DE19532804A1 - Riemengetriebener Drehantrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen riemengetriebenen Drehantrieb mit einem Riemen, der in einem druckmitteldichten Gehäuse unter Bildung von bewegbaren Druckkammern über zylindrische Körper geführt ist, wobei mindestens einer der rollenförmigen Körper zentral angeordnet und drehbar und mit einer nach außen geführten Welle verbindbar ist.

Riemengetriebene Drehantriebe dieser Art sind beispielsweise aus der US 4,838,148 bekannt. Die dort verwendeten Riemen sind Zahnriemen, die über mindestens einen rollenförmigen Körper geführt sind, wobei der rollenförmige Körper bzw. einer der rol­ lenförmigen Körper mit einer nach außen geführten Welle verbindbar ist, über welche die bei Druckmittelbeaufschlagung entstehende Drehbewegung außen abgreifbar ist. Der Riemen ist innerhalb des Druckmittelgehäuses so angeordnet, daß er bewegliche Druckkammern bildet. Je nach Druckbeaufschlagung wandern diese Druckkammern von einem Anschlag zum anderen und bewegen über die außen am Riemen ange­ formten Zähne dann die zylindrische Rolle, die mit der nach außen geführten Welle verbunden bzw. verbindbar ist. Pneumatisch riemengetriebene Drehantriebe dieser Art sind sehr flachbauend und eignen sich somit sogar zum Nachrüsten auf Handha­ bungsgeräten, um den Freiheitsgrad der Drehbewegung zu gewinnen. Ein weiterer riemengetriebener Drehantrieb ist aus der DE 41 11 117 bekannt. Hierbei wird ein ge­ schlossener Zahnriemen über insgesamt drei Rollen geführt. Die zentrale Rolle, dieser drei Rollen, ist mit der außen geführten Welle verbunden. Die anderen beiden Rollen sind am Umfang der zentralen Rollen angeordnet. Sie dienen mehr oder weniger als Umlenkrolle zur Bildung zweier Druckkammern aus einem geschlossenen Riemen. Der geschlossene Riemen wird über einen Abschnitt über die zentrale Rolle geführt und danach über die Umlenkrollen. Über die Umlenkrollen geführt liegt der Riemen dann über einen kurzen Abschnitt wieder an dem über die zentrale Rolle geführten Riemen­ abschnitt an. Ein Preßelement preßt die beiden Riemenabschnitte unter Erzielung von Dichtwirkung aneinander. Diese an sich wirkungsvolle und kompakte Bauform erzeugt im zu dichtenden Bereich große Reibungskräfte.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen bekannten an sich vorteilhaften Drehantrieb unter Reduzierung der Reibungskräfte weiterzubilden.

Die gestellte Aufgabe wird bei einem riemengetriebenen Drehantrieb der gattungsge­ mäßen Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspru­ ches 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen angegeben.

Vorteilhaft ist bei der vorliegenden Erfindung, daß unter Beibehaltung der sich als kompakt und vorteilhaft erwiesenen Bauform eines Drehantriebes die erzeugten Rei­ bungskräfte unter Einhaltung einer guten Dichtwirkung erheblich reduziert sind.

Durch die Verwendung eines offenen Riemens, der an den Enden mit der verzahnten Seite im Gehäuse fixiert eingelegt ist, ist es möglich, die jeweiligen Endabschnitte des Riemens so auszubilden, daß sie eine Dichtlippe bilden, die an dem über die zentrale Rolle geführten Riemenabschnitt dichtschlüssig anliegen. In einer anderen Ausfüh­ rungsform ist vorgesehen, daß kurze Riemenelemente, die ansonsten hinsichtlich der Breite des Werkstoffes und der Verzahnung so ausgebildet sind wie der eigentliche Zahnriemen, so über die Umlenkkörper nahe der zentralen Rolle geführt sind, daß der als Dichtung wirkende Riemenabschnitt sowie der eigentliche Zahnriemen sich mit den glatten unverzahnten Flächen berühren. Der kurze als Dichtung wirkende Riemenan­ trieb ist dabei so angeordnet, daß er zumindest eine Berührungslinie mit dem über die zentrale Rolle geführten Riemenabschnitt bildet.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im nachfolgenden näher beschrie­ ben.

