwenkbewegung des Hauptkolbens umwandelt, und zweite Konvertierungsmittel auf, die die Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des Hauptkolbens in die Dreh- und Schwenkbewegung der Abtriebswelle umwan­ deln.

Die ersten Konvertierungsmittel werden durch eine Spiralnut gebildet, die an einem äußeren Umfang des Hauptkolbens ausgebildet ist, und durch einen Stift, der so an dem Gehäuse angebracht ist, dass er in die Spiralnut eingesetzt ist. Die zweiten Konvertierungsmittel werden durch eine Spiralnut an einem äuße­ ren Umfang der Abtriebswelle und einen Stift gebildet, der an dem Hauptkolben angebracht ist, so dass er in die Spiralnut eingesetzt werden kann.

Die zweiten Konvertierungsmittel können auch durch eine Schraube mit einem Steigungswinkel von mehr als 45° an dem äußeren Umfang der Abtriebswelle und eine in dem Hauptkolben ausgebildete Mutter gebildet werden, die mit der Schraube in Eingriff steht. Dies ersetzt die Spiralnut und den Stift.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung näher beschrieben.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Schnitt durch eine erste Ausführungsform gemäß der vorlie­ genden Erfindung.

Fig. 2 ist ein Schnitt entlang einer Linie II-II in Fig. 1.

Fig. 3 ist ein Schnitt, der einen anderen Betriebszustand der ersten Aus­ führungsform darstellt.

Fig. 4 ist ein Schnitt, der einen mittleren Haltezustand der ersten Ausfüh­ rungsform darstellt.

Fig. 5 ist ein Schnitt durch eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 6 ist ein Schnitt entlang einer Linie VI-VI in Fig. 5.

Fig. 7 ist eine Vorderansicht einer herkömmlichen Ausführungsform.

Fig. 8 ist eine Draufsicht auf diese herkömmliche Ausführungsform.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Die Fig. 1 bis 4 zeigen eine erste Ausführungsform eines Schwenkstellgliedes gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Schwenkstellglied A weist ein Gehäuse 10 auf. Das Gehäuse 10 wird durch einen Grundkörperabschnitt 11 an einem mittleren Bereich, eine Kopfabdeckung 12, die an beiden Enden in Axialrichtung luftdicht abgedichtet angebracht ist, und eine Stangenabdeckung 13 gebildet. Eine erste Zylinderbohrung 14a ist in dem Grundkörperabschnitt 11 ausgebildet und weist einen kleinen Durchmesser und eine große axiale Länge auf. Eine zweite Zylinderbohrung 14b ist in der Kopfabdeckung 12 angeordnet und weist einen großen Durchmesser und eine kurze axiale Länge auf.

Ein Hauptkolben 15 ist in der ersten Zylinderbohrung 14a so aufgenommen, dass er in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung frei axial beweglich ist. Ein Nebenkolben 25 ist in der zweiten Zylinderbohrung 14b so aufgenommen, dass er in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung frei axial beweglich ist. Der Hauptkolben 15 ist so ausgebildet, dass die Druckaufnahmeflächen an beiden Endflächen gleich groß sind. Der Nebenkolben 25 weist einen Abschnitt 25a mit großem Durchmesser, der luftdicht in der zweiten Zylinderbohrung 14b gleitet, und einen hohlen Abschnitt 25b mit kleinem Durchmesser auf, der luftdicht in der ersten Zylinderbohrung 14a gleitet, und ist so aufgebaut, dass er eine mittlere Halteposition des Hauptkolbens 15 durch Inkontakttreten des Abschnittes 25b mit kleinem Durchmesser mit dem Hauptkolben 15 beschränkt. Die Druckaufnahmefläche des Abschnittes 25b mit kleinem Durchmesser in dem Nebenkolben 25 ist so vorgesehen, dass sie der Druckaufnahmefläche der beiden Endflächen des Hauptkolbens 15 entspricht. Die Druckaufnahmefläche des Abschnittes 25a mit großem Durchmesser ist größer ausgebildet. Dementsprechend weist der Nebenkolben 25 einen kleineren Hub auf als der Hauptkolben 15 und durch den Abschnitt 25a mit großem Durchmesser eine große Antriebskraft in einer Rich­ tung.

