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Vorrichtung zum Bewegen eines Drehteils
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Bewegen eines
drehteils mit einem vorzugsweise gas- oder flüssigkeitsgesteuerten, eine im wesentlichen
translatorische Bewegung ausführenden Antrieb und mit einem Zwischenglied zur Bew
egungsumformung.
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Bekannte Vorrichtungen dieser Art verwenden Eolben-Zylinder-Einheiten,
die durch ein gas- oder flüssigkeitsförmiges Medium angetrieben werden. Diese Kolbenantriebe
besitzen die
bekannten Nachteile der Holbenreibung und der feinwerktechnischen
Schwierigkeiten bei der olben- und Zylinderherstellung. Des weiteren sind die erforderlichen
mechanischen Zwischenglieder zum Umwandeln der translatorischen in eine Drehbewegung
relativ kompliziert in ihrem AuSbau, was sich u.a.
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in volumenmäßig großen Bauarten niederschlägt.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Vorrichtung
der eingangs genannten Art zu schaffen, das ein einfaches kolbenloses System verwendet
und dadurch die genannten Nachteile vermeidet.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß der Antrieb mindestens einen elastischen,
vorzugsweise balgartigen Zylinder aufweist, dessen eines Ende ortsfest gehalten
ist und dessen anderes Ende an einem Schwenkhebel angreift, und daß das Zwischenglied
ein am Schwenkhebel befestigtes Zahnsegment aufweist, das mit einem mit dem Drehteil
drehfesten Zahnrad kämmt.
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Durch die Anordnung eines aus elastischem Werkstoff aufgebauten nach
Art einer Membran oder eines Balgs wirkenden Zylinders sind die eingangs genannten
Nachteile eines kolbenangetriebenen Drehteils vermieden, es sind insbesondere keine
Kolbenreibung, keine Abdichtelemente und keine Schmierung notwendig. Es entfällt
ferner eine schwierige Zylinderbearbeitung, da der elastische Zylinder beispielsweise
durch Spritzen oder
S-oritzgießen, also ohne nachträgliche Bearbeitung
heraestellt werden kann. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind ferner keine
komplizierten mechanischen Zwischenglieder mehr notwendig, da der Balgzylinder über
ein Zahnsegment und ein Zahnrad oder ein zweites Zahnsegment die gewünschte Drehung,
die in einer Richtung oder hin- und hergehend erfolgen kann, erzeugt. Dadurch ist
die Vorrichtung äußerst kleinbauend. Aufgrund der vorgesehenen mechanischen Bewegungsumformung
ist ein sehr hohes Ubersetzungsverhältnis von Zahnsegment zu Zahnrad möglich, so
daß schon bei relativ kleinen Schwenkwinkeln des Schwenkhebels eine Drehung des
Drehteils bis zu 180° und mehr erreichbar ist. Beispielsweise ist bei einem Übersetzungsverhältnis
von 1 : 5 und einem Schwenlcwinkel von 450 ein Drehwinkel von über 1800 erreichbar.
Dies bedeutet, daß für einen Dreh-Winkel von 900 der Schwenkwinkel und die Abbiegung
des Balgzylinders und damit auch die Biegebelastung des vorzugsweise wellenförmigen
Zylindermantels klein gehalten werden kann und infolge der Elastizität des beim
Zylinder verwendeten Werkstoffs keine zusätzlichen Belastungen auftreten, die die
Lebensdauer des Zylinders gegenüber einer achsparallelen Belastung beeinträchtigen
könnten.
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Eine besonders einfache Ausführungsform der Erfindung ergibt sich
dann, wenn ein einziger Balgzylinder und eine Rückholfeder vorgesehen sind, wobei
es in vielen Bällen günstig ist, wenn die beiden Teile am selben Punkt eines Schwenkhebels
zwischen Schwenkachse und Zahnsegment angreifen.
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Eine Vorrichtung, die für größere Kräfte ausgelegt werden kann, ergibt
sich dann, wenn die Rückholfeder durch einen zweiten Balgzylinder ersetzt wird,
wobei die Balgzylinder e@ e@t@eder gegenläufig oder in dieselbe Richtung wirkend
angeordnet sein können. Bei einer gegenläufigen Anordnung der Balgzylinder lcö'nnen
diese entweder so angeordnet sein, daß ihre freien :Enden einander zugewandt sind,
oder so, daß diese einander abgewandt sind, wobei sich im ersteren Falle der Vorteil
des günstigen, senkrecht zum Hebel verlaufenden Kraftangriffspunktes und eines relativ
schmalen Zahnsegmentes ergibt, während im zweiten Falle eine zentrale Mediumzuführung
für die beiden lg'ylinder möglich ist.
