DE1576142B2 - Hydraulisch oder pneumatisch betaetigter drehantrieb - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen hydraulisch oder pneumatisch betätigten Drehantrieb mit einem Zylinder, einem Abtriebszapfen und einem druckmittelbetätigbaren, im Zylinder axial verschieblichen Kolben, welcher mit zwei Gewinden mit entgegengesetztem Windungssinn versehen ist, wobei das eine Gewinde mit einem Innengewinde im Zylinder und das zweite Gewinde mit einem Gewinde auf dem Abtriebszapfen zusammenwirkt.

Drehantriebe mit bestimmten begrenzten Winkelbewegungen finden dort Anwendung, wo Schwenk- und Schaltbewegungen durchzuführen sind und wo aus Gründen der Genauigkeit diese Bewegung nicht von einer Vorrichtung, die kontinuierlich zu rotieren imstande ist, abgeleitet werden soll.

Es ist bekannt und technisch zweckmäßig, begrenzte Winkel-Drehbewegungen drehmomentübertragender Wellen dadurch zu erzeugen, daß die Längsbewegungen von hydraulisch oder pneumatisch beaufschlagten Kolben die Ausgangsbewegung dazu darstellt. Es sind viele Möglichkeiten bekannt. Eine Möglichkeit besteht in der Übertragung der Kolbenbewegung über eine Pleuelstange auf eine Kurbel, die auf der zu betätigenden Welle sitzt, eine andere Möglichkeit besteht durch eine verzahnte Kolbenstange, die auf ein auf der Welle sitzendes Zahnrad einwirkt. Es besteht hierdurch die Möglichkeit, die Vorteile der hydraulischen oder pneumatischen Steuerung für die Erzeugung von Winkelbewegungen auszunutzen. Es ist auch ein Drehantrieb bekannt, bei dem ein drehfest angeordneter Kolben über seine Kolbenstange und ein steilgängiges Gewinde auf einen Abtriebszapfen wirkt. Doch läßt sich mit dieser Ausführung nur ein geringer Drehwinkel für eine vorgesehene Kolbenverschiebung erreichen. Bei diesen Antrieben führt die sich um ihre Längsachse drehende Abtriebswelle zwangläufig abwechselnd einmal links und einmal rechts Bewegungen in bestimmten Winkelgrößen aus. Bei diesen bekannten Vorrichtungen wirkt es sich jedoch nachteilig aus, daß sie entweder im Verhältnis zu ihrer nutzbaren Kraft außerordentlich viel Raum beanspruchen oder daß die Drehwinkel auf ein zu geringes Maß begrenzt sind. Diese Nachteile stellen in vielen Fällen den praktischen Einsatz dieser bekannten Drehantriebe in Frage.

Bekannt ist auch ein Drehantrieb, bei dem eine größere Drehbewegung bei gleichlangem Kolbenhub und gleicher Steigung des Gewindes des Kolbens und des Abtriebszapfens möglich ist. Dieser Drehantrieb besteht aus einem mit Innengewinde versehenen axial geführten Hohlkolben, der einen mit Außengewinde versehenen Abtriebszapfen in eine Teilumdrehung versetzt, wobei der Hohlkolben außen mit einem entgegengesetzt zu dem Innengewinde verlaufenden Gewinde versehen ist, das in ein entsprechendes Gewinde des Zylinders eingreift. Dieser Drehantrieb weist eine erhebliche Baulänge auf. Einmal wird ein großes Stück Baulänge für die einwandfreie Führung des Kolbens benötigt, andererseits wird viel Baulänge für die exakte Lagerung des Abtriebszapfens benötigt. Ungleiche Gewindelängen zwischen dem Zylinder und dem Kolben einerseits sowie dem Kolben und dem Abtriebszapfen andererseits bewirken, daß für eine lastlose Drehung des Abtriebszapfens je nach der Drehrichtung unterschiedliche hydraulische Kräfte notwendig sind.

Bekanntgeworden ist auch ein Drehantrieb, welcher im wesentlichen aus zwei Hohlzylindern besteht, die radial ineinander gelagert sind und die in ihrem Inneren eine Stange aufnehmen, deren beide Enden als Kolben ausgebildet sind und welche in mittleren Bereichen zwei Gewinde aufweisen, welche sich in Gegengewinden der beiden Hohlzylinder bewegen. Ein derartiger Drehantrieb weist immer noch eine recht lange Baulänge auf und vermag im Verhältnis zu seinen äußeren Dimensionen noch nicht optimale Drehkräfte zu erzeugen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drehantrieb von kurzer Baulänge zu schaffen, bei dem für eine Drehung des Abtriebszapfens in beiden Drehrichtungen gleiche hydraulische Kräfte notwendig sind.

Die Erfindung besteht in der Anordnung der beiden Gewinde auf zwei an den beiden Stirnwänden des Kolbens vorgesehenen Zapfen.

Es ist ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß der Drehantrieb durch die Anordnung der beiden Gewinde auf den beiden Zapfen zu beiden Seiten des Kolbens symmetrisch aufgebaut ist. Durch den symmetrischen Aufbau des Kolbens mit den beiden Gewinde tragenden Zapfen wird eine gute Führung des Kolbens und damit eine kurze gedrungene Ausführung des ganzen Drehantriebes erreicht. Hierdurch sind trotz des kurzen gedrungenen Aufbaues keine Gefahren einer Verkantung des Kolbens in dem Zylinder vorhanden. Dieser symmetrische Aufbau ist aber auch der Grund für gleich lange Wege des Hydrauliköles durch gleiche Gewindelängen, so daß unabhängig von der Richtung der Kolbenbewegung sich dem Hydrauliköl in dem Drehantrieb gleiche Widerstände entgegenstellen.