Eine erste Druckkammer 31a ist zwischen dem Hauptkolben 15 und der Stan­ genabdeckung 13 ausgebildet. Eine zweite Druckkammer 31b ist zwischen einer anderen Endfläche des Hauptkolbens 15 und dem Abschnitt 25b mit kleinem Durchmesser des Nebenkolbens 25 ausgebildet. Eine dritte Druckkammer 31c ist zwischen dem Abschnitt 25a mit großem Durchmesser des Nebenkolbens 25 und der Kopfabdeckung 12 ausgebildet. Außerdem sind die erste Druck­ kammer 31a und die dritte Druckkammer 31c mit nicht dargestellten Anschlüs­ sen verbunden, die in dem Gehäuse 10 vorgesehen sind. Die zweite Druck­ kammer 31b ist über einen Durchgang 29 mit einem Anschluss 28 verbunden der in einem später beschriebenen Einsteller 26 ausgebildet ist. Außerdem ist eine Lüftungskammer 32 an einer rückwärtigen Seite des Abschnittes 25a mit großem Durchmesser des Nebenkolbens 25 über eine nicht dargestellte Lüf­ tungsöffnung nach außen geöffnet.

Dementsprechend bewegt sich der Hauptkolben 15 innerhalb der ersten Zylin­ derbohrung 14a bei vollem Hub vorwärts und rückwärts, indem ein Druckfluid abwechselnd der ersten Druckkammer 31a und der zweiten Druckkammer 31b in einem Zustand zugeführt wird, in dem der Nebenkolben 25 wie in Fig. 1 ge­ zeigt zurückgezogen ist, indem die dritte Druckkammer 31c zu dem äußeren Abschnitt geöffnet ist. Wenn der Nebenkolben 25 in einem in Fig. 4 gezeigten Zustand in einer Vorwärtsbewegung ist, indem das Druckfluid der dritten Druck­ kammer 31c zugeführt wird, wird ein Hubende des Hauptkolbens 15 durch den Nebenkolben 25 beschränkt, so dass der Hub des Hauptkolbens 15 kurz wird. Wenn die dritte Druckkammer 31c aus einem Zustand freigegeben wird, in dem der Hauptkolben 15 in Kontakt mit dem Nebenkolben 25 steht, um in der Mitte anzuhalten, bewegt sich der Hauptkolben 15 zusammen mit dem Nebenkolben 25 weiter zu dem vollen Hubende.

Eine Abtriebswelle 16 ist koaxial zu dem Hauptkolben 15 in der Stangenabde­ ckung 13 in dem Gehäuse 10 angeordnet, wobei ein vorderer Endabschnitt nach außen aus der Stangenabdeckung 13 vorsteht und ein Basisendabschnitt in eine innere Öffnung des Hauptkolbens 15 gleitend eingesetzt ist, so dass sie in Axialrichtung festgelegt ist und sich frei um eine Achse drehen kann. Außer­ dem ist in dem Gehäuse 10, dem Hauptkolben 15 und der Abtriebswelle 16 ein Konvertierungs- und Transmissionsmechanismus zur Umwandlung einer Vor­ wärts- und Rückwärtsbewegung des Hauptkolbens 15 in eine Dreh- und Schwenkbewegung der Abtriebswelle und zur Übertragung auf die Abtriebswelle vorgesehen. Der Konvertierungs- und Transmissionsmechanismus weist erste Konvertierungsmittel 17, die die Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des Haupt­ kolbens 15 in die Dreh- und Schwenkbewegung des Hauptkolbens 15 umwan­ deln, und Verbindungsmittel 21 auf, die den Hauptkolben 15 in Rotationsrich­ tung mit der Abtriebswelle 16 in Eingriff bringt und diese so verbindet, dass sie relativ zueinander in Axialrichtung frei beweglich sind.

Die ersten Konvertierungsmittel 17 werden durch eine Mehrzahl von Spiralnuten 18 an einem äußeren Umfang des Hauptkolbens 15 und eine Mehrzahl von Stif­ ten 20 gebildet, die an einer Seitenfläche des Gehäuses 10 durch Bolzen 19 befestigt sind, wobei ihre vorderen Enden in einen inneren Abschnitt des Ge­ häuses 10 vorstehen und so eingesetzt sind, dass die vorderen Enden frei in der Spiralnut 18 beweglich sind. Außerdem ist der Aufbau derart, dass die Stifte 20 sich entsprechend der Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des Hauptkolbens 15 in der Spiralnut 18 bewegen, wodurch der Hauptkolben 15 um die Achse ro­ tiert. Es wird angestrebt, dass die Spiralnut 18 einen Steigungswinkel von mehr als 45° hat.

