DE29510200U1

DE29510200U1 - Pneumatisch oder hydraulisch betätigbarer Schwenkantrieb für eine Welle

Info

Publication number: DE29510200U1
Application number: DE29510200U
Authority: DE
Original assignee: J Bayer Feinwerk und Elektrotechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Bayer Feinwerk GmbH and Co KG
Priority date: 1995-06-23
Filing date: 1995-06-23
Publication date: 1995-09-14
Anticipated expiration: 2005-06-24
Also published as: DE29603706U1

Description

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Anmelder: J. Bayer, Feinwerktechnik- und Elektrotechnik GmbH & Co., 78087 Mönchweiler

Bezeichnung: Pneumatisch oder hydraulisch betätigbarer Schwenkantrieb für eine Welle

Die Erfindung betrifft einen pneumatisch oder hydraulisch betätigbaren Schwenkantrieb für eine Welle, die in einem Druckmittelgehäuse drehbar gelagert ist und mit einem im Druckmittelgehäuse um die Wellenachse schwenkbar gelagerten und exzentrisch zu dieser angeordneten Arbeitsorgan drehfest verbunden und wenigstens in einer Schwenkrichtung durch ein in das Druckmittelgehäuse eingeleitetes, flüssiges oder gasförmiges Druckmittel beaufschlagbar ist.

Bei einem bekannten Schwenkantrieb der gattungsgemäßen Art (Katalog der Fa. Festo KG, 73734 Esslingen a.N.) hat das Druckmittelgehäuse eine sowohl in Stirnansicht als auch in Seitenansicht U-förmige äußere Form. Auch der Innenraum des Druckmittelgehäuses ist mit einem sowohl in axialer wie auch in radialer Richtung U-förmigen

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Querschnitt versehen. Als schwenkbewegliches Arbeitsorgan ist ein der radialen U-förmigen Querschnittsform des Innenraums angepaßter, zungenartiger Hebelarm vorgesehen, der an seinem Umfang gegen die Gehäuseinnenfläche abgedichtet ist und der drehfest mit der Welle in Verbindung steht bzw. auf dieser gelagert ist. Die beiden durch das zungenförmige Arbeitsorgan getrennten Kammern des Druckmittelgehäuses sind jeweils mit Druckluftanschlüssen versehen, die wechselweise mit Druckluft beaufschlagt werden können, um die Welle in der einen oder anderen Drehrichtung jeweils bis zu einem Anschlag zu verschwenken. Durch die U-Form des Druckmittelgehäuses ist es möglich, Schwenkwinkel von 180° auszuführen.

Die Herstellung solcher Drehantriebe ist allerdings aufwendig und mit hohen Kosten verbunden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen einfacher aufgebauten, kostengünstiger herstellbaren Schwenkantrieb der eingangs genannten Art mit hoher Funktionssicherheit zu schaffen.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß in einem konzentrisch zur Wellenachse gekrümmten, im Druck-

mittelgehäuse angeordneten und nur an einem Ende offenen Rohr als Arbeitsorgan ein Arbeitskolben verschiebbar gelagert ist, der über eine ebenfalls konzentrisch zur Wellenachse gekrümmte Kolbenstange mit der Welle in Drehverbindung steht.

Von besonderem Vorteil eines solchen Schwenkantriebs ist, daß das Druckmittelgehäuse eine beliebige innere und äußere Querschnittsform haben kann, in welche das Rohr mit dem schwenkbeweglichen Kolben und dessen Kolbenstange hineinpassen. Die Form des Druckmittelgehäuses kann somit den herstellungsmäßig günstigsten Bedingungen angepaßt werden. Außerdem lassen sich auch das Rohr und der Kolben auf einfache Weise kostengünstig herstellen.

Während es grundsätzlich möglich ist, die Kolbenbewegung in einer Schwenkrichtung mittels Rückstellfeder zu bewirken, erlaubt die Ausgestaltung nach Anspruch 2 eine wechselweise Beaufschlagung des Kolbens in beiden Schwenkrichtungen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche 3 bis 13.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen pneumatischen Schwenkantrieb in Schnittansicht;

Fig. 2 einen Schnitt II - II aus Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt III - III aus Fig. 2 und

Fig. 4 den Arbeitskolben im Anfangsbereich des Rohres.

Der vorzugsweise pneumatisch, prinzipiell aber auch hydraulisch betätigbare Schwenkantrieb besteht aus einer Welle 1, die in zwei parallelen Stirnwänden 3 und 4 eines Druckmittelgehäuses 2 drehbar gelagert und mittels Dichtungsringen 4 6 abgedichtet ist. Als pneumatisch beaufschlagbares Arbeitsorgan ist ein Arbeitskolben 5 vorgesehen, der in einem konzentrisch zur Wellenachse 6 gekrümmten, im Druckmittelgehäuse 1 angeordneten und nur an einem Ende offenen Rohr 7 verschiebbar gelagert ist und der über eine ebenfalls konzentrisch zur Wellenachse 6 gekrümmte Kolbenstange 8 mit der Welle 1 in Drehverbindung steht.

