DE2244580B2 - Druckmittelbetriebener Drehantrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen druckmittelbetriebenen Drehantrieb mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Hauptanspruchs.

Ein derartiger druckmittelbetriebener Drehantrieb ist aus der DE-AS 12 95 381 bekannt. Der Zylinder des Drehantriebs ist ringförmig gebogen und an beiden Enden mit je einem Zylinderdeckel abgeschlossen. Im Ringmittelpunkt ist eine Achse drehbeweglich angeordnet, auf der ein Kolbenarm unverdrehbar befestigt ist. An dem Kolbenarm ist innerhalb des Zylinders ein Kolben angeordnet, der ebenfalls ringförmig gebogen ist. Der Kolben ist kürzer gehalten als der Zylinder, so daß zwischen den Zylinderdeckeln des Zylinders und den Stirnflächen des Kolbens je ein Arbeitsraum gebildet ist. Hierbei ist der Kolben auf beiden Seiten mit je einer sackförmigen Membran gegen den Zylinder abgedichtet, die zwischen den Zylinderdeckeln und dem Zylinder eingespannt und an diesen Stellen offen sind, während die anderen Enden der Membranen mit den jeweils benachbarten Stirnflächen des Kolbens verbunden sind,

ίο Der Kolben ist im Durchmesser so gehalten, daß ein allseitiger Abstand zwischen der ringförmig gebogenen Kolbenwand und der ebenfalls ringförmig gebogenen Zylinderwand verbleibt. Die beiden sackförmigen Membranen füllen im aufgeblähten Zustand etwa die ihr

ι⁵ jeweils zugeordnete Hälfte des Arbeitsraumes innerhalb des Zylinders aus. Je nach Stellung des Kolbens ragen die Membranen mehr oder weniger weit in den Ringraum zwischen der Kolben- und der Zylinderwand hinein- Bei jeder Drehbewegung der Achse beziehungs weise jeder entsprechenden Verschiebung des Kolbens innerhalb des Zylinderraumes rollen die Membranen unter einer starken Krümmung auf dem Kolben auf, wodurch sie einem entsprechenden Verschleiß unterliegen. Hinzu kommt, daß durch diese Membranbewegun- gen entsprechende Reibungskräfte zu überwinden sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen

gattungsgemäßen Drehantrieb so zu verbessern, daß eine größere Lebensdauer der Membranen und ein besserer Wirkungsgrad des gesamten Antriebs erreicht werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Hauptanspruchs gelöst

Die Endstücke der Membranen haben im unbelaste-

ten Zustand der Membranen einen bestimmten Abstand von dem Arbeitskolben. Da weiterhin der Arbeitskolben in dem U-förmigen Zylinderinnenraum Überali dicht an der Zylinderinnenwand anliegt, legen sich die Endstücke der Membranen im belasteten Zustand gegen den Arbeitskolben, um diesen zu verschieüen, ohne daß hierdurch vermeidbarer Verschleiß und unnötige Reibung anfallen. Aus diesem Grunde sind die anmeldungsgemäßen Membranen haltbarer als die aus dem Stand der Technik bekannten Rollmembranen. Das führt zu einer größeren Lebensdauer der Membranen, was gleichbedeutend mit einer entsprechend größeren Standzeit des gesamten Antriebes ist. Wegen der verminderten Reibung zwischen den Membranen und der Zylinderwand einerseits sowie der Wand des Arbeitskolbens andererseits läßt sich ein gegenüber dem Stand der Technik verbesserter Wirkungsgrad des gesamten Antriebs erreichen.

Mit dem Merkmal des Anspruchs 2 wird erreicht, daß die Membranen dadurch, daß sich ihre Endstücke in die becherförmigen Ausnehmungen des Arbeitskolbens legen, zusätzlich gefühi t werden.

Durch die Maßnahme des Anspruchs 3 wird bewirkt, daß zur Betätigung des Arbeitskolbens nur eine Membran mit Druckmedium beaufschlagt zu werden braucht, ohne daß die andere Membran durch die Bewegung des Arbeitskolbens mitbewegt wird. Auch das führt zu einer Verschleißminderung der Membranen und des Antriebs.

Die Merkmale gemäß Anspruch 4 bewirken, daß sich

der untere Bereich jeder Membran durch Beaufschlagung mit einem Druckmedium auf einer der Krümmung des gebogenen Zylinders entsprechend gekrümmten Bahn bewegt, ohne daß es zu einer Anlaee dieser

Membranteile gegen die Zylinderwand kommt.

