EP1026408A2 - Antriebsvorrichtung für eine Sende- und/oder Empfangseinrichtung - Google Patents

Antriebsvorrichtung für eine Sende- und/oder Empfangseinrichtung Download PDF

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EP1026408A2
EP1026408A2 EP00100537A EP00100537A EP1026408A2 EP 1026408 A2 EP1026408 A2 EP 1026408A2 EP 00100537 A EP00100537 A EP 00100537A EP 00100537 A EP00100537 A EP 00100537A EP 1026408 A2 EP1026408 A2 EP 1026408A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
piston
drive shaft
piston rod
drive device
rotary drive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP00100537A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1026408A3 (de
Inventor
Jochen Klug
Roman Ragus
Konrad Stahl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bosch Rexroth AG
Original Assignee
Mannesmann Rexroth AG
Bosch Rexroth AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Mannesmann Rexroth AG, Bosch Rexroth AG filed Critical Mannesmann Rexroth AG
Publication of EP1026408A2 publication Critical patent/EP1026408A2/de
Publication of EP1026408A3 publication Critical patent/EP1026408A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/08—Characterised by the construction of the motor unit
    • F15B15/14—Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type
    • F15B15/149—Fluid interconnections, e.g. fluid connectors, passages
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/02—Mechanical layout characterised by the means for converting the movement of the fluid-actuated element into movement of the finally-operated member
    • F15B15/06—Mechanical layout characterised by the means for converting the movement of the fluid-actuated element into movement of the finally-operated member for mechanically converting rectilinear movement into non- rectilinear movement
    • F15B15/063—Actuator having both linear and rotary output, i.e. dual action actuator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/08—Characterised by the construction of the motor unit
    • F15B15/14—Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type
    • F15B15/1423—Component parts; Constructional details
    • F15B15/1457—Piston rods

Definitions

  • the invention relates to a drive device for a transmission and / or Receiving device, in particular for a sonar transmission and Receiving device on a ship, with a double-acting, preferably hydraulically actuated cylinder, the one piston and one linearly extendable and retractable from a cylinder housing and by one Drive shaft rotatable piston rod, the piston and the piston rod are hobl and also a hollow rotary drive shaft record against which they can be moved linearly.
  • Drive devices of this type are known, for example, from EP 0 735 276 A1 known.
  • the rotational movement of a rotary drive shaft is one endlessly rotating rotor via a coupling element on the piston and then transfer to the piston rod using feather keys.
  • One in The center bore provided on the drive shaft is used for pressure-free Return of the fluid, which is in a cavity of the piston rod arrives when the piston rod is extended.
  • the present invention is therefore based on the problem of a To provide drive device in which the above Disadvantages are overcome.
  • the drive device should be a secure supply of, for example, electrical connecting lines ensure a sonar transmitter and receiver.
  • the problem is solved in that the hollow Interior of the rotary drive shaft relative to the working medium of the Cylinder is sealed and that in the hollow interior, for example electrical, pneumatic or hydraulic connecting lines for the transmitting and / or receiving device can be carried out.
  • the sealing takes place preferably by means of a first sealing arrangement between the Piston rod and the rotary drive shaft and a second Sealing arrangement between the one cylinder sleeve and one Cylinder housing with cylinder flange and the rotary drive shaft.
  • the working medium is preferably a liquid, for example a Hydraulic oil, however, can in principle also be compressed air.
  • the piston and the piston rod is made in one piece. This will not only the sealing of the interior of the rotary drive shaft against the Working medium facilitates, but also the coupling of the linear movement of the piston with the piston rod improved.
  • the drive device coupling means for transmitting the rotary movement the rotary drive shaft on the piston preferably according to claim 4 a guide disc fixed to the piston with the one Cross section of the opening corresponding to the rotary drive shaft.
  • the rotary drive shaft has in particular two to each other and to Parallel key faces. Through the form fit it happens between the rotary drive shaft and the guide disc a coupling of the rotary movement from the rotary drive shaft to the Piston or the piston rod.
  • the rotary drive shaft can also for example, triangular, quadrangular, hexagonal or octagonal.
