DE4427777C2 - Fluidbetätigter Drehantrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen fluidbetätigten Drehantrieb mit einem Gehäuse, das eine Gehäusekammer vorgibt, die einen durch Fluidkraft zu einer Axialbewegung antreibbaren und drehbar ausgebildeten Kolben enthält, mit einer an wenigstens einer Stirnseite aus dem Gehäuse herausragenden Abtriebswel­ le, die mit dem Kolben in drehfester Verbindung steht und bei der Axialbewegung des Kolbens zu einer Drehbewegung veranlaßt wird, indem am Kolben im Bereich des Außenumfanges mindestens eine sich bezüglich der Längsachse des Kolbens axial und in Umfangsrichtung erstreckende Wendelnut vorgesehen ist, die an einem in die zugeordnete Wendelnut eingreifenden und in Um­ fangsrichtung des Gehäuses unbeweglichen Führungsglied ent­ langläuft, das im Umfangsbereich der Gehäusekammer am Gehäuse festgelegt ist und in die Gehäusekammer hineinragt, wobei ein jeweiliges Führungsglied von einer Führungsrolle gebildet ist, die an einem in einer Befestigungsausnehmung des Gehäu­ ses festgelegten Befestigungsschaft gelagert ist, und wobei der im Bereich des Hubendes des Kolbens mit den Führungsglie­ dern zusammenarbeitende Längenabschnitt einer jeweiligen Wen­ delnut zur Vorgabe eines höheren Drehmoments unter einem ge­ ringeren Winkel zur Axialrichtung des Kolbens verläuft als der sich jeweils anschließende Folgeabschnitt.

Ein Drehantrieb dieser Art geht aus der DE 33 03 872 A1 her­ vor. Dieser bekannte Drehantrieb verfügt über einen axial be­ weglichen Kolben, in dessen Außenumfang zwei Wendelnuten ein­ gelassen sind, mit denen er an von drehbar gelagerten Füh­ rungsrollen gebildeten Führungsgliedern entlanglaufen kann.

Über eine Mehrkantkupplung steht der Kolben drehfest und axial verschiebbar mit einer Abtriebswelle in Verbindung, an der ein zu betätigendes Teil, beispielsweise ein Ventilglied, angebracht ist. Die fluidisch oder durch Federkraft erzeugte Axialbewegung des Kolbens wird durch das Zusammenwirken zwi­ schen den Wendelnuten und den Führungsgliedern in eine Dreh­ bewegung des Kolbens umgesetzt, die über die Mehrkantkupplung auf die Abtriebswelle übertragen wird.

Bei dem bekannten Drehantrieb sind verschiedene Unzulänglich­ keiten wie eine problematische Montage, eine geringe War­ tungsfreundlichkeit und eine verhältnismäßig geringe Belast­ barkeit zu vermerken. So lassen sich die Führungsrollen nur dadurch montieren, daß sie zunächst in die zugeordnete Wen­ delnut eingelegt, anschließend gemeinsam mit dem Kolben in das Gehäuse eingeführt und letztlich zugehörige Befestigungs­ schäfte von radial außen her eingesteckt werden. Diese ungün­ stige Art der Montage läßt auch kaum eine Feinjustierung der Führungsrollen bezüglich der Nutflächen zu. Letztlich können die Führungsrollen aufgrund der nur über eine geringe Länge im Gehäuse erfolgenden Abstützung der Befestigungsschäfte nur verhältnismäßig geringe Kräfte übertragen.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen fluidbe­ tätigten Drehantrieb der eingangs genannten Art zu schaffen, der bei kompakten Abmessungen eine höhere Belastbarkeit auf­ weist und zugleich montage- und reparaturfreundlicher ist.

