DE2244580A1

DE2244580A1 - Drehantrieb aus einem gehaeuse mit einem im wesentlichen bogenfoermigen hohlraum

Info

Publication number: DE2244580A1
Application number: DE19722244580
Authority: DE
Inventors: Alphonse A Jacobellis
Original assignee: Greer Hydraulics Inc
Current assignee: Greer Hydraulics Inc
Priority date: 1972-05-05
Filing date: 1972-09-12
Publication date: 1973-11-15
Also published as: AU4633772A; AU459596B2; DE2244580C3; ES406733A1; JPS4921569A; IT963508B; SE381719B; BR7205716D0; JPS5648006B2; DE2244580B2; GB1393139A; BE788369A; JPS5522641B2; JPS5115776A; CA969836A; CS182233B2; PL85625B1; NL7211211A; FR2183441A5; GB1393140A

Description

MEINE ZEICHEN

B/G (527)

Patentanmeldung

Anm.: Greer Hydraulic Inc., Los Angeles, USA

Bez.: Drehantrieb aus einem Gehäuse mit einem im wesentlichen bogenförmigen Hohlraum

Die Erfindung betrifft einen Drehantrieb aus einem Gehäuse mit einem im wesentlichen bogenförmigen Hohlraum und einer durch das Gehäuse koaxial zum Hohlraum geführten Welle so« wie mit einem beweglich im Hohlraum angeordneten Stellglied, an dessen beiden Seitenflächen je eine Kammer angrenzt, wobei das Stellglied mit der Welle verbunden ist und sich radial von der Welle erstreckt.

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Es sind Drehantriebe bekannt, die ein beweglich in einem Gehäuse angeordnetes Stellglied benutzen, das radial an einer rotierenden Welle angebracht und auf einer Seite der. Kraft einer in einen Hohlraum geleiteten Flüssigkeit ausgesetzt ist, um dadurch eine Drehbewegung des Stellgliedes und der Welle zu bewirken. Diese Drehantriebe haben einen schlechten Wirkungsgrad, weil die Flüssigkeit zwischen dem freien Ende des Stellgliedes und der angrenzenden Oberfläche, z. B. der Fläche eines Zylinders, in dem das Stellglied rotiert, austritt. Selbst wenn zur Vermeidung einer Leckage enge Toleranzen zwischen den freien Kanten des Stellgliedes und der angrenzenden Oberfläche des Rotationsgehäuses vorgesehen werden, tritt, abgesehen von den extrem hohen Bearbeitungskosten der Stellgliedkanten und der Gehäuseoberfläche, immer noch Flüssigkeit durch, da es notwendig ist, einen gewissen Spielraum für die freie Bewegung des Stellgliedes einzuhalten.

Um bei der Beaufschlagung eines Stellgliedes eine Leckage zu vermeiden, ist es auch schon bekannt, an jeder Seite des Stellgliedes Blasen vorzusehen, mit deren Ausdehnung eine Kraft auf das Stellglied ausgeübt wird, um es zu bewegen. Hierbei wirkt aber der größere Teil der von der jeweils expandierenden Blase ausgeübten Kraft nicht auf das Stellglied, sondern auf die

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Seitenwand des Hohlraumes, in dein die Blase untergebracht ist. Es ist auch von Nachteil, wenn im Falle eines Austausches der Blasen das ganze Aggregat zerlegt werden muß und dadurch erhebliche Stillstandzeiten auftreten.

Die Erfindung hat sieh die Aufgabe gestellt, einen Drehantrieb zu schaffen, der sich verhältnismäßig einfach zu relativ niedrigen Kosten herstellen läßt, wobei kein Druckmedium von einer Seite des beweglichen Stellgliedes zur anderen Seite durchtreten kann, ohne daß es dazu notwendig ist, die betreffenden Flächen mit engen Toleranzen zu bearbeiten. Darüberhliiiaus besteht die 'Aufgabe der Erfindung darin, einen Drehantrieb zu schaffen, der sich in kürzester Zeit zerlegen und wieder zusammenbauen läßt.

Zur Lösung" der gestellten Aufgabe geht die Erfindung von dem eingangs beschriebenen Drehantrieb aus und sehlägt ?or, daß in den Kammern je eine Blase angeordnet ist, die ein zu den gegenüberliegenden Seitenflächen des Stellgliedes passendes Endstück aufweist, wobei jede Blase so ausgebildet 1st, daß bei ihrer Beaufschlagung mit einem Druckmedium eine Ausdehnung erfolgt, bei der das Endstück entsprechend dem Verlauf des Hohlraumes einen bogenförmigen Weg zurücklegt.

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Ki e im einzelnen aus der nachfolgenden Beschreibung der ein bzw. mehrere Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung sowie aus den Ansprüchen hervorgeht, führt aie Erfindung mit ei nem Minimum an Aufwand zu einem betriebssicheren Drehantrieb.

Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des Antriebs, Fig. 2 eine Ansicht von unten, entlang der Linie 2-2

der Fig. 1,
Fig. 3 eine Rückansicht entlang der Linie 3-3 der Fig. 1,

Fig. 4 einen vergrößerten Schnitt entlang der Linie 4-4 der Fig. 3,
Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie 5-5 der

Fig. 4,
Fig. 5A einen Schnitt mit gebrochenen Teilen eines

Ausführungsbeispiels ähnlich der Fig. 5, Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie 6-6 der

Fig. 5, Fig. 7 eine vergrößerte Einzelheit als Bruchstück,

entlang der Linie 7-7 der Fig. 5» Fig. 8 gleichfalls eine vergrößerte Einzelheit als

Bruchstück, entlang der Linie 8-8 der Fig. 6,

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Fig. 9 eine perspektivische Ansicht einer der für den Betrieb verwendeten Blasen,

Fig. 10 einen Längsschnitt in etwas kleinerem Maßstab entlang der Linie 10 - 10 der Fig. 9,

Fig. 11 einen Querschnitt entlang der Linie 11 - 11 der Fig. 10,

Fig. 12 im Detail die vergrößerte Ansicht eines Bruchstückes entlang der Linie 12 - 12 der Fig. 4,

Fig. 13 eine perspektivische Ansicht des Vorderteils des Antriebs und

Fig. 14 eine perspektivische Ansicht des Stellgliedes

des Antriebs.

Der in den Zeichnungen dargestellte Antrieb umfaßt ein Gehäuse 10, das aus einem Vorderteil 11 und einem Rückteil 12 besteht, Wie klar erkennbar ist, ähneln sich die Teile 11 und 12, die spiegelbildlich angeordnet sind. Das Vorderteil 11 wird im einzelnen beschrieben, wobei die entsprechenden Elemente des Rückteils 12 mit den gleichen Nummern, jedoch mit ' bezeichnet werden.

Wie Fig. 13 zeigt, hat das Vorderteil 11 einen im wesentlichen U-förmigen Hohlraum 13, dessen im Querschnitt halbkreisförmige

parallele Schenkel 14 durch ein Mlttelstück 15 miteinander verbunden sind, das sowohl im Querschnitt als auch im Grundriß gewölbt ist.

Das Vorderteil 11 hat einen nach auswärts gerichteten Flansch mit einer Reihe von Öffnungen 17, die in Abständen angeordnet sind. Die Teile 11 und 12 werden fest zusammengehalten, wenn die Plansche 16 und 16^! unter Zwischenschaltung einer Dichtung 18 aufeinandergesetzt sind und mit Schrauben 19 auf die Muttern 21 aufgesetzt sind und fest angezogen sind, wie dies beispielsweise in Fig. 4 gezeigt ist. Dort sind die halbkreisförmigen Hohlräume 15 und 13* der Teile 11 und 12 aufeinandergesetzt und bilden zwei parallele Kammern C-I und C-2, die durch die aufeinandergesetzten Schenkel 14 und 14* begrenzt werden, welche durch das gewölbte Mittelstück miteinander verbunden sind, wobei alle Hohlräume im wesentlichen einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen.

Um das Vorder- und Rückteil 11 bzw. 12, wie in den Figuren 5 und 7 gezeigt, deckungsgleich zu bringen, besitzt der Flansch des Vorderteils 11 mehrere vorstehende Paßstifte 20, welche durch entsprechende Öffnungen 20* in der Dichtung 18 in die dazugehörenden Paßöffnungen des Teils 12 sitzen.

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Wie aus den Figuren 4, 6 und 13 zu ersehen ist, weisen die Teile 11 und 12 durchgehende Bohrungen 23 auf, die .fluchten,. wenn die Teile 11 und 12 zusammengesetzt sind,

Die Innenflächen- 22 des oberen zentralen Stückes 24 (Figuren 5, β und 13} eines jeden Teiles 11 und 12 xierden unter Zwischenschaltung einer Dichtung 25 zusammengesetzt. Die Dichtung 25 liegt dabei in einer Aussparung 25* in der Innenfläche 22. Die oberen Stücke 24 werden durch Schrauben 2.6 mit daraufgesetzten Muttern fest miteinander verbunden, wobei sie die Dichtung 25 zwischen sich einspannen.

Das untere Ende 30 jedes der-oberen Zentralstüeke 24 ist, wie aus den Figuren β und I3 ersichtlich, gewölbt. Wenn die Zentralstüeke 24 gegeneinandergesetzt werden, bilden die Unterenden 30 einen gewölbten Sitz 32 für eine Lagerbuchse 31·

Wie in den Figuren 4 und 6 gezeigt, führt eine Welle 35 durch die aufeinander ausgerichteten Bohrungen 23 und geht durch eine Lagerbuchse 31^ die mit der Welle verstiftet oder mit ihr aus einem Stück hergestellt ist.

Zwei Druckseheiben 36 umfassen die Welle 35 und spreizen die Lagerbuchse 31* wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Die Sehei-

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b^::n 36 sitzen in ■ ringförmig--m Ausdrehung on 37 auf der gleichen Achse mit Uen Eohrungen 23 (Fig. 6).

