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Fluid-betriebener Drehkolbenantrieb, insbesondere hydrau-
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licher Drehkolben Gebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft einen
Fluid-betriebenen Drehkolbenantrieb, insbesondere einen hydraulischen Drehkolben
mit mindestens zwei abwechselnd von dem-Fluid druckbeaufschlagbaren Arbeitsräumen,
mit einer vorzugsweise einstellbaren Schwenkwinkelbegrenzung für den nrehkolben,
mit einer unter Verwendung eines von dem Drehkolben betätigten Steuergliedes, z.B.
einen Nockens bewirkten Endlagendämpfung und mit mindestens einem von dem Steuerglied
beaufschlagbaren Drosselorgan in den Fluid-Leitungen zu den Arbeitsräumen des Drehkolbens.
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Stand der Technik Drehkolben mit Schwenkwinkelbegrenzungen und Endlagendämpfung
sind in verschiedenen Bauformen bekannt (s.z.B. DE-OS 16 75 389). Insbesondere ist
es auch bekannt, solche Drehkolben mit nachstellbarer Schwenkwinkelbegrenzung gemäß
der eingangs beschriebenen Anordnung auszubilden (DE-OS 28 08 375).
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Die Schwenkwinkelbegrenzung kann durch äußere mechanische Anschläge,
elektrische Endbegrenzungsschalter oder durch drehfest mit der Welle des Drehkolbens
verbundene, mit im Inneren des Zylinders angeordneten Anschlagen zusammenwirkende
Justiernocken erfolgen. Zur Endlagandkmpfung ist mit der Welle mindestens ein Steuernocken
verbunden, der im Zusammenwirken mit mindestens einem im Druckfluidstrom liegenden
Drosselorgan die Druckfluidzufuhr zu den Arbeitsräumen des Drehkolbens gegen Ende
des Arbeitshubes drosselt und ggf. verschließt. Diese Endlagendämpfung ist für alle
Belastungsfälle des Drehkolbens gleich und nicht variierbar,
so
daß insbesondere bei Fällen sehr hoher Belastung, bei denen das Druckfluid unter
höherem Druck zugeführt werden muß, der Dämpfungsgrad nicht ausreichen kann, während
bei geringer Belastung der Dämpfungseffekt schon zu früh einsetzt und so den Arbeitsablauf
unnötig verzögert.
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Aufgabe Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei solchen Drehkolbenantrieben
für unterschiedliche Belastungsfälle einen reibungslosexen Arbeitsablauf unter Gewährleistung
einer genügenden Dämpfung bei zugleich günstigster Arbeitsgeschwindigkeit zu ermöglichen.
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Lösung und Vorteile Diese Aufgabe wird bei einem mit einem Druckfluid
betriebenen Drehkolbenantrieb, vorzugsweise einem Drucköl-Drehkolben der eingangs
beschriebenen Art dadurch gelöst, daß dem Dross-elorgan ein Stellglied zugeordnet
ist, das im Bereich der Fluid-Leitung angeordnet ist, wobei die den Fluid-Durchtritt
bestimmende Position zwischen Stellglied und Drosselorgan stufenlos ver- und einstellbar
ist.
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Damit erhält man eine einfache Möglichkeit, die Geschwindigkeit des
Fluidstroms wirksam zu verändern und praktisch eine Umsetzung der durch das Drosselglied
entsprechend dessen Bewegung mit dem Steuerglied bewirkten kontinuierlíchen Dämpfung
in Anpassung an unterschiedliche Belastungsfälle zu schaffen.
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Durch diese Einstellung des Drosselgrades wird es möglich, ein und
denselben Drehkolbenantrieb für unterschiedlichste Belastungsfälle und Druckverhältnisse
einzusetzen, also die Zahl der erforderlichen Drehkolbenantriebstypen wesentlich
zu reduzieren. Das wiederum führt zu einer stärker standardisierbaren Fertigung
und damit Verringerung der Lagerhaltungs- und Herstellungskosten.
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Weiterbildungen der Erfindung Bei einer besonders vorteilhaften Ausbildungsform
der Erfindung kann das Drosselorgan in dem Stellglied bewegbar angeordnet sein,
das einen Teil der Fluid-Leitung umfaßt.
