DE3215507C1 - Druckmittelbetätigte Drehantriebs-Stellvorrichtung - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf eine druckmittelbetätigte Drehantriebs- oder Stellvorrichtung nach dem Gleitring 12 umfangsmäßig angebracht, an dem die Führungen 6 und die Führungen 7 gemeinsam entlanggleiten.
• Sollen die Kolben 5 von der in Fig. 1 dargestellten geschlossenen Stellung in die in F i g. 2 dargestellte offene Stellung bewegt werden, gelangt über die innere Leitung 3 Druckmittel in den zwischen den beiden Kolbenböden gebildeten Raum und drückt diese auseinander. Dabei kämmen die Zahnstangen 8 der beiden Führungen 6 mit dem Ritzel der Stellwelle 9, so daß sich die Stellwelle um einen gewissen Betrag dreht, bis die Kolben 5 sich in der in Fig.2 dargestellten offenen Stellung befinden. Um den Drehwinkel der Stellwelle 9 zu beschränken, kann der Kolbenhub mittels einer verstellbaren Anschlagvorrichtung 14 begrenzt werden. Da die beiden Kolben über das Ritzel der Stellwelle 9 fest miteinänder verbunden sind, genügt es, diese Anschlagvorrichtìng 14 an einer Seite;des Zylinders vorzusehen. Sie kann jedoch zusätzlich auch an der zweiten Seite angebracht werden.
• Da die senkrecht zur Zylinderachse verlaufende Bohrung der Leitung 3 aus Einfachheitsgründen der Fertigung teilweise von dem Gleitring 12 im Zylinder verdeckt wird, ist ein Zusatzkanal 15 vorgesehen, der den verbleibenden Spalt der Bohrung 3 vergrößert und der parallel zur Zylinderachse verläuft, so daß das Druckmedium beim Einströmen in den zwischen den Kolbenböden gebildeten Raum nicht senkrecht zur Bewegungsrichtung der beiden einströmt, sondern in Bewegungsrichtung der beiden Kolben und damit die auseinanderführende Bewegung noch unterstützt.
• Sollen die Kolben 5 von der in F i g. 2 dargestellten offenen Stellung wieder in die geschlossene Stellung zurückgeführt werden, wird durch die äußere Leitung 4 Druckmedium in die Räume geführt, die zwischen den Kolbenböden und den Zylinderdeckeln gebildet sind.
• Dabei ist es bei kompressiblen Druckmitteln, wie beispielsweise Luft, von Vorteil, einen möglichst kleinen Raum füllen zu müssen, da sich dann der Druck schneller aufbaut. Zu diesem Zweck sind die beiden Zylinderdekkel 2 nach innen eingezogen und verringern so den zwischen ihnen und den Kolbenböden gebildeten Raum.
• Bei der Bewegung der beiden Kolben aufeinander zu wird das zwischen ihnen befindliche Druckmedium durch die innere Leitung 3 wieder abgeführt. Die Stellwelle 9 wird bei dieser Bewegung wieder in ihre Ausgangslage zurückgeführt.
• Um im Falle einer Betriebsstörung das Einnehmen dieser Ausgangsstellung zu gewährleisten, sind an der Außenseite der Kolbenböden Erhebungen angebracht zum Fixieren von koaxial zur Zylinderachse verlaufenden Federn, die sich an den Zylinderdeckeln abstützen und die Kolben aus der offenen Stellung in die geschlossene Stellung zurückführen, im Falle, daß beispielsweise durch ein Leck mit dem Druckmittel kein Druck mehr aufgebaut werden kann.
• Bei der derzeit möglichen und zum Standard gehörenden hohen Fertigungsgenauigkeit sind die Zahnstangen 8 form- und kraftschlüssig in die Führungen 6 eingepaßt, so daß sie ohne weitere Befestigungsmittel ihre eingenommene Stellung auch im wechsellastigen Betrieb nicht mehr verlassen. Als zusätzliche Sicherung können jedoch noch Stifte 16 vorgesehen sein, die entweder verklebt oder als Paßstifte die Zahnstangen 8 mit den Führungen 6 verbinden. Bei einer weniger genauen Abstimmung der Zahnstangenform auf die Form der Führungen 6 werden die Zahnstangen mittels Schrauben gehalten, wobei Kräfte, die die Zahnstangen aus den Führungen herausheben wollen, nur von den Schrauben aufgefangen werden müssen.
• Wie aus F i g. 3 ersichtlich, sind die mit einer Zahnstange 8 versehenen Führungen 6 in ihrer der Zylinderwand zugewandten Oberfläche mit einer parallel und symmetrisch zur Zylinderachse ausgerichteten Nut 23 versehen, die die um 1800 um die Zylinderlängsachse versetzt gegenüberliegende Führung 7 ohne Zahnstange des anderen Kolbens formschlüssig gleitend aufnimmt.
• Wenn also im Betrieb ein Kippmoment, welches von dem Ritzel der Stellwelle 9 über die Zahnstange auf die Führung 6 und damit den Kolben 5 übertragen wird, auftritt, kann sich dieser mittels seiner der Führung 6 genau gegenüberliegenden Führung 7 optimal abstützen. Die Führung 7 stützt sich dabei an den Seitenwänden der Nut 23 ab.
• Um den Kolben möglichst sicher zu führen, ist dabei jede Führung 6 außer der Nut 23 mit in Richtung des Umfangs der Zylinderinnenwand breiten und die Breite der Zahnstangen wesentlich überschreitenden symmetrisch angeordneten Führungsflächen 24 ausgerüstet.
• Bei der in F i g. 4 dargestellten Ausführungsform ist der Kolben 5a so ausgebildet, daß die Dichtungen 10a und 11 a aufnehmende Führungsflächen 17 so ausgerichtet sind, daß ein weitgehendes Ineinanderfahren der aufeinanderzu bewegten Kolben möglich ist. Bei dieser Ausführungsform wird dann der Zylinderdeckel 2 entsprechend ausgebildet, so daß hier noch ein genügender Raum für den Lufteintritt vorhanden ist.
• Während bei der Ausführungsform gemäß F i g. 1 und 2 die Zylinderdeckel 2 eine abgeschrägte äußere Vertiefung 18 aufweisen, ist diese Vertiefung bei der Ausführungsform gemäß F i g. 4 stufenförmig ausgebildet, so daß jeweils ein Griffrand 9 geschaffen wird.
• Fig. 5 zeigt die Ausführungsform einer Vorrichtung, bei der an sich zum Stand der Technik gehörende Federn 20 eingesetzt sind. Während bei dieser Ausführungsform der Kolben beispielsweise entsprechend der Ausführungsform gemäß F i g. 1 ausgebildet ist, aber in gleicher Weise auch gemäß der Ausführungsform entsprechend Fig.4 ausgebildet sein kann, sind die Zylinderdeckel 21 entsprechend groß gestaltet, um damit den Aufnahmeraum für die Federn 20 zu schaffen.