  • the piston or the guide disc slides linearly along the Rotary drive shaft. Pistons and piston rods are therefore in everyone Linear position of the rotary drive shaft in both directions of rotation drivable.
  • the key faces in a cross section perpendicular to the drive axis Circular segment-shaped recesses for receiving a Lubricant, for example a lubricating oil.
  • the guide disc also has axial holes for volume compensation, for example during a linear movement of the piston.
  • the rotary drive shaft by means of a preferably self-locking Worm gear driven by a motor, preferably one hydraulic motor attached to the cylinder housing.
  • a motor preferably one hydraulic motor attached to the cylinder housing.
  • By self-locking the worm gear prevents the position of the Rotary drive shaft due to the on the piston rod specified device acting forces undesirably changed.
  • Hydro engine that converts hydraulic energy into mechanical energy comes a variety of different design principles and Types considered, taking into account the required Parameters speed, torque and drive power a is to be selected.
  • other motor principles can be considered for example the use of an electric motor, which may be under Taking into account the environmental conditions must be encapsulated.
  • a flange close to the end of the piston rod Piston rod can be fixed on which the transmitting and / or receiving device is attachable.
  • the flange can be made using, for example Sealing thread or using sealing rings on the Piston rod can be screwed on.
  • the flange preferably has a central opening for carrying out the hollow interior of the Rotary drive shaft connecting lines for transmission and Receiving device on. This is also using a Sealing arrangement on the side of the piston rod opposite Attachable flange.
  • the device has a first sensor for the angular position or the rotation of the piston rod and a second sensor for the linear position or the linear movement.
  • the first and second sensor is preferably an electrical one Potentiometer.
  • Worm gear has a first end with the first sensor interacting first rope set.
  • the worm wheel is on the rotary drive shaft preferably by means of at least one clamping ring clamped to which the first end of the first rope is attached.
  • the first Sensor can be arranged in the immediate vicinity of the clamping ring and pick up the second end of the first rope.
  • the special embodiment according to claim 10 is on from Cylinder housing distal end of the piston rod a first end of an in a telescopically extendable and collapsible Protective tube guided and interacting with the second sensor second rope set. That in the hollow interior of the rotary drive shaft Protective tube prevents the second rope from jamming the connecting lines also running there for the transmission and / or Receiving device.
  • the second end of the second rope is out the end of the rotary drive shaft in the axial direction and then connected to the second sensor via a deflection roller.
  • the piston at least in the retracted position by means of a on the cylinder housing lockable locking device detachably lockable. This prevents that the piston and thus the transmitting and / or receiving device, for example, under the influence of weight, automatically drives in.
  • the locking can also take place in several linear positions of the piston. In the same way, there is a finding of one or several rotational positions into consideration.
  • the locking means engaging in a recess on the piston, preferably spring-loaded and hydraulically operated Locking bolt on.
  • the spring force leads to a preload on the Locking bolt in the direction of the recess and thereby to one automatic detection when reaching the end position.
  • an annular surface of the locking bolt via a separate one Pressurized control connection and counter the locking bolt the spring force moves out of the recess.
  • FIG. 1a and 1b show a side view of the rotary / linear drive device according to the invention 1 in cross section with a double-acting, preferably hydraulically actuated cylinder, the piston 2 and one linearly extendable and retractable from a cylinder sleeve 3 and around one Drive shaft 4 includes rotatable piston rod 5.
  • Pistons 2 and Piston rod 5 are made in one piece and hollow. In her hollow The interior of the piston 2 and the piston rod 5 also take one hollow rotary drive shaft 6, against which they are linearly parallel to Drive axis 4 are movable.
  • the rotary drive shaft 6 projects above the Cylinder flange 7, which together with the cylinder sleeve 3 Forms cylinder housing, and carries a worm wheel 8, which by means of a Clamping ring 9 is attached to the rotary drive shaft 6 and that over a (Not shown) worm can be driven by a hydraulic motor 11.
  • a first end of a first rope 12 is fixed to the tension ring 9, whose second end with a first sensor 10 in the form of a Angle encoder 10 cooperates, which is preferably an electrical Potentiometer.