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Hierdurch läßt sich sowohl eine einfache Konstruktion als auch in
bestimmten Fällen ein Nachrüsten bestehender herkömmlicher Drehkolben-Konstruktionen
erreichen. Zudem ergibt sich so eine leicht einbaubare Baueinheit.
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Bevorzugt kann bei einer dermaßen gestalteten Anordnung das Drosselorgan
als an sich bekannter Drosselkolben ausgebildet und in einer das Stellglied bildenden,
mit radialen, den Teil der Fluid-Leitung bildenden Bohrungen versehenen Hülse gegen
Federkraft verschiebbar gelagert sein. Dabei kann die Hülse zweckmäßigerweise von
der Außenseite des Drehkolbengehäuses her mittelbar oder unmittelbar durch ein Gewinde
verstellbar sein. Eine solche Anordnung gewährleistet ein Minimum an Bauteilen und
ist daher nicht nur ohne großen zusätzlichen Kostenaufwand herstellbar, sondern
auch sehr platzsparend in dem Drehkolbengehäuse unterzubringen, so daß die einstellbare
Endlagendämpfung keine Veränderung der Baugröße herkömmlicher Drehkolbenantriebe
verursacht.
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Bei einer anderen Ausführungsform kann die querschnittsbestimmende
Position des Drosselorgans durch Verdrehen derselben gegenüber der Strömungsrichtung
des Fluids veränderbar sein. Die Vorteile dieser Anordnung liegen ebenfalls in einem
einfachen Aufbau und einer leichten Verstellbarkeit. So kann z.B. das Drosselorgan
als Drosselkolben mit axialkurvenförmiger Oberkante ausgebildet sein, die durch
das als Schwert ausgebildete Stellglied gegenüber der Fluid-Leitung verdrehbar ist.
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Ausführungsbeispiele Ausführungsbeispiele der Erfindung werden in
folgenden anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 einen
Axial-Schnitt durch einen mit Drucköl betriebenen Drehkolben, Fig. 2 einen Querschnitt
gemäß II - II der Fig. 1, Fig. 3 einen Axial-Schnitt einer abgewandelten Ausführungsform
von Drosselorgan und Stellglied und Fig. 4 einen Schnitt gemäß IV - IV der Fig.
3.
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Wie in Fig. und 2 erkennbar, treibt ein hydraulisch, d.h.
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mit Öl betriebener Drehkolben 10 herkömmlicher Bauart eine Drehkolbenwelle
11 und läuft in einem Drehkolbengehäuse 12, in dem mindestens zwei abwechselnd von
dem Drucköl beaufschlagbare, hier nicht näher dargestellte Arbeitsräume ausgebildet
sind. Das Drucköl wird den Arbeitsräumen wechselweise über Drucköl-Leitungen 20,
von denen in diesem Beispiel zwei vorhanden sind, zugeführt. Die Zahl der Arbeitsräume
kann beispielsweise auch vier oder sechs betragen.
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An der Drehkolbenwelle 11 ist in ihrem einen Endbereich ein Steuerglied
13 in Form eines Nockens bzw. Steuernockens ausgebildet. Dieses Steuerglied 13 arbeitet
mit einem Drosselorgan 30 in Form eines Drosselkolbens 31 zusammen, der gegen die
Kraft einer Druckfeder 32 aus seiner im oberen Teil der Fig. 1 gezeigten Öffnungslage
in eine im unteren Teil gezeigte äußerste Drosselstellung innerhalb einer Führung
410 verschiebbar ist. Dabei gibt der Drosselkolben 31 in der oberen Position einen
Leitungsteil 21 der Drucköl-Leitung 20 frei, der, wie noch beschrieben wird, lageveränderbar
ist, während der Drosselkolben 31 in seiner im unteren Teil der Fig. 1
gezeigten
Drosselposition diesen Leitungsteil 21 weitgehend verschließt und damit die Druckölzufuhr
zu dem Drehkolben 10 unterbindet.
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Die Führung 410 des Drosselkolbens 31 ist als Ausnehmung in einem
bei dieser Ausführungsform als Hülse 41 ausgebildeten Stellglied 40 vorgesehen.