Claims (6)

1. Oberbegriff des Hauptanspruchs.

   Eine Vorrichtung dieser Art ist aus der DE-AS 26 47 385 bekannt. Da bei Vorrichtungen dieser Art nur eine Antriebsführung an jedem Kolben vorgesehen ist, treten Kippmomente während des Betriebes auf, die dazu tendieren, daß sich der Kolben verkanten kann.

   Dabei treten hohe Reibungskräfte auf, die große Flächenpressungen erzeugen und damit den Wirkungsgrad der Vorrichtung stark beeinträchtigen sowie die Lebensdauer verkürzen. Um diese Nachteile so gering wie möglich zu halten, sind bei der bekannten Einrichtung zusätzliche, gegenüber der Antriebsführung seitlich versetzte Führungen vorgesehen, deren Wirkung aber nicht zufriedenstellend ist.

   Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Betriebssicherheit und die Lebensdauer der Vorrichtung zu erhöhen sowie deren Wirkungsgrad zu verbessern.

   Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die mit einer Zahnstange versehene Führung in ihrer der Zylinderwand zugewandten Oberfläche eine parallel und symmetrisch zur Zylinderachse angeordnete Nut aufweist, welche die um 1800 um die Zylinderlängsachse versetzt gegenüberliegende Führung ohne Zahnstange des anderen Kolbens formschlüssig gleitend aufnimmt.

   Hiermit werden die gegebenenfalls auftretenden Kippmomente beherrscht und eine sichere Führung der Kolben erreicht, so daß Wirkungsweise und Lebensdauer der Einrichtung verbessert werden.

