DE1811427B2 - Drehbetätigungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehbetätigungsvorrichtung mit zwei Kolben für das Ausführen von hin-und hergehenden Bewegungen in entgegengesetzter Richtung unter der Einwirkung des Drucks eines Strömungsmittels in einem Zylinder, wobei die Kolben einstückig damit verbundene Zahnstangen aufweisen, die mit einem gemeinsamen Ritzel kämmen, das mit einer Kraftabgabewelle der Drehbetätigungsvorrichtung verbunden ist und wobei die Kolben durch zwei parallele, im Zylinder angeordnete und sich durch die Kolben hindurch erstreckende Führungen geführt werden.

Eine derartige Vorrichtung ist bereits vorgeschlagen worden (DT-PS 16 01746). Durch die hierbei zur Anwendung kommenden Führungen wird ein Verklemmen der gegenläufigen Kolben weitgehend verhindert.

Eine Drehbetätigungsvorrichtung, bei der ein einziger Kolben auf einer Führung in einem Zylinder verschiebbar angeordnet ist, ist darüber hinaus aus der DTPS 39 157 bekannt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darm, die Führung der Kolben weiter zu verbessern.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß die Führungen verschiebbar gelagert und mit jeweils einem Kolben fest verbunden sind.

Weitere Ausgestaltungen der Drehbetätigungsvorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen erläutert, in welchen

Fig. 1 einen axialen Querschnitt längs der Schnittlinie i-l in Fig.3.

F i g. 2 einen Ausschnitt längs einer der Schnittlinien

H-I! in Fig. 1,

Fig. 3 eine Aufsicht, zum Teil als Ausschnitt der

Vorrichtung gemäß Fig. 1,

Fie.4 eine linke Aufsicht der Vorrichtung gemaß F ig. 3, . ,,

Fig. 5 eine weitere Ausführung einer Drehbetätigungsvorrichtung zeigt.

In Fig. 1 ist eine mit Kolben arbeitende Drehbetätigungsvorrichtung abgebildet, welche zwei Kolben 10,11 beinhaltet, die sich innerhalb von Zylinderkammern durch Druckflüssigkeit oder Druckgas in entgegengesetzter Richtung hin- und herbewegen. Die Kolben U und 12 sind mit Zahnstangen 12 bzw. 13 versehen, und bilden mit diesen jeweils ein Teil. Die Zahnslangen greifen gemeinsam in ein Antriebszahnrad 14 ein, welches an der Kraftabgabewelle der Vorrichtung angeschlossen ist oder mit dieser ein Teil bildet. Die Welle ist an ihrem Ende mit einem Vierkant 15 versehen, dessen äußere Seite eine nicht abgebildete Nut beinhaltet, in welche der Fußteil eines Ventils eingreift, welches durch die Vorrichtung betätigt werden soll. Die Kolben 10 und 11 werden durch parallele Führungen 16 und 17 geführt, welche an den Kolben durch Gewindestifte 18 und 19 befestigt sind. Die zylindrischen Kammern liegen koaxial und sind gegenüberliegende Teile einer durchlaufenden zylindrischen Kammer 20, welche durch den zylindrischen Teil 21 und die Abschlußdeckel 22, 23 gebildet wird. Die Abschlußdeckel 22, 23 und der zylindrische Körper 21 werden durch zwei an ihren Enden offene Rohre 24, 25 zusammengehalten, die an ihren Enden ein äußeres Gewinde aufweisen. Muttern 26 mit Innengewinde werden auf den linken Enden, (wie in F i g. 1 abgebildet) und Muttern 27 mit Innengewinde auf den rechten Enden der parallelen Rohre 24, 25 aufgeschraubt. Die Muttern 26 haben in etwa die Form eines Napfes, so daß sie die linken Enden der Rohre abschließen. Die Muttern 27 sind mit Bohrungen 28 mit Innengewinde ausgestattet, zu einem Zweck der später beschrieben wird. Wie aus Fig. 1 hervorgeht, erstrecken sich die Rohre 24, 25 koaxial durch die Führungen 16 bzw. 17 ohne diese in irgendeinem Punkt zu berühren.

