DE1867899U

DE1867899U - Hydraulisch betaetigte vorrichtung fuer den antrieb einer welle innerhalb eines bestimmten winkelbereiches.

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Publication number: DE1867899U
Application number: DE1962M0043268
Authority: DE
Original assignee: MATHEWS ENGINEERING Co LT
Current assignee: MATHEWS ENGINEERING Co LT
Priority date: 1961-12-14
Filing date: 1962-12-08
Publication date: 1963-02-21
Also published as: GB933424A

Description

Patentanwalt

Prof.Dr.-Ing.Br.rer.pel· ν

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Berlin - Dahlem __ -\ \ ■'■ ... _ , ^

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E. MATHEWS ENGIIEERIIG COlPAlY LIMITED, Jeddo Road 67 London W 12, England

Hydraulisch "betätigte Vorrichtung für den Antrieb einer Y/elle innerhalb eines bestimmten Winkelbereich.es

Die Neuerung bezieht sich auf eine hydraulisch betätigte Vorrichtung für den Antrieb einer Welle innerhalb eines bestimmten Winkelbereiches. Diese Vorrichtung besteht aus zwei parallel zueinander angeordneten Zylindern, die an ihren beiden Stirnseiten durch als gemeinsame Zylinderdeckel dienende Abschlußplatten miteinander verbunden sind und in denen hydraulisch beaufschlagte, über eine gemeinsame Abtriebswelle miteinander gekuppelte gegenläufige Kolben gleiten.

Der Heuerung liegt die Aufgabe zugrunde, die hydraulisch betätigte Vorrichtung der vorbezeichneten Art in der Richtung weiter zu entwickeln, daß sie für einen sehr robusten Betrieb geeignet ist und harte Kolbenstösse vermieden werden,

Die neuerungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist durch die Vereinigung folgender Merkmale gekennzeichnet:

a) Die senkrecht zu den Achsen der beiden Zylinder stehende Abtriebswelle ist in einer Antriebsgehäusebohrung angeordnet, welche zwischen den beiden Zylindern liegt und diese schneidet·

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b) Das auf der Antriebswelle "befestigte Zahnrad kämmt mit Zahnstangen, die an den einander zugewandten Längsseiten der "beidseitig "be auf schlagbar en Kolben befestigt sind.

c) Der Druckmittelzu- bzw. -abfluß auf der stirnseitigen Abschlußplatte eines Zylinders steht über eine Leitung mit dem entgegengesetzten Ende des anderen Zylinders in Verbindung.

Beide Stirnseiten der Kolben sind mit je einem kleinen, zentrisch in diesen axial verschiebbar angeordneten Druckstempel ausgerüstet, der als Dämpfungsvorrichtung kurz vor dem Ende des Kolbenhubesjlient . Diese Druckstempel decken die Abflußbohrungen in den AbschluJiplatten der beiden Zylinder kurz vor dem Ende des Kolbenhubes ab. Sie weisen an ihrem vom Kolben abgewandten Ende einen schmalen Schlitz auf, durch den Flüssigkeit hindurchtreten kann. Die Druckstempel v/erden mittels einer sich am Grunde der Kolbenbohrung abstützenden leder derart nach außen gedrückt, daß die Ringfläche des im Durchmesser stärkeren Druckstempelteils gegen die untere Stirnfläche einer in der Kolbenbohrung befestigten Haltehülse gepresst ist.

Die beiden wechselseitig als Zu- und Abflußöffnung für das Druckmittel dienenden Bohrungen in der einen gemeinsamen Abschlußplatte der Zylinder stehen über ein umschaltbares Ventil mit der Druckmittelquelle in Verbindung. Beim Druck-

mittelfluß wird die Abtriebswelle innerhalb des durch die Länge der Kolbenzahnstangen gegebenen Winkerbereiches abwechselnd in entgegengesetzten Eichtungen verdreht.

Jäin Ausführungsbeispiel wird nachstehend an Hand der Fig. 1 bis 3 beschrieben:

!ig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch die neuerungsgemäße Antriebsvorrichtung.

