DE202004013158U1

DE202004013158U1 - Hydraulic swivel drive for gripper, has grip arms with shafts that are parallel to one another and axially supported by hydrostatic axial bearing, where shafts are designed free of external bearing pressure supply

Info

Publication number: DE202004013158U1
Application number: DE200420013158
Authority: DE
Original assignee: Kinshofer Greiftechnik GmbH
Current assignee: Kinshofer GmbH
Priority date: 2004-08-23
Filing date: 2004-08-23
Publication date: 2006-01-12
Anticipated expiration: 2014-08-24

Abstract

The drive has two grip arms with two shafts that are parallel to one another and supported in a shell support (1). A shaft drive unit is displaced parallel to the shafts by hydraulic pressure in a pressure chamber. The displacement of the drive unit is converted into a shaft rotation by a screw contact. The shafts are axially supported by a hydrostatic axial bearing (10), and are designed free of an external bearing pressure supply.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen hydraulischen Schwenkantrieb für einen Greifer, der zwei zangenartig bewegbare Greifarme besitzt, insbesondere Zweischalengreifer, mit zwei in einem Schalenträger drehbar gelagerten, zueinander parallelen Schwenkwellen, deren Wellenenden mit den Greifarmen verbindbar sind, sowie einem Wellenantriebsstück, das parallel zu den Schwenkwellen mittels Hydraulikdruck in zumindest einer Druckkammer verschieblich ist und über einen Schraubeingriff eine Verschiebung des Wellenantriebsteils in eine Schwenkwellendrehung umsetzt.The The present invention relates to a hydraulic pivot drive for one Gripper, which has two pincer-like movable gripping arms, in particular Clamshell grab, with two rotatably mounted in a shell carrier to each other parallel pivot shafts whose shaft ends connectable to the gripping arms and a shaft drive piece parallel to the pivot shafts displaceable by means of hydraulic pressure in at least one pressure chamber is and about a screw engagement a displacement of the shaft drive part converts into a swivel shaft rotation.

Ein solcher Schwenkantrieb für einen Zweischalengreifer ist aus der DE 201 07 206 U1 bekannt, bei dem die Schwenkwellen jeweils Teil eines Hydraulikmotors sind, der von dem als geschlossenes Gehäuse ausgebildeten Schalenträger umschlossen ist. Auf den beiden Schwenkwellen, die die Greifarme bzw. Greifschalen auf- und zuschwenken, sitzen jeweils Rohrstücke, die längsverschieblich, jedoch drehfest geführt sind und mit der jeweiligen Schwenkwelle in Schraubeingriff stehen, so dass eine Längsverschiebung der Rohrstücke zu einer Drehung der Schwenkwellen führt. Die Längsverschiebung der Rohrstücke wird mittels eines gemeinsamen Mittelstücks bewirkt, das die Rohrstücke verbindet und als Kolben ausgebildet ist, der im Inneren des Gehäuses, das für den Kolben den Zylinder bildet, aufgenommen und durch entsprechende Druckkammern mit Hydraulikdruck beaufschlagbar ist.Such a rotary actuator for a clamshell grab is from the DE 201 07 206 U1 known, in which the pivot shafts are each part of a hydraulic motor which is enclosed by the shell carrier formed as a closed housing. On the two pivot shafts, which open and close the gripping arms or gripping shells, pipe sections are seated which are longitudinally displaceable but rotatably guided and are in screw engagement with the respective pivot shaft, so that a longitudinal displacement of the pipe sections leads to a rotation of the pivot shafts. The longitudinal displacement of the pipe sections is effected by means of a common center piece, which connects the pipe sections and is designed as a piston, which is accommodated in the interior of the housing, which forms the cylinder for the piston and can be acted upon by corresponding pressure chambers with hydraulic pressure.

Da bei diesem bekannten Schwenkantrieb mit zunehmendem Abstand der Schwenkwellen das Kolben-/Zylindervolumen immer größer wird und dadurch kaum noch beherrschbare Kräfte auf das Gehäuse wirken, schlägt die DE 203 19 227 U1 vor, nicht das gesamte Wellenantriebsstück als Kolben auszubilden, sondern in dem Wellenantriebsstück Plungerkolben vorzusehen, die durch Hydraulikdruck in entsprechenden Plungerkolbenkammern relativ zum Wellenantriebsstück bewegbar sind und hierdurch das Wellenantriebsstück in der gewünschten Weise hin- und herverschieben können.Since in this known pivot drive with increasing distance of the pivot shafts, the piston / cylinder volume is always larger and thereby hardly controllable forces acting on the housing, suggests DE 203 19 227 U1 not to form the entire shaft drive piece as a piston, but to provide plunger in the shaft drive piece, which are movable by hydraulic pressure in respective Plungerkolbenkammern relative to the shaft drive piece and thereby the shaft drive piece in the desired manner back and forth.

