DE2338745A1 - Hydraulic or pneumatic rotary drive - threads of cylinder, piston and output-gear have twisted polygonal profiles - Google Patents

Hydraulic or pneumatic rotary drive - threads of cylinder, piston and output-gear have twisted polygonal profiles

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DE2338745A1 DE19732338745 DE2338745A DE2338745A1 DE 2338745 A1 DE2338745 A1 DE 2338745A1 DE 19732338745 DE19732338745 DE 19732338745 DE 2338745 A DE2338745 A DE 2338745A DE 2338745 A1 DE2338745 A1 DE 2338745A1
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    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/02—Mechanical layout characterised by the means for converting the movement of the fluid-actuated element into movement of the finally-operated member
    • F15B15/06—Mechanical layout characterised by the means for converting the movement of the fluid-actuated element into movement of the finally-operated member for mechanically converting rectilinear movement into non- rectilinear movement
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Abstract

The hydraulically or pneumatically operated rotary drive has a cylinder, an output gear drive and a piston that is axially movable and operated by a pressure medium. The piston has two threads in opposite directions, one of which interacts with an internal thread of the cylinder and the other with a thread on the output gear drive. These threads are all shaped to have twisted polygonal profile, rounded in cross section. As a result, the rotary drive, which is of simple construction, has a relatively short length, can be used for high pressures and possesses satisfactory tightness, without the need of gaskets.

Description

Dipl.-Ing. A. Spalthoff 4 3 ε s s ε ν ι , denDipl.-Ing. A. Spalthoff 4 3 ε s s ε ν ι, the

Patentanwalt Pelmanstraße 31Patent attorney Pelmanstrasse 31

Postsdiließfadi 1533 Telefon (02141) 772008Postsdiliessfadi 1533 Telephone (02141) 772008

30, J.j!i 137330, J.j! I 1373

Akten-Nr. 21 1±η Z1 S/0 In der Antwort bitte angebenFile no. 21 1 ± η Z 1 S / 0 Please state in the answer

MASCHINENFABRIK RUDOLF HAUSHERR & SÖHNE KG.,MASCHINENFABRIK RUDOLF HAUSHERR & SÖHNE KG.,

4322 SPROCKHÖVE L/WESTF.4322 SPROCKHÖVE L / WESTF.

"DREHANTRIEB»"ROTARY DRIVE"

Die Erfindung betrifft einen hydraulisch oder pneumatisch betätigten Drehantrieb mit einem Zylinder, eine«Abtriebszapfen und eines druckmittelbetatigbaren, im Zylinder axial verschieblichen Kolben, welcher mit zwei Gewinden mit entgegensetztem Windungssinn versehen ist, von denen das eine Gewinde mit einem Innengewinde in dem Zylinder und das andere Gewinde mit einem Gewinde auf dem Abtriebszapfen zusammenwirkt.The invention relates to a hydraulically or pneumatically actuated rotary drive with a cylinder, an output pin and a pressure medium actuated axially in the cylinder sliding piston, which has two threads with opposite Winding sense is provided, one of which is threaded with an internal thread in the cylinder and the other Thread cooperates with a thread on the output pin.

Es ist bekannt, eine begrenzte Drehbewegung aus einer Längsbewegung eines oder mehrerer Kolben zu erzeugen. Es wurden dabei im wesentlichen zwei Wege beschritten. Einmal wird die Längsbewegung des oder der Kolben über eine am Kolben angebrachte Zahnstange auf ein Ritzel übertragen, das die Drehbewegung ausführt. Hierbei steht die Bewegungsrichtung der KolbenstangeIt is known to produce a limited rotational movement from a longitudinal movement to produce one or more pistons. Essentially two approaches were taken. Once is the longitudinal movement the piston or pistons are transmitted via a toothed rack attached to the piston to a pinion that performs the rotary movement. This indicates the direction of movement of the piston rod