Die Welle 35 besitzt, wie Fig. 4 zeigt, zwei ringförmige Ausärehungen 38, die auf jeder Oiite Cer Lagerbuchse Jl eingeordnet sind. Jeae -er Auscirehungen J>8 trägt zur Ablichtung,.einen "G"-Ring 39-

Die 2nd en o.er Welle 35, v.'olcho \iber das Vorderteil 11 unc -:.as Rückteil 12 hinausreichen, sind, wie iie Positionen kl und 4c; zeigen, im Querschnitt rechtwinklig ausgebildet. Wie aus Fig. zu erkennen ist, hat das Vorderteil 11 einen zentralen Ansatz 43, der einen Teil des Vorderteils bildet. Dieser Ansatz weist vier radiale Füße auf, von denen die beiden mit 46 bezeichneten, Haltefüße darstellen.

Wie aus den Figuren 1, 2 und 6 hervorgeht, reicht das Ende 41 der Welle 35 durch die Bohrung 47 der Lagerbuchse 48 eines
Hubanzeigers und Anschlages 49. Die Lagerbuchse 48 wird dabei am Ende 4l durch eine Setzschraube 51 gehalten. Die Drehung

der Welle 35 wird dabei durch das Aufsetzen des Fingers 52
am Anschlag 49 auf verstellbare Schrauben 53* die durch die
Haltefüße 46 geschraubt sind, begrenzt.

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Wie die Figuren 3, 4 und 6 zeigen, hat das Rückteil 12 ebenfalls einen zentralen ^nsatz 54, der einen Teil des Rückteils 12 bildet. Das Rückteil 12 besitzt eine' zentral gewölbte Lagerbuchse 55* durch welche das Lnde 42 der Welle 35 hindurchreicht. Daneben besitzt das Rückteil 12 vier radiale Montierfüße 56, von denen jeder eine Gewindeöffnung 57 aufweist, um die Montage des Antriebs, beispielsweise an das Gehäuse eines nicht dargestellten Ventils, zu ermöglichen, das durch den Antrieb betätigt v/erden soll.

Um die Lagerbuchse 31' an ihrem Sitz 32 zu schmieren, hat, wie beispielsweise in den Figuren 5* 6, 8 und 13 gezeigt, die Innenfläche 22 eines jeden der oberen Zentralstücke 24 der Vorder- und Rückteile 11 bzw. 12 eine senkrechte Nut 59* deren unteres Ende jeweils mit dem gewölbten Sitz 32 für das Lager 31 in Verbindung steht.

Die oberen Snden 62 jeder Mut verlaufen schräg und treffen sich bei 62', so daß beide Nuten durch eine quer laufende Gewindebohrung 63* welche durch das Vorderteil 11 reicht, miteinander verbunden sind. In die Bohrung 63 ist ein abnehmbarer Stopfen 64 eingeschraubt.

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Mit dem Lager 31 ist starr über dieses radial hinausgehend ein Dreharm 71 verbunden, der, wie in Fig. 6 dargestellt, im Querschnitt zylindrisch ausgebildet und mit einem Ende im Preßsitz in einer radialen Bohrung der Lagerbuchse 31 festgelegt ist.

Der Dreharm sitzt auf einem Stellglied 73* das, wie in Fig. und 14 gezeigt, das Segment eines Ringwulstes darstellt. Das Stellglied 73 ist im wesentlichen zylindrisch im Querschnitt und paßt zum Querschnitt des gewölbten Hohlraumes 33 (Fig. 6), der durch die aufgesetzten Mittelstücke 15 und 15* der U-förmigen Hohlräume 14 und l4^f begrenzt ist.

Der Durchmesser des Stellgliedes 73 ist dabei, wie in Fig. 6 gezeigt, nur ganz geringfügig kleiner als der des gewölbten Hohlraumes 33· Dadurch bewegt sich zwar das Stellglied frei im Hohlraum 33* es besteht jedoch nur ein Minimum an Toleranz zwischen dem Stellglied und der Wand des Hohlraumes 33·

Betrachtet man das Stellglied 73 in Fig. 5 im vertikalen Querschnitt in bezug auf die Welle 35* so ergänzt das gewölbte innere Ende 74 der Kurve das des Lagers 31* wobei das innere Ende 7^ bündig zum Lager 31 paßt.

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Wie Fig. 5 zeigt, ist das Außenende 75 des Stellgliedes 73 ebenfalls gewölbt und seine Kurve ergänzt die des gewölbten Hohlraumes 33 und bildet einen Bogen von etwa 85° .

Die Snden f6 und 77 des Ringwulstsegmentes, die das Stellglied 73 begrenzen, sind becherförmig ausgebildet und stellen Gegensitze dar, wie sie nachfolgend beschrieben werden.

Obwohl das Stellglied 73 aus irgendeinem passenden festen naterial hergestellt werden könnte, besteht es in der dargestellten Ausführung aus mit Molybdän-Bisulphit gefülltem Nylon und besitzt eine Bohrung 78, die sich in bezug auf die Achse des Ringwulstes radial erstreckt und im wesentlichen den gleichen Durchmesser aufweist wie der Dreharm Jl, der mit Preßsitz in die Bohrung 78 eingeführt ist.