Bei hydraulischen Schwenkantrieben dieser Gattung treten an den Lagerungen der Schwenkwellen hohe Axialkräfte auf, die daraus resultieren, dass die Linearbewegung des Wellenantriebsstücks durch einen Schraubeingriff in die gewünschte Schwenkwellendrehung umgesetzt wird. Um die notwendigen hohen Schwenkwellenmomente erzeugen zu können, muss das Wellenantriebsstück mit entsprechend hohen Kräften axial angetrieben werden, was zu entsprechend hohen axialen Reaktionskräften in den Lagerungen der Schwenkwellen führt. Um diese Kräfte abzufangen, werden die Schwenkwellen bislang mittels Axialgleitlagern gelagert. Dies ermöglicht die gattungstypische kompakte Bauweise des Schwenkantriebs und des Schalenträgers, dessen Außenabmessungen durch die anzuschließenden Greiferschalen nicht beliebig erweiterbar sind. Eine solche Axialgleitlagerung der Schwenkwellen hat sich allerdings als nachteilig für den Wirkungsgrad des Antriebs herausgestellt.at hydraulic rotary actuators of this type occur on the bearings the pivot shafts high axial forces resulting from the fact that the linear movement of the shaft drive piece by a Screw engagement in the desired Swivel shaft rotation is implemented. To the necessary high pivot shaft moments to be able to produce must be the shaft drive piece with correspondingly high forces be driven axially, resulting in correspondingly high axial reaction forces in the Bearings of the pivot shafts leads. To these forces To intercept, the pivot shafts so far by axial sliding bearings stored. This allows the genus typical compact design of the rotary actuator and the shell carrier whose outer dimensions through the gripper shells to be connected are not expandable. Such an axial sliding bearing However, the pivot shafts has been found to be detrimental to the efficiency of the Drive exposed.

Um den Lagerwiderstand der Schwenkwellenlagerung zu verringern, wurde bereits vorgeschlagen, die Schwenkwellen durch Kegelrollenlager zu lagern. Dies reduziert zwar den Lagerwiderstand beträchtlich, allerdings erleidet der Schwenkantrieb beträchtliche Einbußen hinsichtlich der gewünschten kompakten Bauweise.Around to reduce the bearing resistance of the pivot shaft bearing has been already proposed, the pivot shafts through tapered roller bearings to store. Although this considerably reduces the bearing resistance, however, the pivot drive suffers considerable losses in terms the desired compact Construction.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Schwenkantrieb der genannten Gattung zu schaffen, der Nachteile des Standes der Technik vermeidet und letzteren in vorteilhafter Weise weiterbildet. Vorzugsweise soll ein erhöhter Wirkungsgrad erreicht werden, ohne die kleinbauende Anordnung des Antriebs zu opfern.Of the The present invention is therefore based on the object, an improved Quarter-turn actuator of the type mentioned to create the disadvantages of the prior art avoids and the latter in an advantageous manner Way further education. Preferably, an increased efficiency is achieved be sacrificed without sacrificing the compact design of the drive.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen hydraulischen Schwenkantrieb nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.According to the invention this Task by a hydraulic pivot drive according to claim 1 solved. Preferred embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Erfindungsgemäß sind die Schwenkwellen also durch hydrostatische Axiallager, die frei von einer externen Lagerdruckversorgung ausgebildet sind, axial gelagert. Die hydrostatischen Axiallager erlauben eine kompakte Bauweise wie die bislang verwendeten Gleitlager. Gleichzeitig wird jedoch eine extreme Steigerung des Wirkungsgrads des Schwenkantriebs von bis zu 50 % erreicht, da die Lagerwiderstände durch die hydrostatische Lagerung der Schwenkwellen drastisch reduziert werden. Da während des Betriebs keine aufwendige Druckerzeugung und Versorgung der hydrostatischen Lager erfolgt, kann im Vergleich zu extern versorgten hydrostatischen Lagern deutlich einfacher und platzsparender gebaut werden. Trotz der durch den Verzicht auf eine externe Lagerdruckversorgung vereinfachten Bauweise der hydrostatischen Axiallager bewirken diese das Abfangen der beim Verschieben des Wellenantriebsstücks durch den Schraubeingriff entstehenden hohen Axialkräfte weitgehend frei von Lager- und Reibungsverlusten. Die axialen Lagerflächen können sich durch die hydrostatische Ausbildung der Lager nicht berühren und können damit nicht verschleißen. Zudem findet Reibung nur in Form von Flüssigkeitsreibung in dem Druckpolster statt, auf dem die Schwenkwellen sozusagen schwimmen.According to the invention Swivel shafts so by hydrostatic thrust bearing, free from an external bearing pressure supply are formed axially mounted. The hydrostatic thrust bearings allow a compact design such as the previously used plain bearings. At the same time, however, an extreme Increase the efficiency of the rotary actuator by up to 50% achieved because the bearing resistance drastically reduced by the hydrostatic bearing of the pivot shafts become. Because while the operation no elaborate pressure generation and supply of hydrostatic bearing can be compared to externally powered Hydrostatic bearings significantly easier and space-saving built become. Despite of the lack of an external bearing pressure supply simplified design of the hydrostatic thrust bearing cause this the interception of when moving the shaft drive piece through The high axial forces arising from the screw engagement are largely free of bearing and friction losses. The axial bearing surfaces can be affected by the hydrostatic Do not touch the training of the bearings and can so do not wear out. In addition, friction takes place only in the form of fluid friction in the pressure pad, on which the swivel shafts swim, so to speak.

In Weiterbildung der Erfindung weisen die Axiallager jeweils einen Lagerspalt auf, der im unbelasteten Zustand mit Druckfluid befüllbar ist. Die Lagerung ist so aufgebaut, dass sie ohne inkompressible Flüssigkeitsbefüllung des Lagerspalts in den Axiallagern Spiel hätte. Der entsprechende Raum bzw. Lagerspalt zwischen den axialen Stützflächen der Axiallager wird im unbelasteten Zustand mit einem geeigneten flüssigen Medium befüllt, wobei vorteilhafterweise eine Lagerspaltbefüllung mit hohem Druck vorgesehen wird, da hierdurch die im Lagerspalt befindliche Luft in der Folge nur noch unwesentlichen Einfluss hat. Wird die Welle sodann ihren Betriebskräften ausgesetzt, erzeugt die entsprechende Axialkraft im Lagerspalt den entsprechenden Lagerdruck. Die axialen Lagerflächen gleiten auf dem Druckpolster des im unbelasteten Zustand eingefüllten flüssigen Mediums.In a further development of the invention, the thrust bearings each have a bearing gap which can be filled with pressurized fluid in the unloaded state. The La It is constructed in such a way that it would have play in the thrust bearings without incompressible liquid filling of the bearing gap. The corresponding space or bearing gap between the axial support surfaces of the thrust bearing is filled in the unloaded state with a suitable liquid medium, advantageously a bearing gap filling with high pressure is provided, as a result, the air in the bearing gap in the sequence has only insignificant impact. If the shaft is then exposed to its operating forces, the corresponding axial force in the bearing gap generates the corresponding bearing pressure. The axial bearing surfaces slide on the pressure pad of the filled in the unloaded state liquid medium.