In Fig. 2 ist ein Querschnitt entlang der Schnittlinie 2-2 in Fig. 1 dargestellt.

In Fig. 3 sind in perspektivischer Ansicht die im Gehäuse der Antriebsvorrichtung untergebrachten Druckmittelleitungen veranschaulicht. Das Gehäuse ist strichpunktiert angedeutet.

Die Antriebsvorrichtung nach der Neuerung besteht aus einem rechteckigen Metallkörper 10, der zwei zueinander parallele Zylinderbohrungen 11 und 12 aufweist. Die Jinden dieser beiden Zylinderbohrungen sind durch zwei gemeinsame Zylinderdeckel 13 und 14- abgeschlossen, welche mittels Schrauben 15 am Körper 10 befestigt sind. Die Zylinderbohrungen sind mittels O-Eingen 16 abgedichtet, die in ringförmigen Ausnehmungen der Zylinderdeckel 13 und 14- angeordnet sind.

Der Körper 10 weist eine Bohrung 18 auf, deren Achse senkrecht

zu den Achsen der Zylinderbohrungen 11 und 12 steht. Die Bohrung 18 liegt zwischen den letztgenannten Achsen und schneidet die Zylinderbohrungen 11 und 12 in der Mitte ihrer Länge. Bei 19 hat die Bohrung 18 zu beiden Seiten der vorgenannten Zylinderbohrungen einen größeren Durchmesser, damit mit Flanschen "versehene Lagerhüisen 21 mit Nadellagern 22 für die Abtriebswelle 23 im Körper 10 befestigt werden können. Auf der Abtriebswelle 23 ist das Zahnritzel 24 befestigt. Dieses Zahnritzel ragt in die Zylinderbohrungen 11 und 12 hinein. Statt der nadellager können selbstverständlich auch Zugellager oder Lagerschalen für die Lagerung der Abtriebswelle 23 im Körper 10 Verwendung finden.

In jeder der beiden Zylinderbohrungen 11 und 12 ist ein beidseitig beaufschlagbarer Kolben 25 gleitend gelagert. An den einander zugewandten Längsseiten der Kolben 25 sind Zahnstangen 26 befestigt, die mit dem Zahnritzel 24 kämmen. Jeder Kolben ist an seinen beiden Enden mit je einem Abdichtungsring 27 ausgerüstet.

Die Abschlußplatte 13 ist mit zwei Öffnungen 28 und 29 versehen, die gleichachsig mit den Zylinderbohrungen 11 und 12 angeordnet sind. Die andere Abschlußplatte 14 weist gleichachsige Öffnungen 31 und 32 auf, die von der Innenseite der Platte 14 ausgehen, aber diese nicht durchragen.

Wie die IFig. 3 erkennen läßt, ist der Gehäusekörper 10 mit

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zwei zu den Zylindern 11 und 12 parallelen Bohrungen 33 und 34 ausgerüstet. Die Bohrung 33 steht über die Bohrungen 35) 36 und 37 in der Abschlußplatte 13 mit der Druckmittelzuführungs- bzw. -abführungsöffnung 28 in Verbindung. Die Bohrung 34 ist über die Bohrungen 38, 39 und 41 in der Abschlußplatte 13 mit der Druckmittelzuführungs- bzw. -abführungsöffnung 29 verbunden. Das andere ihde der Bohrung 34- ist über die Bohrungen 44 und 45 der Abschlußplatte 14 mit der koaxial zum Zylinder 11 angeordneten Bohrung 31 verbunden. Das andere Ende der Bohrung 33 steht über die Bohrungen 42 und 43 der Abschlußplatte 14 mit der koaxial zum Zylinder 12 angeordneten Bohrung 32 in Verbindung. Auf diese Weise ist jedes Ende des Zylinders 11 mit dem je?jeils entgegengesetzten Ende des Zylinders 12 verbunden.