Wie im einzelnen aus der nachfolgenden Beschreibung der ein bzw. mehrere Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung sowie aus den Ansprüchen hervorgeht, führt die Erfindung mit einem Minimum an Aufwand zu einem betriebssicheren Drehantrieb. Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht des Antriebs;

F i g. 2 eine Ansicht von unten, entlang der Linie 2-2 der F i g. 1;

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

F i g. 4 einen vergrößerten Schnitt entlang der Linie 4-4 der F ig. 3;

F i g. 5 einen Schnitt entlang der Linie 5-5 der F i g. 4;

F i g. 5A einen Schnitt mit gebrochenen Teilen eines Ausführungsbeispiels ähnlich der F i g. 5;

F i g. 6 einen Schnitt entlang der Linie 6-6 der F i g. 5;

F i g. 7 eine vergrößerte Einzelheit als Bruchstück, entlang der Linie 7-7 der F ig. 5;

Fig.8 gleichfalls eine vergrößerte Einzelheit als Bruchstück, entlang der Linie 8-8 der F i g. 6;

F i g. 9 eine perspektivische Ansicht einer der für den Betrieb verwendeten Membranen;

Fig. 10 einen Längsschnitt in etwas kleinerem Maßstab entlang der Linie 10-10 der F i g. 9;

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

Fig. 12 im Detail die vergrößerte Ansicht eines Bruchstücks entlang der Linie 12-12 der F ig. 4; #>

Fig. 13 eine perspektivische Ansicht des Vorderteils des Antriebs und

Fig. 14 eine perspektivische Ansicht des Arbeitskolbens 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 *n gleichen Nummern, jedoch mit' bezeichnet werden.

Wie Fig. 13 zeigt, hat das Vorderteil 11 »inen im wesentlichen U-förmigen Hohlraum 13, dessen im Querschnitt halbkreisförmige parallele Schenkel 14 durch ein Mittelstück 15 miteinander verbunden sind, das sowohl im Querschnitt als auch im Grundriß gewölbt ist.

Das Vorderteil 11 hat einen nach auswärts gerichteten Flansch 16 mit einer Reihe von öffnungen 17, die in Abständen angeordnet sind Die Teile 11 und 12 werden fest zusammengehalten, wenn die Flansche 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 v> halbkreisförmigen Hohlräume 13 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 15,15' miteinander verbunden *>o sind, wobei alle Hohlräume im wesentlichen einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen.

Um das Vorder- und Rückteil 11 bzw. 12, wie in den F i g. 5 und 7 gezeigt, deckungsgleich zu bringen, besitzt der Flansch 16 des Vorderteils 11 mehrere vorstehende ^M Paßstifte 20, welche durch entsprechende öffnungen 20' in der Dichtung 18 in den tijzugehörcnden Paßöffnungen 20" des Teils 12 sitzen (F i g. 7). Wie aus den F i g. 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 Stücks 24 (Fig.5, 6 und 13) eines jeden Teils 11 und 12 werden 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 26 mit daraufgesetzten Muttern 27 fest miteinander verbunden, wobei sie die Dichtung 25 zwischen sich einspannen.

Das untere Ende 30 jedes der oberen Zentralstücke 24 ist, wie aus den Fig.6 und 13 ersichtlich, gewölbt Wenn die Zentralstücke 24 gegeneinandergesetzt werden, bilden die Unterenden 30 einen gewölbten Sitz 32 für eine Lagerbuchse 31.

Wie in den F i g. 4 und 6 gezeigt, führt eine Welle 35 durch die aufeinander ausgerichteten Bohrungen 23 und geht durch die Lagerbuchse 31, die mit der Welle verstiftet oder mit ihr aus einem Stück ^! >;rgestellt ist

Zwei Druckscheiben 36 umfassen die '-Veiie 35 und spreizen die Lagerbuchse 31, wie dies in Fig.4 dargestellt ist Die Scheiben 36 sitzen in ringförmigen Ausdrehungen 37 auf der gleichen Achse mit den Bohrungen 23 (F i g. 6).

Die Welle 35 besitzt, wie Fig.4 zeigt, zwei ringförmige Ausdrehungen 38, die auf jeder Seite der Lagerbuchse 31 angeordnet sind. Jede der Ausdrehungen 38 trägt zur Abdichtung einen »O«-Ring 39.