Um das im unbelasteten Zustand in den Lagerspalt gefüllte Medium auch unter den Betriebskräften nicht aus dem Lagerspalt entweichen zu lassen, ist der jeweilige Lagerspalt vorteilhafterweise als geschlossener bzw. absperrbarer Druckpolsterraum bzw. -tasche ausgebildet.Around the filled in the unloaded state in the bearing gap medium also among the operating staff not to let escape from the bearing gap, is the respective Storage gap advantageously as closed or lockable Padded space or pocket formed.

Um eine Befüllung der Lagerspalte sowie insbesondere eine Kompensation der schleichenden Leckagen ausgleichen zu können, ohne eine aufwendige externe Lagerdruckerzeugung vorsehen zu müssen, sind in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung die hydrostatischen Axiallager jeweils mit einer Druckpolstertasche versehen, die über eine Speiseleitung mit der zumindest einen Druckkammer zur Beaufschlagung des Wellenantriebsstücks verbindbar ist. Die Druckpolstertaschen werden also über eine entsprechende Speiseleitung unmittelbar mit Hilfe des Hydraulikdrucks gespeist, der zum Antrieb des Wellenantriebsstücks vorgesehen wird. Um den Druck in der Druckpolsterkammer auch bei einem Druckabfall in der Druckkammer des Wellenantriebsstücks halten zu können, kann in Weiterbildung der Erfindung auf der Befüllseite der hydrostatischen Axiallager ein Absperrventil vorgesehen sein. Insbesondere ist in die Speiseleitung ein Rückschlagventil geschaltet.Around a filling the bearing column and in particular a compensation of the creeping leaks to be able to balance without having to provide a complex external storage pressure generation, are In an advantageous embodiment of the invention, the hydrostatic Thrust bearing each provided with a pressure pad pocket, which has a Feed line with the at least one pressure chamber for acting of the shaft drive piece is connectable. The pressure pad pockets are so over a corresponding feed line directly by means of the hydraulic pressure fed, which is provided for driving the shaft drive piece. To the pressure in the pressure cushion chamber even with a pressure drop in the pressure chamber of the shaft drive piece to be able to hold can in the invention on the filling side of the hydrostatic Axiallager be provided a shut-off valve. In particular, in the feed line is a check valve connected.

Insbesondere vorteilhaft ist die vorgeschlagene hydrostatische Lagerung der Schwenkwellen bei Ausbildung des hydraulischen Schwenkantriebs mit wechselnden Wirkrichtungen. Hierzu kann der hydraulische Schwenkantrieb zumindest eine erste Druckkammer und zumindest eine zweite Druckkammer zur Verschiebung des Wellenabtriebsstücks in entgegengesetzte Richtungen aufweisen. Die Druck polsterlaschen der hydrostatischen Axiallager werden hierbei vorteilhafterweise jeweils aus der Druckkammer gespeist, die bei Hochdruck das jeweilige Lager entlastet, also das Wellenabtriebsstück von dem jeweiligen Lager wegdrückt. Der Hydraulikdruck zur Erzeugung der Gegenbewegung des Wellenantriebsstücks befüllt zugleich das jeweilige hydrostatische Axiallager, so dass kleine Leckagen ständig ausgeglichen werden können.Especially advantageous is the proposed hydrostatic bearing of the pivot shafts Training of the hydraulic rotary actuator with changing directions of action. For this purpose, the hydraulic pivot drive at least a first pressure chamber and at least a second pressure chamber for displacing the Wellenabtriebsstücks in opposite Have directions. The pressure padding of the hydrostatic Thrust bearings are advantageously each from the pressure chamber fed, which relieves the respective bearing at high pressure, ie the shaft driven piece pushed away from the respective camp. The hydraulic pressure for generating the countermovement of the shaft drive piece fills at the same time the respective hydrostatic thrust bearing, allowing small leaks constantly balanced can be.

Um die Leckagen möglichst klein zu halten, sind die Axiallager vorteilhafterweise mit Hochdruckdichtungen versehen, die die Lagerspalte bzw. Druckpolstertaschen gegenüber der jeweiligen Schwenkwelle und der zugehörigen Lagerschale abdichten. Die Hochdruckdichtungen können selbstverständlich unterschiedlich angeordnet und ausgebildet sein. Nach einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung können die Hochdruckdichtungen jeweils zumindest eine Dichtlippe aufweisen, die vom Druck in der Druckpolstertasche an die zugehörige Dichtfläche angepresst wird.Around the leaks possible To keep small, the thrust bearing are advantageously with high pressure seals provided that the bearing gaps or pressure pad pockets against the Seal the respective pivot shaft and the associated bearing shell. The high pressure seals can Of course be arranged differently and designed. After a favorable execution of the invention the high-pressure seals each have at least one sealing lip, pressed by the pressure in the pressure pad pocket to the associated sealing surface becomes.