Die Verbindungsmittel 21 werden durch ein Langloch 22, das an der Seitenflä­ che der Abtriebswelle 16 in Axialrichtung ausgebildet ist, und einen Stift 23 ge­ bildet, der an dem Hauptkolben 15 befestigt und beweglich in das Langloch 22 eingesetzt ist. In diesem Fall ist das Langloch 22 so ausgebildet, dass es sich diametral durch die Abtriebswelle 16 erstreckt, während sich der Stift 23 durch das Langloch 22 erstreckt. Der Aufbau kann auch so gewählt sein, dass zwei nutenförmige Langlöcher individuell an beiden rechten und linken Seitenflächen der Abtriebswelle 16 ausgebildet und zwei Stifte individuell in die Langlöcher eingesetzt sind.

Um es zu ermöglichen, die mittlere Halteposition des Hauptkolbens 19 durch Anpassen des Hubes des Nebenkolbens 25 zu ändern, ist der Einsteller 26 an der Kopfabdeckung 12 vorgesehen. Der Einsteller 26 wird durch einen Bolzen gebildet, der einen von der Kopfabdeckung 12 nach außen vorstehenden äuße­ ren Endabschnitt 26a zur Durchführung einer Einstelloperation und einen inne­ ren Endabschnitt 26b aufweist, der in eine innere Öffnung des Abschnittes 25b mit kleinem Durchmesser des Nebenkolbens 25 so eingesetzt ist, dass er relativ zu diesem frei gleiten kann. Außerdem weist der Einsteller 26 einen Eingriffsab­ schnitt 26c auf, der an dem inneren Endabschnitt 26b mit dem Nebenkolben 25 in Eingriff tritt. Ein Gewindeabschnitt ist an dem äußeren Endabschnitt 26a aus­ gebildet, mit dem eine Verriegelungsmutter 27 zur Befestigung in Gewindeein­ griff steht. Der Aufbau ist so gewählt, dass eine Position des Bolzens 26, d. h. eine Position des Eingriffsabschnittes 26c, durch Lösen der Verriegelungsmutter 27 eingestellt werden kann, wodurch der Hub des Nebenkolbens 25 geändert wird. Außerdem liegt eine Endfläche des inneren Endabschnittes 26b des Einstellers 26 in der zweiten Druckkammer 31b.

Das Bezugszeichen 33 in Fig. 1 bezeichnet ein Kugellager, das die Abtriebswel­ le 16 trägt. Das Bezugszeichen 34 bezeichnet einen Dämpfer.

Nachfolgend wird eine Beschreibung der Betriebsweise des Schwenkstellglie­ des gegeben.

Fig. 1 zeigt einen Zustand, in dem sowohl der Hauptkolben 15 als auch der Ne­ benkolben 25 an einem rückwärtigen Ende sind.

In diesem Zustand wird bei der Zufuhr von Druckluft zu der zweiten Druckkam­ mer 31b von einem Durchgang 29 in dem Einsteller 26 und Abführen der Luft in der ersten Druckkammer 31a nach außen der Hauptkolben 15 vorwärts zu ei­ ner Position an einem vorderen Ende bewegt (in Fig. 3 ist der volle Hub ge­ zeigt), wobei er sich auf Grund des Zusammenwirkens der Spiralnut 18 und des Stiftes 20 um seine Achse dreht. Die Rotation des Hauptkolbens 15 wird über den Stift 23 auf die Abtriebswelle 16 übertragen, so dass sich die Abtriebswelle 16 an der Position um einen festgelegten Winkel um ihre Achse dreht.

Wenn die Druckluft in dem in Fig. 3 gezeigten Zustand der ersten Druckkammer 31a zugeführt und die Luft in der zweiten Druckkammer 31b nach außen abge­ führt wird, bewegt sich der Hauptkolben 15 rückwärts, in der Zeichnung nach links, wobei er sich in entgegengesetzter Richtung dreht. Dadurch dreht sich auch die Abtriebswelle 16 entgegengesetzt zu der oben beschriebenen Rich­ tung.

