DE19902297C1

DE19902297C1 - Drehantrieb mit außerhalb der Druckräume liegenden Reibflächen zur Übertragung des Drehmomentes

Info

Publication number: DE19902297C1
Application number: DE1999102297
Authority: DE
Inventors: Manfred Koppers; Guenter Hoehn; Armin Koch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-01-21
Filing date: 1999-01-21
Publication date: 2000-03-02
Anticipated expiration: 2019-01-22

Abstract

Nach dem Vorschlag der Erfindung entfällt der bei bekannten Drehantrieben zwischen vorderem und hinterem Gehäuse durch eine Axialkraft geklemmte Steilgewindering, und das Innensteilgewinde 7 ist Bestandteil des hinteren Gehäuses 1, welches außerhalb der Druckräume 2; 2a durch eine parallel zur Mittelachse des Drehantriebes wirkende Kraft, erzeugt durch das Anziehen der Schrauben 3, an den Reibflächen A und B zwischen dem Überwurfring 4 und dem vorderen Gehäuse 12 geklemmt wird. Bei steigendem Arbeitsdruck im Druckraum 2 des Drehantriebes wird die durch die steigende Axialkraft an der Reibfläche A erzeugte Reibkraft erhöht. DOLLAR A Nach einem gewollten Herabsetzen der Axialkraft an den Reibflächen A und B, durch Lösen der Schrauben, kann die Paßfeder 10 der Welle 11, durch Drehen des hinteren Gehäuses 1 um die Mittelachse des Drehantriebes, stufenlos in jede gewünschte Lage gebracht werden.

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehantrieb nach dem Oberbegriff des An spruches 1, sowie ein Verfahren zur Lageeinstellung nach Patentan spruch 7.

Hydraulisch oder pneumatisch druckbeaufschlagbare Drehantriebe wer den in der Industrie zum Schwenken von Ventilklappen, Toren, Vorrich tungen usw. eingesetzt, und sind z. B. aus der DE 86 01 050 U1 bekannt. Die Hauptbauelemente solcher Drehantriebe sind die Welle, der Kolben und das Zylindergehäuse, welches in der Regel zweiteilig ausgebildet ist. Beiderseits des Kolbens befinden sich Druckräume, die gegeneinander und nach außen hin abgedichtet sind. Bei wechselseitiger Beaufschlagung der Druckräume mit Druckmedium wird der Kolben in axialer Richtung des Drehantriebes verfahren. Der Kolben ist mindestens auf seinem Außendurchmesser und gegebenenfalls zusätzlich auf seinem Innendurch messer mit Steilgewinden versehen. Das Innengewinde stellt den Form schluß mit der Welle her, während das Außengewinde über einen axial geklemmten Gewindering den Formschluß mit dem Zylindergehäuse herstellt.

Beim axialen Verschieben des Kolbens durch Druckbeaufschlagung wird dieser durch das äußere Steilgewinde gedreht und überträgt diese Dre hung über das innere Steilgewinde auf die Welle.

Ein Nachteil dieser aus dem Stand der Technik bekannten Konstruk tionweise ist, daß bei einer Druckbeaufschlagung des hinteren Druck raumes die axiale Klemmkraft des Gewinderinges soweit abgebaut wer den kann, daß dieser als Widerlager zur Übertragung des Drehmomentes versagt, zumal die Reibflächen des Gewinderinges durch die Druck flüssigkeit geschmiert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Gewindering entfallen zu lassen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das hintere Gehäuse außerhalb des Druckraumes durch an Reibflächen konzentrisch wirkende Reibkräfte, erzeugt durch eine parallel zur Mittelachse des Drehantriebes wirkende Kraft, die durch das Anziehen der Schrauben entsteht und über einen axial beweglichen Überwurfring übertragen wird, gegen Verdrehen um die Mit telachse des Drehantriebes festgelegt ist.

Die Reibflächen sind zur Mittelachse des Drehantriebes hin geneigt, um eine sichere Krafteinleitung zu gewährleisten. Vom hinteren Druckraum sind die Reibflächen durch eine Dichtung im zylindrischen Ansatz des hinteren Gehäuses getrennt, sodaß für den Widerstand gegen das Verdre hen um die Mittelachse des Drehantriebes mit trockener Reibung zu rech nen ist.

Wird der hintere Druckraum durch das Druckmedium beaufschlagt, so wird, durch die auf das hintere Gehäuse einwirkende hydraulische Axial kraft, zwar eine Reibfläche entlastet, gleichzeitig aber wird die zweite Reibfläche proportional dem Anstieg der hydraulischen Axialkraft belastet, sodaß die Reibkraft gegen Verdrehen konstant ansteigt.

Die gleiche Wirkung tritt ein, wenn der Kolben in mechanischen Kontakt mit dem hinteren Gehäuse kommt, und über die Abtriebswelle von außen ein Drehmoment, zum Beispiel durch eine anhängende Last, eingeleitet wird.

Um das Drehmoment bei Beaufschlagung des vorderen Druckraumes zu übertragen, muß die Klemmkraft an den Reibflächen, erzeugt durch das Vorspannen der Schrauben, so groß sein, daß die daraus resultie rende, konzentrisch wirkende Reibkraft größer ist als die aus dem Drehmoment entstehende Gegenkraft.

Zur stufenlosen Lagepositionierung der Paßfeder wird die Welle, nach dem Lösen der Schrauben, durch Drehen des hinteren Gehäuses verdreht und anschließend werden die Schrauben wieder angezogen. Bei bekannten Konstruktionen muß zu diesem Zweck das hintere Gehäuse geöffnet werden, um den Gewindering zu drehen, hierbei muß die evtl. im hinteren Druck raum vorhandene Druckflüssigkeit aufgefangen werden. Bei dem Vor schlag nach der Erfindung ist dieses nicht nötig, da die Dichtung im zyli drischen Ansatz des hinteren Gehäuses immer im Eingriff bleibt.