Die Abbildung zeigt einen Querschnitt durch den erfindungsgemäßen riemengetriebe­ nen Drehantrieb. Innerhalb des Gehäuses 1 ist ein weitgehend zentral angeordneter zylindrischer Körper vorgesehen, der mit einer nach außen geführten, hier jedoch nicht dargestellten Welle verbindbar ist. Diese zentrale zylindrische Rolle 3 ist mit einer Außenverzahnung versehen. Weiteres wesentliches Element des Drehantriebes ist der Zahnriemen 2, der jedoch nur an einer Seite 30 verzahnt ist. Die andere Seite des Riemens ist glatt. Der Riemen ist dabei so über den zentralen zylindrischen Körper 3 geführt, daß bei Bewegung desselben eine Drehbewegung nach außen zur Welle er­ reicht wird. Desweiteren sind zwei weitgehend zylindrische Körper 4 und 5 vorgese­ hen, die im Bereich des Außenumfanges des zentralen zylindrischen Körpers 3 ange­ ordnet sind. In diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem verwendeten Zahnriemen um einen offenen, und nicht geschlossenen Riemen. So weist der Zahn­ riemen 2 die beiden Enden 10 und 20 auf. Der Zahnriemen 2 hat eine senkrecht zur dargestellten Papierebene entsprechende Erstreckung, so daß die Ränder des Zahn­ riemens zum einen am Boden des Gehäuses 1 und zum anderen an dem hier nicht dargestellten Deckel des Gehäuses 1 dichtend anliegen. Desweiteren sind die zylindri­ schen Körper 4 und 5 mit Druckmitteleingängen 50 und 60 versehen, so daß eine Be­ aufschlagung des durch den Riemen gebildeten Druckmittelraumes bzw. der gebilde­ ten Kammer erfolgen kann. In dieser dargestellten Endlage wurde zuvor im Bereich des zylindrischen Körpers 4 über die Druckmittelöffnung 50 die entsprechende Kam­ mer belüftet, so daß der Riemen die entsprechend auf der gleichen Seite gebildete Kammer vergrößert, so lange, bis der Riemen auf der linken Seite in den sozusagen eingeschnürten Endlagezustand kommt. Die Bewegung ist nunmehr wieder umkehr­ bar, indem über die Druckmittelöffnung 60 der auf der linken Seite verbleibende Druckraum belüftet wird, und über die Leitung 50 der andere zuvor belüftete Druck­ raum jetzt entlüftet wird. Dies führt zur Ausbildung einer sich vergrößernden Druck­ kammer spiegelbildlich auf der anderen Seite. Dabei wird jeweils über eine gewisse Strecke der Zahnriemen über den zentralen zylindrischen Körper geführt, so daß eine Drehbewegung mit der nach außen verbundenen Welle entsteht. Damit der Zahnrie­ men ortsfest bleibt, liegt er in seinem Endabschnitt über einen Teilumfang der zylindri­ schen Körper 4 und 5 geführt mit seiner Verzahnung 30 in einer Innenverzahnung 40 des Gehäuses in diesen Abschnitt ein. Dadurch sind die Enden des Zahnriemens festgelegt, so daß statt eines geschlossenen Riemens nunmehr auch ein offener Rie­ men für einen Drehantrieb dieser Art geeignet ist. Zur Erzielung der entsprechenden Abdichtung der Druckkammern zueinander und gegenüber dem übrigen Gehäusein­ nenraum können die Enden 10, 20 des Zahnriemens 2 so ausgebildet sein, daß sie über zumindest eine Berührungslinie den Riemenabschnitt, welcher über den zentralen zylindrischen Körper 3 geführt ist, dichtend berühren. In einer zweiten, hier dargestell­ ten Ausführungsform sind kurze Riemenabschnitte 6 als Dichtelemente zusätzlich verwendet. Sie sind hinsichtlich der Werkstoffwahl sowie der Breitenabmessung und der Verzahnung wie der eigentliche Zahnriemen. Dieser ist mit seiner Verzahnung über die entsprechende Außenverzahnung der zylindrischen Körper 4 und 5 fixiert festgelegt. Die Spitzen bzw. die Enden dieser kurzen riemenartigen Dichtabschnitte 6 liegen an dem Riemenabschnitt, der über den zentralen zylindrischen Körper 3 geführt ist, zumindest an einer Berührungslinie dichtend an. Der Vorteil einer solchen Ausge­ staltungsform ist, daß sich geringe Reibungskräfte ergeben. So liegen zwar die glatten Außenseiten des Dichtriemenabschnittes 6 am eigentlichen Riemen 2 im verzahnten Bereich an, jedoch findet hier keine Relativbewegung zwischen den beiden Riemen statt, so daß auch keine Reibungskräfte aufgewendet werden. In diesem Berührungs­ bereich zwischen dem Dichtriemenabschnitt 6 und dem Zahnriemen 2 liegt somit nur Haftreibung vor. Lediglich in dem Bereich, in dem sich der dichtende Riemenabschnitt 6 mit dem über den zentralen zylindrischen Körper 3 geführten Abschnitt des Riemens berühren, liegen Reibungskräfte vor. Diese sind aufgrund der im wesentlichen quasi nur linienförmigen Berührung relativ klein. Der Dichtriemenabschnitt 6 liegt dabei jeweils mit einer gewissen Vorspannung an, so daß eine gute Dichtwirkung erzielt wird. Insgesamt sind die auf die erzielte Dichtwirkung entfallenden Reibungskräfte erheblich minimiert. Dennoch ist die Abdichtung des Drehantriebes zuverlässig.