In dieser Ausnehmung befindet sich ebenfalls die Druckfeder 32, und der erwähnte
lagerveränderbare Leitungsteil 21 ist als durchgehende Radialbohrung in der Hülse
41 vorgesehen. Die Hülse 41 sitzt verschiebbar in einer entsprechenden Bohrung des
Drehkolbengehäuses 12 und ist in radialer Richtung zu der Drehkolbenwelle 11 mittels
eines Stellrings 42 über ein Gewinde 43 lageveränderbar. Durch eine solche Lageveränderung
der Hülse 41 in axialer Richtung kann die Position des Leitungsteils 21, also der
Radialbohrung der Hülse, im Verhältnis zu der Drucköl-Leitung 20 verändert werden,
wodurch sich der Durchtrittsquerschnitt für das Drucköl verändert. Da sich die Lage
des Drosselkolbens 31 relativ zu dem Steuerglied 13 nicht ändert, wohl aber die
Lage des Leitungsteils 21 zu dem Drosselkolben 31, können die Druckverhältnisse
bei der Bewegung des Drehkolbens 10 maßgeblich beeinflußt werden, indem bei stark
herausgezogener Hülse 41, wie z.B. im unteren Teil der Fig. 1, der volle Querschnitt
des Leitungsteils 21 freigegeben ist, während bei Hineindrehen der Hülse 41 in das
Drehkolbengehäuse 12 ein Teil des freien Durchtrittsquerschnitts für das Drucköl
von vornherein verschlossen ist, so daß die Drosselung bei Bewegung des Drosselkolbens
31 durch den Nocken 13 stärker wird und gegen Ende des Arbeitshubes weniger Drucköl
abfließt, so daß eine stärkere Dämpfung beim Erreichen der Endlage des Drehkolbens
10 erzielt wird.
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In Fig. 1 und 2 erkennt man im übrigen auch noch die Möglichkeit einer
Schwenkwinkelbegrenzung 50 mit Hilfe eines in dem Drehkolbengehäuse 12 justierbaren
Anschlages 51, der mit einem Anschlagnocken 52 der: Drehkolbenwelle 11 zusammenwirkt.
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Die Drosselung erfolgt üblicherweise beim Abfließen des Drucköls,
was sich aus der Anordnung bzw. Lage des Steuernockens ergibt. Ebenso gut ist es
aber möglich, die Drosselung im Zufluß des Druckmediums vorzusehen, wobei dieser
Fall allerdings in der Praxis im wesentlichen nur dann von Bedeutung ist, wenn das
Nutzdrehmoment, also das an der Drehkolbenwelle 11 abgenommene Moment, entgegenwirkt
und nicht vorläuft, weil sich andernfalls im Arbeitsraum Unterdrücke ausbilden können.
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Bei der in Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsform ist ein Drosselkolben
61 mit einer als Schablone 64 ausgebildeten kurvenförmigen Oberkante vorgesehen,
aus deren Stellung relativ zur Drucköl-Leitung 20 sich die Stärke der Drosselung
ergibt. Hier ist also gegenüber den Beispiel der Fig. 1 und 2 eine zumindest teilweise
Integration der Funktion des Stellgliedes in das Drosselorgan gegeben, wobei der
Grad der Drosselung durch Verstellung der Radialposition des Drosselkolbens 61 bestimmt
wird. Wie in der Ausbildungsform der Fig. 1 verschließt der Drosselkolben auch hier
die Fluidleitung 20 durch Auflaufen auf den Steuernocken 13, und zwar je nach Einstellung
der Drosselung mehr oder minder stark.
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Der Grad der Drosselung wird durch Verdrehen eines Schwertes 62 nach
Lösen einer Kontermutter 63 eingestellt. Das Schwert 62 läuft in einer Axialführung
612 und verdreht den Drosselkolben 61, dessen kurvenförmige Oberkanten bzw.
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Schablonen 64 dann die Fluidleitung 20 am Leitungseintritt 621' im
Dämpfungsbereich je nach Stellung des Schwertes 62 mehr oder minder stark überdecken
und somit durch den entsprechend verkleinerten Restquerschnitt der Drucköl-Leitung
20 eine Drosselung ermöglichen.
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