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Es ist ferner möglich, die beiden Ealgzylinder statt an einem gemeinsamen
Schwenkhebel bzw. an ein gemeinsames Zahnsegment an jeweils einem gesonderten Schwenkhebel
bzw. Zahnsegment angreifen zu lassen. Es ist dann möglich, für jeden Balgzylinder
einen senkrechten Kraftangrifispunkt zu schaffen. Die beiden Zahnsegmente können
dann auf ein gemeinsames Zahnrad wirken, so daß jeweils einer der Zylinder die betreffende
eine Bewegung der hin- und hergehenden Bewegung aktiv ausführt, während der andere
dabei mitgeschleppt wird und die Rückbewegung dann vom anderen der Balgzylinder
aktiv ausgeführt wird. Es ist aber such möglich, die Vorrichtung so zu gestalten,
daß jedes Zahnsegment mit einem separaten Zahnrad kämmt, wobei die Zahnräder zwar
auf einer gemeinsamen Antriebswelle angeordnet jedoch mit
dieser
nur in einer Richtung drehfest verbunden sind, während in der Gegenrichtung ein
Freilauf wirkt. Dies bedeutet, daß die Rückwärts-Wendebewegung für jeden der 3algzylinder,
die durch eine Rückholfeder bewirkt wird, im Freilauf erfolgt, was den Vorteil hat,
daß während dieser Riickwärts-WendebeWegung des einen Zylinders der andere Zylinder
wiederum aktiv antreiben kann. Dabei ist je nach Kopplung nicht nur eine hin-und
hergehende Bewegung, sondern auch eine fortlaufende konstante Drehbewegung in einer
Richtung möglich. Bei einer hin-und hergehenden Bewegung sind voneinander unabhängige
SchwenkbswX Drehwinkel unterschiedlicher Größe möglich.
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Bei dieser genannten Ausführungsform kann man die beiden Schwenkhebel
sowohl auf derselben .>eite des bzw. der Zahnräder anordnen als auch so, daß
die Schwenkhebel in bezug auf das oder die Zahnräder diametral einander gegenüberliegen.
Der Vorteil der letztgenannten Ausführung besteht darin, daß die Drehachse in der
Mitte des Gehäuses angeordnet werden kann.
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Selbstverständlich sind auch stumpfwinklige Schwenkhebel-Anordnungen
möglich.
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Wenn jedem Schwenkhebel ein einziger Balgzylinder zugeordnet ist,
ist es günstig, das Zahnsegment asymmetrisch im Bereich seines einen Endes am Schwenkhebel
zu befestigen, da an zumindest zu Beginn der Arbeitsbewegung des Balgzylinders ein
günstiger senkrechter Kraftangriff am Schwenkhebel gewährleistet ist.
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Steuerungsmäßig günstig ist es, wenn zumindest in derjenigen Schwenkbahn
ein Anschlag vorgesehen ist, die aufgrund des aktiven Antriebs des Balgzylinders
durchlaufen wird. Es ist selbstverständlich auch möglich, die durch eine Rückholfeder
durchlaufene Schwenkbahn durch einen Anschlag zu begrenzen.
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Dabei können der oder die Anschläge verstellbar sein, so daß die Schwenk-
bzw. Drehwinkel veränderbar sind.
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Insbesondere bei pneumatisch betriebenen Balgzylindern ist es von
besonderem Vorteil, die Balgzylinder senkrecht anzuordnen, wobei sie an dem einen
oder anderen Ende mit einer verschließbaren Offnung versehen sind. Dadurch kann
das sich evtl. bildende Kondensat hin und wieder, gegebenenfalls zugleich mit der
Entlüftung abgelassen werden, ohne daß es zusätzlicher Hilfsmittel bedarf.