Die Axiallager selbst können ebenfalls unterschiedlich angeordnet und ausgebildet sein. Nach einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung besitzen die Axiallager jeweils einen auf der entsprechenden Schwenkwelle drehfest sitzenden Lagerring, der in einem feststehenden Lagersitz vorzugsweise unmittelbar in der von dem Schalenträger gebildeten Gehäusewandung des Antriebs drehbar aufgenommen ist. Es versteht sich, dass die Anordnung umgekehrt getroffen sein könnte, so dass ein feststehender Lagerring drehbar auf der Schwenkwelle sitzen und mit einem Wellenabsatz zusammenwirken kann. Die zuvor beschriebene Ausführung mit einem drehfest auf der Schwenkwelle sitzenden Lagerring besitzt jedoch Vorteile hinsichtlich einer einfachen Bearbeitung und Abdichtung.The Thrust bearing itself can also be arranged differently and designed. To an advantageous embodiment According to the invention, the thrust bearings each have one on the corresponding pivot shaft non-rotatably seated bearing ring in a fixed bearing seat preferably directly formed in the shell of the carrier housing the drive is rotatably received. It is understood that the Arrangement could be reversed, so that a fixed Bearing ring rotatably seated on the pivot shaft and with a shaft shoulder can interact. The embodiment described above with a rotationally fixed on the However, pivot shaft seated bearing ring has advantages in terms a simple processing and sealing.

Der Lagerring kann in Weiterbildung der Erfindung die Speiseleitung zur Befüllung der jeweiligen Druckpolstertasche sowie weiterhin das Rückschlagventil aufweisen, das den Druck in der Druckpolstertasche hält, auch wenn der Druck in der jeweiligen Druckkammer zur Beaufschlagung des Wellenantriebsstücks abfällt. Hierdurch kann eine besonders kompakte und einfache Ausbildung der hydrostatischen Axiallager erreicht werden. Die hydrostatischen Axiallager sind hierdurch eine vormon tierte Einheit, die in an sich bekannter Weise auf die Schwenkwelle montiert, insbesondere aufgeschraubt wird, und/oder in die Lagerschale montiert wird, in der die Schwenkwelle abgestützt wird.Of the Bearing ring can in the invention, the feed line for filling the respective padded pressure bag and continue the check valve that holds the pressure in the pressure pad pocket, too when the pressure in the respective pressure chamber for admission of the shaft drive piece drops. This allows a particularly compact and simple design of the hydrostatic thrust bearing can be achieved. The hydrostatic Thrust bearings are thus a premonited unit that in itself well-known manner mounted on the pivot shaft, in particular screwed, and / or is mounted in the bearing shell, in which the pivot shaft supported becomes.

Die hydrostatischen Axiallager besitzen in Weiterbildung der Erfindung Doppelfunktion und stützen die Schwenkwelle auch radial ab. Hierzu können zwischen dem Lagerring der hydrostatischen Axiallager und dem zugehörigen Lagersitz bzw. der Lagerschale radial Wälzlagerkörper vorgesehen sein. Um radial kleinbauend zu sein, kann das Radiallager als Nadellager ausgebildet sein. Da die radialen Kräfte jedoch im Vergleich zu den axialen Kräften begrenzt sind, können hier auch andere Radiallager Verwendung finden. Durch eine radiale Wälzlagerung kann der Wirkungsgrad jedoch noch weiter erhöht werden.The Hydrostatic thrust bearing own development of the invention Dual function and support the pivot shaft also radially. For this purpose, between the bearing ring the hydrostatic thrust bearing and the associated bearing seat or the bearing shell provided radially rolling bearing body be. In order to be radially small in size, the radial bearing can be used as a needle bearing be educated. However, since the radial forces compared to the axial forces are limited Here also other radial bearings find use. By a radial roller bearing However, the efficiency can be further increased.

Hinsichtlich der Ausbildung des Wellenantriebsstücks sind verschiedene Varianten möglich. Nach einer Ausführung der Erfindung umfasst das Wellenantriebsstück zwei durch ein gemeinsames Mittelstück verbundene Rohrstücke, die mit den Schwenkwellen in Schraubeingriff stehen. Hierdurch werden durch eine Verschiebung des Wellenantriebsstücks gleichzeitig beide Schwenkwellen gegenläufig gedreht. Das Wellenantriebsstück kann dabei einen Kolben bilden, der im Inneren des von dem Schalenträger gebildeten Gehäuses, das für den Kolben den Zylinder bildet, aufgenommen ist. Das Gehäuse begrenzt zu beiden Seiten dieses Kolbens jeweils einen Druckraum, der mit Hydraulikfluid beaufschlagbar ist, um das Wellenantriebsstück hin- und herbewegen zu können.Regarding the formation of the shaft drive piece are different variants possible. To an execution According to the invention, the shaft drive piece comprises two connected by a common center piece Pipe pieces, which are in screw engagement with the pivot shafts. This will be by a displacement of the shaft drive piece simultaneously both pivot shafts opposite turned. The shaft drive piece can thereby form a piston which formed in the interior of the shell carrier housing, that for the piston forms the cylinder is added. The housing is limited on both sides of this piston each have a pressure chamber with Hydraulic fluid is acted upon to the Wellenantriebsstück hin- and to be able to move.