Wenn die neuerungsgemäß ausgebildete Antriebsvorrichtung in Betrieb gesetzt werden soll, dann müssen die Öffnungen 28 und 29 der Abschlußplatte 13 mit einem nicht dargestellten Umschaltventil beliebiger Bauart verbunden werden, welches in der einen Betriebsstellung die Öffnung 28 mit der Druckmittelquelle und die Öffnung 29 mit dem Druckmittelabfluß verbindet. In der anderen Betriebsstellung verbindet das Umschaltventil die Öffnung 29 mit der Druckmittelquelle und die Öffnung 28 mit dem Druckmittelabfluß.. In geder Betriebsstellung des Umschal tventils sind die Zylinderbohrungen 11 und 12 mit Druckmittel gefüllt und bewegen die Kolben 25 in entgegengesetzten Richtungen; Da die Abtriebswelle 23 über das Zahnritzel 24 mit den Zahnstangen 26 der Kolben 25 gekuppelt ist, hängt die

Drehrichtung der Antriebswelle 23 von der Bewegungsrichtung der KoITden 25 ab..

Damit die Bewegungen der Kolben dann gedämpft werden, wenn sie sich dem Ende ihres Hubes nähern, und die Abtriebswelle 23 nicht hart abgestoppt wird, sind in beiden Stirnseiten der Kolben 25 Druckstempel 46 angeordnet, die als Dämpfungsvorrichtungen dienen. Diese Druckstempel sind in zentrischen Bohrungen 4-8 der Kolben 25 gleitend gelagert. Sie werden durch ledern 47 nach außen gedrückt, sodass sie gegen Ende des Kolbenhubes auf die Abschlußplatten13 und 14 der Zylinder 11 und 12 auflaufen. Sie versperren auf diese Weise die Abflußöffnungen für das Druckmittel.

Die Bohrungen 48 der Kolben 25 haben an ihrem der Stirnfläche der Kolben zugewandten Ende einen größeren Durchmesser zur Aufnahme der eingepressten Haltehülsen 49· Die Druckstempel 46 weisen an ihrem inneren Ende einen größeren Durchmesser als an ihrem äußeren Ende auf. Ihre axiale Bewegung ist durch die Haltehülsen 49 begrenzt. Sie sind hohl ausgebildet, um die Druckfedern 47 aufnehmen zu können und an ihrer äußeren Stirnseite mit einer horizontalen Hut 51 versehen. Durch diese Hut kann Flüssigkeit austreten, wenn die Druckstempel 46 an den Abschlußplatten der Zylinder anliegen.

Während des Betriebes der Antriebsvorrichtung wird die Druckflüssigkeit in der Eichtung in den Zylindern verschoben, in der sich die Kolben 25 bewegen. Die Flüssigkeit durchströmt die

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Öffnungen 28 und 32 oder 29 und 31 in den Abschlußplatten 13 bzw. 14. Wenn die Kolben 25 sich dem Ende ihres Hubes nähern, dann treffen die Druckstempel 46 auf die "vorgenannten Öffnungen und erzeugen auf diese Weise eine Dämpfungswirkung. Der Grad der Dämpfung hängt davon ab, wie weit die Druckstempel 46 aus den Enden der Kolben 25 herausragen.

Der Winkeldrehbereich der Abtriebswelle 23 hängt von der Länge der Zahnstange 26 und dem Hub der Kolben 25 ab. Wenn eine Antriebsvorrichtung für einen bestimmten Winkelbereich ausgebildet ist, kann dieser dadurch verkleinert werden, daß man die Länge der Druckstempel 46 vergrößert und die Bewegung dieser Druckstempel relativ zu den Kolben so begrenzt, daß sie bei völligem Hineindrücken in die Kolbenbohrung 48 noch über die Stirnflächen der Kolben hinausragen. Auf diese Weise

hub
wird der Kolben/begrenzt.

Die neuerungsgemäße Vorrichtung könnte statt mit Druckflüssigkeit auch mit Druckluft betätigt werden.

