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Drehbetätigungsvorrichtung Dle ErfIndung betrifft elne Drehbetätigungsvorrichtung
mit einem querschnittlich sektorförmigen Zylinder, der einander gegenüberliegende
größere und kleinere innere Umfangsflächen aufweist, dle den gleichen Krümmungsmittelpunkt
besitzen, jedoch unterschiedliche Krllmmungsradien aufweisen, mit zwei Abschlußdeckeln
zum dichten Abschluß der Zylinderenden, mit elner zur Krümmung konzentrischen Welle,
die drehbar durch die Abschlußdeckel gelagert ist, und mit elnem an der Welle befestigten
Flegel, der Innerhalb des Zylinders verschwenkbar ist.
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Die Erfindung betrlfft insbesondere eine Drehbetätigungsvorrichtung
mit lediglich kleinem Drehwinkel, wobei ein Dichtungsglied dle Abdichtung der Ecken
zwischen der Innenfläche des einen sektorförmigen Querschnitt aufwelsenden Zylinders
und den Innenflächen der Abschlußdeckel verbessern soll.
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Eine Drehbetätlgungsvorrichtung mit kleinem Drehwinkel, bei der ein
querschnittlich kreisförmiger Zylinder verwendet wird, besitzt den Nachteil, daß
der Zyllnder in mehr als erforderlichem Ausmaß Raum beansprucht, wodurch auch ein
größeres Volumen fUr die Drehbetätigungsvorrichtung erforderlich ist. Es wird demgemäß
vorgezogen, In solch einer Betätigungsvorrichtung mit kleinem Drehwinkel einen sektorförmigen
Zylinder zu verwenden, der entsprechend dem Drehwinkel des Flügels elnen sektorförmigen
Querschnitt aufweist.
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Andererseits werden jedoch bei der Drehbetätigungsvorrichtung, die
einen Zylinder mit sektorförmigem Querschnitt aufweist, genau wle bel der Drehbetätigungsvorrichtung,
die elnen Zylinder mit kreisförmigem Querschnitt aufweist, in der Fläche, an welcher
der Flügel gleitet, Ecken gebildet, an denen die Innenfläche des Zylinders und die
Innenflächen der Abschlußdeckel aufeinandertreffen. Es ist daher schwierig, an diesen
Ecken einen Leckverlust an Flllssigkeit vollständig zu unterbinden. Aus diesem Grund
hat sich bisher auch eine Betätigungsvorrichtung mit geradlinigem Betätigungsweg,
bei welcher sich eln scheibenförmiger Kolben axial Innerhalb eines querschnittlich
kreisförmigen Zylinders mit kontinuierlicher zylindrischer Gleitfläche bewegt, gegenüber
einer Drehbetätigungsvorrichtung hinsichtlich Verarbeitbarkeit und Abdichtungsgüte
als überlegen erwiesen.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu
beseitigen
und die Drehbetätigungsvorrichtung der eingangs genannten
Art derart auszugestalten, daß sie im Vergleich zu der. Betätigungsvorrichtung mit
geradlinigem Betätigungsweg eine außerordentlich hohe Abdichtungsgüte aufweist,
eine einfache Struktur besitzt und leicht hergestellt werden kann. Zu diesem Zweck
soll die Drehbetätigungsvorrichtung mit einer Dlchtung versehen werden, die eine
ausgezeichnete Abdichtungsgute an denjenigen Ecken besitzt, an denen slch die Innenfläche
des Zylinders mit den Innenflächen der Abschlußdeckel trifft.
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Die Merkmale der zur Lösung dieser Aufgabe geschaffenen Drehbetätigungsvorrichtung
ergeben sich aus den Ansprüchen.
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Die Erfindung sieht vor, daß ein Dlchtungsglled von sektorförmiger
zylindrischer Form, das beispielsweise aus Kunstharz besteht, und in seiner Länge
etwas größer ist als die axiale Länge des Zylinders, In den Zylinder in Kontakt
mit dessen Innenfläche eingesetzt ist, wobel dieses Dichtungsglied gleichförmig
und axial durch die die Enden des Zylinders verschließenden Abschlußdeckel zusammengedrückt
ist. Auf dlese Weise verhindert das Dichtungsglied, das mit an der Außenfläche des
Flügels vorgesehenen Dlchtungspackungen zusammenwirkt, daß slch an den Ecken der
Oberfläche, an welcher der Flügel entlanggleitet, ein Leckverlust an Fluid ergibt.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.
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Diese zeigt in: Fig. 1 tn Stirnansicht die Drehbetätlgungevorrichtung
gemäß der Erfindung mit abgeommenen Abschlußdeckeln; Fig. 2 einen Schnitt gemäß
Linie II-II in Fig. 1;
Fig.3 einen Schnitt gemäß Linie III-III in
Fig.1; Fig. 4 elne vergrößerte Teilansicht des Ausschnittes A in Fig. 2; Fig.5 eine
an der Außenfläche des Flügels vorgesehene Dichtungspackung in Seitenansicht und
Fig. 6 In Draufsicht; Fig. 7 vergrößert einen Schnltt gemäß Linie VII-VII in Fig.