Die Enden der Welle 35, welche über das Vorderteil U und das Rückteil 12 hinausreichen, sind, wie die Positionen 41 und 42 zeigen, im Querschnitt rechtwinklig ausgebildet. Wie aus F i g. 1 zu erkennen ist, hat das Vorderteil 11 einen zentralen Ansatz 43, der eiiien Teil des Vorderteils bildet. Dieser Ansatz weist vier radiale Füße auf, von denen die beiden mit 46 bezeichneten Haltefüße darstellen. Das Rückteil 12 weist einen zentralen Ansatz 28 auf.

Wie aus den Fig. 1, 2 und 6 hervorgeht, reicht das Ende 41 der Welle 35 durch die Bohrung 47 der Buchse 48 eir,s Hubanzeigers und Anschlages 49. Die Buchse 48 wird dabei am Ende 41 durch eine Setzschraube 51 gehalten. Die Drehung der Welle 35 wird dabei durch das Aufsetzen des Fingers 52 am Anschlag 48 auf verstellbare Schrauben 53, die durch die Haltefüße 46 geschraubt sind, begrenzt.

Wie die Fig.3, 4 und 6 zeigen, hat das Rückteil 12 ebenfalls einen zentralen Ansatz 54, der einen Teil des Rückteils 12 bildet. Das Rückteil 12 besitzt eine zentral gewölbte Lagerbuchse 55, durch welche das Ende 42 der Welle 35 hindurchreicht. Daneben besitzt das Rückteil

12 vier radiale Montierfüße 56, von denen jeder eine Gewind»*öffnung 57 aufweist, um die Montage des Antriebs, beispielsweise an das Gehäuse eines nicht dargestellten Ventils zu ermöglichen, das dirch den Antrieb betätigt werden soll.

Um die Lagerbuchse 31 an ihrem Sitz 32 zu schmieren, hat, wie beispielsweise in den F i g. 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 61 jeweils mit dem gewölbten Sitz 32 für das Lager 31 in Verbindung steht.

Die oberen Enden 62 jeder Nut verlaufen schräg und treffen sich bei 62', so daß beide Nuten durch eine quer !aufende Gewindebohrung 63, welche durch das Vorderteil 11 reicht, miteinander verbunden sind. In die Bohrung 63 ist ein abnehmbarer Stopfen 64 einae-

schraubt.

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 72 der Lagerbuchse 31 festgelegt ist.

Der Dreharm sitzt auf einem Arbeitskolben 73, der, wie in Fig. 6 und 14 gezeigt, das Segment eines Ringwulstes darstellt. Der Arbeitskolben 73 ist im wesentlichen zylindrisch im Querschnitt und paßt zum in Querschnitt des gewölbten Hohlraums 33 (Fig. 6). der durch die aufgesetzten Mittelstücke 15 und 15' der U-förmigen Hohlräume 13 und 13' begrenzt ist.

Der Durchmesser des Arbeitskolbens 73 ist dabei, wie in Fig.6 gezeigt, nur ganz geringfügig kleiner als der η des gewölbten Hohlraums 33. Dadurch bewegt sich zwar der Arbeitskolben frei im Hohlraum 33, es besteht jedoch nur ein Minimum an Toleranz zwischen dem Arbeitskolben und der Wand des Hohlraums 33.

Betrachtet man den Arbeitskolben 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 74 bündig zum Lager 31 paßt.

Wie Fig. 5 zeigt, ist das Außenende 75 des ."> Arbeitskolbens 73 ebenfalls gewölb!, und seine Kurve ergänzt die des gewölbten Hohlraums 33 und bildet einen Bogen von etwa 85°.

Die Enden 76 und 77 des Ringwulstsegments, die den Arbeitskolben 73 begrenzen, sind becherförmig ausge- i" bildet und stellen Gegensitze dar, wie sie nachfolgend beschrieben werden.

Obwohl der Arbeitskolben 73 aus irgendeinem passenden festen Material hergestellt werden könnte, besteht er in der dargestellten Ausführung aus mit ü 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 71. der mit Preßsitz in die Bohrung 78 eingeführt ist. ⁴ⁿ

In jeder der Kammern C-I und C-2. welche durch die aufeinandergesetzten Teile 11 und 12 auf jeder Seite des Arbeitskolbens 73 gebildet sind, ist eine sackförmige Membran 83 und 84 aus elastisch verformbarem Materia! wie Gummi oder aus einem anderen Material ■'< mit gleichem Verhalten untergebracht.

Da die Membranen 83 und 84 gleich ausgebildet sind, wird nur die Membran 83 beschrieben.

