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Schwenkwinkelbegrenzung für Drehkolbenzylinder mit Endlagendämpfung.
f Die Erfindung betrifft eine Schwenkwinkelbegrenzung für Drehkolbenzylinder mit
Endlagendämpfung. Drehkolbenzylinder bzw: Schwenktriebe! die, s ch innerhalb ihrer
maximalen Schwenkbereiche durch äußerlich angeordnete, feststehende Anschläge oder
durch elektrische Endbegrenzungsschalter auf einen gewünschten Schwenkwinkel einfahren
lassen, sind bekannt.
Weiterhin bekannt sind Drehkolbenzylinder
mit Endlagendämpfung im Bereich ihrer maximalen Schwenkwinkel, d* h. bevor der Schwenktrieb
in beiden Schwenkrichtungen auf inneren-Anschlag kommt (Endlage), wird die Geschwindigkeit
durch eine Dämpfungseinrichtung bis zum Stillstand abgebremst.
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Der Nachteil dieser bekannten Dämpfungsanordnung besteht darin, daß
zwar innerhalb des maximalen Schwenkbereiches durch die vorgenannten festen, mechanischen
oder..elektrisch.en Begrenzungselemente jeder gewünschte Schwenkwinket erzielbar
ist, in den gewählten Zwischenstellungen aber der Dämpfungseffekt nicht wirksam
wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es, diese--NachteLle zu vermeiden und eine
Vorrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, innerhalb_des maximalen Schwenkwinkels
jeden gewünschten Schwenkbereich zu wählen und in diesem Bereich nach beiden-Richtungen
den Anlauf zu verzögern und die Endlagen zu dämpfen. Zwr.Lösung dieser Aufgabe geht
die Erfindung aus von einer Schwenkwinkelbegranzung für Drehkolbenzylinder mit Endlagendämpfung,
wobei in Längsrichtung der Drehkolbenwelle, koaxial zueinander angeordnete Nockenbüchsen
vorgesehen
sind, die zur Regulierung der Druckmittelzufuhr zum Zylinderraum des Drehkolbens,
einen Feinsteuer-.kalben eines Dämpfungsventils steuern, welches im Zylinderdeckel
angebracht ist.
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Durch die Erfindung wird@erreicht' daß jeder beliebige Schwenkwinkel
innerhalb des maximalen Schwenkbereiches schnell und genau eingestellt werden kann.
Es ist nicht mehr nötig am Drehkolbenzylinder außen angebrachte Anschläge zu versetzen'
um den Schwenkwinkel zu ändern. Durch Verdrehen der koaxial zueinander stehenden-Nockenbüchsen,
ist nun der gewünschte Schwenkwinkel bestimmt. Unabhängig von der Schwenkwi-nkelstellung
bleibt auch die Dämpfung des Drehkolbens wirksam, sowohl in der Anfangsstelltng
als auch. in der Endstellung des eingestellten Winkelbereiches. Diese Dämpfung in
jeder beliebigen Winkelstellung des Drehkolbens wird erreicht durch die Regulierung
der Druckmittelzufuhr in dem Zylinderraum des Drehkolbens. In der Anfangsstellung
strömt das Betriebsmedium durch ein Kugelventil des Feinsteuerkolbens in den Zylinderraum.
Die
| diG |
| Ein- und Auslaßkanäle dieses Ventils sind so klein, daß
dwr |
| eühvyt@l @Ssz@@9 uearney, |
| z u |
| Bim Zylinderraum nur langsam ansteigt und den Dreh- |
kolben eine langsame Drehbewegung erteilt. Gleichkeitig mit
dieser
Drehbewegung gibt die Nockenbüchse den Feinsteuerkalben frei, der durch eine Feder
angehoben über einen Kegelsitz dem Druckmedium den Einlaßlänal zum Zylinderraum
öffnet.
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Nach der Schwenkbewegung in der eingestellten Endstellung angelangt'
verschiebt eine zweite Nockenbüchse den,-Feinsteuerkolben eines Auslaßventils. Beim
Schließen dieses Kolbens wird die Austrittsöffnung für das Druckmedium durch einen
Kegelsitz des Feinsteuer kolbens auf einem Zuleitungskanal immer mehr verringert
und bewirkt so die Dämpfung in der Endlage.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sind die mit einer Skala
versehenen Stellringe. Die Nockenbüchsen sind über Sperrstifte mittels der Stellringe
gegeneinander verstellbar. Die Einstellung des gewünschten Schwenkwinkels -des Drehkolbens
erfolgt sehr genau mittels dieser Stellringe.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist eilt Fensteuerkolben_der
die Druckmittelzufuhr zum Zylinderraum über ein Dämpfungsventil regelt. Dieser Feinsteuerkalben
ist in.vertikaler und horizontaler Richtung mit
Bohrungen versehen,
die von einem Kugelventil verschlossen, sind. Im Betriebszustand,, wenn-sich der
Drehkolben in der Anfangsstellung befindet, öffnet dieses Kugelventil und läßt eine
geringe menge des Druckmediums zur langsamen Drehung des Kolbens einströmen. Durch
die Stärke der Vontilbohrungen und der Druckfeder, die die Ventilkugel auf ihren
Ventilsitz preßt, kann die ßröße der Dämpfung des Drehkolbans auf der Ruhelage in
die Arbeitsbewegung eingestellt werden.