Wird in dem Zustand in Fig. 1 die Druckluft der dritten Druckkammer 31c und der ersten Druckkammer 31a zugeführt, bewegen sich der Nebenkolben 25 und der Hauptkolben 15 gemeinsam vorwärts, in der Zeichnung nach rechts, da die Druckaufnahmefläche des Abschnittes 25a mit großem Durchmesser des Ne­ benkolbens 25 größer ist als die Druckaufnahmefläche des Hauptkolbens 15. Dadurch stoppt der Nebenkolben 25 an einer Position, an der er mit dem Ein­ griffsabschnitt 26c des Einstellers 26 in Eingriff tritt, wie es in Fig. 4 gezeigt ist. Hierbei hält die Abtriebswelle 16 ebenfalls an einer mittleren Drehposition an.

Wenn in diesem Zustand die Druckluft in der ersten Druckkammer 31a zu der gleichen Zeit abgeführt wird, in der die Druckluft der zweiten Druckkammer 31b zugeführt wird, bewegt sich der Hauptkolben 15 zu dem vorderen Ende und die Abtriebswelle 16 dreht sich entsprechend seiner Bewegung weiter.

Wenn die Druckluft in der zweiten Druckkammer 31b abgeführt und die Druckluft in der ersten Druckkammer 31a in einem Zustand zugeführt wird, in dem sich der Hauptkolben 15 in der oben beschriebenen Weise zu dem vorderen Ende an dem rechten Ende bewegt, bewegt sich der Hauptkolben 15 rückwärts zu der Position, in der er in Kontakt mit dem Nebenkolben 25 gebracht wird und hält zeitweise an dieser Position an. Wenn die Druckluft in der dritten Druckkammer 31c anschließend zu dem äußeren Abschnitt abgeführt wird, werden der Haupt­ kolben 15 und der Nebenkolben 25 aufgrund der Betätigungskraft der der ersten Druckkammer 31a zugeführten Druckluft gemeinsam zu der in Fig. 1 gezeigten Position an dem hinteren Ende zurückgeführt, so dass sich die Abtriebswelle 16 entsprechend der Bewegung des Hauptkolbens 15 um einen festgelegten Win­ kel dreht.

Wie oben erwähnt wurde, kann die Abtriebswelle 16 an der mittleren Halteposi­ tion angehalten werden. Die mittlere Halteposition kann durch Rückwärtsbewe­ gung des Einstellers 26 relativ zu der Kopfabdeckung 12 eingestellt werden, um die Halteposition des Nebenkolbens 25 einzustellen. Bei dem Schwenkstellglied A mit dem oben beschriebenen Aufbau ist es möglich, das Stellglied im Ver­ gleich mit dem Aufbau, bei dem die Abtriebswelle senkrecht zu der Achse der Zahnstange vorgesehen ist, schmal und kompakt auszugestalten, weil die Ab­ triebswelle 16 koaxial zu dem Hauptkolben 15 angeordnet ist.

Da kein Getriebemechanismus, beispielsweise Zahnstange und Ritzel oder der­ gleichen, eingesetzt wird, ist es möglich, den Aufbau einfach und kostengünstig zu realisieren.

Die Fig. 5 und 6 zeigen eine zweite Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung. Ein Schwenkstellglied B gemäß der zweiten Ausführungsform unter­ scheidet sich von der ersten Ausführungsform in folgendem Punkt. Bei der ers­ ten Ausführungsform ist der Aufbau derart gewählt, dass die Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des Hauptkolbens 15 über die ersten Konvertierungsmittel 15 zeitweise in die Rotations- und Schwenkbewegung des Hauptkolbens 15 umgewandelt wird. Die Rotations- und Schwenkbewegung wird durch die Ver­ bindungsmittel 21 auf die Abtriebswelle 16 übertragen. Bei der zweiten Ausfüh­ rungsform ist der Aufbau im Gegensatz dazu so gewählt, dass ein Rotationsver­ hinderungsmechanismus 40 zwischen einem Hauptkolben 15A und dem Ge­ häuse 10 vorgesehen ist, so dass der Hauptkolben 15A lediglich eine lineare Vorwärts- und Rückwärtsbewegung durchführt und die lineare Bewegung des Hauptkolbens 15A durch einen zweiten Konvertierungsmechanismus 41 in eine Dreh- und Schwenkbewegung einer Abtriebswelle 16A umgewandelt wird.