Die F i g. 9 und 10 zeigen, daß die Membran 83 einen zylindrischen Körper 85 und eine Öffnung 86. die von einem Flansch 87 ringförmig umgeben ist, aufweist. Das untere Stück 88 der Membran 83 hat ein abgerundetes geschlossenes Endstück 89 und ist so gebogen, daß es sich zur Längsachse des zylindrischen Körpers 85 gewölbt erstreckt. Genau genommen erstreckt sich die Achse des Endstücks 88 im wesentlichen in einem stumpfen Winkel zur Längsachse des zylindrischen Körpers 85.

Wie die Fig.5, 10 und 11 deutlich erkennen lassen, besitzt die Wand des zylindrischen Körpers 85 der Membran 83, wie durch den Buchstaben A kenntlich gemacht, im wesentlichen eine gleichförmige Stärke über ihren ganzen Umfang von der Öffnung 86 bis zum gewölbten Endstück 88.

Die innere sattelförmige Fläche 91 der Membran zeigt eine fortschreitend zunehmende Stärke vom oberen Ende 92 der Innenseite bis etwa zum Zentralstück 93 des geschlossenen Membranendes.

Anschließend nimmt die Stärke fortschreitend wieder ab, bis sie bei 94 in die Wand des Körpers 85 übergeht.

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

Die Konstruktion der Membran 83 macht es erforderlich, daß die Wand des geschlossenen Endes 89 verhältnismäßig stark ist. um einem Abrieb zu widerstehen. Da außerdem die Wandstärke der äußeren Seite 97 des Endstückes 88 geringer ist als die Wandstärke der inneren sattelförmigen Fläche 91. wird sich, wenn sich die Membran 83 ausdehnt, die dünnere Wand der Außenseite 97 schneller strecken als die dickere Wand der Innenfläche 91. Dahri heophi fur Ha₅, geschlossene Ende des unteren Stücks 88 das Bestreben, sich in einem gewölbten Weg gegen die Spitze zu bewegen, die durch die becherförmigen Enden 76 und 77 des Arbeitskolbens 73 begrenzt wird. Die Membranen 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 Arbeitskolbens 73 fluchten.

Aus diesem Grunde hat, wie in Fig. 12 gezeigt, die obere Absehlußfläche 98 der parallelen Schenkel des U-förmigen Gehäuses, begrenzt durch die aufeinandergesetzten, ungefähr halbkreisförmigen Hohlräume 13 und 13'. eine ringförmige Eindrehung 101. Diese ist innerhalb des äußeren Umfangs angeordnet und bildet einen ringförmigen Absatz 102. In der Absehlußfläche 98 wird ein zweiter ringförmiger Ansatz 103 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 106 nach außen abgeschrägt ist. Die durch die zusammengesetzten Hohlräume 13 und 13' begrenzte öffnung 107 jeder Kammer C-I und C-2 ist abgerundet.

Der Flansch 87 jeder Membran 83 hat eine verdickte äußere Peripherie. Seine untere Fläche ist, wie Fig. 10 zeigt, im Querschnitt dreieckig ausgebildet. Die Spitze 108 des Dreiecks ist nach unten gerichtet. Die obere Fläche der verdickten äußeren Peripherie ist ebenfalls dreieckig im Querschnitt, wie dies bei 109 gezeigt ist. Dabei ist die Spitze des Dreiecks nach oben gerichtet.

In jeder der Kammern C-I und C-2 ist die Membran 83 bzw. 84 so untergebracht, daß die innere sattelförrr' ge Fläche 91 einer jeden Membran an der Innenseite jeder Kammer anliegt. In dieser Anordnung ist das gewölbte Bodenstück 88 jeder Membran in einer 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 F i g. 12 gezeigt ist.

Mit entsprechenden Mitteln werden die Flansche 87 jeder Membran auf die Abschlußflächen 98 jeder Kammer gespannt So sind zwei gleiche Schlußplatten 111 und 112 vorgesehen. In Fig. 1 hat beispielsweise jede Schlußplatte eine Grundplatte 113, die in Draufsicht etwa quadratisch ist und vier Augen 114 an den Ecken aufweist

Jedes der Augen besitzt eine Bohrung 115. Außerdem zeigt die Grundplatte 113 einen zentralen Knotenpunkt 116, durch den eine Gewindebohrung 117 führt

Die quadratische Grundplatte 113 paßt in ihren

Abmessungen zu einem Flansch 121. der von der öffnung 107 jeder Kammer CM 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 121 durch das Zusammensetzen der zwei Flanschhälften gemäß Fi g. 13 gebildet.