Claims (6)

1. Riemengetriebener Drehantrieb mit einem Riemen, der in einem druckmitteldich­ ten Gehäuse unter Bildung von bewegbaren Druckkammern über zylindrische Körper geführt ist, wobei mindestens einer der rollenförmigen zylindrischen Kör­ per zentral angeordnet und drehbar und mit einer nach außen geführten Welle verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet,
daß Bereiche des Zahnriemens (2) in der Nähe des zentralen rollenförmigen Körpers (3) ortsfest eingelegt sind, und
daß nahe dieser Bereiche Dichtelemente (6) vorgesehen sind, die an dem über den zentralen rollenförmigen Körper (3) geführten Riemenabschnitt (2) anliegen.

2. Riemengetriebener Drehantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zahnriemen (2) ein offener Zahnriemen ist.

3. Riemengetriebener Drehantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtelemente an dem Zahnriemen (2) an seinen Enden (10, 20) ange­ formt sind.

4. Riemengetriebener Drehantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtelemente aus kurzen zusätzlichen Riemenabschnitten (6) bestehen, welche zwischen den zylinderförmigen Umlenkrollen (4, 5) und dem eigentlichen Zahnriemen (2) derart angeordnet sind, daß sie zum einen dichtschlüssig am eingelegten Riemenabschnitt und zum anderen dichtschlüssig unter Bildung ei­ ner Dichtlippe an demjenigen Riemenabschnitt anlegen, welcher über den zen­ tralen rollenförmigen Körper (3) geführt ist.

5. Riemengetriebener Drehantrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils als Dichtelemente eingebrachten Riemenabschnitte (6) aus dem­ selben Werkstoff und derselben sonstigen Breitenkontur sowie mit Verzahnung bestehen wie der eigentliche Riemen (2) besteht.

6. Riemengetriebener Drehantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der als Dichtung eingelegte Riemenabschnitt (6) gegen den eigentlichen, die bewegbaren Druckkammern darstellenden Riemen (2) derart angelegt ist, daß die nicht verzahnten Innenseiten aneinanderliegen.