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senkrecht zur Drehachse des Ritzels. Drehantriebe dieser Art haben eine relativ kleine Ausdehnung in Richtung der Drehachse des Abtriebes, benötigen aber in der zu dieser Achse senkrechten Ebene vergleichsweise viel Raum. Zum anderen sind Ausführungsformen bekannt, bei denen Kolben und Abtrieb gleichachsig liegen und die Längsbewegung des Kolbens durch schraubenförmige Nuten, in welche Rollen eingreifen, durch wendelförmig ausgebildete Wellen, mit entsprechend geformten Gegenstücken oder· durch Gewinde in eine Drehrichtung des Abtriebszapfen umgewandelt werden.perpendicular to the axis of rotation of the pinion. Rotary actuators of this type have a relatively small extension in the direction of the The axis of rotation of the output, however, requires a comparatively large amount of space in the plane perpendicular to this axis. On the other hand Embodiments are known in which the piston and output are coaxially and the longitudinal movement of the piston through helical grooves in which rollers engage, by means of helical shafts with correspondingly shaped counterparts or · by means of a thread in one direction of rotation of the output journal.

Die Aus führungs formen, die über ein Gewinde die Umsetzung der Bewegungen durchführen, sind weit verbreitet. Die Ausführungsformen mit Rollen haben sehr geringe Reibung und damit einen hdren Wirkungsgrad. Die eine wendeiförmige Welle aufweisenden Drehantriebe sind selbsthemmend. Diese Ausführungsformen sind aber nur für vergleichsweise niedrige Drücke verwendbar. Aus diesem Grunde haben sie auch, keine wirtschaftliche Bedeutung erlangt. The embodiments that implement the Performing movements are common. The embodiments with rollers have very little friction and thus a high efficiency. The one having a helical shaft Rotary actuators are self-locking. However, these embodiments can only be used for comparatively low pressures. the end for this reason they have not achieved any economic importance.

Von diesem Stand der Technik ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Drehantrieb der eingangs erwähnten Art zu schaffen, welcher in einfacher Weise ausgebildet ist, eine vergleichsweise kurze Baulänge besitzt, für hohe Drücke anwendbar ist und eine gute Abdichtung ohne zusätzlichen Aufwand durch Dichtelemente aufweist.Proceeding from this prior art, the invention is based on the object of providing a rotary drive of the type mentioned at the beginning to create, which is designed in a simple manner, has a comparatively short overall length, applicable for high pressures is and has a good seal without additional effort by sealing elements.

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Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Gewinde des Kolbens, des Zylinders und des Abtriebszapfens als verdrallte, im Querschnitt gerundete Mehreckprofile ausgebildet sind.According to the invention this is achieved in that the thread of the piston, the cylinder and the output journal as twisted polygonal profiles rounded in cross section are formed.

Diese im Querschnitt gerundeten Mehreckprofile ergeben große tragende Flächen, welche voll zur Kraftübertragung beitragen und außerdem als Dichtungs- und Führungsfläche dienen. Durch diese Ausgestaltung ist eine sehr gedrungene Bauweise möglich, insbesondere auch bei gegensinniger Anordnung der Gewinde auf dem Kolben.These polygonal profiles, rounded in cross-section, result in large ones load-bearing surfaces, which fully contribute to the power transmission and also serve as sealing and guide surfaces. By this configuration enables a very compact design, especially when the threads are arranged in opposite directions the piston.

Vorteilhaft weist der Kolben an seinen beiden Stirnseiten Ansätze aus, die in den Endlagen des Kolbens in entsprechende Ausnehmungen in den Kopfenden des Zylinders hineinreichen und eine Dämpfung für die Endlagen bewirken.Advantageously, the piston has lugs on its two end faces, which in the end positions of the piston in corresponding Recesses reach into the head ends of the cylinder and cause damping for the end positions.