Das Rohr 7 weist eine nichteckige, vorzugsweise kreisrunde, Querschnittsform auf. Grundsätzlich sind aber auch andere Querschnittsformen für das Rohr 7 denkbar, sofern

sie eine einfache und ausreichende Abdichtung mit dem Arbeitskolben ermöglichen, wie z.B. eine ovale Querschnittsform.

Das Rohr 7 weist an seinem zweiten, geschlossenen Ende einen Druckmittelanschluß 9 auf, der mit einem Verschlußteil· 10 verschraubt ist, das zugleich zur Befestigung des Rohres 7 im Druckmittelgehäuse 1 dient. Dieser Druckmittelanschluß 9 steht mit einem Druckmittelkanal in Verbindung der radial und/oder axial außerhaib der Querschnittsmitte des Rohres 7 angeordnet ist und in dessen Hohlraum mündet. Durch diese außermittige Anordnung wird erreicht, daß der Druckmittelanschluß 9 die Schwenkbewegungen der Kolbenstange 8 nicht behindert bzw. einschränkt.

Der Druchmittelanschluß 9 besteht aus einem Gewinderohr 14 mit einem Schlüsselprofil 40 und einem Schlauchnippel 41, und er ist durch eine Bohrung 42 der Stirnwand 4 hindurch in eine Gewindebohrung 44 des Verschlußteils 10 eingeschaubt, wodurch das Verschlußteil· an der Innenseite der Stirnwand 4 befestigt ist.

Wie aus der Zeichnung ohne weiteres ersichtiich ist, hat das Druckmitteigehäuse 2 eine topfartige, zylindrische Form. Ihr ebenfalls zylindrischer Innenraum 15 ist umschlossen von der festen Stirnwand 4 und der mittels

Schrauben 11 stirnseitig auf einer zylindrischen Ringwand 12 unter Zwischenlage einer Ringdichtung 13 dichtend aufgesetzte Deckelwand 3.

Auch der Innenraum 15 des Druckmittelgehäuses 2 ist außerhalb des Rohres 7 ebenfalls mit einem pneumatischen Druckmittelanschluß 16 versehen, der gleich ausgebildet ist wie der Druckmittelanschluß 9, dessen Schlüsselprofil in einer außenseitigen Senkbohrung 45 der Stirnwand 4 sitzt.der Druckmittelanschluß 16 ist in eine Gewindebohrung 43 der Stirnwand 4 eingeschraubt, so daß er unmittelbar mit dem Innenraum 15 des Druckmittelgehäuses 2 in Verbindung steht.

Der auf einem Gewindezapfen 18 der Kolbenstange 8 befestigte Arbeitskolben 5 ist mit radialem Spiel im Rohr 7 geführt. Er weist in einer radial zur Wellenachse 6 verlaufenden Ebene 19 eine Umfangsnut 20 auf. In dieser Umfangsnut ist ein elastischer Dichtungsring 21 sowohl mit axialem als auch mit radialem Spiel gelagert, damit er sich unter Einwirkung des pneumatischen Druckmittels {Luft) dichtend an die Innenfläche des Rohres 7 anlegen kann.

Außerdem ist der Arbeitskolben scheibenartig ausgebildet. Sein Umfang weist eine zur radialen Symmetrieebene 22 der Umfangsnut 20 symmetrische Konusform mit zwei Konusflächen 23 und 24 auf, die auch bauchig gerundet sein könnten.

Die Kolbenstange 8 ist durch einen radialen Endabschnitt 25 mit einer drehfest jedoch in axialer Richtung lose auf der Welle gelagerten Hülse 26 mit quadratischer Querschnittsform fest verbunden. Dabei ist dieser radiale Endabschnitt 25 als einstückiger Bestandteil der vorzugsweise aus Rundmaterial bestehenden Kolbenstange 8 abgebogen. Die Hülse sitzt dabei formschlüssig auf einem Mittelabschnitt 28 der Welle 1, der ebenfalls eine in den Hohlraum der Hülse 2 6 passende quadratische Querschnittsform aufweist.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, erstreckt sich das gekrümmte Rohr 7 über einen Zentriewinkel al von etwa 190°. Die Kolbenstange 8 hingegen erstreckt sich zusammen mit dem Arbeitskolben 5 über einen Zentriewinkel cc2 von etwa 180°. Aus dieser Anordnung ergibt sich ein Schwenkwinkel &agr;.3 des Arbeitskolbens 5 und somit der Welle 1 von etwa 145°.

Das Verschlußteil 9 besteht aus einem im wesentlichen L-förmigen Winkelkörper 30, der einen Befestigungsschenkel 31 mit einer Paßbohrung 27 für einen Paßstift 29 aufweist und an der Innenseite der Stirnwand 4 des Druckmittelgehäuses 2 befestigt ist, sowie aus einem axialen Tragschenkel 33, der dichtend mit dem geschlossenen Ende des Rohres 7 verbunden ist. Der Tragschenkel 33 ist zudem mit einem zentrierend in das Rohrende 7 hineinragenden zylindrischen Zentrieransatz 34 versehen, der mit dem Ende Rohres 7 dicht verlötet oder verschweißt ist.