Bei dieser Ausbildung des Schwenkantriebs grenzen die Axiallager vorteilhafterweise unmittelbar an die genannten Druckkammern an, so dass die Befüllung über Speiseleitungen in den Lagerringen besonders einfach erfolgen kann. Die Lagerringe der Axiallager sitzen in entsprechenden Ausnehmungen in der Wandung des Schalenträgers, so dass die Druckkammern im Inneren des Gehäuses unmittelbar auch die Lagerringe beaufschlagen und durch die darin ausgebildeten Speiseleitungen die Druckpolstertaschen befüllen.at This design of the rotary actuator border the thrust bearing advantageously directly to the said pressure chambers, so that the filling via feed lines can be done very easily in the bearing rings. The bearing rings the thrust bearings sit in corresponding recesses in the wall the tray carrier, so that the pressure chambers inside the housing immediately also the bearing rings apply and through the feed lines formed therein fill the pressure pad pockets.

Alternativ kann das Wellenantriebsstück auch über Plungerkolben angetrieben werden, insbesondere bei einem größeren Achsabstand der beiden Schwenkwellen, so dass übermäßige Drücke und Kräfte auf den Schalenträger vermieden werden. Die Druckpolstertaschen der Axiallager werden hierbei vorteilhafterweise über Speiseleitungen mit Hydraulikdruck aus den entsprechenden Plungerkolbendruckkammern beaufschlagt.alternative The shaft drive piece can also be via plunger are driven, in particular at a larger center distance of the two pivot shafts, allowing excessive pressures and forces on the tray carrier be avoided. The pressure pad pockets of the thrust bearings become this advantageously over Feed lines with hydraulic pressure from the corresponding plunger pressure chambers applied.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:The Invention will be described below with reference to a preferred embodiment and associated Drawings closer explained. In the drawings show:

1: eine ausschnittsweise Längsschnittansicht eines hydraulischen Schwenkantriebs nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung, die die hydrostatische Lagerung einer der Schwenkwellen des Antriebs zeigt, 1 1 is a partial longitudinal sectional view of a hydraulic rotary actuator according to a preferred embodiment of the invention, showing the hydrostatic bearing of one of the pivot shafts of the drive;

2: eine vergrößerte ausschnittsweise Schnittdarstellung der hydrostatischen Lagerung der in 1 mit G bezeichneten Einzelheit, 2 : An enlarged fragmentary sectional view of the hydrostatic bearing in 1 with G designated detail,

3: eine schematische, perspektivische Darstellung des hydraulischen Schwenkantriebs im Teilschnitt, wobei eine Ausführung des Schwenkantriebs gezeigt ist, bei dem das gesamte Schwenkantriebsstück als Kolben ausgebildet ist, und 3 : A schematic, perspective view of the hydraulic pivot drive in partial section, wherein an embodiment of the pivot drive is shown, in which the entire pivot drive piece is designed as a piston, and

4: eine schematische, perspektivische Darstellung des Schwenkantriebs im Teilschnitt, wobei eine alternative Ausführung mit Plungerkolbenantrieb des Schwenkantriebstücks gezeigt ist. 4 : A schematic, perspective view of the pivot drive in partial section, wherein an alternative embodiment with plunger drive of the pivot drive piece is shown.

Der in den 3 und 4 dargestellte Schwenkantrieb umfasst einen Schalenträger 1, der als Gehäuse ausgebildet ist und in an sich üblicher Weise an den Stiel eines Baggers oder eines anderen Hebezeugs ankuppelbar ist. Der Schalenträger 1 kann an seiner Oberseite ein ringförmiges Drehlager 2 sowie einen diesem zuge ordneten Drehantrieb 3 aufweisen, um den Greifer um eine aufrechte Achse drehen zu können.The in the 3 and 4 shown pivot drive comprises a shell carrier 1 , which is designed as a housing and can be coupled in a conventional manner to the stem of an excavator or other hoist. The shell carrier 1 can at its top an annular pivot bearing 2 and a rotary drive associated therewith 3 to rotate the gripper about an upright axis can.

Der Schalenträger 1 umfasst zwei zueinander parallele Stirnwandungen 4 und 5, die durch zwei Gehäusehalbschalen 6 und 7 miteinander verbunden sind, so dass die Stirnwandungen 4 und 5 zusammen mit den Gehäusehalbschalen 6 und 7 einen zylindrischen, im Schnitt im wesentlichen elliptischen Innenraum begrenzen.The shell carrier 1 comprises two mutually parallel end walls 4 and 5 passing through two housing half shells 6 and 7 connected to each other, so that the end walls 4 and 5 together with the housing half shells 6 and 7 define a cylindrical, in section substantially elliptical interior.

Im Inneren des von dem Schalenträger 1 gebildeten Gehäuses sind die beiden Schwenkwellen 8 und 9 parallel zueinander und voneinander beabstandet angeordnet. Sie sind in den Stirnwandungen 4 und 5 drehbar, jedoch axial fest jeweils mittels eines hydrostatischen Axiallagers 10 gelagert und ragen mit ihren zapfenförmigen Wellenenden 11 aus dem Gehäuse heraus. An den zapfenförmigen Wellenenden 10 können in an sich bekannter Weise Greiferschalen, die in der Zeichnung nicht gezeigt sind, drehfest angekuppelt werden, so dass die Greiferschalen durch Verdrehen der Schwenkwellen 8 und 9 auf- und zugeschwenkt werden können.Inside of the shell carrier 1 Enclosed housing are the two pivot shafts 8th and 9 arranged parallel to each other and spaced from each other. They are in the end walls 4 and 5 rotatable, but axially fixed in each case by means of a hydrostatic thrust bearing 10 stored and protrude with their cone-shaped shaft ends 11 out of the case. At the cone-shaped shaft ends 10 can in a conventional manner gripper shells, which are not shown in the drawing, rotatably coupled, so that the gripper shells by rotating the pivot shafts 8th and 9 can be opened and closed.