In jeder der Kammern C-I und C-2, welche durch die aufeinandergesetzten Teile 11 und 12 auf jeder Seite des Stellglie- * des 73 gebildet sind, ist eine Blase 83 und 84 aus elastisch verformbarem Material wie Gummi oder aus einem anderen Material mit gleichem Verhalten untergebracht.

üa die Blasen 83 und 84 gleich ausgebildet sind, wird nur die Blase 83 beschrieben.

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Die Figuren 9 und 10 zeigen, daß die Blase 83 einen zylindrischen Körper 85 und eine Öffnung 86, die von einem Plansch ringförmig umgeben ist, aufweist. Das untere Stück 88 der Blase 83 hat ein abgerundetes geschlossenes Ende 89 und ist so gebogen, daß es sich zur Längsachse des zylindrischen Körpers 85 gewölbt erstreckt. Genau genommen erstreckt sich die Achse des Endstückes 88 im wesentlichen in einem stumpfen Winkel zur Längsachse des zylindrischen Körpers 85.

Wie die Figuren 5* 10 und 11 deutlich erkennen lassen, besitzt die Wand des zylindrischen Körpers 85 der Blase 83* wie durch den Buchstaben A kenntlich gemacht, im wesentlichen eine gleichförmige Stärke über ihren ganzen Umfang von der Blasenöffnung bis zum gewölbten Endstück 88.

Die innere konkave Seite 91 der Blasenwand, die durch das konkave Endstück 88 der Blase 83 begrenzt ist, zeigt eine fortschreitend zunehmende Stärke vom oberen Ende 92 der Innenseite bis etwa zum Zentralstück 93 des geschlossenen Blasenendes. Anschließend nimmt die Stärke fortschreitend wieder ab, bis sie bei 94 in die Wand des Körpers 85 übergeht.

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Wie in Fig. 11 zu erkennen, ist im Querschnitt die Wandstärke des gewölbten Endstückes 88 am Mittelstück 95 der konkaven Seite 91 am stärksten. Von dort aus nimmt sie in etwa fortlaufend entlang jeder· Seite des Mittelstückes 95 der konkaven Seite zum Mittelstück 96 der gegenüberliegenden äußeren konvexen Seite 97 hin ab.

Die Konstruktion der Blase 83 macht es erforderlieh, daß die Wand des geschlossenen Endes 89 verhältnismäßig stark ist, um einem Abrieb zu widerstehen. Da außerdem die Wandstärke der äußeren konvexen Seite 97 des Endstückes 88 geringer ist als die Wandstärke der inneren konkaven Seite 91, wird sich, wenn sich die Blase 83 ausdehnt, die dünnere Wand der Außenseite schneller strecken als die dickere Wand der Innenseite 91· Dabei besteht für das geschlossene Ende des unteren Stückes 88 das Bestreben, sich in einem gewölbten Weg gegen die Spitze zu bewegen, die durch die becherförmigen Enden"76 und 77 des Stellgliedes 73 begrenzt wird. Die Blasen 83 und 84 sind, wie aus Fig. 5 hervorgeht, in den Kammern C-I und C-2 so eingebaut, daß die gewölbten unteren Endstücke 88 mit dem gewölbten Hohlraum 33 auf jeder Seite des Stellgliedes 73 fluchten.

Aus diesem Grunde hat, wie in Fig. 12 gezeigt, die obere Abschlußfläche 98 der parallelen Schenkel des U-förmigen Gehäuses, begrenzt durch Sie aufeinandergesetzten ungefähr halb-

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kreisförmigen Hohlräume 13 und 13',eine ringförmige Eindrehung 101. Diese ist innerhalb des äußeren Umfangs angeordnet und bildet einen ringförmigen Absatz 102. In der Abschlußflache 98 wird ein zweiter ringförmiger Ansatz vorgesehen, der sich innerhalb des Absatzes 102 befindet und tiefer liegt als die Eindrehung 101. Der Absatz 102 umgrenzt einen ringförmigen Absatz 104 mit einer ringförmigen Eindrehung 105, deren innere Kante I06 nach außen abgeschrägt ist. Die durch die zusammengesetzten Hohlräume IjJ und Ij' begrenzte Öffnung 107 jeder Kammer C-I und C-2 ist abgerundet.

Der Plansch 87 jeder Blase 83 hat eine verdickte äußere Peripherie. Seine untere Fläche ist, wie Fig. 10 zeigt, im Querschnitt dreieckig ausgebildet. Die Spitze des Dreiecks ist nach unten gerichtet. Die obere Fläche der verdickten äußeren Peripherie ist ebenfalls dreieckig im Querschnitt, wie dies bei I09 gezeigt ist. Dabei ist die Spitze des Dreiecks nach oben gerichtet.