Der Rotationsverhinderungsmechanismus 40 wird durch eine Vielzahl von Nu­ ten 43, die an einer äußeren Seitenfläche des Hauptkolbens 15A in Axialrich­ tung ausgebildet sind, und eine Vielzahl von Stiften 44 gebildet, die an dem Ge­ häuse 10 angebracht und in die jeweiligen Nuten 43 so eingesetzt sind, dass sich ihre vorderen Enden frei bewegen. Dadurch wird durch einen Eingriff zwi­ schen den Nuten 43 und den Stiften 44 eine Drehung des Hauptkolbens 15A verhindert.

Die zweiten Konvertierungsmittel 41 werden durch eine Vielzahl von Spiralnuten 45, die an einer äußeren Umfangsfläche der Abtriebswelle 16A ausgebildet sind, und eine Vielzahl von Stiften 46 gebildet, die an dem Hauptkolben 15A befestigt und in die jeweiligen Spiralnuten 45 eingesetzt sind. Die Vorwärts- und Rück­ wärtsbewegung des Hauptkolbens 15A wird durch die Stifte 46 und die Spiralnu­ ten 45 in die Drehbewegung der Abtriebswelle 16A umgewandelt, so dass sich die Abtriebswelle 16A um ihre Achse verschwenkt und dreht.

Da der übrige Aufbau und die Betriebsweise der zweiten Ausführungsform im Wesentlichen die gleichen sind wie bei der ersten Ausführungsform, werden für vergleichbare Hauptelemente gleiche Bezugszeichen verwendet und auf ihre erneute Beschreibung verzichtet.

Obwohl dies hier nicht dargestellt ist, ist es möglich, gleichzeitig sowohl die ers­ ten Konvertierungsmittel gemäß der ersten Ausführungsform als auch die zwei­ ten Konvertierungsmittel 41 der zweiten Ausführungsform vorzusehen, wenn die Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des Hauptkolbens in die Rotations- und Schwenkbewegung der Abtriebswelle umgewandelt werden soll. Der Aufbau kann so gewählt werden, dass eine Mehrzahl von Spiralnuten 18 an der äuße­ ren Umfangsfläche des Hauptkolbens ausgebildet wird, und dass eine Mehrzahl von Stiften 20, die in die jeweiligen Spiralnuten 18 eingesetzt sind, in dem Ge­ häuse vorgesehen ist, wie dies bei den ersten Konvertierungsmitteln 17 der ers­ ten Ausführungsform vorgesehen ist, und dass eine Vielzahl von Spiralnuten 45 an der äußeren Umfangsfläche der Abtriebswelle ausgebildet und eine Vielzahl von Stiften 46, die in die jeweiligen Spiralnuten 45 eingesetzt ist, an dem Haupt­ kolben vorgesehen ist, wie bei den zweiten Konvertierungsmitteln 41 der zwei­ ten Ausführungsform. Indem die Richtung der Spiralnuten 18 und 45 in den ers­ ten Konvertierungsmitteln 17 und den zweiten Konvertierungsmitteln 41 gegen­ läufig zueinander gewählt wird, ist es möglich, den Winkelbereich der Drehung und Verschwenkung der Abtriebswelle um den gleichen Hub des Hauptkolbens zu vergrößern, wie bei der ersten und zweiten Ausführungsform.

Bei beiden oben beschriebenen Ausführungsformen werden Spiralnuten und Stifte als Konvertierungsmittel zum Umwandeln der Linearbewegung in die Dreh- und Schwenkbewegung verwendet. Es ist jedoch auch möglich, statt des­ sen eine Schraube mit einem Steigungswinkel von mehr als 45° und eine mit der Schraube in Gewindeeingriff stehende Mutter vorzusehen. Bei einer bevor­ zugten Ausführungsform können die zweiten Konvertierungsmittel 41 beispiels­ weise durch eine an einem Außenumfang der Abtriebswelle ausgebildete Schraube und eine in einem inneren Loch des Hauptkolbens ausgebildete Mut­ ter, die mit der Schraube in Eingriff steht, gebildet werden. Es versteht sich, dass die Schraube in diesem Fall eine Kugelspindel sein kann.

Bei allen Ausführungsformen wird der Führungsmechanismus zur Linearbewe­ gung des Hauptkolbens relativ zu dem Gehäuse oder der Abtriebswelle durch das Langloch 22 in der Abtriebswelle 16 und den an dem Hauptkolben 15 bei der ersten Ausführungsform vorgesehenen Stift bzw. durch die an dem Haupt­ kolben 15A ausgebildete Nut 43 und den an dem Gehäuse 10 vorgesehenen Stift 44 bei der zweiten Ausführungsform gebildet. Statt dessen kann jedoch auch eine Keilwelle eingesetzt werden.