Die Unl.'-fläche jeder Grundplatte 113 hat, wie Fig. 12 zeigt, ein zylindrisches Miltelstück, welches einen ringförmigen Absatz 125 bildet. Dieser sitzt auf \· der Abschlußfläche 98. wenn das zylindrische Mittelstück 124 in der ringförmigen Eindrehung 101 sitzt, wobei die Peripherie des Mittelstückes 124 auf dem Ahvatz 102 sitzt. Die Unterflächc des Mittelstückes 124. welche in der Peripherie des besagten Absatzes liegt. ^; hat eine ringförmige Eindrehung 126 in Form eines umgekehrten Dreiecks, mti das obere dreieckige Stück 109 des Flansches 87 aufzunehmen.

Die Dicke UcT Pci'ipiici'ic u'cs FiaiiM-iics 37 lsi KröGcr als der Abstand zwischen dem Absatz 105 und der ' dazugehörenden Eindrehung 126. Wenn beispielsweise die Abschliißplatte 112 eingesetzt ist. wie dies in F i g. 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 Membran nach der Innenseite der Wand jeder Kammer C-I und C-2 gesperrt.

Wie in F i g. 12 gezeigt, wird, um die Abschlußplatten 111 und 112 gegen die Flansche 121 zu spannen, durch ^!' jede der Öffiiungen 115 in den Augen 114 eine Schraube 131 in eine entsprechende Gewindebohrung 132 geschraubt.

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

Der Drehantrieb kann am Gehäuse des Ventils dadurch befestigt werden, daß die Lagerung 54 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 3? mit der Welle des Ventils gekuppelt.

Wenn sich der Arbeitskolben 73 in der in Fig. 5 gezeigten Stellung befindet, ist das Ventil in neutraler '' Stellung. Es wird angenommen, daß beide Membranen 83 ui d 84 voll mit einer Flüssigkeit, z. B. Öl. durch die Öffnung 117 der Abschlußplatten 111 und 112 gefüllt werden, so daß die Membranen ausgedehnt und .estreckt die dazugehörigen Kammern C-I und C-2 voll "" ausfüllen.

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

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 117 der Abschlußplatte 112 angeschlossen und die Öffnung 117 der Abschlußplatte 111 mit einem ^bl Behälter verbunden.

Sobald die Druckflüssigkeit durch die Öffnung 117 eintritt, wird sich die vollgefüllte Membran 84 strecken und ausdehnen. Da die Membran 84 bereits an der Wand der Kammer C-2 und dem becherförmigen Sitz *>' 77 anliegt, ist der einzige Teil der Kraft der sich ausdehnenden Membran, der irgendwelche Wirkung hat, derjenige, welcher unter das Membranende 89 auf den Sitz 77 des Arbeitskolbens 73 ausgeübt wird. Infolgedessen ist diese Kraft bestrebt, eine Linksdrehung des Arheitskolbens 73 und der Welle 35 hervorzurufen, wobei das Öl der Membran 83 von der Öffnung 117 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.

Da, wie bereits betnerkl. die Wandstärke des zylindrischen Teiles 85 der Membran gleichförmig ist, wird der Teil 85 sich strecken oder verlängern und sich in CifiCr Richtung

die parallel

seiner Längsachse liegt.

Da die Wandstärke der äußeren Seite 97 des Endstückes 88 der Membran kleiner ist als die der inneren sattelförmigen Fläche 91, wird die Ausdehnung der Membran an ihrem Endstück 88 eine Bewegung dieses Endstückes in einer gekrümmten Bahn hervorrufen, d. h. die Außenfläche 97 wird sich stärker strecken als die Innenfläche 91.

Dies hat zur Folge, daß das geschlossene Ende 89 der Membran 84 in etwa mi tig auf ihrem Sitz 77 bleibt, so daß eine beträchtliche Kraft auf den Arbeitskolben 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 erfindun^sgemäße Membran nicht vorhanden wäre und die Ausdehnung der Membran in ihrer Länge lediglich in einer Richtung vor sich gehen würde, die parallel zur Längsachse der Membran verläuft, würde der größte Teil der vom geschlossenen Ende 89 der Membran ausgeübten Kraft sich gegen die Wand der Kammer C-2 etwa bei »X« (Fig. 5) richten, aber nicht auf den Arbeitskolben 73, was zur schlechten Wirkung des Drehantriebs führen würde.