Um die Schwenkwellen 8 und 9 rotatorisch anzutreiben, ist ein Wellenantriebsstück 12 vorgesehen, das die Schwenkwellen 8 und 9 mit jeweils einem Rohrstück 13 umgreift, das mit der jeweiligen Schwenkwelle 8 bzw. 9 in Schraubeingriff steht. Die beiden Rohrstücke 13 sind durch ein gemeinsames Mittelstück 14 starr miteinander verbunden. Wie 3 zeigt, kann das Wellenantriebsstück 12 einen Kolben bilden, der im Inneren des Schalenträgers 1 parallel zu den Schwenkwellen verschieblich sitzt. Der Schalenträger 1 bildet sozusagen einen Zylinder für das Wellenantriebsstück 12, zu dessen beiden Seiten jeweils eine Druckkammer 15 und 16 gebildet ist. Durch Einleiten von Hydraulikflüssigkeit in die Druckkammern 15 oder 16 kann das Wellenantriebsstück 12 hin- und herbewegt und damit die Schwenkwellen 8 und 9 entsprechend gedreht werden.Around the pivot shafts 8th and 9 To drive in rotation is a shaft drive piece 12 provided that the pivot shafts 8th and 9 each with a piece of pipe 13 encompasses that with the respective pivot shaft 8th respectively. 9 in screw engagement. The two pieces of pipe 13 are through a common middle piece 14 rigidly connected. As 3 shows, the shaft drive piece 12 forming a piston inside the shell carrier 1 slidably mounted parallel to the pivot shafts. The shell carrier 1 forms, as it were, a cylinder for the shaft drive piece 12 , on both sides of each a pressure chamber 15 and 16 is formed. By introducing hydraulic fluid into the pressure chambers 15 or 16 can the shaft drive piece 12 moved back and forth and thus the pivot shafts 8th and 9 be rotated accordingly.

Alternativ zu der Ausführung nach 3 muss nicht das Wellenantriebsstück 12 selbst als Kolben ausgebildet sein. Insbesondere dann, wenn die Schwenkwellen 8 und 9 einen größeren Achsabstand voneinander haben, können Plungerkolben 17 und 18 vorgesehen sein, die in entsprechenden Zylinderausnehmungen 19 verschieblich sitzen, die in der gezeichneten Ausführung in dem Wellenantriebsstück 12 ausgebildet sind. Die entsprechenden Plungerkolbendruckkammern 20, 21 können mit Hydraulikdruck beaufschlagt werden, um die Plungerkolben entsprechend zu verschieben, was zu der gewünschten Antriebsbewegung des Wellenantriebsstücks 12 führt.Alternatively to the execution after 3 does not have to be the shaft drive piece 12 even be designed as a piston. In particular, when the pivot shafts 8th and 9 have a greater center distance from each other, plungers can 17 and 18 be provided, which in corresponding Zylinderausnehmungen 19 slidably sitting, in the illustrated embodiment in the shaft drive piece 12 are formed. The corresponding plunger pressure chambers 20 . 21 can be pressurized with hydraulic pressure to displace the plunger accordingly, resulting in the desired drive movement of the shaft drive piece 12 leads.

Wie die 1 und 2 zeigen, sind die Schwenkwellen 8 und 9 an den Durchtritten durch die Stirnwandungen 4 und 5 des Schalenträgers 1 jeweils durch ein Axiallager 10 abgestützt. In der gezeichneten Ausführungsform umfasst jedes der Axiallager einen Lagerring 22, der drehfest auf der jeweiligen Schwenkwelle 8 oder 9 sitzt, insbesondere darauf aufgeschraubt sein kann. Wie 2 zeigt, kann hierzu ein Gewinde 23 auf die Schwenkwelle 8 geschnitten sein. Der Lagerring 22 sitzt drehbar in einer topfförmigen Lagerschale bzw. einem entsprechenden Lagersitz 24, der in der jeweiligen Stirnwandung 4 oder 5 des Schalenträgers 1 ausgebildet ist.As the 1 and 2 show are the pivot shafts 8th and 9 at the passages through the end walls 4 and 5 of the tray carrier 1 each by a thrust bearing 10 supported. In the illustrated embodiment, each of the thrust bearings comprises a bearing ring 22 , the rotationally fixed on the respective pivot shaft 8th or 9 sitting, in particular can be screwed on it. As 2 shows, this can be a thread 23 on the pivot shaft 8th be cut. The bearing ring 22 rotatably seated in a cup-shaped bearing shell or a corresponding bearing seat 24 in the respective end wall 4 or 5 of the tray carrier 1 is trained.

Radial stützt sich der Lagerring 22 an der mantelflächigen Wandung des zylindrischen Lagersitzes 24 über Wälzkörper 25 ab, die in der gezeichneten Ausführungsform als Walzen bzw. Nadeln ausgebildet sind.Radially supports the bearing ring 22 on the jacket-wall of the cylindrical bearing seat 24 over rolling elements 25 from, which are formed in the illustrated embodiment as rollers or needles.

