DE2335727A1 - Drehbetaetigungsvorrichtung - Google Patents

Drehbetaetigungsvorrichtung

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DE2335727A1
DE2335727A1 DE19732335727 DE2335727A DE2335727A1 DE 2335727 A1 DE2335727 A1 DE 2335727A1 DE 19732335727 DE19732335727 DE 19732335727 DE 2335727 A DE2335727 A DE 2335727A DE 2335727 A1 DE2335727 A1 DE 2335727A1
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DE
Germany
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cylinder
packing
wing
sealing member
shaft
Prior art date
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Pending
Application number
DE19732335727
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuo Higuchi
Yoshio Mitsumara
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CKD Corp
Original Assignee
Chukyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/08Characterised by the construction of the motor unit
    • F15B15/12Characterised by the construction of the motor unit of the oscillating-vane or curved-cylinder type

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Actuator (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)

Description

  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Die Merkmale der zur Lösung dieser Aufgabe geschaffenen Drehbetätigungsvorrichtung ergeben sich aus den Ansprüchen.
  • 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.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Diese Dichtungspackungsteile 25a, b, c sindeinstückig ausgebildet Zwischen den ringförmigen Teilen 25c und der Welle 23 ist eine Büchse 20a angeordnet.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.

Claims (5)

  1. Patentansprüche
    ) Drehbetätigungsvorrichtung mit einem querschnittlich sektorförmigen Zylinder, der einander gegenüberliegende größere und kleinere innere Umfangsflächen aufweist, die den gleichen Krümmungsmittelpunkt besitzen, jedoch unterschiedliche Krümmungsradlen aufweisen, mit zwei Abschlußdeckeln zum dichten Abschluß der Zylinderenden, mit einer zur Krümmung konzentrischen Welle, die drehbar durch die Abschlußdeckel gelagert ist und mit elnem an der Welle befestigten Flügel, der innerhalb des Zylinders verschwenkbar ist, dadurch gekennzelchnet, daß in den Zylinder (1) in Kontakt mit dessen Innenfläche (11-14) eln sektorförmlges, zylindrisches Dlchtungsglied (15) von vorbestimmter Dicke eingesetzt ist, das einen sektorförmigen Querschnltt ähnllch demjenigen des Zylinders aufweist und derart bearbeitet ist, daß die Länge des Dlchtungsglledes (15) etwas größer ist als dle axlale Länge des Zylinders (10) und an der Ecke zwischen den Stirnflächen und der Innenfläche (15a-c) keine Rundung ausgebildet Ist, daß die Enden des Dichtungsgliedes (15) durch die Abschlußdeckel (16, 17) zusammengedrückt sind und daß am Außenumfang des Fltlgels (20) eine Dichtungspackung (25) vorgesehen ist, dle mit den Innenflächen der Abschlußdeckel (16, 17) und der Innenfläche des Dichtungsgliedes (15) in DLchtkontakt steht.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dle Dichtungepackung (25) einstückig miteinander verbundene geradlinige Teile (25a, b) und eln kreisförmiges Teil (25c) aufweist, das die Welle (23) - umgibt.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das kreisförmige Teil (25c) der Dichtungspackung (25) eine gerade Außenfläche besitzt und daß die Verblndungeecke (25d) der geradlinigen Teile (25a, b) der Dichtungspackung (25) eine geradlinige Außenkante aufwelst.
  4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Flügel (20) zwel miteinander verbundene Teile (21,22) besitzt.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nähe des Verbindungstells und nahe der Wellennut (21a) des einen Flügelteils (21) eine Packungenut (21b, c) vorgesehen ist, welche dle Dlchtungspackung (25) aufnimmt.
    L e e r s e i t e
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JPS54150037A (en) * 1978-05-17 1979-11-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd Picture producing device
JPS5556788A (en) * 1978-10-24 1980-04-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd Picture production device
DE3437160A1 (de) * 1984-10-10 1986-04-17 Festo KG, 7300 Esslingen Pneumatischer oder hydraulischer arbeitszylinder

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JPS4928769A (de) 1974-03-14

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