Die aus einem Stück bestehenden Zahnstangen 12, 13 sind in den sich axial erstreckenden Buchsen 30, 31 eingearbeitet, welche Teile der Kolben 10 und 11 sind.

Weiter ist zu bemerken, daß bei den Kolben 10 und 11 die Führungen 16 bzw. 17 sich nicht nur durch die Buchsen 30 bzw. 31 erstrecken, sondern jeder Kolben jeweils auch die andere der Führungen 17 bzw. 16 umschließt, die sich durch Öffnungen der Kolben erstrecken, in welchen Lagerbuchsen 32 bzw. 33 sitzen, welche aus einem Material mit einem geringen Reibungskoeffizienten hergestellt sind.

Abdichtungsringe 34, 35 sind in entsprechenden Sitzen eingebaut.

Jeder der Abschlußdeckel 22, 23 ist mit axial voneinander entfernt liegenden Sitzen versehen, für eine Lagerbuchse 36 und einen Abdichtungsring 37, welche die Führung 16 umschließen und auch mit einem Sitz für eine Lagerbuchse 38 welche die Führung 17 umschließt. |ede der Lagerbuchsen 36, 38 ist aus demselben Material hergestellt wie die Lagerbuchsen 32, 33 und jede der vier Lagerbuchsen 32, 33, 36, 38 ist

interbrochen, um nicht nur den Einbau und thermische Dehnungen zu ermöglichen, sondern auch, damit für die jrft ein Durchlaß 39 (wie in F ig. 2 veranschaulicht) /orhanden ist (oder für irgendein anderes Umgebunis· jas in welchem der Antrieb arbeitet), um die Luft in die Zylinderkammer anzusaugen oder aus dieser auszusto-3en, wenn die Kolben 10 und 11 in der Zylinderkammer hin- und herfahren. Die Luft oder ein anderes Gas strömt durch den ringförmigen Zwischenraum zwischen der Führung 17 und dem Rohr 25, durch mindestens eine Bohrung 40 in dem Rohr 25 und durch das offene rechte Rohrende (wie in F i g. 1 abgebildet) des Rohres 25 und durch die Bohrung 28 der Mutter 27, welche auf das erwähnte rechte Rohrende 25 aufgeschraubt ist.

Das Rohr 24 ist ähnlich mit mindestens einer Bohrung 41 ausgestattet und die Führung 16 (ungleich der Führung 17) ist mit mindestens einer Bohrung 42 versehen.

jeder Abschlußdeckel 22, 23 ist mit mehreren axial sich erstreckenden Vertiefungen 43 (in F i g. 3 und 4 abgebildet) versehen. In den Vertiefungen sitzt mindestens ein Ende einer Schraubendruckfeder. In F i g. 3 werden zwei Druckfedern 44, 45 abgebildet, eine in die andere eingefügt, so daß die Windungen der einen Feder eine Schraubenlinie, die umgekehrte Richtung in Bezug auf die Schraubenlinie der anderen Feder, beschreibt.

Um den oben beschriebenen Antrieb zu betätigen. wird ein Schlauch oder eine andere Leitung (nicht abgebildet) in die Bohrung 28 geschraubt, der Mutter. welche auf das Rohr 24 aufgeschraubt ist. Das andere Ende des Schlauches oder der Leitung wird direkt oder indirekt an eine unter Druck stehende Gaszufuhr (z. B. Luft) angeschlossen. Wenn das Gas in das Rohr 24 eingelassen wird, strömt es durch die Bohrung 41 in die Führung 16, nicht aber über die Abdichtungsringe 37 und wird so über die Bohrung 42 in den Raum zwischen den Kolben 10, 11 strömen, so daß diese voneinander weg bewegt werden (gegen die Kraft der Druckfedern 44, 45 welche auf die äußeren Kolbenstirnflächen der Kolben 10 und 11 Druck ausüben). F i g. 1 zeigt die äußerste Kolbenstellung. Diese Bewegungen der Kolben und deren Zahnstangen 12, 13 bewirken, daß das Antriebszahnrad 14 gedreht wird und daß Luft über die Buchsen 38 hinweg, durch die Bohrung 40 in das Rohr 25 und in die Atmosphäre abgelassen wird. Wenn die Zufuhr des Gases unter Druck unterbrochen wird. werden die Kolben unter dem Einfluß der gespeicherten Energie der Druckfedern 44 und 45, zueinander geschoben, ausgehend von der Position, welche in Fig. 1 abgebildet ist und werden damit die Krafiabgabewelle in die andere Richtung drehen, und dabei auch das Gas zwischen den Kolben 10 und 11 durch die Bohrungen 42, 41, usw. in die Atmosphäre strömen lassen.