Der Verschlußteil ist auf beiden Seiten seines axialen Tragschenkels 33 mit geräusch- und schlagdämpfenden Anschlagelementen 35 bzw. 36 einerseits für die Kolbenstange 8 und andererseits für den Arbeitskolben 5 versehen.

Durch die wechselweise Zufuhr von Druckluft in einen der Druckmittelanschlüsse 9 oder 16 bei gleichzeitigem Öffnen des jeweils anderen Druckmittelanschlusses 16 oder 9 wird der Arbeitskolben 5 im Rohr 7 zwischen seinen beiden durch die Anschlagelemente 35, 36 bestimmten Winkelendlagen hin- und herbewegt, so daß die drehfest mit ihm verbundene Welle 1 eine entsprechend große Schwenkbewegung ausführt.

Claims

Schutzansprüche

1. Pneumatisch oder hydraulisch betätigbarer Schwenkantrieb für eine Welle (1), die in zwei parallelen Seitenwänden (3, 4) eines Druckmittelgehäuses (2) drehbar gelagert ist und mit einem im Druckmittelgehäuse (2) um die Wellenachse (6) schwenkbar gelagerten und exzentrisch zu dieser angeordneten Arbeitsorgan (5) drehfest verbunden und wenigstens in einer Schwenkrichtung durch ein in das Druckmittelgehäuse {2} eingeleitetes/ flüssiges oder gasförmiges Druckmittel beaufschlagbar ist,
dadurch gekennzeichnet,

daß in einem konzentrisch zur Wellenachse (6) gekrümmten, im Druckmittelgehäuse (2) angeordneten und nur an einem Ende offenen Rohr (7) als Arbeitsorgan ein Arbeitskolben (5) verschiebbar gelagert ist, der über eine ebenfalls konzentrisch zur Wellenachse gekrümmte Kolbenstange (8) mit der Welle (1) in Drehverbindung steht.

2. Schwenkantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (7) an seinem zweiten, geschlosse-

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nen Ende einen Druckmittelanschluß (9) aufweist und daß der Innenraum (15) des Druckmittelgehäuses (2) außerhalb des Rohres (7) ebenfalls mit einem Druckmittelanschluß (16) versehen ist.

3. Schwenkantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Druckmittelanschluß (9) des Rohres (7) in einem Verschlußteil (10) befindet, das zugleich zur Befestigung des Rohres (7) im Druckmittelgehäuse (2) dient.

Schwenkantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitskolben (5) mit radialem Spiel im Rohr (7) geführt ist und in einer radial zur Wellenachse (6) verlaufenden Ebene (19) eine Umfangsnut

(20) aufweist, in der ein elastischer Dichtungsring

(21) sowohl mit axialem als auch mit radialem Spiel gelagert ist.

5. Schwenkantrieb nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitskolben (5) scheibenartig ausgebildet ist und sein Umfang eine zur radialen

Syinmetrieebene (22) der Umfangsnut (20) symmetrische Konusform aufweist.

6. Schwenkantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (7) eine nichteckige, insbesondere kreisrunde, Querschnittsform aufweist.

7. Schwenkantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (8), die sich zumindest annähernd über den gleichen Zentriewinkel erstreckt wie das Rohr (7), durch einen radialen Endabschnitt (25) mit einer drehfest jedoch in axialer Richtung lose auf der Welle (1) gelagerten Hülse (26) fest verbunden ist.

8. Schwenkantrieb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Endabschnitt (25) einstückig an der vorzugsweise aus Rundmaterial bestehenden Kolbenstange (8) abgebogen ist.

9. Schwenkantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckmittelanschluß (9) radial und/oder

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axial außerhalb der Querschnittsmitte des Rohres (7) angeordnet ist.

10. Schwenkantrieb nach Anspruch 3 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußteil (10) aus einem im wesentlichen L-förmigen Winkelkörper (30) besteht, der mit einem Befestigungsschenkel (31) an einer Innenseite des Druckmittelgehäuses (2) befestigt und durch einen axialen Tragschenkel (32) dichtend mit dem geschlossenen Ende des Rohres verbunden ist.

11. Schwenkantrieb nach Ansprüche 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußteil (9) auf beiden Seiten seines axialen Tragschenkels (32) mit geräusch- und schlagdämpfenden Anschlagelementen (35, 36) einerseits für die Kolbenstange (8) und andererseits für den Arbeitskolben (5) versehen ist.

12. Schwenkantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmittelgehäuse (2) eine zylindrische Form mit einer festen Stirnwand (4) und einem dicht aufgesetzten Stirnwanddeckel (3) aufweist.

13. Schwenkantrieb nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußteil (10) und die Druckmittelanschlüsse (9, 16) an der festen Stirnwand (4) oder an der Deckelwand (3) befestigt sind.