Der Überwurfring, der die Axialkraft der Schrauben auf die Reibfläche A überträgt, ist mit Ansätzen versehen, die in Taschen des vorderen Ge häuses schließend eingreifen und so ein Verdrehen der beiden Teile gegen einander um die Mittelachse des Drehantriebes verhindern. Die gleiche Wirkung kann durch Scherstifte erreicht werden, die am Umfang des Überwurfringes eingesetzt sind und in das vordere Gehäuse eingreifen. Bei einer weiteren Ausführungsform des Drehantriebes nach dem Vor schlag der Erfindung ist nur eine Reibfläche außerhalb der Druckräume vorgesehen. Hierbei kann die innerhalb des hinteren Druckraumes liegende zweite Reibfläche mit einer Stirnverzahnung, entspechend dem Stande der Technik, versehen sein.

Fig. 1 zeigt einen Drehantrieb nach dem Vorschlag der Erfindung mit dem hinteren Gehäuse 1 und dem Überwurfring 4 der durch die Schrauben 3 in Achsrichtung des Drehantriebes verschraubt ist. Der Scherstift 15 ver hindert das Verdrehen des Überwurfringes 4 gegenüber dem vorderen Ge häuse 12 um die Mittelachse des Drehantriebes.

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch einen Drehantrieb nach dem Vor schlag der Erfindung mit zwei außerhalb der Druckräume 2; 2a angeord neten Reibflächen A und B. Durch das Anziehen der Schrauben 3 wird durch den Überwurfring 4 auf die Reibflächen A und B eine Kraft paral lel zur Mittelachse der Drehantriebes ausgeübt.

Die aus dieser Kraft resultierenden Reibkräfte nehmen das vom Kolben 16 erzeugte und in das hintere Gehäuse eingeleitete Drehmoment auf.

Fig. 3 zeigt einen vertikalen Schnitt durch den Überwurfring 4 mit dem Ansatz 8.

Fig. 4 zeigt den Überwurfring 4 in der Draufsicht mit den Ansätzen 8.

Fig. 5 zeigt einen Teilschnitt durch den Drehantrieb nach dem Vorschlag der Erfindung mit nur einer Reibfläche C außerhalb des Druckraumes 2. Die zweite Reibfläche D liegt bei dieser Konstruktionsvariante innerhalb des Druckraumes 2 und kann mit einer Stirnverzahnung versehen werden.

Fig. 6 zeigt einen Halbschnitt durch den Überwurfring 4 mit den einge setzten Scherstiften 15.

Fig. 7 zeigt einen Halbschnitt durch das hintere Gehäuse 1 mit zwei außer halb der Druckräume 2; 2a angeordneten Reibflächen A und B und das Innensteilgewinde 7.

Bezugszeichenliste

1

Hinteres Gehäuse

2

Hinterer Druckraum

2

aVorderer Druckraum

3

Schrauben

4

Überwurfring

5

Zylindrischer Ansatz

6

Dichtung

7

Innensteilgewinde

8

Ansätze

9

Taschen

10

Paßfeder

11

Abtriebswelle

12

Vorderes Gehäuse

13

Hinterer Druckanschluß

14

Vorderer Druckanschluß

15

Scherstifte

16

Kolben

Claims

1. Hydraulisch oder pneumatisch angetriebener Drehantrieb, bestehend aus den Hauptbauteilen vorderes und hinteres Gehäuse, Kolben und Welle, bei dem die Drehbewegung der Welle durch mindestens ein äußeres und gege benenfalls durch ein zusätzliches inneres Steilgewinde bei axialem Verschie ben des Kolbens durch die Beaufschlagung mit Druckmedium erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das hintere Gehäuse (1) außer halb des Druckraumes (2) durch an Reibflächen (A, B, C) konzentrisch wirkende Reibkräfte, erzeugt durch eine parallel zur Mittelachse des Drehantriebes wirkende Kraft, die durch das Anziehen der Schrauben (3) entsteht und über einen axial beweglichen Überwurfring (4) übertragen wird, gegen Verdrehen um die Mittelachse des Drehantriebes festgelegt ist.

2. Drehantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb des Druckraumes (2) nur eine Reibfläche (C) vorgesehen ist.

3. Drehantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß die Reibflächen (A, B, C) zur Mittelachse des Drehantriebes hin ge neigt sind.

4. Drehantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Innensteilgewinde (7) fest mit dem hinteren Gehäuse (1) verbunden ist.

5. Drehantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Überwurfring (4) Ansätze (8) hat, die in Taschen (9) des vorderen Gehäuses (12) schließend eingreifen und ein Verdrehen um die Mittelachse des Drehantriebes verhindern.

6. Drehantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Sicherung des Überwurfringes (4) gegen Verdrehen um die Mittelachse des Drehantriebes zylindrische Scherstifte (15) vorgesehen sind.

7. Verfahren zur Lageeinstellung des Drehantrieb nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß die an den Reibflächen (A, B, C) konzentrisch angreifenden Reibkräfte durch Wegnahme der parallel zur Mittelachse des Drehantriebes wirkenden äußeren Kraft entfallen und zur Lageeinstellung der Paßfeder (10) das hintere Gehäuse (1) um die Mittelachse des Drehantriebes gedreht wird, wobei der zylindrische Ansatz (5) mit der Dichtung (6) im vorderen Gehäuse (12) im Eingriff bleibt.