6; Flg. 8 vergrößert einen Schnitt gemäß VIII-VIII in Flg. 6 und Fig.9 vergrößert
einen Schnitt gemäß Linie IX-IX in Fig.5.
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Die In der Zeichnung dargestellte Drehbetätigungsvorrichtung 1 weist,
wie aus Fig. 1 ersichtlich, einen Zylinder 10 von sektorförmigem Querschnitt auf.
Der Zylinder 10 besitzt zwei innere Umfangsflächen 11, 12, die einen gemeinsamen
Krümmungsmittelpunkt aufweisen und einander gegenüberliegen, wobei der Krümmungsmittelpunkt
dazwischenliegt. Der Zyllnder 10 besitzt weiterhin im Anschluß an die inneren Umfangsflächen
11, 12 flache geradlinig verlaufende Flächen 13, 14. In den Zylinder 10 ist ein
sektorförmiges zylindrisches Dlchtungsglled 15 eingesetzt, das einen sektorförmigen
Querschnitt und eine vorbestlmmte Dicke aufweist sowie mit seinen Außenflächen in
dichtem Kontakt mit den Innenflächen 11-14 des Zylinders 10 steht. Das Dichtungsglied
15 ist derart ausgebildet, daß seine axiale Länge etwas größer ist als dlejenlge
des Zylinders 10. Das Dichtungsglied 15 ist derart bearbeitet, daß der Winkel zwischen
seinen Stirnflächen und seinen Innenflächen genau rechtwlnkllg ist und daß das Eckkantenteil
ausreichend scharf ist,
so daß sich hier keinerlei Rundung ausbilden
kann. Das Dichtungsglied 15 besitzt außerdem längs der inneren Umfangsfläche 11
des Zylinders 10 eine Innenfläche 15a, längs der Inneren Umfangsfläche 12 des Zylinders
10 eine Innenfläche 15b und längs den flachen gerade verlaufenden Flächen 13,14
des Zylinders 10 Innenflächen 15c und 15d.
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In den Zylinder 10 ist ein Flügel 20 eingesetzt, der zwei Teile 21,
22 aufweist. Diese beiden Telle 21, 22 sind jeweils mit Nuten 21a bzw, 22a vesehen,
die, miteinander zusammenwirkend, eine kreisförmige Bohrung zur Aufnahme einer Welle
23 bilden. Die beiden Flügelteile 21, 22 sind mittels einer geeigneten Einrichtung,
wie beispeilsweise mittels nicht dargestelletr Scharuben, miteinander verbunden,
wobei zwischen ihnen eine noch zu beschreibende Dichtungspackung vorgesehen ist.
Die beiden Flügeltelle 21, 22 sind an der Welle 2.9 befestigt, und zwar mittels
beispielsweise eines Paßkeils 23a oder mittels nicht dargestellter Schrauben. Am
Umfang des Flügelteils 21 ist nahe der Verbindungsstelle mit dem Flügelteil 22 elne
geradlinige Packungsnut 21b und nahe der Nut 21a eine halbkrelsförmige Packungsnut
21c vorgesehen. Am Umfang der Nut 22a des Flügelteils 22 ist im Anschluß an die
Packungsnuten 21b, 21c des Flügelteils 21 elne Nut 22b vorgesehen. In diesen Packungsnuten
ist elne aus Flg. 5 und 6 ersichtliche Dichtungspackung 25 angeordnet bzw. befestigt.
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Die Dichtungspackung 25 weist zwei ringförmige Teile 25c, die in den
Packungsnuten 21c und 22b befestlgt werden können sowle Teile 25a, 25b auf, welche
die Dichtfunktionen ausüben, wenn sie sich in kontakt jeweils mit den Innenflächen
15a, 15b des Dichtungsgliedes 15 befinden.
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Diese Dichtungspackungsteile 25a, b, c sindeinstückig ausgebildet
Zwischen den ringförmigen Teilen 25c und der Welle 23 ist eine Büchse 20a angeordnet.
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Wenn der Flügel 20 innerhalb des Zylinders 10 befestigt ist, werden
Abschlußdeckel 16, 17 mittels geeigneter Mlttel, wie beispielsweise mittels nlcht
dargestellter Bolzen, an den Enden des Zylinders 10 festegelegt. Die Abschlußdeckel
16, 17 sind jeweils mit Löchern 16a, 17a versehen, in die jeweils Lager 18, 19 zur
drehbaren Aufnahme bzw.
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Lagerung der Welle 23 eingesetzt sind. Wenn dle Abschlußdeckel 16,
17 am Zylinder 10 festgelegt sind, wlrd das Dichtungsglied 15, da seine Länge etwas
größer ist als dle axlale Länge des Zylinders 10, axial zusammengedrückt, wodurch
der Berührungsfläche zwischen den Stirnflächen des Dictungsgliedes 15 und den beiden
Abschlußdecken 16, 17 der zur Abdichtung erforderllche Druck erteilt wlrd. Zu diesem
Zeitpunkt wlrd Innerhalb des Dichtungsgliedes 15 gleichförmig durch die geramte
axiale Länge hindurch elne axlale Beanspruchung erzeugt, ohne daß sich jedoch in
den Stirnflächen des Dichtungsgliedes 15 irgendeine Verformung ergibt.