In jeder der Kammern C-I und C-2 ist die Blase 83 bzw. 84 so untergebracht, daß die innere konkave Seite 91 einer jeden Blase an der Innenseite jeder Kammer anliegt. In dieser Anordnung ist das gewölbte Bodenstück 88 jeder Blase in einer

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Linie mit dem gewölbten Hohlraum 33 der U-förmigen Kammer. Der Flansch 87 sitzt so, daß die dreieckige untere Fläche 108 in der ringförmigen Ausdrehung 105 liegt, wie dies in Fig. 12 gezeigt ist.

Mit entsprechenden Mitteln werden die Flansche 87 jeder Blase auf die Abschlußflächen 98 jeder Kammer gespannt. So sind zwei gleiche Sehlußplatten 111 und 112 vorgesehen. In Fig. 1 hat beispielsweise jede Schlußplatte eine Grundplatte II3, die in Draufsicht etwa quadratisch ist und vier Augen 114 aii den Ecken aufweist. Jede der Augen besitzt eine Bohrung 115. Außerdem zeigt die Grundplatte II3 einen zentralen Knotenpunkt 116, durch den eine Gewindebohrung 117 führt.

Die quadratische Grundplatte 113 paßt in ihren Abmessungen zu einem Plansch 121, der von der Öffnung 107 jeder Kammer C-I und C-2, nach außen weisend, angeordnet ist. Dabei paßt die Abschlußfläche der Flansche 121 zur bereits erwähnten Abschlußfläche 98. Genau genommen wird der rechteckige Flansch durch das Zusammensetzen der zwei Flanschhälften 121a gemäß Fig. 13 gebildet.

Die ünterfläche jeder Grundplatte 113 hat, wie Fig. 12 zeigt, ein zylindrisches Mittelstück, welches einen ringförmigen Ab-

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satz 125 bildet. Dieser sitzt auf der Abschlußfläche 98, wenn das zylindrische Mittelstück 124 in der ringförmigen Zindrehung 101 sitzt, wobei die Peripherie des Mittelstükkes 124 auf dem Absatz 102 sitzt. Die Unterfläche des Mittelstückes 124, welche in der Peripherie des besagten Absatzes liegt, hat eine ringförmige Eindrehung 126 in Form eines umgekehrten Dreiecks, um das obere dreieckige Stück IO9 des Flansches 87 aufzunehmen.

Die Dicke der Peripherie des Flansches 87 "ist größer als der Abstand zwischen dem Absatz 105 und der dazugehörenden Eindrehung 126. Wenn beispielsweise die Abschlußplatte 112 eingesetzt ist, wie dies in Fig. 12 gezeigt, wird die Peripherie des Flansches 87 zusammengepreßt, um den Raum zwischen dem ringförmigen Absatz 105 und der Eindrehung 126 auszufüllen. Dabei wird der zylindrische Teil 85 jeder Blase nach der Innenseite der Wand W jeder Kammer C-I und C-2 gesperrt.

Wie in Fig. 12 gezeigt, wird, um die Abschlußplatten 111 und gegen die Flansche 121 zu spannen, durch jede der öffnungen in den Augen 114 eine Schraube l^l.in eine entsprechende Gewindebohrung 1J2 geschraubt.

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Der Drehantrieb kann beispielsweise zur Betätigung eines Dreiwegeventils, das eine neutrale Position und zwei Betriebspositionen auf jeder Seite der neutralen Position aufweist, benutzt werden.

Der Drehantrieb kann am Gehäuse des Ventils dadurch befestigt werden, daß die Lagerung 5^ an einer Montageplatte des nicht dargestellten Ventils durch Schrauben befestigt wird, die in die Gewindebohrungen 57 geschraubt werden. Bei dieser Befestigung wird das Ende der Welle 35 mit der Welle des Ventils gekuppelt.

Wenn sich das Stellglied 75 in der in Fig. 5 gezeigten Stellung befindet, ist das Ventil in neutraler Stellung. Es wird angenommen, daß beide Blasen 83 und 84 voll mit einer Flüssigkeit, z. B. öl, durch die Öffnung 117 der Abschlußplatten 111 und 112 gefüllt werden, so daß die Blasen ausgedehnt und gestreckt die dazugehörigen Kammern C-I und C-2 voll ausfüllen.

Wenn die Blasen so gefüllt sind, werden sich ihre geschlossenen Enden 89, wie in Fig. 5 gestrichelt dargestellt, gegen die becherförmigen Sitze 76 und 77 des Stellgliedes 73 bewegt haben.

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Wird nun gewünscht, daß die Welle des betriebsfertigen Antriebs sich von der Nullstellung gemäß Fig. 5 nach links drehen soll, wird eine Druckölquelle an die Öffnung II7 der Abschlußplatte 112 angeschlossen und die öffnung II7 der Abschlußplatte 111 mit einem Behälter verbunden.