Axial stützt sich der Lagerring 22 über ein Druckpolster an der Bodenfläche 26 des Lagersitzes 24 ab, die ebenso wie die stirnseitige Lagerfläche 27 des Lagerrings 22 bezogen auf die Schwenkwelle 8 radial verläuft. Das genannte Druckpolster wird in einem Lagerspalt 28 zwischen der genannten Bodenfläche 26 des Lagersitzes 24 und der stirnseitigen Lagerfläche 27 des Lagerrings 22 gebildet. Dieser Lagerspalt 28 bildet eine Druckpolstertasche und wird mit Hydrauliköl befüllt. Wie 2 zeigt, ist der Lagerspalt 28 durch zwei Hochdruckdichtungen 29 und 30 abgedichtet, die in der gezeichneten Ausführungsform jeweils als Radialdichtungen ausgebildet sind. Die erste Hochdruckdichtung 29 sitzt an der äußeren Mantelfläche des Lagerrings 22 und dichtet mit ihrer Dichtlippe 31 den Lagerring 22 gegenüber der Mantel fläche des Lagersitzes 24 ab. Die zweite Hochdruckdichtung 30 sitzt an dem Lagersitz 24 und dichtet diesen gegenüber der jeweiligen Schwenkwelle 8 bzw. 9 ab. Es versteht sich jedoch, dass die Dichtungen 29 und 30 auch anders ausgebildet und/oder angeordnet sein könnten. So wäre es zum einen grundsätzlich möglich, die Anordnung umzudrehen, d.h. die Dichtungen nicht in den Lagerring, sondern in die Mantelfläche des Lagersitzes sowie im Falle der zweiten Dichtung 30 nicht in die Wandung des Schalenträgers, sondern an die Schwenkwelle zu setzen. Weiterhin wäre es grundsätzlich denkbar, die Dichtungen axial unmittelbar an die stirnseitigen Lagerflächen am Lagerspalt 28 zu setzen. Die gezeichnete Ausführungsform besitzt jedoch Vorteile hinsichtlich einer guten Dichtwirkung mit geringem Verschleiß bei gleichzeitig einfacher Montage.Axial supports the bearing ring 22 over a pressure pad on the bottom surface 26 of the bearing seat 24 off, as well as the frontal storage area 27 of the bearing ring 22 relative to the pivot shaft 8th extends radially. The said pressure pad is in a bearing gap 28 between said floor space 26 of the bearing seat 24 and the frontal bearing surface 27 of the bearing ring 22 educated. This storage gap 28 forms a pressure pad pocket and is filled with hydraulic oil. As 2 shows is the bearing gap 28 through two high-pressure seals 29 and 30 sealed, which are each formed in the illustrated embodiment as radial seals. The first high pressure seal 29 sits on the outer surface of the bearing ring 22 and seals with its sealing lip 31 the bearing ring 22 opposite the jacket surface of the bearing seat 24 from. The second high pressure seal 30 sits at the camp seat 24 and seals it against the respective pivot shaft 8th respectively. 9 from. It is understood, however, that the seals 29 and 30 could also be designed and / or arranged differently. So it would be possible in principle to turn the arrangement, ie the seals not in the bearing ring, but in the lateral surface of the bearing seat and in the case of the second seal 30 not in the wall of the tray carrier, but to put the pivot shaft. Furthermore, it would be conceivable in principle, the seals axially directly to the frontal bearing surfaces on the bearing gap 28 to put. However, the illustrated embodiment has advantages in terms of a good sealing effect with low wear and ease of assembly.

Wie 2 zeigt, ist in dem Lagerring 22 eine Speiseleitung 32 in Form einer sich axial erstreckenden Durchgangsbohrung, die die von dem Lagerspalt 28 gebildete Druckpolstertasche mit der unmittelbar an den Lagerring 22 angrenzenden Druckkammer 15 zur Beaufschlagung des Wellenantriebsstücks 12 verbindet.As 2 shows is in the bearing ring 22 a feed line 32 in the form of an axially extending through hole, that of the bearing gap 28 formed pressure cushion bag with the directly to the bearing ring 22 adjacent pressure chamber 15 for loading the shaft drive piece 12 combines.

Um den Druck in der Druckpolstertasche auch dann zu erhalten, wenn die entsprechende Druckkammer 15 nicht mit Hochdruck beaufschlagt wird, ist in die Speiseleitung 32 ein Rückschlagventil 33 geschaltet. Wie 2 zeigt, sitzt das Rückschlagventil 33 in dem Lagerring 22.In order to maintain the pressure in the pressure pad pocket, even if the corresponding pressure chamber 15 is not pressurized, is in the feed line 32 a check valve 33 connected. As 2 shows, the check valve sits 33 in the bearing ring 22 ,

Hiermit ergibt sich folgende Funktion der hydrostatischen Lagerung der Schwenkwellen: Im unbelasteten Zustand wird der Lagerspalt 28 mit Hydraulikfluid aus der Druckkammer 15 bzw. 16 befüllt. Spätestens bei der erstmaligen Beaufschlagung der Druckkammer 15 mit Hochdruck wird das Druckfluid durch die Speiseleitung 32 über das entsprechende Rückschlagventil 33 in den Lagerspalt 28 gedrückt. Das Fluid wird dabei zum einen auf der Befüllungsseite durch das Rückschlagventil 33 und zum anderen an den Dichtspalten durch die hydraulischen Hochdruckdichtungen 29 und 30 am Entweichen aus dem Lagerspalt 28 gehindert.This results in the following function of the hydrostatic bearing of the pivot shafts: In the unloaded state, the bearing gap 28 with hydraulic fluid from the pressure chamber 15 respectively. 16 filled. At the latest when first pressurizing the pressure chamber 15 at high pressure, the pressure fluid through the feed line 32 via the corresponding non-return valve 33 in the storage gap 28 pressed. The fluid is on the one hand on the filling side by the check valve 33 and on the other to the sealing gaps by the hydraulic high-pressure seals 29 and 30 on escaping from the bearing gap 28 prevented.