Eis sei darauf hingewiesen, daß der oben beschriebene Antrieb auch arbeiten kann ohne die Druckfedern 44,45 und dem Anschluß eines Schlauches oder Leitung an die Mutter 27, welche auf das Rohr 25 angeschraubt ist. In diesem Fall werden die zwei Schläuche oder Leitungen an ein Ventil und an eine Zufuhr von Druckgas angeschlossen in derartiger Weise, daß das Ventil benützt wird um den Antrieb zu betätigen, um die Kraftabgabewelle zu drehen. In diesem Fall wird das Gas, welches vorerst jeden der Kolben von einer Seite beaufschlagt hat, in die Atmosphäre abgelassen, so daß das Gas, welches die andere Seite jedes Kolbens beaufschlagt, diese gleichzeitig in ihre jeweilige Stellang verschieben kann.

Aus verschiedenen Gründen kann es vorteilhaft sein, ohne die parallelen Rohre 24 und 25 auszukommen, welche defacto nur Gestängeverbindungen sind, sowie auch ohne die zusätzlichen Muttern 26 und 27. Ein solcher pneumatisch betätigter Antrieb ist in Fig. 5 abgebildet und enthält denselben (oder sehr ähnlichen) zylindrischen Körper 21, dieselben Kolben 10, 12 und ihre dazugehörenden Zahnstangen 12 bzw. 13, deren

ίο Zähne in die Zähne der zwei Zahnsegmente des Aniriebszahnrades 14 eingreifen, usw. Die gleichen Teile der beiden beschriebenen Ausführungen haben dieselben Bezugsziffern.

In dem Decke! 50 sind in gewissem Abstand voneinander zylindrische Öffnungen 52, 54 eingelassen, welche nur an einem Ende offen sind, und in dem Deckel 51 sind im gewissen Abstand voneinander zylindrische Öffnungen 53, 55 eingelassen, welche auf beiden Seiten offen sind. Die öffnungen 52 und 53 sind axial

ίο zueinander ausgerichtet, wenn die Deckel richtig mit dem Körper 2! verbunden sind. Dasselbe gilt auch für die öffnungen 54 und 55. Die Öffnungen 52 und 53 nehmen die Enden der Führung 17 auf (welche in 17¹ zugestopft ist), während die Öffnungen 54, 55 die Enden

der Führung 16 aufnehmen, jede der Öffnungen 52, 53 ist mit einem Sitz für eine Lagerbuchse 36 und jede der Öffnungen 54,55 ist mit einer Lagerbuchse 38 versehen, welche einen Durchlaß 39 bildet, welcher in Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben wurde. Der einzige Unterschied ist. daß bei der jetzt beschriebenen Ausführung die Buchsen 38 um die Führung 16 gelagert.

während bei der anderen Ausführung diese um die Führung 17 gelagert sind.

Neben dem Sitz für die Lagerbuchse 38, welche das linke Ende der Führung 16 umschließt, ist ein anderer Sitz 56 in dem Deckel 50 eingelassen, !n diesem letztgenannten Sitz ist kein Abdichtungsring eingebaut, während in dem entsprechenden Sitz in dem Deckel 51 ein Abdichtungsring 37 eingebaut ist. welcher das rechte Ende der Führung 17 umschließt. Der Grund dieses Unterschiedes ist, daß man das Gas unter Druck an die äußeren Stirnflächen der Kolben 10 und 11 leiten will durch die Durchlässe 39, und daß dies verhindert werden würde durch Abdichtungsringe, welche die beiden

4s Enden der Führung 16 umschließen würden. Nichts desto weniger werden die Deckel 50 und 51 identisch hergestellt, um die Herstellung zu vereinfachen und um die Herstellungskosten so niedrig wie möglich zu halten.