Zu Lösung dieser Aufgabe ist gemäß dem Oberbegriff und dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 vorgesehen, daß das Gehäuse wenigstens im Bereich der Gehäusekammer einen rechteckigen oder quadrati­ schen Außenquerschnitt aufweist, wobei die vorhandenen Füh­ rungsglieder den Eckenbereichen des Gehäusequerschnittes zu­ geordnet sind und die zugehörigen Befestigungsausnehmungen den betreffenden Eckenbereich radial durchsetzen, daß die Be­ festigungsausnehmungen mit einem Innengewinde versehen sind, in das der mit einem komplementären Außengewinde versehene zugeordnete Befestigungsschaft unter Ermöglichung einer stu­ fenlosen Justierung der Eintauchtiefe des Führungsgliedes eingeschraubt ist, und daß die Querabmessungen eines jeweili­ gen Führungsgliedes kleiner sind als die Querabmessungen der zugeordneten Befestigungsausnehmung, derart, daß das Füh­ rungsglied bei in der Gehäusekammer befindlichem Kolben durch die betreffende Befestigungsausnehmung hindurch in Eingriff mit der zugeordneten Wendelnut bringbar ist.

Durch die rechteckige bzw. quadratische Außenkontur verfügt der Drehantrieb weiterhin über kompakte Abmessungen, die eine raumsparende Installation ermöglichen. Darüberhinaus resul­ tieren aus dieser Bauform im Umfangsbereich der Gehäusekammer mehrere Eckenbereiche, in denen eine größere Wanddicke vor­ liegt, die zur stabilen Verankerung der Führungsglieder aus­ genutzt wird. In den Eckenbereichen können relativ lange Be­ festigungsschäfte für die Führungsglieder untergebracht wer­ den, so daß sich eine verbesserte Abstützung ergibt, die in der Lage ist, höhere Querkräfte aufzunehmen und dadurch im Betrieb höhere Drehmomente zu verarbeiten. Darüber hinaus kann über die Befestigungsschäfte eine Justierung der Einbau­ tiefe der Führungsrollen vorgenommen werden, was einen ver­ schleißmindernden Einbau der letzteren ermöglicht. Schließ­ lich gestattet es der als Gewindeteil ausgebildete Befesti­ gungsschaft in Verbindung mit der einen etwas geringeren Durchmesser aufweisenden Führungsrolle, eine Montage oder De­ montage der Führungsrolle von außen her durch die Befesti­ gungsausnehmung hindurch vorzunehmen, woraus nicht zuletzt auch eine hohe Reparaturfreundlichkeit resultiert.

Aus der DE 92 13 486 U1 geht zwar eine funktionell vergleich­ bare Bewegungseinheit hervor, bei der bereits vorgesehen ist, die Führungsrollen mittels hydraulisch-pneumatisch oder elek­ tromagnetisch betriebenen geregelten Komponenten aus ihrer Funktionsstellung zu entriegeln. Dies dient allerdings nur dem Zweck, zwischen verschiedenen Betriebsarten umzuschalten. Eine Justiermöglichkeit für die Führungsrollen besteht demzu­ folge nicht.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Un­ teransprüchen hervor.

Das Vorhandensein mehrerer Wendelnuten mit zugeordneten Füh­ rungsgliedern gestattetet eine optimal symmetrische Kraftübertragung zwischen den gehäusefesten Führungsgliedern und dem Kolben. Dabei bietet speziell eine Zweifachanordnung mit sich diametral gegenüberliegenden Führungsgliedern eine besonders einfache Bauform mit äußerst geringem konstruktivem Aufwand.

Der erfindungsgemäße Drehantrieb läßt sich bei axial unbeweg­ licher Abtriebswelle als reiner Drehantrieb einsetzen, wobei die an der Abtriebswelle abgreifbare Abtriebsbewegung eine reine Drehbewegung ist. Ist die Kolbenstange hingegen starr mit dem Kolben verbunden und bezüglich dem Gehäuse zusätzlich axial verlagerbar, ist dem Drehantrieb praktisch ein Linear­ antrieb überlagert, so daß an der Kolbenstange eine kombi­ nierte Dreh-Linear-Bewegung als Abtriebsbewegung abgreifbar ist.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeich­ nung erläutert. In dieser zeigen:

Fig. 1 eine erste Bauform des erfindungsgemäßen Dreh­ antriebes, bei dem die an der Abtriebswelle abgreifbare Abtriebsbewegung eine reine Drehbewegung ist, im Längsschnitt, wobei die in die Wendelnuten ein­ greifenden Führungsglieder der Übersichtlichkeit halber nur schematisch strichpunktiert angedeutet sind,

Fig. 2 den Drehantrieb aus Fig. 1 im Querschnitt gemäß Schnittlinie II-II,

Fig. 3 den Drehantrieb aus Fig. 1 im Bereich der Kopp­ lung zwischen dem Kolben und der Kolbenstange im Querschnitt gemäß Schnittlinie III-III,

Fig. 4 eine weitere Bauform des erfindungsgemäßen Drehan­ triebes, bei dem die von der Abtriebswelle ab­ greifbare Abtriebsbewegung eine überlagerte Dreh­ bewegung und axiale Linearbewegung ist, wiederum im Längsschnitt, und

Fig. 5 eine bevorzugte Ausgestaltung einer Wendelnut in Draufsicht gemäß Schnittlinie V-V gesehen und als sogenannte Abwicklung gezeigt, bei der die Wendel­ nut in einer Ebene liegend dargestellt ist.

Der in Fig. 1 bis 3 gezeigte Drehantrieb 1 verfügt über ein Gehäuse 2, das im Innern eine Gehäusekammer 3 vorgibt. Dieses umfaßt im einzelnen einen die Gehäusekammer 3 umfangsseitig be­ grenzenden rohrförmigen Gehäuseabschnitt 4 und zwei die Gehäuse­ kammer 3 stirnseitig verschließende Abschlußwände 5, 6, die zweckmäßigerweise als lösbar an den rohrförmigen Gehäuseab­ schnitt 4 angesetzte Deckel ausgebildet sind.

In der Gehäusekammer 3 befindet sich ein axial gemäß Doppelpfeil 7 hin und her bewegbar geführter Kolben 8, der die Gehäusekammer 3 in zwei dicht voneinander abgetrennte Arbeitsräume 12, 13 un­ terteilt. In jeden Arbeitsraum 12, 13 mündet ein vorzugsweise in der zugeordneten Abschlußwand 5, 6 verlaufender Fluidkanal 14, über den unter Druck stehendes Fluid, insbesondere Druckluft, nach Bedarf zu- oder abgeführt werden kann, um den Kolben 8 zu der hin und her gehenden Axialbewegung 7 anzutreiben.

Wenigstens eine der Abschlußwände 5, 6 und beispielsgemäß die links gelegene Abschlußwand 5 ist axial von einer zweckmäßiger­ weise einteiligen Abtriebswelle 15 durchsetzt. Im Bereich der entsprechenden Wanddurchbrechung 16 ist gehäuseseitig eine Füh­ rungseinrichtung 17 angeordnet, die einen kreiszylindrischen Ab­ schnitt der Abtriebswelle 15 umschließt, so daß die Abtriebs­ welle 15 derart bezüglich dem Gehäuse 2 geführt ist, daß sie eine durch Doppelpfeil angedeutete Drehbewegung 18 in beiden möglichen Drehrichtungen ausführen kann. Desweiteren findet sich im Bereich der Wanddurchbrechung 16 eine Dichtungseinrichtung 22, die ebenfalls zwischen der Abschlußwand 5 und der Abtriebs­ welle 15 wirkt, und die einen Fluidaustritt aus dem benachbarten Arbeitsraum 12 verhindert.

Ein außerhalb der Abschlußwand 5 liegender Abtriebsabschnitt 23 der Abtriebswelle 15 ist zur Verbindung mit einem zu bewegenden Bauteil vorgesehen. Beispielweise läßt sich hier das verdrehbare Verschlußglied eines Kugelhahns anbringen.

Die Abtriebswelle 15 ragt mit einem Antriebsabschnitt 24 koaxial in die Gehäusekammer 3 hinein. Mit diesem Antriebsabschnitt 24 steht sie in Drehantriebsverbindung mit dem Kolben 8, der nicht nur axial beweglich ist, sondern zusätzlich gemäß Doppelpfeil 26 um seine Längsachse 25 verdrehbar in der Gehäusekammer 3 gela­ gert ist. Eine Drehbewegung (Doppelpfeil 26) des Kolbens 8 wird von der Abtriebswelle 15 unmittelbar mitgemacht, die beiden Teile (Kolben 8, Abtriebswelle 15) sind drehfest miteinander verbunden.

Aufgrund nachstehend beschriebener besonderer Maßnahmen wird be­ wirkt, daß der Kolben 8 bei seiner Axialbewegung 7 gleichzeitig die Drehbewegung gemäß Doppelpfeil 26 ausführt. Durch axiale Druckbeaufschlagung des Kolbens 8 läßt sich mithin eine über­ lagerte Verschiebe- und Drehbewegung des Kolbens 8 erzeugen.

Die erwähnten Maßnahmen umfassen beim Ausführungsbeispiel zwei in den zylindrisch konturierten Außenumfang 27 des Kolbens 8 eingelassene Führungsnuten, die als Wendelnuten 28, 28' bezeich­ net werden. Die Bezeichnung wurde gewählt, um auszudrücken, daß sich diese Führungsnuten wendel- bzw. schraubenlinienähnlich entlang des Außenumfanges des Kolbens 8 erstrecken und somit sowohl axial als auch in Umfangsrichtung gerichtete Erstrec­ kungskomponenten aufweisen. Allerdings erstrecken sich die Wen­ delnuten 28, 28' jeweils nicht über den vollen Kolbenumfang, sondern nur über einen Teilumfang desselben, so daß sie eine endliche Länge haben. Die Nutstirnflächen 32 sind besonders gut aus Fig. 2 ersichtlich. Es wird deutlich, daß sich jede Wendel­ nut 28, 28' beim gezeigten Ausführungsbeispiel über einen Groß­ teil der Kolbenlänge und zugleich über etwas weniger als den halben Kolbenumfang erstreckt. Die mit ihrer offenen Längsseite der kreiszylindrischen Innenfläche 34 der Gehäusekammer 3 zuge­ wandten Wendelnuten 28, 28' sind vorzugsweise derart geformt, daß sich ein rechteckiger Nutquerschnitt ergibt, wobei die längsseitigen Nutflanken 33, 33' parallel zu der Radialebene verlaufen, in der die Längsmittellinie 35 der jeweiligen Wendel­ nut 28, 28' enthalten ist.

Die beiden Wendelnuten 28, 28' sind in Umfangsrichtung versetzt am Kolben 8 angeordnet, wobei der Umfangsversatz beim Ausfüh­ rungsbeispiel 180° beträgt, so daß sie sich diametral gegenüber­ liegen. Verlauf und Ausrichtung der beiden Wendelnuten 28, 28' ist identisch.

In jede Wendelnut 28, 28' greift ein Führungsglied 36, 36' ein, das an dem rohrförmigen Gehäuseabschnitt 4 festgelegt ist, so daß weder in Axialrichtung noch in Umfangsrichtung bezogen auf die Längsachse 25 eine Relativbewegung bezüglich dem Gehäuse 2 möglich ist. Wie die Wendelnuten 28, 28', sind auch die Füh­ rungsglieder 36, 36' einander gegenüber in Umfangsrichtung des Gehäuses 2 versetzt angeordnet, wobei sie sich zweckmäßigerweise auf gleicher axialer Höhe des Gehäuses 2 befinden, so daß sie sich, wie aus Fig. 2 hervorgeht, diametral gegenüberliegen. Die Führungsglieder 36, 36' arbeiten mit den Nutflanken 33, 33' zu­ sammen, indem je nach Hubrichtung des Kolbens 8 die eine oder andere jeweils in Vorschubrichtung weisende Nutflanke 33 bzw. 33' gegen das in die zugeordnete Wendelnut 28, 28' eintauchende Führungsglied 36, 36' arbeitet. Aufgrund dieser Beaufschlagung dreht sich der Kolben 8 bei seiner Axialbewegung, wobei die Füh­ rungsglieder 36, 36' der zugeordneten Wendelnut 28, 28' folgen und in dieser entlanglaufen.

Der Drehwinkel, um den sich der Kolben 8 bei einer bestimmten zurückgelegten axialen Wegstrecke verdreht, hängt maßgeblich vom Verlauf der Wendelnuten 28, 28' ab. Je geringer der Winkel zwi­ schen der Längsmittellinie 35 und der gedanklich in die Nutebene verlegten Längsachse 25 des Kolbens 8 ist, desto geringer fällt die Drehung des Kolbens 8 aus, desto höher ist allerdings die auf den Kolben in Drehrichtung 26 einwirkende Kraft, die letzt­ lich auf die Abtriebswelle 15 einwirkt. Es besteht dadurch die Möglichkeit, den Nutverlauf dem jeweiligen Anwendungsfall anzu­ passen. Dies ist in Fig. 5 nochmals verdeutlicht.

In Fig. 5 ist eine Wendelnut 28 gezeigt, die in drei aufeinan­ derfolgende Längenabschnitte unterteilt ist, und zwar in zwei endseitige Längenabschnitte 37, 37' und einen dazwischen­ liegenden Folgeabschnitt 38. Der zwischen einem jeweiligen end­ seitigen Längenabschnitt 37, 37' bzw. dem diesen zugeordneten Abschnitt der Längsmittellinie 35 und der Längsachse 25 des Kolbens 8 eingeschlossene Winkel α ist geringer als der Winkel β zwischen dem Folgeabschnitt 38 und der Längsachse 25. Dies be­ deutet, daß die auf den Kolben 8 einwirkende Drehkraft zu Beginn und am Ende einer jeweiligen Hubphase größer ist als in der da­ zwischenliegenden Hubphase wo aber dann der Drehwinkel ent­ sprechend größer ist. Wird der Drehantrieb 1 verwendet, um mit der einen Hubphase, also bei der einen Hubrichtung, ein Ventil zu schließen und bei der entgegengesetz­ ten Hubphase dieses Ventil zu öffnen, so ist sichergestellt, daß zumindest zum jeweiligen Bewegungsbeginn eine hohe Betätigungs­ kraft vorliegt, die auch bei korrosionsbedingter Schwergängig­ keit eine problemlose Betätigung ermöglicht. Ist die Verstellbe­ wegung erst einmal in Gang gekommen und die Reibung geringer, so genügt die geringere Kraft, um mit schnellerer Bewegung den Vor­ gang weiterzuführen.

Der beim Ausführungsbeispiel vorgesehene rohrförmige Gehäuseab­ schnitt 4 ist ein Profilrohr, das außen einen im wesentlichen quadratischen Querschnitt aufweist. In Verbindung mit der kreis­ zylindrisch konturierten Gehäusekammer 3 ergeben sich somit im Querschnitt gemäß Fig. 2 gesehen vier Eckenbereiche mit stär­ kerer Materialanhäufung, wobei zwei einander diametral gegen­ überliegende Eckenbereiche 42 dafür verwendet werden, die Füh­ rungsglieder 36, 36' gehäuseseitig zu verankern.

Ein jeweiliges Führungsglied 36, 36' ist beispielsgemäß an einem Befestigungsschaft 43 gelagert, der in einer Befestigungsausneh­ mung 44 festgelegt ist, die den besagten Eckenbereich 42 an der vorgesehenen Stelle radial durchsetzt. Die Führungsglieder 36, 36' ragen somit von radial außen her in die Gehäusekammer 3 hin­ ein. Beim Ausführungsbeispiel ist eine Gewindebefestigung vorge­ sehen, indem der Befestigungsschaft 43 ein Außengewinde hat, mit dem er in die mit einem komplementären Innengewinde versehene Befestigungsausnehmung 44 eingeschraubt ist. Die Gewindeverbin­ dung gestattet eine optimale Justierung, da sich die Eintauch­ tiefe des Führungsgliedes 36, 36' bezüglich der zugeordneten Wendelnut 28, 28' stufenlos einstellen läßt. Soll eine zusätz­ liche Sicherung der Einstellung erfolgen, kann dies beispiels­ weise durch Verwendung selbsthemmender Gewindeverbindungen oder kleberähnlicher Mittel erfolgen. Die Tiefeneinstellung läßt sich beispielsweise mit einem Schraubenzieher oder einem ähnlichen Werkzeug vornehmen, das sich an eine am äußeren Ende des Befe­ stigungsschaftes 43 vorgesehene Werkzeugangriffspartie 41 anset­ zen läßt.

Von Vorteil ist, daß der Befestigungsschaft 43 vollständig ver­ senkt in der Befestigungsausnehmung 44 angeordnet sein kann, so daß sich keine nach außen überstehenden Bauteile ergeben, die hinderlich sein könnten.

Die Montage wie auch die verschleißbedingte Demontage der Füh­ rungsglieder 36, 36' kann vorteilhafterweise durch die zugeord­ nete Befestigungsausnehmung 44 hindurch erfolgen. Gewährleistet wird dies dadurch, daß die Querabmessungen des Führungsgliedes 36, 36' derart auf die Querabmessungen der zugeordneten Befesti­ gungsausnehmung 44 abgestimmt sind, daß sich das Führungsglied durch die Befestigungsausnehmung 44 hindurchführen läßt. Bei der Montage wird dann die aus Führungsglied 36, 36' und Befesti­ gungsschaft 43 bestehende Baueinheit einfach von außen her mit dem Führungsglied 36, 36' voraus in die Befestigungsausnehmung 44 eingesetzt. Die Demontage erfolgt in umgekehrter Weise.

Der beispielsgemäße Drehantrieb 1 verspricht eine optimale Leichtgängigkeit dadurch, daß die Führungsglieder 36, 36' von an dem Befestigungsschaft 43 drehbar gelagerten Führungsrollen 45 gebildet sind, die an den Nutflanken 33, 33' ablaufen können. Die Drehachse 46 der Führungsrollen 45 verläuft dabei zweckmäßi­ gerweise radial und somit parallel zu den Nutflanken 33, 33'. Die beispielsgemäß vorhandene relativ kostengünstige und zu­ gleich äußerst verschleißarme Variante sieht vor, daß die Füh­ rungsrollen von Wälzlagereinheiten gebildet sind, und zwar ins­ besondere von Nadellagereinheiten. Zu diesem Zweck kann am Befe­ stigungsschaft 43 ein radial in die Gehäusekammer 3 hineinragen­ der Lagerfortsatz 47 vorgesehen sein, der von zum Beispiel na­ delartigen Wälzelementen 48 umgeben ist, auf die wiederum ko­ axial zum Lagerfortsatz 47 ein Wälzring 49 aufgesetzt ist. Mit dem Außenumfang des letzteren läuft eine jeweilige Führungsrolle 45 an den Nutflanken 33, 33', wobei die Querabmessungen zweckmä­ ßigerweise derart aufeinanderabgestimmt sind, daß sich der Wälz­ ring 49 auch tatsächlich an der ihn jeweils beaufschlagenden Nutflanke ablaufen kann.

Die bisherigen Ausführungen gelten in gleicher Weise für den in Fig. 4 abgebildeten Drehantrieb 1'. Allerdings wurden in Fig. 4 der Einfachheit halber nur die relevanten Bauteile mit den entsprechenden Bezugsziffern versehen. Unterschiede ergeben sich allerdings wie nachfolgend erläutert wird daraus, daß die die am Abtriebsabschnitt 23 abgreifbare Abtriebsbewegung des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1 bis 3 eine reine Dreh­ bewegung (Doppelpfeil 18) ist, während sie sich beim Ausfüh­ rungsbeispiel gemäß Fig. 4 aus einer Drehbewegung und einer dieser überlagerten axialen Linearbewegung 50 zusammensetzt. Man könnte daher die Bauform gemäß Fig. 4 auch als Dreh- Linear-Antrieb bezeichnen. Hier ist die Abtriebswelle 15 ins­ gesamt starr mit dem Kolben 8 verbunden, so daß weder in Umfangsrichtung noch in Axialrichtung Relativbewe­ gungen zwischen dem Kolben 8 und der Abtriebswelle 15 möglich sind und die Abtriebswelle 15 jedwede Bewegung des Kolbens 8 un­ mittelbar mitmacht. Entsprechend der jeweiligen Axialposition des Kolbens 8 ragt die Abtriebswelle 15 mehr oder weniger weit stirnseitig aus dem Gehäuse 2 heraus, wobei sie zumindest in dem die Wanddurchbrechung 16 durchsetzenden Bereich kreiszylindrisch konturiert ist. Beispielsgemäß ist die Abtriebswelle 15 insge­ samt ein kreiszylindrisch konturiertes stangenförmiges Bauteil.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 bis 3 ist die Abtriebs­ welle 15 zwar ebenfalls drehfest mit dem Kolben 8 verbunden, es besteht jedoch die Möglichkeit einer relativen Axialbewegung in Richtung der Längsachse 25 zwischen dem Kolben 8 und dem An­ triebsabschnitt 24 der Abtriebswelle 15. Während die Abtriebs­ welle 15 beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 bezüglich der Abschlußwand 5 axial beweglich ist, ist sie beim Ausführungsbei­ spiel gemäß Fig. 1 bis 3 axial unbeweglich an der Abschluß­ wand 5 gelagert. Der Kolben 8 verfügt über eine zur Abschlußwand 5 hin offene zentrale Ausnehmung 52, in die der Antriebsab­ schnitt 24 je nach Axialposition des Kolbens 8 mehr oder weniger weit eintaucht. Am Kolben 8 ist eine Führungshülse 53 festge­ legt, die vom Kolben 8 selbst gebildet sein kann, vorzugsweise jedoch ein separates Bauteil ist, das wie abgebildet in die Aus­ nehmung 52 eingepreßt sein kann. Letzteres hat den besonderen Vorteil, daß eine Materialauswahl unabhängig vom Kolbenmaterial möglich ist, um speziell die an eine exakte Führung gestellten Anforderungen zu erfüllen. Die Führungshülse 53 sitzt axial ver­ schiebbar auf dem Antriebsabschnitt 24 ist bezüglich diesem al­ lerdings unverdrehbar. Beispielsgemäß wird dies dadurch er­ zielt, daß sowohl der Außenumfang des Antriebsabschnittes 24 als auch der Innenumfang der Führungshülse 53 wie in Fig. 3 gezeigt quadratisch konturiert ist. Im Betrieb verschiebt sich der Kolben 8 auf dem als Vierkantabschnitt ausgebildeten Antriebs­ abschnitt 24, den er zugleich mitdreht, so daß sich am Abtriebs­ abschnitt 23 die Drehbewegung 18 ergibt.

Aufgrund des relativ großen radialen Abstandes zwischen einem jeweils ineinander eingreifenden Wendelnut-Führungsglied-Paar 28, 36; 28', 36' zur Abtriebswelle 15 ergibt sich ein relativ großer Hebelarm, so daß sich am Abtriebsabschnitt 23 trotz kom­ pakter Gesamtabmessungen ein relativ hohes Drehmoment bereit­ stellen läßt.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, kann am Außenumfang 27 des Kol­ bens 8 ein Führungsband 54 gehalten sein, das in Berührkontakt mit der Innenfläche 34 steht und in Kombination mit der Füh­ rungseinrichtung 17 eine optimale Linearführung für den Kolben 8 bewirkt.

Zur Abdichtung zwischen dem Kolben 8 und der Innenfläche 34 ist am Kolben 8 im Bereich einer jeweiligen Kolbenstirnseite ein Dichtungsring 62, 63 festgelegt.

Claims (8)

1. Fluidbetätigter Drehantrieb, mit einem Gehäuse (2), das eine Gehäusekammer (3) vorgibt, die einen durch Fluidkraft zu einer Axialbewegung antreibbaren und drehbar ausgebildeten Kol­ ben (8) enthält, mit einer an wenigstens einer Stirnseite aus dem Gehäuse (2) herausragenden Abtriebswelle (15), die mit dem Kolben (8) in drehfester Verbindung steht und bei der Axialbe­ wegung des Kolbens (8) zu einer Drehbewegung veranlaßt wird, indem am Kolben (8) im Bereich des Außenumfanges (27) minde­ stens eine sich bezüglich der Längsachse (25) des Kolbens (8) axial und in Umfangsrichtung erstreckende Wendelnut (28, 28') vorgesehen ist, die an einem in die zugeordnete Wendelnut (28, 28') eingreifenden und in Umfangsrichtung des Gehäuses (2) un­ beweglichen Führungsglied (36, 36') entlangläuft, das im Um­ fangsbereich der Gehäusekammer (3) am Gehäuse (2) festgelegt ist und in die Gehäusekammer (3) hineinragt, wobei ein jeweili­ ges Führungsglied (36, 36') von einer Führungsrolle (45) gebil­ det ist, die an einem in einer Befestigungsausnehmung (44) des Gehäuses (2) festgelegten Befestigungsschaft (43) gelagert ist, und wobei der im Bereich des Hubendes des Kolbens (8) mit den Führungsgliedern zusammenarbeitende Längenabschnitt (37, 37') einer jeweiligen Wendelnut (28, 28') zur Vorgabe eines höheren Drehmoments unter einem geringeren Winkel (α) zur Axialrichtung des Kolbens (8) verläuft als der sich jeweils anschließende Folgeabschnitt (38), dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) wenigstens im Bereich der Gehäusekammer (3) einen recht­ eckigen oder quadratischen Außenquerschnitt aufweist, wobei die vorhandenen Führungsglieder (36, 36') den Eckenbereichen (42) des Gehäusequerschnittes zugeordnet sind und die zugehörigen Befestigungsausnehmungen (44) den betreffenden Eckenbereich (42) radial durchsetzen, daß die Befestigungsausnehmungen (44) mit einem Innengewinde versehen sind, in das der mit einem komplementären Außengewinde versehene zugeordnete Befestigungs­ schaft (43) unter Ermöglichung einer stufenlosen Justierung der Eintauchtiefe des Führungsgliedes (36, 36') eingeschraubt ist, und daß die Querabmessungen eines jeweiligen Führungsgliedes (36, 36') kleiner sind als die Querabmessungen der zugeordneten Befestigungsausnehmung (44), derart, daß das Führungsglied (36, 36') bei in der Gehäusekammer (3) befindlichem Kolben (8) durch die betreffende Befestigungsausnehmung (44) hindurch in Ein­ griff mit der zugeordneten Wendelnut (28, 28') bringbar ist.

2. Drehantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (8) zwei Wendelnuten (28, 28') aufweist, in die je­ weils ein Führungsglied (36, 36') eingreift, wobei sowohl die Wendelnuten (28, 28') als auch die Führungsglieder (36, 36') untereinander mit Bezug zur Längsachse (25) des Kolbens (8) um 180° versetzt zueinander angeordnet sind.

3. Drehantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Führungsrollen (45) von Wälzlagereinheiten gebil­ det sind, insbesondere von Nadellagereinheiten.

4. Drehantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sich die Wendelnuten (28, 28') jeweils nur entlang eines Teilumfanges des Kolbens (8) erstrecken.

5. Drehantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Abtriebswelle (15) starr mit dem Kolben (8) verbunden ist und im Betrieb eine der Kolbenbewegung ent­ sprechende Abtriebsbewegung ausführt, die sich aus einer Dreh­ bewegung (18) und einer dieser überlagerten axialen Linearbewe­ gung (50) zusammensetzt.

6. Drehantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Kolben (8) und die Abtriebswelle (15) drehfest und zugleich relativ zueinander axial verschiebbar miteinander gekoppelt sind, wobei die Abtriebswelle (15) am Ge­ häuse (2) drehbar und zugleich axial unbeweglich fixiert ist, so daß die im Betrieb erfolgende Kolbenbewegung ausschließlich eine Drehbewegung (18) der Abtriebswelle als Abtriebsbewegung hervorruft.

7. Drehantrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebswelle (15) mit einem als im Querschnitt quadratischer Vierkantabschnitt ausgebildeten Antriebsab­ schnitt (24) in einer am Kolben (8) vorgesehenen komplementär konturierten Führungshülse (53) verläuft.

8. Drehantrieb nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich­ net, daß der Kolben (8) eine zentrale Ausnehmung (52) besitzt, in die der innerhalb der Gehäusekammer (3) angeordnete Längen­ abschnitt (23) der Abtriebswelle (15) eintauchen kann.