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Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung gilt es ferner mit einem Minimum
an Antriebskraft auszukommen, d.h. durch einen Kraftangriff an einem möglichst großen
Hebelarm einen möglichst großen Drehwinkel bei einem möglichst kleinen Schwenkwinkel
an einem entsprechenden Wegauslenkpunkt des Hebels zu erzeugen. Es gilt also, während
des Betriebes einen Kompromiß zwischen dem optimalen Wegauslenkpunkt und dem Kraftangriffspunkt
zu finden.
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Dieser optimale Kompromiß wird, anders als bei der gdXkartig starren
Verbindung von Balgzylinder und Schwenkhebel gemäß den vorhergehenden Ausführungsformen
bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dadurch erreicht, daß der Schwenkhebel
als
im Zahnsegment und im Schwenkpunkt bzw. in der Schwenkachse drehbar gelagerte Schraubenspindel
ausgebildet ist, die von einer mit dem freien bewegbaren Ende des Balgzylinders
schwenkbar verbundenen Gewindehülse od.dgl. umgeben ist. Der raftangriffspunkt kann
also vor oder während des Betriebes längs des enk:-hebels verschoben werden, der
dabei in einer bestimmten Zuordnung zum Schwenkweg des Schwenkhebels automatisch
oder von Hand beispielsweise über einen Schneckentrieb angetrieben werden kann.
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Die automatische Verschiebung des Kraftangriffspunktes kann auch vorgegeben
sein.
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Herstellungstechnisch vorteilhaft ist es, wenn bei der erfindungsgemäßen
Vorrichtung ein Grundgehäuse vorgesehen ist, das einheitlich für alle diejenigen
Vorrichtungen ist, bei denen die Drehachse außermittig im Gehäuse angeordnet ist.
Bei der Ausführungsform, bei der die beiden Schwenkhebel bezüglich der Drehachse
einander diametral gegenüberliegen, ist es vorteilhaft, wenn das Gehäuse aus zwei
im Bereich des Zahnrades zusammengefügten Grundgehäusen besteht. Dadurch ist ein
Baukastensystem geschaffen, bei dem die eine oder andere Type der erfindunggemäßen
Vorrichtung nur durch Austausch oder Hinzufügen von Elementen wandelbar oder herstellbar
ist.
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Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht der Balgzylinder aus
einem elastischen Werkstoff, beispielsweise aus Gummi oder einem elastischen Xunststoff,
wobei im letzteren Falle der Vorteil besteht, daß dann der vorzugsweise mit einem
wellenförmigen
Mantel versehene Zylinder als Spritzgußteil ausgebildet
sein kann.
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Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden
Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung an Hand der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeisiele näher beschrieben und erläutert wird. Es zeigen: Fig. 1a und
ib ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in der einen
bzw. anderen Endstellung, Fig. 2a und 2b schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel
in der einen Eadstellung in zwei zueinander senkrechten Ansichten, Fig. 3 ein drittes
Ausführungsbeispiel in einer Mittelstellung, Fig. 4a und 4b ein viertes Ausführungsbeispiel
in der Darstellung der Fig. 2, Fig. 5a und 5b ein fünftes Ausführungsbeispiel,
Fig.
6a und 6b ein sechste Ausführungsbeispiel, Fig. 7a und 7b ein siebentes Ausführungsbeispiel
und Fig. 8 ein achtes Ausführungsbeispiel.
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Die erlindungsgemäße Vorrichtung besitzt einen kolbenlosen Antrieb,
der eine im wesentlichen translatorische Bewegung ausführt, und Zwischenglieder,
die diese translatorische Bewegung in eine Rotationsbewegung eines Drehteils umwandelt,
die hin- und hergehend oder auch in die eine oder andere Richtung umlaufend sein
kann. Die im wesentlichen translatorische Bewegung erfolgt mittels mindestens eines
elastischen balgartigen Membranzylinders, dessen eines Ende ortsfest eingespannt,
und dessen anderes Ende freibeweglich ist und der pneumatisuh, hydraulisch od.dgl.
angetrieben sein kann. Dazu ist der Balp zylinder mit einem Mehrwegeventil verbunden,
über das abwechselnd dem Balgzylinder das betreffende Druckmedium zugeführt oder
der Balgzylinder entlüftet wird. Der Zylindermantel ist glatt oder wellenförmig
und besteht aus Gummi oder einem elastischen :K:unststoff, wobei dieser im letzteren
Palle als Spritzgußteil ausgebildet sein kann. Die Umwandlung der translatorischen
in eine Drehbewegung erfolgt über mindestens ein Zahnsegment, das mit einem Zahnrad
oder einem anderen Zahnsegment kämmt, an dessen Drehachse das betreffende angetriebene
Drehteil drehfest angeordnet ist.
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Bei dem in der Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel besitzt
die erfindungsgemäße Vorrichtung ein etwa quadratisches, schmales Grundgehäuse 11
aus Kunststoff in dessen einer Seitenwand das eine Ende 13 eines etwa horizontal
angeordneten Balgzylinders 12 ortsfest eingespannt ist, während das freie bewegbare
Ende 14 an einem einarmigen Schwenkhebel schwenkbar . ~ . 16 angreift und/befestigt
ist, der an seinem einen sunde um eine Achse 17 schwenkbar und dessen anderes Ende
einstückig mit einem Zahnsegment 18 ist. Das Zahnsegment 18 kämmt mit einem im Gehäuse
11 drehbar gelagerten Zahnrad oder -ritzel 19, dessen Welle 21 vorzugsweise nach
außerhalb des Gehäuses zum Antrieb eines nicht dargestellten Drehteils führt. Das
Zahnsegment 18 ist im Bereich eines Endes, also asymmetrisch mit dem Schwenkhebel
16 verbunden. Die Länge des Zahnsegments 18 entspricht im wesentlichen dem maximal
erreichbaren Schwenkwinkel o6 . Im Angriffspunkt 22 des freien Endes 14 des Balgzylinders
12 am Schwenkhebel 16 ist auch das eine Ende einer Zugfeder 23 befestigt, deren
anderes Ende vorzugsweise an derjenigen Gehäusewand 24 befestigt ist, in der auch
das Ende 13 des Balgzylinders 12 ortsfest gehalten ist. An der dieser Wand 24 des
Grundgehäuses 11 etwa diagonal gegenüberliegenden Gehäusewand ist ein verstellbarer
Anschlag 26 vorgesehen, der den vom Balgzylinder 12 bewirkten Schwenkweg des Schwenkhebels
16 beispielsweise durch Beeinflussung des Mehrwegeventils begrenzt.
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In der in Fig. 1a dargestellten Ausgangsstellung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung ist der Schwenkhebel 16 etwa vertikal angeordnet,
so
daß ein günstiger senkrechter Kraftangriff des Balgzylinders 12 am Schwenkhebel
16 erfolgt. Dabei ist die Zugfeder 23 in ihrer entspannten Stellung; sie kann aber
auch etwas vorgespannt sein. Wird nun über eine Medlumleitung 27 und ein nicht dargestelltes
Mehrwegeventil das Druckmedium, beispielsweise Luft, Öl od.dgl. zugeführt, so expandiert
der Balgzylinder 12 in Richtung seiner Längsachse und verschwenkt den Schwenkhebel
16 in Richtung des Pfeiles A, wodurch das mit dem Zahnsegment 18 kämmende Zahnrad
19 bzw. die Welle 21 in Richtung des Pfeiles C gedreht wird. In der in Fig. 1b dargestellten
Endstellung ist der Schwenkhebel 16 um den durch den verstellbaren Anschlag 26 bestimmten
Schwenkwinkel α verschwenkt, während das Zahnrad 19 um einen bestimmten Drehwinkel
ß gedreht wurde. Der Balgzylinder 12 erfährt dabei entsprechend dem Abstand des
Angriffspunktes 22 von der Achse 17 des Schwenkhebels 16 eine gewisse kreisförmige
Abbiegung und es wird sein wellenförmiger Mantel 28 gedehnt. Aufgrund des großen
möglichen Uberset%ungsverhältnisses von Zahnsegment 18 bei zu Zahnrad bzw. -ritzel
19 ist schon/einem relativ kleinem Schwenkwinkel o; ein Drehwinkelß der Antriebswelle
21 bis zu 1800 und mehr möglich. Beispielsweise ist bei einem Überetzungsverhältnis
von 1 : 5 und einem SchwenkwinkeloG = 450 ein Drehwinkel ß von größer als 1800 möglich.
Wird nur ein Drehwinkelß= 90° zugelassen, ao ist die Abbiegung des Balgzylinders
12 entsprechend gering, so daß die Biegebelastung des Zylindermantels 28 gering
gehalten ist. In der in Fig. 1b dargestellten Endstellung ist die ZugÎederjigespannt,
so daß sie den
Schwenkhebel 16 in seine Ausgangsstellung dann zurückziehen
kann, wenn der Balgzylinder 12 über das nicht dargestellte Mehrwegeventil entlüftet
wird. Dadurch wird der Schwenkhebel 15 in Gegegenrichtung gemäß Pfeil B verschwenkt
und das Zahnrad 19 bzw. die Welle 21 entsprechend Pfeil D zurückgedreht.
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Der rückwärtige Schwenkweg ist durch die Zugkraft der Zugfeder 23
begrenzt, er kann aber ebenfalls durch einen entsprechenden verstellbaren Anschlag
begrenzt sein.
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Auch das zweite Ausführungsbeispiel ist in demselben Grundgehäuse
11 angeordnet und unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig.
1 darin, daß ein zweiter gegenläufig angetriebener und im wesentlichen identischer
Balgzylinder 32 vorgesehen ist, dessen eines Ende 33 in der der Gehäusewand 24 gegenüberliegenden
Gehäusewand fest eingespannt ist und dessen. freies bewegliches Ende 34 im selben
Angriffspunkt 22 des Schwenkhebels 16 angreift. Es ist also die Zugfeder 23 durch
den zweiten Balgzylinder 32 ersetzt, so daß diese Ausführungsform für größere Kräfte
einsetzbar ist. Ausgehend von einer senkrechten Endlage des Schwenkhebels 16, in
der der Kraftangriff des Zylinders 12 am Schwenkhebel 16 senkrecht verläuft, ist
der Schwenkhebel 16 sowohl nach der einen als auch nach der anderen Seite um den
Winkel ob aktiv durch einen Balgzylinder schwenkbar, wobei zusätzlich ein zweiter
Anschlag 36 vorgesehen ist. Die bauliche Zuordnung der Elemente kann aber auch so
erfolgen, daß der senkrechte Kraftangriff in der Mittellage des Schwenkweges erfolgt,
so daß dann die Balgzylinder 12, 32 die entsprechende Abbiegung von positiv
nach
negativ durchlaufen. Die beiden Zylinder 12, 32 sind mit ihrem freien Ende einander
zugewandt so angeordnet, daß ihre Längsmittelachsen miteinander fluchten.
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Das in der Fig. 3 dargestellte dritte Ausführungsbeispiel vorliegender
Erfindung unterscheidet sich von dem in der Fig. 2 dargestellten dadurch, daß das
Zahnsegment 18 im Bereich seiner Symmetrieachse mit dem Schwenkhebel 16 verbunden
ist, so daß der Schwenkhebel 16 ausgehend von der in Fig. 5 dargestellten Mittelstellung
sowohl nach der einen als auch nach der anderen Seite um den Winkel oG verschwenkt
werden kann. Dies bedeutet, daß im wesentlichen im Bereich der Mittelstellung der
Kraftangriff der Zylinder 12, 32 am Schwenkhebel 16 senkrecht erfolgt. Wie beim
Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist der Balgzylinder 12 entlüftet, wenn beispielsweise
dem Balgzylinder 32 über die Leitung 37 das verwendete Druckmedium zugeführt wird,
und umgekehrt.
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Das in Fig. 4 dargestellte vierte Ausführungsbeispiel unterscheidet
sich von dem in Fig. 2 dargestellten dadurch, daß das Zahnsegment 18 außer dem Schwenkhebel
16, der wie in Fig. 2 im Bereich des einen Endes befestigt ist, ein zweiter Schwenkhebel
46 im Bereich des anderen Endes vorgesehen ist. Die' beiden Schwenkhebel 16 und
46 schließen etwa einen dem Schwenkwinkel o& entsprechenden Winkel miteinander
ein und sind, da sie starr miteinander gekoppelt sind, auch auf derselben Achse
17
miteinander schwenkbar. Von den beiden Balgzylindern 12 und
32, die ebenfalls gegenläufig angetrieben und mit ihren freien Enden 14, 34 einander
zugewandt sind, greift der eine Balgzylinder 12 am Schwenkhebel 16 und der andere
Balgzylinder 32 am Schwenkhebel 46 an, wobei die Angriffspunkte 22, 42 etwa auf
gleicher Höhe liegen. Auch diese Anordnung ist im Grundgehäuse 11 unterzubringen.
Vorteilhaft ist hier der konstante Drehwinkel und die Möglichkeit, größere Kräfte
übertragen zu können.
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In Fig. 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel mit zwei starr aneinander
gekoppelten Schwenkhebeln 16, 46 dargestellt, bei dem die beiden Balgzylinder 12
und 32 zwar ebenfalls gegenlaufig angetrieben, jedoch mit ihren freien beweglichen
Enden 14, 34 einander abgewandt sind. Die beiden Balgzylinder 12, 32 sind also zwischen
den beiden Schwenkhebeln 16, 46 angeordnet, was zwar ein relativ breites Zahnsegment
18 wegen des großen Winkels, den die Schwenkhebel 16, 46 einschließen, bedingt,
bei dem jedoch eine zentrale Mediumzuführung 47 möglich ist. Die beiden Balgzylinder
12, 32 sind auch hier so angeordnet, daß ihre Längsachsen miteinander fluchten,
so daß auch die Angriffspunkte 22, 42 auf gleicher Höhe liegen.
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In den Fig. 6 bis 8 sind Ausführungsbeispiele schematisch dargestellt,
bei denen zwei Balgzylinder 12t, 32' und zwei Schwenkhebel 161, 46' und darüber
hinaus zwei Zahnsegmente 18t und 48t vorgesehen sind. Es ergeben sich also zwei
Einheiten, von denen die eine aus dem Balgzylinder 12', dem Schwenkhebel 16' und
dem
Zahnsegment 18' und die andere aus dem Balgzylinder 32', dem
Schwenkhebel 46t und dem Zahnsegment 48t besteht, die jedoch bei den einzelnen Ausführungsbeispielen
in unterschiedlicher Weise miteinander gekoppelt sind.
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Gemäß Fig. 6, in deren Teilfigur a die beiden Einheiten zur Übersicht
räumlich nebeneinander dargestellt sind, kämmen die Zahnsegmente 18' und 48' mit
einem gemeinsamen Zahnrad 49, das drehfest mit der Welle 21 verbunden ist und das
etwas breiter als das Zahnrad 19 ist, da die beiden Schwenkhebel 16t und 46', wie
aus Teilfigur b hervorgeht, parallel nebeneinander angeordnet sind. Die beiden Schwenkhebel
16' und 46' sind auf derselben Achse 17 schwenkbar gelagert. Damit der eine Balgzylinder
12' einen Arbeitshub in Richtung des Pfeiles A und der andere Balgzylinder 32' zeitlich
danach einen Arbeitshub in Richtung des Pfeiles B ausführen kann, wobei der jeweils
andere 3algzylinder entlüftet ist, ist der Schwenkhebel 16' im Bereich des einen
Endes des eines Zahnsegmentes 18' und der Schwenkhebel 46t im Bereich des anderen
Endes des anderen Zahnsegmentes 48' befestigt. Die beiden Einheiten sind also über
das gemeinsame Zahnrad 49 in ihrer Bewegung zwangsweise miteinander gekoppelt. Die
beiden Schwenkhebel 16' und 46t sind um den Schwenkwinkel α zueinander versetzt.
Auch bei diesem AusfUhrungsbeispiel sind verstellbare Anschläge 26 und 36 vorgesehen.
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Der senkrechte Kraftangriff innerhalb jeder Einheit ist gewährleistet.
Es versteht sich, daß die beiden Zahnsegmente 18', 48t auch einstückig miteinander
sein können.
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Bei dem in Fig. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt jede Einheit
12',16',18' bzw. 32',46',48' zusätzlich eine Rückholfeder 231 bzw. 43', die parallel
zum betreffenden Balgzylinder 12',32' angeordnet ist. Die Schwenkhebel 16', 46t
sind um ihre gemeinsame Achse relativ zueinander verschwenkbar. Die Anordnung der
Schwenkhebel 16,46 bezüglich ihrer Zahnsegmente 18',48' ist dieselbe wie in Fig.
6. Der entscheidende Unterschied besteht jedoch darin, daß das Zahnsegment 18t mit
einem Zahnrad 19' und das Zahnsegment 48' mit einem Zahnrad 49'kämmt. Die Zahnräder
19' und 49' sind auf der gemeinsamen Welle 21 relativ zueinander verdrehbar. Beide
Zahnräder 19',49' besitzen deshalb Freilaufnaben 51,52 derart, daß das Zahnrad 19t
bei Antrieb in Richtung des Pfeiles C, also bei Betätigung des Balgzylinders 12
und Verschwenken des Schwenkhebels 16' in Richtung des Pfeiles W, mit der Welle
21 in drehfester Verbindung ist, während es sich bei der durch die RückhoLfeder
23' bewirkten Rückbewegung aufgrund der Freilaufnabe 51 gegenüber der Welle 21 frei
drehen kann.
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Entsprechend umgekehrt gilt dies beim Zahnrad 49t, das in Drehrichtung
D bzw. in Schwenkrichtung B, also bei Antrieb des Balgzylinders 32, mit der Welle
21 drehfest verbunden ist, während in Gegenrichtung bei Rückführung des Schwenkhebels
46' durch die Rückholfeder 43' die Freilaufnabe 52 wirkt. Es kann also jede Einheit
eine voneinander unabhängige Bewegung besitzen, und zwar hinsichtlich Richtung und
Größe. Dementsprechend können auch die vorgesehenen Anschläge 26 und 36 unterschiedlich
eingeschaltet sein. Statt der gegenläufigen Bewegung der beiden Balgzylinder 12'
und 32' könnte diese durch entsprechende Kopplung auch gleichsinnig erfolgen, so
daß sich dann eine konstante Drehbewein
einer Richtung ergibt
und wobei die beiden Balgzylinder nacheinander und abwechselnd betätigt werden.
In beiden Fällen ist ein flexibel einstellbarer Schwenkwinkel für die von den beiden
Einheiten bewirkte Drehbewegung möglich, die entweder in einer Richtung oder, wie
in Fig. 7 dargestellt, hin- und hergehend erfolgt. Auch bei dieser Ausführungsform
ist stets ein senkrechter Kraftangriff gegeben und es kann auch diese Ausführungsform
in das in den Fig. 1 und 3 dargestellte Grundgehäuse 11 eingesetzt werden.
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Das in Fig. 3 dargestellte husführungsbeispiel unterscheidet sich
von den in Fi£. 6 dargestellten erstens dadurch, daß dieses Ausführungsbeispiel
in einem Gehause untergebracht ist, das aus zwei gleichen gegenüber Fig. 1 um 90O
gedrehten, spiegelbildlich zu ein ander zusammengeflanschten Grundgehäusen 11 besteht.
Im Bereich der Flansche 43 ist das einzige Zahnrad 49 und die Welle 21 angeordnet.
Der zweite Unterschied besteht darin, daß die beiden aus dem Balgzylinder 12" bzw.
32", dem Schwenkhebel 16" bzw. 46" und dem Zahnsegment 1E'1 bzw. 311 bestehenden
Einheiten zu beiden Seiten des Zahnrades 49 einander diametral gegenüberliegend
angeordnet sind, wobei die beiden als Kugelgelenk ausgebildeten Schwenkpunkte 56
und 57 der Schwenkhebel 16" und 46" einander abgewandt und in einer horizontalen
Ebene angeordnet sind. Die beiden Balgzylinder 12" und 32" sind mit ihrem ortsfesten
Ende 13", 33" in miteinander fluchtenden Gehäusewänden befestigt, parallel zueinander
angeordnet und gleichsinnig gerichtet angetrieben. Wie aus Fig.
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-3 ersichtlicl, sind die Einheiten 12",16",18" bzw. 32",46",48" derart
zueinander angeordnet, daß dann, wenn der eine Schwenkhebel 46" in horizontaler
Ebene angeordnet ist, der andere Schwenkhebel
16" um den Schwenkwinkel
od beispielsweise nach unten verschwenkt ist. Dabei ragen die Zahnsegmente 18",48"
ausgehend vom betreffenden Schwenkhebel 16",46" nach oben. Wird nun gemäß Big. 8
der Balgzylinder 32" betätigt, so bewegt sich der betreffende Schwenkhebel 46" gemäß
Pfeil A nach unten, ao daß sich das Zahnrad 49 gemäß Pfeile C dreht, während sich
aufgrund des entlüfteten Balgzylinders 12" der betreffende Schwenkhebel 16" gemäß
Pfeil B nach oben bewegt, da dessen Zahnsegment 18" mit dem angetriebenen Zahnrad
49 kämmt. Bei der entgegengesetzten Drehung gemäß Pfeil D wird dem Balgzylinder
12" das Druckmedium zugeführt und der Balgzylinder 32" entlüftet. Zu Beginn der
Balgzylinderbetätigung ist der betreffende Zylinder jeweils senkrecht zum Schwenkhebel
angeordnet, so daß ein senkrechter Eraftangriff besteht. Dieses Ausführungsbeispiel
ist waagebalkenartig ausgebildet. Ein weiterer Vorteil bei dieser Anordnung besteht
darin, daß das Zahnrad 49 und damit die Welle 21 mittig im Gesamtgehäuse angeordnet
ist. Auch hier sind verstellbare Anschläge 26,36 vorgesehen. Ein weiterer Vorteil
biFset die senkrechte Anordnung der Balgzylinder 12" und 32" , da auf diese Weise
beispielsweise bei(einem Pneumatic-Antrieb evtl. sich bildendes Kondensat mit einfachen
Mitteln gesammelt und abgezogen werden kann, beispielsweise dadurch, daß das freie
bewegliche Ende 14", 34" der Zylinder 12", 32" mit einer verschließbaren Öffnung
versehen wird.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 8 sind ferner die Schwenkhebel
16", 46" als Schraubenspindeln ausgebildet, die an
ihrem einen
Ende mittels der Kugelgelenke 56 bzw. 57 in der betreffenden Gehäusewand drehbar
und schwenkbar und an ihrem anderen Ende in einem betreffenden Lager 58 am Zahnsegment
18t' bzw. 48ist drehbar gelagert sind. Auf der Gewindespindel 16" bzw.
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46" ist eine Hülse 59 mit Innengewinde bewegbar, die den Angriffspunkt
für den betreffenden Balgzylinder 12" bzw. 32" bildet und an der das freie Ende
14", 34" des Balgzylinders 121, 32n schwenkbar befestigt ist. Auf diese Weise kann
vor und/oder während des Betriebes der erfindungsgemäßen Vorrichtung das Verhältnis
von Wegauslenkung und Kraftangriff in optimaler Weise gesteuert werden. Es ist also
mit einem Minimum an Antriebskraft ein möglichst großer Drehwinkel erzeugbar, was
mit anderen Worten bedeutet, daß mit einem Kraftangriff an einem möglichst großen
Hebelarm dieser möglichst große Drehwinkel bei einem möglichst kleinen Schwenkwinkel
eines bestimmten Wegauslenkpunktes des Hebels erzeugbar ist. Es sind ferner optimale
Kraftangriffspunkte für verschiedene Balgzylindersystemgrößen einstellbar. Demgegenüber
muß der starre Angriffspunkt der anderen Ausführungsbeispiele zwischen Schwenkachse
und Zahnsegment von vornherein fest gewählt sein. Der Antrieb der Gewindespindel
16" bzw. 46" kann beispielsweise durch das in der Zeichnung dargestellte Schneckengetriebe
entweder automatisch oder von Hand erfolgen, wobei die Schnecke 61 drehfest an der
Gewindespindel und das Ritzel 62 ortsfest oder mit dem Schwenkhebel entsprechend
bewegbar am Gehäuse angeordnet ist. Es versteht sich, daß auch die Schwenkhebel
der vorgenannten Ausführungsbeispiele gemäß den Fig. 1 bis 7 als Gewindespindeln
ausgebildet
und dabei entsprechend gelagert und angetrieben sein
können und laß der Angriffspunkt oder die betreffenden Angriffspunkte längs der
Schwenkhebel vor oder während des Betriebes verstellbar sein können.
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Wie insbesondere aus den Figuren 1, 3 und 8 deutlich wird, in denen
das Grundgehäuse 11 angedeutet ist, kann entsprechend einem Baukastensystem im gleichen
Grundgehäuse 11 der Antrieb nur durch Austausch von Schwenkwinkelelementen in den
Drehwinkeln, Drehmomenten und Bewegungsformen beliebig verändert werden.
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L e e r s e i t e