Claims (13)

1. Schwenkstellglied mit drei Haltepositionen mit:
einem Hauptkolben (15), der in einem Gehäuse (10) so angeordnet ist, dass er unter der Wirkung von Fluiddruck frei vorwärts und rückwärts beweglich ist,
einer Abtriebswelle (16), die koaxial mit dem Hauptkolben (15) so angeordnet ist, dass sie in einer Axialrichtung festgelegt ist und sich frei um eine Achse dre­ hen kann,
einem Konvertierungs- und Transmissionsmechanismus (21), der eine Vor­ wärts- und Rückwärtsbewegung des Hauptkolbens (15) in eine Dreh- und Schwenkbewegung der Abtriebswelle (16) umwandelt und auf die Abtriebswelle (16) überträgt, und
einem Nebenkolben (25) zur Beschränkung einer mittleren Halteposition des Hauptkolbens (15), wobei der Nebenkolben (25) einen Hub hat, der kleiner ist als der des Hauptkolbens (15), und eine Fluiddruckbetätigungskraft, die größer ist als die des Hauptkolbens (15), und wobei der Nebenkolben (25) in dem Ge­ häuse (10) so angeordnet ist, dass er unter der Wirkung des Fluiddruckes frei in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung beweglich ist und in Kontakt mit dem Haupt­ kolben (15) gebracht werden kann.

2. Schwenkstellglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwenkstellglied einen Einsteller (26) zur Änderung der mittleren Halteposition des Hauptkolbens (15) durch Einstellen des Hubes des Nebenkolbens (25) auf­ weist, und dass der Einsteller (26) durch einen Bolzen gebildet wird, dessen äu­ ßerer Endabschnitt (26a) zur Durchführung eines Einstellvorgangs nach außen aus dem Gehäuse (10) vorsteht, und dessen innerer Endabschnitt (26b) in einen inneren Bereich des Nebenkolbens (25) so eingesetzt ist, dass er relativ zu die­ sem frei gleiten kann, und einen Eingriffsabschnitt (26c) aufweist, der mit dem Nebenkolben (25) in dem inneren Endabschnitt in Eingriff tritt.

3. Schwenkstellglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Konvertierungs- und Transmissionsmechanismus erste Konvertierungsmittel (17), die eine Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des Hauptkolbens (15) in eine Dreh- und Schwenkbewegung des Hauptkolbens (15) umwandeln, und/oder zweite Konvertierungsmittel (41) aufweist, um die Vorwärts- und Rückwärtsbe­ wegung des Hauptkolbens (15) in die Dreh- und Schwenkbewegung der Ab­ triebswelle (16) umzuwandeln.

4. Schwenkstellglied nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Konvertierungsmittel (17) durch eine Spiralnut (18) an einem äußeren Umfang des Hauptkolbens (15) und einen Stift (20) gebildet werden, der in das Gehäuse (10) so eingesetzt ist, dass er in die Spiralnut (18) eingreift.

5. Schwenkstellglied nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Konvertierungsmittel (41) durch eine Spiralnut (45) an einem äußeren Umfang der Abtriebswelle (16) und einen Stift (46) gebildet werden, der an dem Hauptkolben (15) so angebracht ist, dass er in die Spiralnut (45) eingreift.

6. Schwenkstellglied nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Konvertierungsmittel (41) durch eine Schraube mit einem Steigungs­ winkel von mehr als 45°, die an dem äußeren Umfang der Abtriebswelle (16) ausgebildet ist, und eine in dem Hauptkolben (15) ausgebildete Mutter, die mit der Schraube in Eingriff steht, gebildet werden.