Sobald die Druckflüssigkeit durch die öffnung II7 eintritt, wird sich die vollgefüllte Blase 84 strecken und ausdehnen. Da die Blase 84 bereits die Wand der Kammer C-2 und den becherförmigen Sitz 77 beansprucht, ist der einzige Teil der Kraft der sich ausdehnenden Blase, der irgendwelche Wirkung hat, derjenige, welcher durch das Blasenende 89 auf den Sitz 77 des Stellgliedes 73 ausgeübt wird. Infolgedessen ist diese Kraft bestrebt, eine Linksdrehung des Stellgliedes 73 und der Welle 35 hervorzurufen, wobei das öl der Blase 83 von der Öffnung II7 der Abschlußplatte 111 zum Behälter hinausgedrückt wird. Dadurch wird das nicht dargestellte Dreiwegeventil, welches durch die Welle 35 gesteuert ist, von der Nullstellung zu einer Betriebsstellung bewegt. Um das Dreiwegeventil entweder zu schließen oder es in eine andere Stellung zu bewegen, ist es lediglich notwendig, die Druckflüssigkeit in Verbindung mit der öffnung 117 der Abschlußplatte 111 zu bringen und die öffnung 117 der Abschlußplatte 112 an den Behälter anzuschließen. Dann wird der zuerst beschriebene Vorgang umgekehrt ablaufen.

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Da, wie bereits bemerkt, die Wandstärke des zylindrischen Körpers 85 der Blasen gleichförmig ist, wird der Blasenkörper 85 sich strecken oder verlängern und sich in einer Richtung zusammenziehen, die parallel zu seiner Längsachse liegt.

Da die Wandstärke der äußeren konvexen Seite 97 des Endstükkes 88 der Blase kleiner ist als die der inneren konkaven Seite 91, wird die Ausdehnung der Blase an ihrem Endstück 88 eine Bewegung dieses Endstückes in einer gewölbten Bahn hervorrufen, d. h., die Außenseite 97 wird sich stärker strekken als die Innenseite 91.

Dies hat zur Folge, daß das geschlossene Ende 89 der Blase 84 in etwa mittig auf ihrem Sitz 77 bleibt, so daß eine beträchtliche Kraft auf das Stellglied 73 ausgeübt wird, die eine Drehung der Welle 35 hervorruft. Dadurch entsteht ein verhältnismäßig großes Drehmoment der Welle 35 auf das zu betätigende Ventil.

Wenn dagegen die beschriebene erfindungsgemäße Blase nicht vorhanden wäre und die Ausdehnung der Blase in ihrer Länge lediglich in einer Richtung vor sich gehen würde, die parallel zur Längsachse der Blase verläuft, würde der größte Teil der vom geschlossenen Ende 89 der Blase ausgeübten Kraft sich

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gegen die Wand der Kammer C-2 etwa bei "X" (Fig. 5) richten, aber nicht auf das Stellglied 73* was zur schlechten Wirkung des Drehantriebs führen würde.

Außerdem würde die Kraft bestrebt sein, die Bewegung des Stellgliedes 73 zu bremsen und so die Wirksamkeit des Drehantriebs weiter herabzusetzen. Dies würde dadurch hervorgerufen, daß eine beachtliche Kraft durch das Ende 89 der Blase sowohl auf die Wand der Kammer bei "X" als auch auf die benachbarte Kante ¹¹Y" des Stellgliedes ausgeübt wird.

Da die Blasen 83 und 84 vollkommen abgedichtete Kammern bilden, in welchen die Druckflüssigkeit aufgenommen wird, ist kein Durchtreten von Druckflüssigkeit zur einen oder anderen Seite des Stellgliedes 73 möglich. Daher ist es nicht erforderlich, das Innere des Gehäuses oder die entsprechenden Stücke des Stellgliedes 73 mit Präzision zu bearbeiten.

Für den Fall, daß nach längerem Gebrauch die Blasen ersetzt werden müssen, kann dies einfach dadurch bewerkstelligt werden, daß lediglich die Abschlußplatten 111 und 112 abgenommen und die alten Blasen entfernt sowie neue Blasen in die Kammern C-I und C-2 eingebracht werden, worauf die Abschlußplatten wieder aufgesetzt werden können.

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Wenn es aus Irgendeinem Grunde erforderlich sein sollte, den ganzen Antrieb auseinanderzunehmen,, ist es lediglich erforderlich, die Abschlußplatten 111 und 112 zu entfernen und die Muttern 21 auf den Schrauben 19 zu lösen.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel werden beide Blasen 83 und 84 mit öl beschickt. Die Erfindung umfaßt jedoch auch andere Arbeitsmittel, wie z. B.-Druckgas, um das Stellglied zu bewegen. Man kann aber auch, wie in Fig. 5A gezeigt, eine der Blasen, hier die Blase 84, über ein Ventil 135 mit Druckgas füllen, daraufhin schließen und Öl durch die Öffnung 117 der Abschlußplatte 111 drücken.

Um die Antriebsausführung gemäß Fig. 5A betriebsfertig zu machen, wird die Blase 84 mit Druckgas und die Blase 8.5 mit Drucköl geladen, so daß das Stellglied 73 in die Nullstellung gemäß Fig. 5 gelangt.