Jeder der Deckel 50, 51 ist weiter versehen mit einem

so radial nach außen gerichteten Teilsitz, der, wenn der Deckel in das entsprechende Ende des zylindrischen Teils 21 eingefügt ist, radial ausgerichtet ist mit einem ergänzenden radial nach innen ausgerichteten Teilsitz. Diese zwei Teilsitze bilden einen Sitz für die Aufnahme

S5 eines Metalldrahtes (möglichst rostfreier Stahl) 57 mit rechteckigem Querschnitt, welcher eine Schleife oder dergleichen (nicht abgebildet) an einem Ende aufweist. Das andere Ende des Drahtes ist in dem zylindrischen Teil 21 eingelassen und zwar in einem über den ganzen

do Zylinderumfang sich erstreckenden Schiit/ (der nicht abgebildet ist). Dieser Schiit/ ist radial abgestimmt mit dem Sitz der durch die zwei Teilsitze gebildet wird, und ist mit diesem in Verbindung. Der Draht wird durch den Schiit/ in den Sit/ geschoben, bis daß der ganze, oder

<\s fast der ganze Sit/, clinch den Draht ausgefüllt ist. Die Schleife ode uorgloiihcn. ragt so weit aus dem Schlitz heraus, daß /1;: i.mfcrnung der betreffenden Deckel 50, 51 der Diain nun eis der Schleife ms dem Sitz

herauszuziehen ist. Der Draht, der in einem engen Schicbesitz eingeschlossen ist. hält den Deckel fest. Der Deckel wird durch einen Dichtungsring 58 abgedichtet, der sich in einem Sitz befindet, der in den zylindrischen Teil 21 eingelassen ist, neben dem Sitz, der den Draht 57 aufnimmt und axial nach innen gerichtet, in Bezug auf diesen.

Es wurde schon oben erwähnt, daß die Öffnungen 53, 55 an beiden Seiten offen sind. Das äußere Ende jeder dieser Öffnungen wird angebohrt und mit einem Innengewinde versehen und eine Bohrung 59 gebildet, so daß ein mit einem Außengewinde versehenes Verbindungsstück (nicht abgebildet) an dem einen Ende des Schlauches oder einer anderen Leitung (nicht abgebildet) mit dem Antrieb verbunden werden kann. Das andere Ende des Schlauches oder einer anderen Leitung ist mit einer unter Druck stehenden Gaszufuhr (z. B. Luft) verbunden mittels eines üblichen Dreiweghahns.

Die Buchse 31 des Kolbens 11 und auch die Führung 17 sind durchbohrt, um einen Durchlaß 60 zu bilden, durch welchen der innere Teil bzw. die Bohrung der rohrförmigen Führung 17 und der Raum zwischen den axialen Innenflächen der Kolben 10 und 11 untereinander verbunden werden.

Angenommen, daß während des Betriebes die Verbindung der Schläuche oder einer anderen Leitung mit dem Antrieb schon vorgenommen wurde, so werden die in Fig. 5 abgebildeten relativen Stellungen der Kolben 10 und 11 verändert, um die Kraftabgabewellc gegen den Uhrzeigersinn zu drehen (wie in Fig. 5 dargestellt), indem man ein Gas unter Druck in die Öffnung 55 einläßt und zugleich die Öffnung 53 mit der Außenatmosphäre verbindet. Das Gas unter Druck wird durch die Bohrung der Führung 16 strömen und auch durch die Durchlässe 39. welche durch die Unterbrechungen in den Lagern 38 gebildet sind, und wird somit axial die äußeren Stirnflächen der zwei Kolben 10 und 11 beaufschlagen. Die Kolben 10 und 11 werden dadurch gleichzeitig zueinander gedruckt, und das Gas. welches sich in dem Raum zwischen ihren axialen Innenflächen befindet, strömt durch den Durchlaß 60. dem Endteil der Bohrung der Führung 17, der Öffnung 53 und dem Schlauch oder Leitung, welcher in die Bohrung 59, die mit der Öffnung 53 in Verbindung steht, eingeschraubt ist, und so in die Atmosphäre. Dadurch wird die Kraftabgabewelle gegen den Uhrzeigersinn gedreht. Umgekehrt, um die Kolben 10 und 11 in die in F i g. 5 dargestellten Lagen zurückzuführen, wird Gas unter Druck durch die Öffnungen 53 und den Durchlaß 60 zwischen die axialen inneren Flächen der Kolben 10 und