Werden nun die Schwenkwellen 8 und 9 ihren Betriebskräften ausgesetzt, so erzeugt die axiale Kraft F (vgl. 1) im Lagerspalt 28 den entsprechenden Lagerdruck. Die axialen Lagerflächen 26 und 27 können sich jedoch aufgrund des eingeschlossenen Fluids nicht berühren und damit nicht verschleißen. Reibung findet nur in Form von Flüssigkeitsreibung auf dem Druckpolster statt, auf dem die Schwenkwellen 8 und 9 sozusagen schwimmen, sowie an den Hydraulikdichtungen 29 und 30, die durch Vorspannung und Druck an ihre Laufflächen gepresst werden.Now become the pivot shafts 8th and 9 exposed to their operating forces, so generates the axial force F (see. 1 ) in the bearing gap 28 the corresponding bearing pressure. The axial bearing surfaces 26 and 27 However, due to the trapped fluid, they can not touch and thus will not wear out. Friction takes place only in the form of fluid friction on the pressure pad on which the pivot shafts 8th and 9 swimming, as it were, as well as on the hydraulic seals 29 and 30 , which are pressed by bias and pressure to their treads.

Auf den jeweils gegenüberliegenden Seiten der Schwenkwellen 8 und 9 werden die entsprechenden Axiallager 10 gleichzeitig entlastet, wobei über die entsprechenden Rückschlagventile 33 etwaige Leckagen in den Druckpolstertaschen der Lagerspalte 28 ausgeglichen werden können.On the opposite sides of the pivot shafts 8th and 9 become the corresponding thrust bearings 10 relieved at the same time, using the corresponding non-return valves 33 any leaks in the pressure pad pockets of the bearing gaps 28 can be compensated.

Claims

Hydraulic rotary actuator for a gripper, which has two gripper arms which can be moved like a pair of pliers, in particular clamshell grippers, with two in a tray carrier ( 1 ) rotatably mounted, mutually parallel pivot shafts ( 8th . 9 ), whose wave nenden ( 11 ) are connectable to the gripping arms, and a shaft drive piece ( 12 ) parallel to the pivot shafts ( 8th . 9 ) by means of hydraulic pressure in at least one pressure chamber ( 15 . 16 ; 20 . 21 ) is displaceable and a screw engagement, a displacement of the shaft drive piece ( 12 ) in a pivot shaft rotation, characterized in that the pivot shafts ( 8th . 9 ) by hydrostatic thrust bearings ( 10 ), which are formed free of an external bearing pressure supply, are axially mounted.

Hydraulic pivot drive according to the preceding claim, wherein the thrust bearings ( 10 ) each have a bearing gap ( 28 ), which can be filled in the unloaded state of the respective thrust bearing with pressurized fluid.

Hydraulic rotary actuator according to the preceding claim, wherein the bearing gap ( 28 ) is sealed and / or lockable.

Hydraulic rotary actuator according to one of the preceding claims, wherein the hydrostatic thrust bearing ( 10 ) each a pressure pad pocket ( 28 ), which via a feed line ( 32 ) with the at least one pressure chamber ( 15 . 16 ; 20 . 21 ) for acting on the shaft drive piece ( 12 ) is connectable.

Hydraulic rotary actuator according to the preceding claim, wherein in the feed line ( 32 ) a shut-off, in particular check valve ( 33 ) is switched.

Hydraulic rotary actuator according to one of the preceding claims, wherein at least a first pressure chamber ( 15 ; 20 ) and at least one second pressure chamber ( 16 ; 21 ) for displacement of the shaft drive piece ( 12 ) are provided in opposite directions and the pressure pad pocket of the hydrostatic thrust bearing ( 10 ) each with the pressure chamber ( 15 ; 20 ; 16 ; 21 ), for the displacement of the shaft drive piece ( 12 ) of the respective thrust bearing ( 10 ) is provided away, are connectable.

Hydraulic pivot drive according to one of the preceding claims, wherein the thrust bearings ( 10 ) Seals, in particular high-pressure seals ( 29 . 30 ), for sealing the pressure pad pockets against the respective pivot shaft ( 8th . 9 ) and / or bearing shell ( 24 ) exhibit.

Hydraulic rotary actuator according to the preceding claim, wherein high-pressure seals ( 29 . 30 ) each with at least one of the pressure in the pressure pad pocket ( 28 ) contactable sealing lip ( 31 ) are provided.

Hydraulic pivot drive according to one of the preceding claims, wherein the thrust bearings ( 10 ) each one on the corresponding pivot shaft ( 8th . 9 ) rotatably seated bearing ring ( 22 ) mounted in a fixed bearing seat ( 24 ), preferably directly in the of the shell carrier ( 1 ) formed housing is rotatably received.

Hydraulic rotary actuator according to the preceding claim, wherein the bearing ring ( 22 ) at least one feed line ( 32 ) and / or at least one check valve ( 33 ) having.

Hydraulic rotary actuator according to one of the two preceding claims, wherein between the bearing ring ( 22 ) and the bearing seat ( 24 ) a radial bearing, in particular radial rolling bearing body ( 25 ) are provided.

Hydraulic pivot drive according to one of the preceding claims, wherein the shaft drive piece ( 12 ) two pieces of pipe ( 13 ), with the pivot shafts ( 8th . 9 ) are in screw engagement, as well as a the pipe pieces ( 13 ) connecting center piece ( 14 ).

Hydraulic pivot drive according to one of the preceding claims, wherein the shaft drive piece ( 12 ) a piston and the shell carrier ( 1 ) forms the cylinder for the piston, wherein the thrust bearing ( 10 ) directly to one of the shell carrier ( 1 ) limited pressure chamber ( 15 . 16 ).

Hydraulic pivot drive according to one of the preceding claims, wherein the shaft drive piece ( 12 ) via at least one plunger ( 17 . 18 ) is displaceable and the pressure pad pockets of the thrust bearing ( 10 ) via feeders ( 32 ) with hydraulic pressure from the corresponding plunger pressure chambers ( 20 . 21 ) can be acted upon.