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

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

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

Wenn es aus irgendeinem Grunde erforderlich sein sollte, den ganzen Antrieb auseinanderzunehmen, ist es

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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 Membranen 83 und 84 mit öl beschickt. Die Erfindung umfaßt jedoch auch andere Arbeitsmittel, wie z. B. Druckgas, .im den Arbeitskolben zu bewegen. Man kann aber auch, wie in Fig. 5A gezeigt, eine der Membranen, hier die Membran 84, über ein Ventil 135 mit Druckgas füllen, daraufhin schließen und öl durch die öffnung 117der Abschlußplatte Ml drücken.

Um die Antriebsausführung gemäß F i g. 5A betriebsfertig zu machen, wird die Membran 84 mit Druckgas und die Membran 83 mit Drucköl geladen, so daß der Arbeitskolben 73 in die Nullstellung gemäß Fig. 5 gelangt.

Um die Welle 35 von der in F i g. 5 gezeigten Stellung mit Ηργ iintpr Gasdruck stehenden Membran 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 Membran 83 entspannen, und das Ende 89 der Membran 84 wird über einen gewölbten Weg gegen den Sitz 77 des Arbtitskolbens 73 drücken. Um die Welle 35 von der in Fig. 5 gezeigten Stellung mit der unter Gasdruck stehenden Membran 84 nach rechts zu drehen, ist es lediglich notwendig, die Öffnung 117 der Abschlußplatte 111 mit einer Ölquelle zu verbinden, deren Druck größer ist als der Druck in der Membran 84. Dann wird sich das Ende 89 der Membran 83 über einen gewölbten Weg gegen den Sitz 76 des Arbeitskolbens 73 bewegen und dabei die Welle 35 drehen. Dann wird die Membran 84 durch die Bewegung vom Sitz 77 des Arbeitskolbens 73 gegen das Ende 89 der Membran 84 zusammengedrückt, und das Ende 89 weicht über einen gekrümmten Weg zurück.

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

Es ist ferner offensichtlich d°^ ^°· ^^at~ ^^'i^"""" Konstruktion keine Verunreinigung des Inneren des Aggregats entstehen wird. Damit wird eine Korrosion der Gehäuseseitenwand vermieden, und es gibt keine Fremdkörper im öl der Membranen, welche die Welle des Antriebs festklemmen könnten.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Druckmittelbetriebener Drehantrieb mit folgenden Merkmalen;

a) in einem gebogenen Zylinder ist ein beidseitig beaufschlagbarer, mit einer Ausgangswelle verbundener Arbeitskolben verschiebbar angeordnet;

b) die beiden Arbeitskammern sind jeweils durch eine sackförmige Membran abgedichtet, die zwischen Zylinderdeckel und Zylinder eingespannt und an der Einspannstelle zur Druckbeaufschlagung offen ist;

gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

c) der gebogene Zylinder (15,15') geht zu beiden Seiten in gerade Zylinderabschnitte (14, 14') über, so daß sich ein U-förmiger Zylinderinnenraum (13,13') ergibt;

d) die im unbeaufschlagten Zustand nicht an der Zylinderinnenwand anliegenden Membranen (S3, 84) verlaufen innerhalb der geraden Zylinderabschnitte (14, 14') im wesentlichen parallel zur Zylinderinnenwand und weisen in diesem Abschnitt eine gleichmäßige Wandstärke auf;

e) die dem Arbeitskolben (73) zugewandten geschlossenen Abschnitte (89) der Membranen (83, 84} erstrecken sich in den gebogenen Zylinder (15, 15'), wobei diese Endstücke (89) der Membranen (83, 84) auch im nicht beaufschlagten Zustand entsprechend dem Zylinderverlauf gebogen sir>d;

f) die Wandstärke der Membranen (83, 84) ist im inneren Bereich (91) der gebogenen Endstücke (89) dicker als in deren äußerem Bereich (97).

2. Drehantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitskolben (73) zu beiden Seiten becherförmige Ausnehmungen (76, 77) zur Aufnahme der geschlossenen Endstücke (89) der Membranen (83,84) aufweist.

3. Drehantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die geschlossenen Endstücke (89) der Membranen (83,84) im drucklosen Zustand nicht am Arbeitskolben (73) anliegen.

4. Drehantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke in der Mitte des inneren Bereichs (91) der gebogenen Endstücke (89) der Membranen (83, 84) ein Maximum erreicht und zu den Seiten hin abnimmt, wobei sich die Abnahme zum äußeren Bereich (97) bis zu dessen Mitte hin etwa gleichmäßig fortsetzt.