ic 11 gelassen. Die Kolben 10 und 11 werden dann von einander wegbewegt und dadurch strömt das Gas, welches sich in den Räumen zwischen den äußeren axialen Stirnflächen jedes Kolbens und den axialen inneren Flächen der entsprechenden Deckel befindet, durch die Lager 38 in und durch die Öffnung 55. durch den Schlauch oder Leitung, welche in die Bohrung 59. die mit der Öffnung 55 in Verbindung steht, eingeschraubt ist, und so in die Atmosphäre. Dadurch wird die angetriebene Welle im Uhrzeigersinn gedreht.

Falls man die Arbeitsweise des Antriebes so umgestalten will, daß man von dem ersten Ausgangspunkt zu dem zweiten Ausgangspunkt, mittels Druckgas in nur einer Richtung (namentlich um die Kraftabgabewelle des Antriebes im Uhrzeigersinn zu bewegen) gelangen will, mit automatischer Rückkehr des Antriebes von dem zweiten zu dem ersten Ausgangspunkt, immer wenn die Zufuhr des Druckgases abgebrochen wird, so können jede der Deckel 50 und 51 so umgestaltet werden, wie anschließend für den Deckel 50 beschrieben wird. Die Wandstärke des Deckels 50. wie durch die punktierte Linie 61 gezeigt, wird fast über seine ganze Fläche, in Aufsicht gesehen, vergrößert. So abgeändert wird der Deckel 50 nicht aus einer flachen Platte mit zwei Vorsprüngen für die Öffnungen 52 und 54 bestehen, sondern aus einem dicken Deckel mit einem räch auswärts gerichteten Flansch, dessen Stärke weit geringer als der Rest des Deckels ist. Die vergrößerte Stärke erlaubt das Anbringen der benötigten Vertiefungen 43 (nur eine Vertiefung ist in Fig. 5 gezeigt) in dem Deckel, um zumindest ein Ende einer Druckfeder aufzunehmen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

18 Π 427 Patentansprüche:

1. Drehbetätigungsvorrichtung mit zwei Kolben für das Ausführen von hin- und hergehenden Bewegungen in entgegengesetzter Richtung unter der Einwirkung des Drucks eines Strömungsmittels in einem Zylinder, wobei die Kolben einstückig damit verbundene Zahnstangen aufweisen, die mit einem gemeinsamen Ritzel kämmen, das mit einer Kraftabgabewelle der Drehbetätigungsvorrichtung verbunden ''St und wobei die Kolben durch zwei parallele, im Zylinder angeordnete und sich durch die Kolben hindurch erstreckende Führungen geführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen (16, 17) in den Zylinderdeckeln (22, 23, 50,51) verschiebbar gelagert und mit jeweils einem Kolben (10,11) fest verbunden sind.

2. Drehbetätigungsvorrichtung nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (10, 11) gegenüber den Führungen (16, 17) und dem Zylinder (21) durch Dichtungsringe (34, 35) abgedichtet sind, daß die Zylinderdeckel (22,23, 50,51) gegenüber der Führung (16) durch Dichtungen (37) abgedichtet sind, und daß die Führung (17) in den Zylinderdekkeln (22,23,50,51) in geschlitzten Lagerbuchsen (38) gelagert ist.

3. Drehbetätigungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderdeckel (22, 23) durch mit Strömungsmittelbohrungen (40,41) versehene Rohre (24, 25) die sich durch die Führungen (16,17) hindurcherstrecken und aufgeschraubte Muttern (26, 27) zusammengehalten sind.

4. Drehbetätigungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzexhnet, daß in den Zylinderdeckeln (22, 23, 50, 51) axiale Vertiefungen (43) vorgesehen sind, in die Rückstellfedern (44, 45) eingesetzt sind.