Um die Welle 35 von der in Fig_e 5 gezeigten Stellung mit der unter Gasdruck stehenden Blase 84 nach links zu drehen, ist es lediglich nötig, ein an die öffnung 117 der Abschlußplatte 111 angeschlossenes Ventil in Richtung der Auffangbehälter zu öffnen. Dann wird sich die Blase 83 entspannen und das En-

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de 89 der Blase 84 wird über einen gewölbten Weg gegen den Sitz 77 des Stellgliedes 73 drücken. Um die Welle 35 von der in Fig. 5 gezeigten Stellung mit der unter Gasdruck stehenden Blase 84 nach rechts zu drehen, ist es lediglich notwendig, die Öffnung II7 der Abschlußplatte 111 mit einer Ölquelle zu verbinden, deren Druck größer ist als der Druck in der Blase 84. Dann wird sich das Ende 89 der Blase 83 über einen gewölbten Weg gegen den Sitz J6 des Stellgliedes 73 bewegen und dabei die Welle 35 drehen. Dann wird die Blase 84 durch die Bewegung vom Sitz 77 des Stellgliedes 73 gegen das Ende 89 der Blase 84 zusammengedrückt und das Ende 89 weicht über einen gewölbten Weg zurück.

Es ist offensichtlich, daß die gasgefüllte Blase 84 als Feder arbeiten wird, die sich, je nach den Betriebsbedingungen, ausdehnen bzw. zusammenziehen wird.

Es ist ferner offensichtlich, daß bei der beschriebenen Konstruktion keine Verunreinigung des Inneren des Aggregates entstehen wird. Damit wird eine Korrosion der Gehäuseseitenwand vermieden und es gibt keine Fremdkörper im öl der Blasen, welche die Welle des Antriebs festklemmen könnten.

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Claims

Patentansprüche: Aachen, den ι ajfp 197? """ Λ B/G (327) *V-WW·'-

1.) Drehantrieb aus einem Gehäuse mit einem im wesentlichen bogenförmigen Hohlraum und einer durch das Gehäuse koaxial zum Hohlraum geführten Welle sowie mit einem beweglieh im Hohlraum angeordneten Stellglied, an dessen beiden Seitenflächen je eine Kammer angrenzt, wobei das Stellglied mit der Welle verbunden ist und sich radial von der Welle erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kammern (C-I,C-2) je eine Blase (8j5> 84) angeordnet ist, die -öin zu den gegenüberliegenden Seitenflächen (76, 77) des Stellgliedes (73) passendes Endstück (88) aufweist, wobei jede Blase so ausgebildet' ist, daß bei ihrer Beaufschlagung mit einem Druckmedium eine Ausdehnung erfolgt, bei der das Endstück entsprechend dem Verlauf des Hohlraumes (!j) einen bogenförmigen Weg zurücklegt.

2. Drehantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bogenförmige Hohlraum (I3) ein Mittelstück (15) eines in etwa U-förmlgen Hohlraumes aufweist und die Schenkel (14) des U-förmigen Hohlraumes zu beiden Seiten des gebogenen Mittelstückes in ungefähr der gleichen Ebene angeordnet sind, wobei jeder Schenkel an seinem freien Ende offen ist und je eine der Kammern (C-I, C-2) mit etwa=kreisförmigem

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Querschnitt auf beiden Seiten des Stellgliedes (73) bildet und daß jede Kammer Einrichtungen aufweist, um das offene Ende zu verschließen und das Ende der betreffenden Blase (83, 84) in einer festen Lage zu halten, um die Blase mit einem Druckmedium zu füllen.

3. Drehantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (73) aus dem Segment eines Ringwulstes besteht und die zwei gegenüberliegenden Seitenflächen (76, 77) des Segments Aufnahmesitze für die geschlossenen Endstükke (88) der Blasen (83, 84) bilden.

4. Drehantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die als Aufnahmesitze für die geschlossenen Enden (88) der Blasen (83, 84) dienenden Seitenflächen (76, 77) becherförmig ausgebildet sind.

5. Drehantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet« daß der bogenförmige Hohlraum (13) und das Stellglied (73) einen etwa kreisförmigen Querschnitt aufweisen.

6. Drehantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sich gegenüberliegenden einen becherförmigen RUcksprung

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aufweisenden Seitenflächen (76, 77) des Segments, worauf die Endstücke (88) der Blasen (83, 84) auftreffen, sich ungefähr radial zur Achse des Ringwulstes erstrecken.

7. Drehantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Querschnitt etwa kreisförmigen an ihren Enden offenen Kammern (C-I, C-2) des Gehäuses (10 ) parallel angeordnet sind und mit je einem Ende so mit dem bogenförmigen Hohlraum (I3) in Verbindung stehen, daß ein U-förmiger in einer Ebene verlaufender Hohlraum rechtwinklig zur Achse der Welle (35) entsteht, wobei jede der beiden Blasen (83,84) mit einem zylindrischen Teil (85) in je einer der parallelen Schenkel (14) der Kammern liegt und mit dem Endstück (88) bis zu dem Ende des gebogenen Hohlraumes reicht.

8. Drehantrieb nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet, daß an den äußeren Enden der Kammern (C-I, C-2) Verschlußmittel vorgesehen sind.