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Weiterhin ist der Feinateuerkolben mit einem, kegelförmigen Ventilsitz
versehen. Diese kegelförmige Andrehüng des Kolbens bewirkt die zusätzliche Dämpfung
im Anlauf und die Dämpfung des Drehkolbens bei Erreichen seiner eingestellten Endlage.
Je näher sich der Drehkolben -dem eingestellten Schwenkwinkel nähert, desto tiefer
drückt die: Nockenbüchse den Feinsteuerkolben mit seinem kegelförmigen Ventilsitz
auf einen: Ringkanal bzw. Zuleitungskanal, der die Verbindung zwischen Druckmedium
und Zylinderraum darstellt und sperrt dadurch langsam. stetig die Aualaßöffnung
ab.
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Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung stellt die
Anordnung der Steuerelemente.in Achsrichtung der Drehkolbenwelle dar: Durch diese
Anordnung der Nockenbüchsen
lassen sich diese Trimmer nach Lösen
von nur zwei Muttern auf einem Gewindebolzen, der mit der Drehkalbenachse mitläuft,
leicht auswechseln. Diese leichte Zugänglichkeit der Steuerelemente bringt einen
weiteren Vorteil der Erfindung mit sich.
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Je nach Arbeitsmaschine für die-der Schwenktrieb bestimmt ist, können
Nockenbüchsen eingesetzt werden, bei denen die Nockenscheiben die verschiedenen
für die Arbeitsmaschine günstigen Formen aufweisen. So können Nockenscheibeneingesetzt
werden, die z. B. eine besonders lange Abwälzbahn des Kolbenzapfen des Feinsteuerkolbens
auf der Nocken-Scheibe aufweisen. Durch diese Anordnung kann ein besonders langsames
gedämpftes Anlaufen des Drehkolbens erreicht werden. Während z. B. eine kurze Abwälzbahn
auf der Nockenscheibe mit großer Steigung ein schnelles Anlaufen des Drehkolbens
mit geringer Dämpfung in der Endlage be-wirkt.
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Aus der nun folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung, gehen weitere
wichtige Einzelheiten und Vorteile der Erfindung hervor. Es zeigt: Figur 1 einen
Längsschnitt des erfindungsgemäßen-Schwenktriebes;
Figur 2
ein Querschnitt des Schwenktriebes zur Darstellung der steuernden Nockenbüchsen;
Figur 3 eine Außenansicht des ,Schwenktriebes mit dem Stellringen; Figur 4
ein Querschnitt des Schwenktriebes zur Darstellung des Drehkolbens.
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In Figur 1 ist der Zylinderdeckel 1 zu sehen, in den der gesamte
Steuermechanismus eingebaut ist. Das Druckmedium bzw. drucklose Medium wird durch
die Anschlüsse 2 und 2a, die gleichzeitig als Ventilkörper ausgebildet'sind, zu-bzw.
abgeführt. Die Drehkolbenwelle 3 ist an der Rückseite mit einer Gewindebohrung versehen,
in der sich der Gewindebolzen 4 befindet, der die Buchse 5 und koaxial zu dieser
die Nockenbüchsen 6 Und ,7 trägt und mittels der inneren Mutter B an axialer
Verschiebung hindert.
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Die Nockenbüchsen 6 und 7 sind über Sperrstifte 9 mittels der Stellringe
10 und 11 gegeneinander verstellbar, d.- h. je weiter die Nockenrücken auseinanderstehen,-um_
so größer ist der Schwenkwinkel, je näher sie zusammenstehen, um so kleiner.
ist der Bchwenkwinkel. Die äußere Mutter 8 vorhindort
im festgezogenen
Zustand das gegenseitige Verdrehen der Nockenbüchsen.
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In Fig. 1 hat die Nockenbüchse 6 gerade den Feinsteuerkolben
12 mit dem Kolbenzapfen 1'3 vollständig nach unten gedrückt und den Zuleitungskanal
14 im Ventilkörper 2 geschlossen. Wird nun das Gerät über den Anschluß bzw: den
Ventilkörper 2 mit Druck beaufschlagt' so wird zuerst die Ventilkugel 15 angehoben,
die sich mit einer Feder 16 im Feinsteuerkolben 12 vom Kolbenzapfen 13 abstützt.