   Aus der US-PS 30 40 717 ist ebenfalls eine druckmittelbetätigte Drehantriebs- und Stellvorrichtung bekanntgeworden, bei der zwei seitlich der Stellwelle angeordnete Zylinderräume vorgesehen sind, in denen die die Zahnstangen tragenden Kolben hin- und herbeweglich angeordnet sind. Diese bekannte Vorrichtung weist also keine zwei in gegenseitiger formschlüssiger Abhängigkeit gegenläufig hin- und herbewegliche Kolben auf, sondern die Vorrichtung baut relativ breit, so daß ihr Einsatz für viele Anwendungsbereiche nur schwer möglich ist.

   Vorteilhafte Ausgestaltungen der im Hauptanspruch definierten Einrichtung sind in den Unteransprüchen erfaßt.

   Ein Ausführungsbeispiel wird anhand der Zeichnung erläutert. Die Zeichnung zeigt in Fig 1 einen Längsschnitt durch eine Stellvorrichtung, wobei sich die Kolben in der sogenannten geschlossenen Stellung befinden, in F i g. 2 einen Längsschnitt gemäß F i g. 1, jedoch befinden sich hier die Kolben in der sogenannten offenen Stellung, in F i g. 3 einen Querschnitt durch die Vorrichtung gemäß der Linie 3-3 in Fig. 1, in F i g. 4 eine zweite Ausführungsform der neuen Vorrichtung, die eine kürzere Bauweise ermöglicht, und in F i g. 5 eine Ausführungsform der Vorrichtung mit eingesetzten Federn.

   In der Zeichnung ist bei 1 ein Zylinder dargestellt mit zwei Zylinderdeckeln 2 und einer inneren Leitung 3 und äußeren Leitung 4 zum Zu- und Abfließen des Mediums.

   In dem Zylinder t sind zwei Kolben 5 in Richtung der Zylinderachse bewegbar angeordnet. Sie weisen je zwei Führungen 6 und 7 auf, wobei die Führungen 6 mit einer Zahnstange 8 versehen sind, die mit einem Ritzel einer Stellwelle 9 zusammenwirken. Die Kolben 5 weisen im Bereich der Kolbenböden Dichtringe 10 und Gleitringe 11 umfangsmäßig auf. An der Zylinderinnenwand ist ein Patentansprüche: 1. Druckmittelbetätigte Drehantriebs- oder Stellvorrichtung mit a) einem Zylinder und zwei darin in gegenseitiger formflüssiger Abhängigkeit gegenläufig hin-und herbeweglichen Kolben, b) einer sich quer zur Zylinderachse erstreckenden Stellwelle mit Ritzel, die zu den beiden Kolben und zur Zylinderachse symmetrisch angeordnet ist, c) zwei sich parallel der Zylinderachse vom Kolbenboden aus erstreckenden, die Stellwelle übergreifenden, an jedem der beiden Kolben angeordneten Führungen, die an ihrer Außenseite den Kolben im Zylinder führende Führungsflächen aufweisen und sich bezüglich der Zylinderlängsachse etwa gegenüberliegen, wobei die eine Führung an ihrer Innenseite eine Zahnstange aufweist (Antriebsführung), die mit dem Ritzel zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die mit einer Zahnstange (8) versehene Führung (6) in ihrer der Zylinderwand zugewandten Oberfläche eine parallel und symmetrisch zur Zylinderachse angeordnete Nut (23) aufweist, welche die um 1800 um die Zylinderlängsachse versetzt gegenüberliegende Führung (7) ohne Zahnstange des anderen Kolbens formflüssig gleitend aufnimmt.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung (6) in Richtung des Umfangs der Zylinderinnenwand breite und die Breite der Zahnstangen wesentlich überschreitende symmetrisch angeordnete Führungsflächen (24) aufweist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung (7) ohne Zahnstange frei längsbeweglich im durch die Nut (23) gebildeten Raum angeordnet ist.
4. 4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, wobei die Zahnstangen (8) form- und kraftschlüssig in die sie tragende Führung (6) eingepaßt sind, gekennzeichnet durch in zusammenwirkenden Bohrungen der Zahnstange (8) und der Führung (6) angeordnete Stifte (16).
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stifte (16) verklebt sind.
6. 6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche mit einer zwischen den Kolbenböden in den Zylinder mündenden Versorgungsöffnung für das Druckmittel und einem sich an diese Versorgungsöffnung (3) anschließenden Zusatzkanal (15), dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzkanal (15) aus einer zur Zylinderachse parallelen Nut in der Innenseite der Zylinderwand besteht, die sich bis in die Nähe des Kolbenbodens erstreckt, wenn dieser in seiner Totpunktstellung ganz innen steht.