9. Drehantrieb nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet, daß jede Blase (83, 84) an ihrem offenen äußeren Ende (86) einen sich radial erstreckenden ringförmig festklemmbaren Plansch (87) aufweisen.

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10. Drehantrieb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß den Blasen (83, 84) an ihren offenen äußeren Enden (86) je eine Abschlußplatte (111, 112) zugeordnet ist, die den Flansch (87) der Blasen festklemmt, wobei jede Abschlußplatte einen Durchlaß (117) aufweist, der an eine Druckquelle anschließbar ist.

11. Drehantrieb nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Durchlässe (117) eine an eine Druckflüssigkeitsquelle, der andere eine an eine Gasquelle anschließbare Armatur aufweist.

12. Drehantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der größte zylindrische Teil (85) der Blasen (83, 84) im wesentlichen eine gleichmäßige Wandstärke aufweist, während die Wandstärke des jeweils gebogenen Endstückes an dessen Innenseite um soviel größer ist als an dessen Aussenseite, daß bei der Beaufschlagung der Blasen mit Druckflüssigkeit oder Gas jede Blase sich etwa parallel zu ihrer Achse verlängert, während das Endstück (88) einer gebogenen Verlängerung folgt, wobei sich die Außenseite des Endstückes schneller streckt als die Innenseite.

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13. Drehantrieb nach Anspruch1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) eine Bohrung (23) aufweist, durch welche sich die Welle (35) erstreckt, die fest in einer Lagerbuchse (31) sitzt, die ihrerseits in einem gewölbten Sitz (32) ruht.

14. Drehantrieb nach Anspruch. I3, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (10) Einrichtungen vorgesehen sind, um die auf dem gewölbten Sitz (32) ruhende Lagerbuchse (31) zu schmie ren. *

15. Drehantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Welle (35) zu beiden Seiten über die Breite der im Sitz (32) ruhenden Lagerbuchse (31) hinausgehen.

16. Drehantrieb nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Perepherie des Stellgliedes (73) eine gewölbte Oberfläche (7²O besitzt, deren Kurvenform die Perepherie der Lagerbuchse (3I) ergänzt und Mittel vorgesehen sind, um das Stellglied fest mit der Lagerbuchse zu verbinden.

17. Drehantrieb nach Anspruch l6, dadurch gekennzeichnet, daß die gewölbte Oberfläche (7²I-) des Stellgliedes (73) und die Lagerbuchse (31) eine fluchtende radiale Bohrung (78) auf-

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weisen, in die rait Preßsitz ein das Stellglied mit der Lagerbuchse fest verbindender Stift (71) eingebracht ist.

18. Drehantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) aus zwei etwa gleichen Hälften besteht, von denen eine ein Vorderteil (11) und die andere ein dazu spiegelbildlich angeordnetes RUckteil (12) darstellt, die unter Zwischenschaltung einer Dichtung (l8) aufeinandergesetzt sind und den im Längsschnitt U-förmigen und im Querschnitt kreisförmigen Hohlraum (13) bilden, den die Welle (35) durchdringt.

19. Drehantrieb nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (23) zur Aufnahme der Welle (35) im Gehäuse (10) eine ringförmige Ausdrehung (37) besitzt, die zur Aufnahme der den Durchmesser der Welle überschreitenden Lager buchse (31) sowie zur Aufnahme von an beiden Seiten der Lagerbuchse sitzenden Druckscheiben (36) dient.

20. Drehantrieb nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorderteil (11) und das RUckteil (12) des Gehäuses (10)

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je einen nach außen weisenden Plansch (ΐβ) aufweisen, in dem zur fluchtenden Anordnung der Teile Paßstifte (20) mit entsprechenden Bohrungen vorgesehen sind. "

21. Drehantrieb nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile (11, 12) des Gehäuses (10) zur Aufnahme einer da zwischen angeordneten zusätzlichen Dichtung (25) eine Nut aufweisen.

22. Drehantrieb nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende (4l) der Welle (35) über einen zentralen Ansatz (43) hinausgeht, der einen radial vorstehenden HaI-tefinger (46) aufweist, dessen Schwenkbewegung und damit die Drehbewegung der Welle durch ein entsprechend fest angeordnetes Auflager begrenzt ist.

23. Drehantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Blase (83* 84) aus dem im wesentlichen zylindrischen Teil (85) und dem geschlossenen Endstück (88) besteht, das mit einer inneren konkaven Seite (91) und mit einer äußeren konvexen Seite (97) einen im wesentlichen stumpfen Winkel zur Längsachse des zylindrischen Teils bildet«,

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24. Drehantrieb nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke der Blasen (83, 84) nahezu über die Länge des zylindrischen Teils (85) gleich ist und die Wandstärke des Endstückes (88) auf der äußeren konvexen Seite (97) geringer ist als auf der Inneren konkaven Seite (91).

25. Drehantrieb nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke der inneren konkaven Seite (91), in deren Mitte ein Maximum erreicht und zu den Seiten hin abnimmt, wobei sich die Abnahme zur konvexen Seite (97) bis zu deren Mitte hin ungefähr gleichmäßig fortsetzt.

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