Die Gewinde können im Querschnitt Polygonprofil oder ein gerundetes Rechteckprofil besitzen. Vorteilhaft sind die Flächen der Gewinde ballig ausgebildet.The thread can have a polygonal profile or a rounded cross-section Have a rectangular profile. The surfaces of the threads are advantageously designed to be convex.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist an Hand der Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigtϊAn embodiment of the invention is based on the drawing explained in more detail, namely shows

Fig. 1 eine geschnittene Ansicht des Drehantriebes,Fig. 1 is a sectional view of the rotary drive,

bis k den Abtriebszapfen im Schnitt mit verschiedenen Gewindeausführungsformen. up to k the output pin in section with different thread designs.

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Mit 1 ist der Zylinder bezeichnet, in dem der Kolben 2 axial verschieblich angeordnet ist.1 with the cylinder is referred to in which the piston 2 is arranged axially displaceable.

Der Kolben 2 befindet sich auf dem Abtriebszapfen 3, welcher durch das eine Kopfende k des Zylinders 1 nach außen geführt ist. Es ist jedoch auch möglich, den Abtriebszapfen durch das andere Kopfende 5 des Zylinders 1 nach außen zu führen, wie bei 6 angedeutet ist.The piston 2 is located on the output pin 3, which is guided to the outside through one head end k of the cylinder 1. However, it is also possible to lead the output pin through the other head end 5 of the cylinder 1 to the outside, as indicated at 6.

Die Innenwandung des Zylinders 1 ist mit einem Gewinde 7 versehen, welches mit einem entsprechend gestalteten Gewinde auf der Außenseite des Kolbens 2 kämmt.The inner wall of the cylinder 1 is provided with a thread 7, which meshes with a correspondingly designed thread on the outside of the piston 2.

Außerdem weist die Innenseite des Kolbens 2 ein Gewinde 9 auf, das mit einem entsprechend gestalteten Gewinde 10 auf deijfAußenseite des Abtriebszapfens 3 zusammenwirkt.In addition, the inside of the piston 2 has a thread 9, which has a correspondingly designed thread 10 on the outside of the output pin 3 cooperates.

Die Gewinde 758,9jl0 sind in gleicher Weise gestaltet, wobei jedah das Gewinde 7 an der Innenwandung des Zylinders 1 und das Gewinde 8 an der Außenseite des Kolbens 2 einerseits und das Gewinde 9 an der Innenseite des Kolbens 2 und das Gewinde 10 auf der Außenseite des Abtriebszapfens 3 andererseits gegensinnig ausgeführt sind, so daß sich bei einem Hub des Kolbens 2 für 45 Drehbewegung eine Schwenkbewegung von 90 ergibt.The threads 7 5 8,9jl0 are designed in the same way, although the thread 7 on the inner wall of the cylinder 1 and the thread 8 on the outside of the piston 2 on the one hand and the thread 9 on the inside of the piston 2 and the thread 10 the outside of the output pin 3 on the other hand are designed in opposite directions, so that a pivoting movement of 90 results for a stroke of the piston 2 for 45 rotational movement.

Die BeaufsdiLagung des Kolbens 2 mit Druckmittel erfolgt über die Rückschlagventile 11, 12.The loading of the piston 2 with pressure medium takes place via the check valves 11, 12.

Die Auslässe auf beiden Kolbenseiten sind nicht weiter darge-The outlets on both sides of the piston are not shown any further.

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stellt.represents.

An seinen beiden Stirnseiten ist der Kolben 2 mit Ansätzen 13» ϊ4 ausgerüstet, die in den Endlagen des Kolbens in entsprechend gestaltete Ausnehmungen 15 > l6 der beiden Kopfenden 4,5 des Zylinders 1 hineinreichen und eine Dämpfung kurz vor Erreichen der Endlagen bewirken.On both of its end faces, the piston 2 is equipped with lugs 13 »ϊ4, which in the end positions of the piston in correspondingly designed recesses 15> l6 of the two head ends 4, 5 of the cylinder 1 extend in and a damping briefly before reaching the end positions.