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Wie aus Fig. 1 und 3 ersichtlich @@t der Abschlußdeckel 17 mit Luftkanälen
17b, 17c ve@aehen, von denen jeweils einer In eine der beiden Zylinderkammern mündet,
die durch den Flügel 20 geblldet bzw. abgeteilt werden. Durch diese Luftkanäle 17b,
17c wird das Fluld zugeführt bzw. abgeffihrt, um dementsprechend den Fligel 20 anzutreiben.
Wenn daher das Fluid durch den Kanal 17b in die Zylinderkammer 10a eingeleitet und
das Fluid innerhalb der Zylinderkammer 10b aus dem Kanal 17c herausgeleitet wlrd,
wird der Flügel 20 in der Darstellung gemäß Fig. 1 im Uhrzelgergegenslnn angetrleben.
Wenn demgegenüber das Fluid durch den Kanal 17b in dle Zylinderkammer lOb eingeleitet
und das innerhalb der Zyllnderkammer 10a befindliche Fluid aus dem Kanal 17c herausgeleitet
wird, wird der Flügel 20 im Uhrzeigersinn angetrleben, wobei er sich um dle Welle
23 verschwenkt. Zu diesem Zeitpunkt hängt dle AS dichtungsgüte zwischen der Saugseite
und der Auslaßseite innerhalb des
Zylinders 10 von der Abdichtungsgüte
zwlechen der Ecke, die durch die inneren Umfangsflächen 15a, 15b des Dichtungsgliedes
15 und die Innenflächen der Abschlußdeckel 16, 17 gebildet ist und der hierzu entsprechenden
Ecke 25d der Dichtungspackungen 25 ab.
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Da andererseits das Dichtungsglied 15 derart scharf bearbeitet bzw.
ausgestaltet ist, daß slch an der durch die beiden Stlrnflächen und den Innenflächen
gebildeten Ecken keinerlei Rundung ausbildet, und da außerdem das Dichtungsglied
15 axial durch dle Abschlußdeckel 16, 17 nach deren Montage zusammengedrückt ist,
kann eln Lecken des Fluids durch dle Berührungsfläche zwischen dem Dichtungsglied
15 und den Abshlußdeckeln 16, 17 hindurch fast völlig verhindert werden, und zwar
nicht nur in radialer Richtung, sondern auch in Umfangs richtung. Demgemäß hängt
der Leckverlust an Fluid In der Nähe der Ecke der Dlchtungspackung 25 von dem Zwischenraum
ab, der, wle aus Fig. 4 ersichtlich, aufgrund der Form X der Ecke 25d geblldet wlrd.
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Wenn die Ecke 25d der Dichtungspackung 25 ausreichend scharf bearbeltet
worden ist, so daß ihre gekrümmte Oberfläche mit dem Radius R einen Krümmungsradius
In der Größenordnung von O,Olmm aufweist, liegt die ser Zwischenraum X in der Größenordnung
von 0,004mm, was vergIelchbar ist mit dem Zwischenraum zwischen dem O-Rlng des zylindrischen
Kolbens-und der zylindrischen Fläche des Zylinders einer Betättgungs vorrichtung
mit linearem Betätigungsweg. Wenn daher dle erflndungsgemäße Vorrichtung mit hydraulischem
oder pneumatischem Druck unter Anwendung von Schmierung betätigt wird, kann der
Leckverlust vernachlässigbar klein, d. h. als Null betrachtet werden Da weiterhin
das Dichtungsglied 15 in gewissem Ausmaß kompressibel ist, können mit ihm die Bearbeitungsungenauigkeiten
bzw. dle sich bei der Bearbeitung anderer Bestandteile ergebenden Schwierigkeiten
ausgeglichen werden.
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Aus alledem wird deutlich, daß dle beschrlebene Drehtetätlgungsvorrlchtung,
obwohl sie eine Gleitfläche mit Ecken besltzt, eine Abdlchtungsgüte und Bearbeitungsgenauigkeit
aufweist, die derjenigen einer Betätlgungsvorrichtung mit geradlinigem Betätlgungsweg
vergleichbar ist, dle eine Gleitfläche mit kreisförmigem Querschnitt besitzt. Außerdem
slnd jedoch bel der beschriebenen Drehbetätigungsvorrichtung die Herstellungskosten
erheblich verringert.
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Die Dtchtungspackung besitzt, wie aus Fig. 8 ersichtlich, in Ihren
geradlinigen Teilen 25a, 25b einen kreisförmigen Querschnltt, während der Querschnitt
der Dichtungspackung 25 in den ringförmigen Teilen 25c und in der Ecke 25d, wie
aus Fig. 7 und 9 ersichtlich, an der Außenseite eine winklige Form einnimmt, um
hlerdurch insgesamt dle Abdlchtungsgute weiter zu verbessern.