Durch das Kämmen der Zähne des Zahnritzels 24 mit denjenigen der Zahnstangen 26 werden die Kolben seitlich in die entgegengesetzten Jinden der Zylinderbohrungen gestoßen. Um die Reibung zwischen diesen Kolben und den Wandungen der Zylinderbohrung zu reduzieren, können die Wände der- Kolben mit axialen Nuten zur Aufnahme von Kugeln versehen werden, welche zwischen dem Boden dieser Nuten und den Zylinderwandungen rollen.

Bohrung 52 im Gehäusekörper 10 führt vom zentralen Teil der Zylinderbohrung 11 zur Außenseite des Körpers 10. Ein
Rückschlagventil 53 ist in diese Bohrung eingebaut, um eine
Reduzierung des Druckes zu erzielen, der sich in den zentralen Teilen der Zylinderbohrungen 11 und 12 sowie der Bohrung 18 auf Grund von undichten Dichtungsringen 27 aufbauen kann.

Claims

:.Γι. U \ -'■ I ' Schutzansprüche

1. Hydraulisch betätigte "Vorrichtung für den Antrieb einer Welle innerhalb eines bestimmten Winkelbereiches, bestehend aus zwei parallel zueinander angeordneten Zylindern, die an ihren beiden Stirnseiten durch als gemeinsame Zylinderdeckel dienende Abschlußplatten miteinander -verbunden sind und in denen hydraulisch beaufschlagte, über eine gemeinsame Abtriebswelle miteinander gekuppelte, gegenläufige Kolben gleiten, gekennzeichnet durch die Vereinigung folgender Merkmale:

a) Die senkrecht zu den Achsen der beiden Zylinder (11, 12) stehende Abtriebswelle (23) ist in einer Antriebsgehäuse-Bohrung (18) angeordnet, welche zwischen den beiden Zylindern (11, 12) liegt und diese schneidet.

b) Das auf der Abtriebswelle (23) befestigte Zahnrad (24) kämmt mit Zahnstangen (26), die an den einander zugewandten Längsseiten der beidseitig beaufschlagbaren Kolben (25) befestigt sind.

c) Der Druckmittelzu- bzw. -abfluß (28 bzw. 29) auf der stirnseitigen Abschlußplatte (13) eines Zylinders (11 bzw. 12) steht über eine Leitung (33 bzw. 34-)mit dem entgegengesetzten Ende des anderen Zylinders (12 bzw. 11) in Verbindung (vgl. Fig. 3).

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2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Stirnseiten der Kolben (25) mit kleinen, zentrisch in diesen axial verschiebbar angeordneten Druckstempeln (46) ausgerüstet sind, die als Dämpfungsvorrichtungen kurz vor dem Ende des Kolbenhubes dienen.

3· Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckstempel (46) die Abflußbohrungen (29, 31 bzw. 28, 32) in den Abschlußplatten (13, 14) kurz vor dem Ende des Kolbenhubes abdecken und an ihrem vom Kolben (25) abgewandten Ende einen schmalen Schlitz (51) aufweisen, durch den Flüssigkeiten hindurchtreten kann.

4. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 3? dadurch gekennzeichnet, daß die axial verschiebbaren Druckstempel (46) mittels einer sich am Grunde der Kolbenbohrung (48) abstützenden Peder (47) derart nach außen gedruckt werden, daß die Ringfläche des im Durchmesser stärkeren Druckstempelteils gegen die untere Stirnfläche einer in der Kolbenbohrung (48) befestigten Haltehülse (49) gepresst ist.

5· Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden wechselseitig als Zu- und Abflußöffnung für das Druckmittel dienenden Bohrungen (28, 29) in der einen gemeinsamen Abschlußplatte (13) der Zylinder (11, 12) über

sx

ein umschaltbares Ventil mit der Druckmittelquelle in Ver-

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bindung stehen und beim Druckmittelfluß die Abtriebswelle (23) innerhalb des durch die Länge der EoIbenzahnstangen (26) gegebenen Winkelbereiches abwechselnd in entgegengesetzten Eichtungen verdreht wird.