7. Schwenkstellglied mit drei Haltepositionen mit:
einer ersten Zylinderbohrung (14a), die in einem Gehäuse (10) vorgesehen ist und einen kleinen Durchmesser und eine große axiale Länge aufweist,
einer zweiten Zylinderbohrung (14b) mit großem Durchmesser und einer kurzen axialen Länge,
einem Hauptkolben (15), der in der ersten Zylinderbohrung (14a) so angeordnet ist, dass er sich in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung frei axial bewegen kann,
einem Nebenkolben (25) mit einem Abschnitt (25a) mit großem Durchmesser, der luftdicht in der zweiten Zylinderbohrung (14b) gleitet, und einem Abschnitt (25b) mit kleinem Durchmesser, der luftdicht in der ersten Zylinderbohrung (14a) gleitet, wobei der Nebenkolben (25) eine mittlere Halteposition der Hauptkol­ bens (15) beschränkt, indem der Abschnitt (25b) mit kleinem Durchmessser in Kontakt mit dem Hauptkolben (15) gebracht wird,
einer ersten Druckkammer (31a), die auf der Seite einer ersten Endfläche des Hauptkolbens (15) ausgebildet ist,
einer zweiten Druckkammer (31b), die zwischen einer anderen Endfläche des Hauptkolbens (15) und dem Abschnitt (25b) mit kleinem Durchmesser des Ne­ benkolbens (25) ausgebildet ist,
einer dritten Druckkammer (31c), die auf einer Seite des Abschnittes (25a) mit großem Durchmesser des Nebenkolbens (25) ausgebildet ist,
einer Abtriebswelle (16), die koaxial zu dem Hauptkolben (15) in dem Gehäuse (10) so angeordnet ist, dass sie in Axialrichtung festgelegt ist und sich frei um eine Achse drehen kann, und
einem Konvertierungs- und Transmissionsmechanismus (21), der eine Vor­ wärts- und Rückwärtsbewegung des Hauptkolbens (15) in eine Dreh- und Schwenkbewegung der Abtriebswelle umwandelt und auf die Abtriebswelle (16) überträgt.

8. Schwenkstellglied nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwenkstellglied einen Einsteller (26) zum Ändern der mittleren Halteposition des Hauptkolbens (15) aufweist, indem der Hub des Nebenkolbens (25) einge­ stellt wird, und dass der Einsteller (26) durch einen Bolzen gebildet wird, der einen äußeren Endabschnitt (26a), der zur Durchführung einer Einstelloperation nach außen aus dem Gehäuse (10) vorsteht, und einen inneren Endabschnitt (26b) aufweist, der in einen inneren Abschnitt des Nebenkolbens (25) so einge­ setzt ist, dass er relativ zu diesem frei gleiten kann, und einen Eingriffsabschnitt (26c) aufweist, der in dem inneren Endabschnitt mit dem Nebenkolben (25) in Eingriff tritt.

9. Schwenkstellglied nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsteller (26) einen Anschluss (28) an seinem äußeren Endabschnitt (26a) aufweist und so angeordnet ist, dass sein innerer Endabschnitt (26b) in die zweite Druckkammer (31b) weist, und dass ein Verbindungsdurchgang (29), der den Anschluss (28) mit der zweiten Druckkammer (31b) verbindet, in dem Einsteller (26) vorgesehen ist.

10. Schwenkstellglied nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Konvertierungs- und Transmissionsmechanismus (21) erste Konvertierungsmit­ tel (17), die eine Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des Hauptkolbens (15) in eine Dreh- und Schwenkbewegung des Hauptkolbens (15) umwandeln, und zweite Konvertierungsmittel (41) aufweist, die die Vorwärts- und Rückwärtsbe­ wegung des Hauptkolbens (15) in die Dreh- und Schwenkbewegung der Ab­ triebswelle (16) umwandeln.

11. Schwenkstellglied nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Konvertierungsmittel (17) durch eine Spiralnut (18) an dem äußeren Umfang des Hauptkolbens (15) und einen Stift (20) gebildet werden, der in das Gehäuse (10) so eingesetzt ist, dass er in die Spiralnut (18) eingreift.

12. Schwenkstellglied nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Konvertierungsmittel (41) durch eine Spiralnut (45) an einem äuße­ ren Umfang der Abtriebswelle (16) und einen Stift (46) gebildet werden, der an dem Hauptkolben (15) so befestigt ist, dass er in die Spiralnut (45) eingreift.

13. Schwenkstellglied nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Konvertierungsmittel (41) durch eine Schraube mit einem Stei­ gungswinkel von mehr als 45° gebildet werden, die an dem äußeren Umfang der Abtriebswelle (16) ausgebildet ist, und durch eine Mutter, die in dem Hauptkol­ ben (15) ausgebildet ist und mit der Schraube in Eingriff steht.