Eine geringe menge des Druckmediums gelangt durch die feinen horizontalen und. vertikalen
Bohrungen 1? des Feinsteuerkolbens 12 über den Zuleitungskanal 14 in den Zylinderraum
des Drehkolbens und erteilt diesemp wie in Fig: 2 ersichtlich, eine Bewegung in
Pfeilrichtung X.
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Gleichzeitig gleitet der Kolbenzepfen 13 an der Nackenbüchse 6 entlang.
Die Feder 19 drückt nur den'Fein'steuerkolben 12 gemäß der Ablaufbahn das Kolbenzapfens
13 an der Nockenbüchse 6 nach oben und gibt dem Druckmedium den Weg zum Einströmen
in den Zuleitungskanal 14 frei. Die kegelförmige Andrehung 20 des Feinsteuerkolbens
12 an seinem unteren Ende bewirkt, ein langsames kontinuierliches Öffnen des Zuleitungskanals
1.4 für die Betriebsluft. Die
Anlaufdämpfung des Drehkolbens Wird
somit erreicht durch ", das Einströmen einer geringen menge des Druckmediums über
die Feinbohrungen des Kugelventils, wobei dem Drehkolben vom Stillstand aus eine
langsame Bewegung in Drehrichtung, X erteilt wird und weiterhin durch die Beschleunigung
dieser langsamen Drehbewegung bis zur Arbeitsdrehgeschwindigkeit durch kontinuierliches
Öffnen des Zuleitungskanals 1#4 zum Zylinderraum mittels einer kegelförmigen Andrehung
20 am
Feinst®uerkolben 12, der durch die Feder 19 angehoben von der
Nockenbüchse 6 gesteuert wird'.
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Je näher sich der Drehkolben dem eingestellten Schwenk-Winkel nähert,
um so tiefer drückt die Nockenbüchse ? den zweiten Feinsteuerkolben 12 auf der gegenüber
liegenden Seite im Ventilkörper 2a nach'unten' und zwar so weity bis die kegelförmig
angedrehte Fläche.dieses Feinstauerkalbens den Zuleitungskanal geschlossen hat.
Die kegelförmig angedrehte Fläche dieses Feinsteuerkolbens bewirkt beim Schließen
des Zuleitungskanals zum Zylinderraum eine stetige Verengung der Spaltep und dadurch
eine kontinuierlich® Verringerung der menge bzw, der Geschwindigkeit des ausströmenden
Betriebemediume auf den Zylinderraum, wodurch die Dämpfung bewirkt wird. Zur Begrenzung
des Schwenk-Winkelbereiches ist ein Anschlag 42 vorgesehen.
Aus
Fig3 geht die Anordnung der Stellringe. 18 hervor. Diese Stellringe sind mit Skalen
versehen, wobei'die Stellung der Nockenbüchsen gegeneinander um die absolute Stellung
der Nockenbüchsen beim Vergleich mit einer fest angeordneten Skala 19 sofort ersichtl=ich
ist.
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mit diesen Stellringen 18 merden.die Nockenbüchsen 69 7 über Sperrstifte
9 verdreht. Die Nockenbüchsen 6' 7 sind an einem Endes an einem Teil ihres Umfanges
als Nackenscheiben 21 ausgeführt, die den Kolbenzapfen 13 steuern welcher mit dem.Feinstauerkolben
12 des Dämpfungsventils 2 bzw. 29 fest verbunden ist. Die Ausführung dieser Nocken-Scheiben
21 ergibt nun eine breite Variationsmöglichkeit zur Dämpfungssteuerung. Eine lange=Abwälzbahn
der Nockenscheibe 21 auf dem Kolb®nzepfen 13 mit geringer Steigung ergibt einen
sanften Anlauf des Drehkolbens und eine Ureiche Enddämpfung. Während durch eine
kurze Abwälzbahn mit starker Steigung schneller Anlauf bei geringer Enddämpfung
des Drehkolbens erreicht wird. Die Nockenscheiben 21 können sogar verschiedenartig
ausgeführt sein, um z. B. einen schnellen Anlauf. des Drehkolbens bei weicher
Enddämpfung zu erreichen.
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Durch die erfindungegsmäße Anordnung der Steuerelemente
im
Zylinderdeckel 1 in 'Längsrichtung der Drehkolbenachse 3 können die Nockenbüchsen
6, ? leicht ausgewechselt werden. .Sc müssen nur reine äußere bzw. *innere Mutter
8 gelöst Werden, um die Steuerelemente auszuwechseln bzw. zu reinigen. Das Betriebsmedium
wird-über die Anschlüsse 2 bzw. 2a zugeführt. Dadurch, daß diese mit Gewinde im
Zylinderdeckel verschraubten Anschlüsse zugleich als Dämpfungsvent4l ausgeführt
sind, ergibt sich eine leichte Wartung dieser Teile. Zugleich schließt die kompakte
Ausführung des Schwenktriebes ohne abstehende, drehande Teile' etwa Begrenzungsanschläge,
jede Verletzungsgefahr aus.