Baulich ist es zweckmäßig, wenn der Abtriebszapfen mittels eines am Zapfen vorgesehenen Flansches zwischen dem Zylinderdeckel und einem auf diesem Deckel befestigten Ring unverschiebbar, aber verdrehbar gelagert ist.

Das Wesen der vorliegenden Erfindung ist an einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch den Drehantrieb der Erfindung,

F i g. 2 einen Halbschnitt längs der Schnittlinie A-B.

Der kreisrunde Kolben 1 bewegt sich unter dem Druck des Druckmediums in dem Zylinder 2 je nach Beaufschlagung der einen oder anderen Kolbenseite nach links oder nach rechts. Der Kolben 1 tragt auf beiden Stirnseiten einen Zapfen 3 wie eine Kolbenstange. Die Zapfen 3 tragen auf ihren beiden Enden ein relativ steiles Gewinde 4 und 5. Diese beiden Gewinde weisen einen gegenläufigen Windungssinn auf, es handelt sich also um ein Links- und um ein Rechtsgewinde. Diese beiden Gewinde laufen ihrerseits in einem Muttergewinde. Das Gewinde 4 auf der rechten Seite läuft in dem Muttergewinde 6 des Zylinderdeckels 9, das Gewinde 5 auf der linken Seite läuft in einem Muttergewinde 7, welches in einer Ausnehmung des Abtriebszapfens 8 angeordnet ist. Der Abtriebszapfen 8 ist im vorderen Zylinderdeckel 10 drehbar gelagert, durch eine Buchse 11 geführt, durch eine Dichtung 13 im Zylinder 2 abgedichtet und durch einen Ring 12 axial unverschiebbar gegenüber dem Zylinder 2 festgehalten. Dieser Ring 12 läßt aber eine Drehung gegenüber dem Zylinder 2 zu.

Die Zylinderdeckel 9, 10 weisen Dichtungen 14 auf, mit denen sie gegenüber dem Zylinder 2 dichten.
Der Drehantrieb funktioniert folgendermaßen:
Wirkt ein Druckmedium 16 beispielsweise auf die rechte Seite des Kolbens 1 ein, so wird der Kolben 1 nach links in dem Zylinder 2 verschoben, gegen den er mit Dichtungen 15 abgedichtet ist. Bei dieser Axialverschiebung kommt gleichzeitig eine Drehung des Kolbens 1 zustande, weil das Gewinde 4 auf dem Zapfen 3 in dem Muttergewinde 6 des Zylinders 2 geführt ist. Diese Drehbewegung des Kolbens 1 wird auf den Abtriebszapfen 8 übertragen, und zwar über das Gewinde 5 auf dem Zapfen 3, welches in dem Muttergewinde 7 der Ausnehmung in dem Abtriebszapfen 8 geführt ist. Weil dieses Gewinde 5 eine entgegengesetzte gleich große Steigung wie das Gewinde 4 aufweist, dreht sich der Drehzapfen 8 um den doppelten Drehwinkel, um den sich der Kolben 1 dreht. Auf diese Weise wird eine Axialbewegung des Kolbens 1 in eine Drehbewegung des Abtriebszapfens 8 umgewandelt. Bei dieser Bewegung wird das Drucköl aus dem nicht mit Druck beaufschlagten Raum links des Kolbens 1 drucklos herausgelassen. Das durch das Gewinde 5, 7 in dem Raum links von dem Zapfen 3 eingedrungene Öl wird unter dem Druck des Kolbens wieder durch das Gewinde 5, 7 in den Raum links vom Kolben 1 gedrückt und fließt dann drucklos in den Ablauf ab. Gleichzeitig strömt Drucköl aus dem Raum rechts des Kolbens 1 durch das Gewinde 4, 6 in den Raum rechts des Zapfens 3 und füllt diesen Raum aus. Hierdurch ist erreicht, daß bei jeder Bewegung des Kolbens 1 die beiden Gewinde zu beiden Seiten des Kolbens 1 gut geschmiert sind.

Ganz ähnlich sind die Vorgänge, wenn der nach links verschobene Kolben von der linken Seite her mit Druck beaufschlagt wird und sich nach rechts verschiebt. Auch hier treten wieder zwei sich summierende Kreisbewegungen infolge der verschiedenen Gangarten der beiden Gewinde 5 und 4 auf.. Der Abtriebszapfen 8 dreht sich nun in entgegengesetzter ίο Richtung.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Hydraulisch oder pneumatisch betätigter Drehantrieb mit einem Zylinder, einem Abtriebszapfen und einem druckmittelbetätigbaren, im Zylinder axial verschieblichen Kolben, welcher mit zwei Gewinden mit entgegengesetztem Windungssinn versehen ist, wobei das eine Gewinde mit einem Innengewinde im Zylinder und das zweite Gewinde mit einem Gewinde auf dem Abtriebszapfen zusammenwirkt, gekennzeichnet durch die Anordnung der beiden Gewinde (4, 5) auf zwei an den beiden Stirn-

wänden des Kolbens (1) vorgesehenen Zapfen (3).

2. Hydraulisch oder pneumatisch betätigter Drehantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtriebszapfen (8) mittels eines am Zapfen vorgesehenen Flansches zwisehen dem Zylinderdeckel (10) und einem auf diesem Deckel befestigten Ring (12) unverschiebbar, aber verdrehbar gelagert ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen