DE2828344C2 - Druckmittel-Stellmotor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen einseitig beaufschlagten Druckmittel-Stellmotor mit einem mit einem Druckmittelanschluß versehenen Zylinder, dessen eine Stirnseite durch eine am Zylinder unbeweglich festgelegte Wand abgeschlossen und dessen andere offene Stirnseite von einem axial verschiebbaren, zum Zylinder hin offenen Hohlkolben verschlossen ist, wobei der Kolbenschaft an dem Zylindermantel teleskopartig und gasdicht geführt ist und eine axiale Länge hat, die größer ist als der Hub des Stellmotors, und wobei die (entsprechend zusam- « menwirkenden) Führungsquerschnitte des Zylindermantels und des Kolbenschaftes punktsymmetrisch, aber nicht kreisförmig sind, sowie mit einer im Arbeitsraum des Stellmotors axial wirkenden Rückstellfederanordnung, die als Schraubenzugfeder ausgebildet ^b" ist.

In vielen Fällen ist es wünschenswert und sogar erforderlich, Druckmittel-Stellmotore zu verwenden, deren Kolbenstange bzw. Kolben keine Verdrehung um die eigene Mittelachse ausüben kann. Hierbei wird bei ·" gattungsähnlichen Vorrichtungen (DE-OS 27 18 639) der Querschnitt des Hohlkolbens z. B. rechteckig gewählt, so daß die Nichtverdrehbarkeit des Kolbens gewährleistet wird. Bei derartigen Vorrichtungen kann es jedoch zu Verkantungen um die Längsachse kommen, was zur Beschädigung der zwischen dem Kolben und dem Zylinder angeordneten Dichtung führen kann. Bei Druckmittel-Stellmotoren mit im Querschnitt elliptischen Kolben (US-PS 29 83 256\ sind mehrere Zylinder in Reihe hintereinander geschaltet und miteinander verspannt, damit auf diese Weise eine größere Antriebskraft erzeugt wird. Diese Vorrichtungen haben jedoch einen verhältnismäßig komplizierten und teuren Aufbau und sind für große Hübe nicht geeignet da sich bei großen Hüben deren axiale Längen erheblich vergrößern würden. Ferner sind Druckmittel-Stellglieder bekannt (GB-PS 13 36 162), bei denen der Kolben hohl ist und den kreisförmigen Zylinder von -außen her umgreift Der Hub des Stellgliedes wird mittels an der radialen Außenseite des Zylinders ausgebildeten Rippen definiert Da es bei dieser Vorrichtung im wesentlichen auf die Größe des Hubes ankommt reichen für die Bestimmung des Hubes auch ganz geringfügige Rippen aus. Beim Belasten des Kolbens in Umfangsrichtung wären jedoch größere Rippen erforderlich, was zwangsläufig zur unzureichenden Abdichtung, die mittels eines zwischen dem Koiben und dem Zylinder angeordneten Dichtungsringes hergestellt wird, führen würde. Andererseits sind auch im Querschnitt L-förmige Dichtungen, aus Hutmanschetten-Dichtungen bekannt (»Dichtungspraktikum« E. Seifert Verlag der Industriemeister. Hamburg, 1970, S. 130), die für Stangen sowie an rotierenden Wellen zur Abdichtung verwendet werden können. Der Vorteil derartiger Dichtringe besteht insbesondere darin, daß sich deren Anpreßkraft an die Kolbenstange kontinuierlich dem herrschenden Druck anpassen kann. Dies hat zur Folge, daß bei niedrigem Druck die Lippen der Dichtringe mit geringer Kraft an die Kolbenstange angepreßt werden, was zur geringen Reibung zwischen den Lippen und der Kolbenstange führt Andererseits kann die Reibung zwischen den Lippen und der Kolbenstange vernachlässigt werden, *venn der Arbeitsdruck wesentlich größer ist, da die Reibung zwischen den Lippen und der Kolbenstange wesentlich geringer ist als die auf die Kolbenstange über z. B. einen Kolben wirkende Kraft. Zur Befestigung des ringförmigen gummielastischen Randes einer derartigen Dichtung können hierbei im Querschnitt U-förmige Klemmringe (DE-OS 19 27 942) verwendet werden.

Ausgehend von dem obigen Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Druckmittel-Stellmotor der hier in Frage stehenden Art zu schaffen, bei dem bei guter Führung des nichtverdrehbaren Kolbens auch eine gute Abdichtung des Kolbens gegenüber dem Zylinder einfach herzustellen ist, wobei die für diese Zwecke verwendeten Dichtringe einfach ausgebildet sind und keiner Abstreifringe bedürfen, um den Zylinder vor Verschmutzung zu schützen, und wobei die Ringe äußerst einfach an dem Kolben anzubringen bzw. von diesem zu demontieren sein sollen.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Druckmittel-Stellmotor eingangs genannter Art gelöst, der gekennzeichnet ist durch die Kombination folgender Merkmale: daß der Kolbenschaft den Zylindermantel übergreift und der Außenumriß des Zylindermantels sowie der Innenquerschnitt des Kolbenschaftes elliptisch sind, daß die Rückstellfederanordnung aus zwei auf der großen Ellipsenhalbachse symmetrisch angeordneten, entgegengesetzt gewendel-

ten Federn besteht und daß der Endbereich des Kolbenschaftes einen radial nach außen gerichteten Anlagebund besitzt, an dem mittels zum Zylindermantel hin offenen Federklemmrings mit U-förmigem Querschnitt ein Schenkel eines etwa gleichschenkligen L-förmigen Dichtungsringes flächig angedrückt ist, derart, daß der andere Schenkel axial am Außenumfang

: des Zylindermantels dichtend anliegt

^:: Die durch die Erfindung e.-zielten Vorteile bestehen

insbesondere dann, daß ein Druckmittel-Stellmotor mit denkbar einfachem Aufbau geschaffen wird, bei dem das

. Problem der N'ichtverdrehbarkeit des Kolbens und der

■ Abdichtung gegenüber dem Zylinder auf besonders ί einfache Weise gelöst wird. Für die Nichtverdrehbarkeit ■; sorgt die elliptische Form, die gute Dichtheit wird - einerseits durch die Form der Dichtung und andererseits J dadurch erzielt, daß der bewegliche Teil um den Zylinder von außen herumgreift und die Dichtung

zwischen sich und dem Außenumfang des Zylinders ·- enthält Wegen der elliptischen Form kann beim Verkanten der Anordnung die Dichtung nicht Schaden :■ leiden. Der einfache Aufbau ist darauf zurückzuführen, ' daß einerseits elliptische Zylinder leicht liergestellt

werden können, andererseits die Dichtung ebenfalls einfach im Aufbau ist, vor allem aber auch darauf, daß

\ die Dichtung in extrem einfacher Weise am Deckel bzw. an dessen Flansch angebracht werden kann.

Des weiteren kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, daß der abdichtende zum Kolbenende weisende Schenkel des Dichtungsringes zwischen einer Ausbuchtung am Kolbenschaftende und dem Zylindermantel enthalten ist.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die •V Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt
■;; Fig. 1 einen transversalen Schnitt durch einen if Stellmotor längs der Linie l-l von F i g. 2 und

■ F i g. 2 einen axialen Schnitt durch den Stellmotor

■ nach Fig. 1 längs der Linie H-Il.

; Aus den beiden Fig. 1 und 2 geht ein einseitig

beaufschlagter Druckmittel-Stellmotor 10 mit einem mit einem Druckmittel-Anschluß 30 versehenen Zylinder 12 hervor, dessen eine Stirnseite durch eine am Zylinder 12 unbeweglich festgelegte Wand 18 abgeschlossen und dessen andere offene Stirnseite von einem axial verschiebbaren, zum Zylinder 12 hin offenen Hohlkolben 14 verschlossen ist Der Kolbenschaft 15 des Hohikolbens 14 ist an dem Zylindermantel Ϊ7 teleskopartig und gasdicht über einen Dichtungsring 19 geführt Die Länge des Kolbenschaftes 15 ist axial gesehen größer als der Hub des Stellmotors iO. Die entsprechend zusammenwirkenden Führungsquer-

H) schnitte des Zylindermantels 17 und des Kolbenschaftes 15 sind punktsymmetrisch, aber nicht kreisförmig. In diesem Ausführungsbeispiel sind sie elliptisch ausgebildet Des weiteren ist im Arbeitsraum 26 des Stellmotors eine axial wirkende Rückstellfederanordnung vorgese-

Π hen, die aus zwei auf der großen Ellipsenhalbachse symmetrisch angeordneten, entgegengesetzt gewendelten Federn 44, 46 besteht Der Kolbenschaft 15 des Hohlkolbens 14 übergreift den Zylindermantel 17 des Zylinders 12.

An den en den Stirnwänden des Zylinders angeformten Ansätzen 34, 36, 38, 40 sind die '.-ädern 44, 46 z. B. mittels Durchgangsbohrungen befestigt. Des weiteren ist aus der F i g. 2 zu entnehmen, daß der Endbereich des Kolbenschaftes 15 einen radial nach außen gerichteten Anlagebund 23 besitzt, an dem mittels eines zum Zylindermantel 17 hin offenen Federklemmrings 25 mit U-förmigem Querschnitt, dessen Schenkel mit 27 und 29 bezeichnet sind, ein etwa axial verlaufender Schenkel 35 eines etwa gleichschenkligen L-förmigen Dichtungsrin-

«' ges 19 flächig angedrückt ist. Hierbei ist der abdichtende, zum Kolbenboden 11 weisende Schenkel 31 des Dichtungsringes 19 zwischen einer Ausbuchtung 33 am Kolbenschaftende 15 und dem Zylindermantel 17 enthalten. Der andere Schenkel 35 des Dichtungsringes

>'< 19 steht rechtwinklig zum Zylindermantel von diesem ab. Der Dichtungsring 19 kann z. B. aus Polyurethan oder Gummi bestehen.

Die Anordnung zeichnet sich durch denkbar große Einfachheit aus, da man den Dichtungsring nach

■tu Anlegen an den Anlagebund 23 einfach durch Zusammendrücken des Federklemmringes 25 z. B. mit Hilfe eines Werkzeuges befestigen kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Einseitig beaufschlagter Druckmittel-Stellmotor mit einem mit einem Druckmittelanschluß versehenen Zylinder, dessen eine Stirnseite durch eine am Zylinder unbeweglich festgelegte Wand abgeschlossen und dessen andere offene Stirnseite von einem axial verschiebbaren, zum Zylinder hin offenen Hohlkolben verschlossen ist, wobei der Kolbenschaft an dem Zylindermantel teleskopartig und gasdicht geführt ist und eine axiale Länge hat, die größer ist als der Hub des Stellmotors, und wobei die (entsprechend zusammenwirkenden) Führungsquerschnitte des Zylindermantels und des Kolbenschaftes punktsymmetrisch, aber nicht kreisförmig is sind, sowie mit einer im Arbeitsraum des Stellmotors axial wirkenden Rückstellfederanordnung, die als Schraubenzugfeder ausgebildet ist, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale: daß der Kolbenschaft (15) den Zylindermantel (1?) übergreift und der Außenumriß des Zylindermantels (17) sowie der innenquerschniti des Kolbenschaftes (15) elliptisch sind, daß die Rückstellfederanordnung aus zwei auf der großen Ellipsenhalbachse symmetrisch angeordneten, entgegengesetzt gewendelten Federn (44, 46) besteht und daß der Endbereich des Kolbenscbaites (15) einen radial nach außen gerichteten Anlagebund (23) besitzt, an dem mittels zum Zylindermantel (17) hin offenen Federklemmrings (25) mit U-förmigem Querschnitt ein Schenkel (31) eines etwa gleichschenkligen L-förmigen E/xhtungsringes (19) flächig angedrückt ist, derart, daß der ander? Schenkel (35) des Dichtungsringes (19) axial am Außenumfang des Zylindermantels (17) dichtend anlegt.

2. Druckmittel-Stellmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der abdichtende, zum Kolbenboden (11) weisende Schenkel (31) des Dichtungsringes (19) zwischen einer Ausbuchtung (33) am Kolbenschaftende (15) und dem Zylinder- -to mantel (17) enthalten ist