In den Fig. 2-4 sind verschiedene Gewindeformen auf der Außenseite des Abtriebszapfens 3 dargestellt.In Figs. 2-4 there are various thread shapes on the outside of the output pin 3 shown.

gon In Fig. 2 handelt es sich um ein im Querschnitt Polyprofil, in Fig. 3 bis 5 um ein im Querschnitt abgerundetes Rechteckprofil. Die Flächen zwischen den abgerundeten Kanten der Profile können geradlinig, wie in Fig. 4 dargestellt, oder ballig, wie in Fig. 2,355 gezeigt, ausgebildet sein.gon In Fig. 2 is a poly profile in cross section, in Fig. 3 to 5 is a rectangular profile with a rounded cross section. The surfaces between the rounded edges of the profiles can be straight, as shown in FIG. 4, or spherical, as shown in FIGS. 2, 3, 5, 5.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung ergeben sich volltragende, vergleichsweise große Flächen der Gewinde 7 » β » 9 > 10 , welche gleichzeitig eine hohe Dichtwirkung besitzen.The design according to the invention results in fully supporting, comparatively large areas of the thread 7 »β» 9> 10, which at the same time have a high sealing effect.

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Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE :PATENT CLAIMS: (l.)J Hydraulisch oder pneumatisch betätigter Drehantrieb mit einem Zylinder, einem Abtriebszapfen und einem druckmittel— tefcätigbaren, im Zylinder axial verschieblichen Kolben, welcher mit zwei Gewinden mit entgegengesetztem Windungssinn versehen ist, von denen das eine Gewinde mit einem Innengewinde im Zylinder und das andere Gewinde mit einem Gewinde auf dem Abtriebszapfen zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewinde (7,8,9,10) des Kolbens (2) des Zylinders (l) und des Abtriebszapfens (3) als verdrallte, im Querschnitt gerundete, Mehreckprofile ausgebildet sind.(l.) J Hydraulically or pneumatically operated rotary drive with a cylinder, an output pin and a pressure-actuated piston axially displaceable in the cylinder, which is provided with two threads with opposite directions of winding, one of which has an internal thread in the cylinder and the other other thread interacts with a thread on the output pin, characterized in that the threads (7,8,9,10) of the piston (2) of the cylinder (1) and of the output pin (3) are twisted, polygonal profiles with rounded cross-section are. 2.) Drehantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (2) an seinen beiden Stirnseiten Ansätze (l3»l4) aufweist, die in den Endlagen des Kolbens (2) in entsprechend gestaltete Ausnehmungen (l55l6) in den Kopfenden (4,5) des Zylinders (l) hineinreichen.2.) Rotary drive according to claim 1, characterized in that the piston (2) on its two end faces lugs (l3 »l4) which in the end positions of the piston (2) in correspondingly shaped recesses ( l5 5 l6) in the head ends (4,5) of the cylinder (l). 3.) Drehantrieb nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewinde (7j8>9jlO) im Querschnitt Polygonprofil besitzen.3.) Rotary drive according to claim 1 and / or 2, characterized in that the threads (7j8> 9j10) have a polygonal profile in cross section. k.) Drehantrieb nach Aispruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewinde (7j8,9j1O) im Querschnitt ein gerundetes Rechteckprofil aufweisen. k.) Rotary actuator according to Aispruch 1 and / or 2, characterized in that the thread (7j8,9j1O) i m cross-section have a rounded rectangular profile. 509807/0142509807/0142 5·) Drehantrieb nach Anspruch 1 und/oder einem oder mehreren der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen der Gewinde (7,8,9j 10) ballig ausgeführt sind.5 ·) Rotary drive according to claim 1 and / or one or more of the following, characterized in that the surfaces of the threads (7,8,9j 10) are convex. B09807/0U2B09807 / 0U2
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