  • a first sensor 10 in the form of a Angle encoder 10 cooperates
  • At the of the cylinder sleeve 3 and in particular from Cylinder flange 7 distal end of the piston rod 5 is tight with this connected a flange 13 attached to which a first end of a second Rope 14 is fastened in a telescopically pullable and collapsible protective tube 15 is guided and the second End with a second sensor 16 for the linear position or the linear movement of the flange 15 or the piston rod 5 cooperates.
  • the second sensor 16 is also concerned preferably around an electrical potentiometer.
  • On the flange 13 is the (not shown) transmitting and / or receiving device, preferably by means of a screw connection, can be fixed in such a way that a liquid and / or gast
  • the axial movement of the piston 2 is by inserted in this and on the Guide ring 21 guided on the inner surface of the cylinder sleeve 3.
  • the axial movement of the piston rod 5 is both in the rotary drive shaft 6 inserted and abutting the piston rod 5 Guide rings 22 as well as in one on the cylinder flange 7 screwed distant end of the housing sleeve 3
  • Piston rod guide 19 inserted and abutting the piston rod 5 Guide rings 20 out.
  • the seal between the piston rod 5 and the piston rod guide 19 is replaced by a first inserted therein Sealing arrangement 18b accomplished.
  • the seal between the pistons 2 and the cylinder sleeve 3 is inserted into the piston 2 second sealing arrangement 17 accomplished.
  • the seal between the Piston rod 5 and the rotary drive shaft 6 is replaced by a third, in the rotary drive shaft 6 introduced sealing arrangement 18a from Cylinder flange 7 far end of the rotary drive shaft 6 accomplished.
  • the seal between the rotary drive shaft 6 and the Cylinder flange 7 is accomplished by a fourth sealing arrangement 23.
  • the sealing arrangements 17, 18a, 18b, 23 can be several in the axial direction Sealing means arranged one behind the other, for example metallic piston rings or O-rings. You can also the piston guide rings 20, 21, 22 several in the axial direction elements arranged one behind the other.
  • the rotary drive shaft 6 has two opposite key surfaces 25, on which one on Piston 2 fixed guide plate 26 is guided against rotation, with a central corresponding to the cross section of the rotary drive shaft 6 Opening is provided. This allows the piston 2 and the piston rod 5 in each linear position by means of the rotary drive shaft 6 from the hydraulic motor 11 can be rotated.
  • FIG. 2 shows a section of the device according to the invention 1 in the area of the locking means 28.
  • the locking means 28 has a two-part Housing and can be pressed or screwed into the cylinder sleeve 3.
  • a central bore 32 in the locking bolt 30 leads to a Pressure equalization during the movement of the locking bolt 30.
  • Medium a preferably hydraulic pressurization at the control connection 33 the locking pin 30 becomes counter to the force of the coil spring 29 moved back from the recess 31 and gives the piston 2 for one Axial movement free.
  • First and second sealing arrangements 36, 37 and first and second guide means 34, 35 ensure a safe and tight Guiding the locking bolt 30 in the locking means 28.
  • the pressure on the locking bolt 30 is in particular via an annular surface 38 provided thereon Extending the piston 2 first pressurized the port 33, to retract the locking bolt 30 and only then the Working space of the cylinder pressurized to the piston 2 to extend.
  • the centric Opening 39 corresponds to the cross section of the rotary drive shaft 6 and has in particular two opposite and parallel to each other, Surfaces 40 corresponding to the key surfaces 25 of the rotary drive shaft 6 on.
  • the key disk 26 for the Have volume compensation axial bores corresponds to the cross section of the rotary drive shaft 6 and has in particular two opposite and parallel to each other.
  • FIG. 4 shows a view IV of the device 1 of FIG. 1a. That from the Rotary drive shaft 6 emerging second rope 14 is via a pulley 41 fed to the second sensor 16, which detects the linear movement of the piston 2 or the piston rod 5.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung (1) für eine Sende- und/oder Empfangseinrichtung, insbesondere für eine Sonar-Sende- und Empfangseinrichtung auf einem Schiff, mit einem doppeltwirkenden, vorzugsweise hydraulisch betätigbaren Zylinder, der einen Kolben (2) und eine aus einem Zylindergehäuse (3, 7) linear aus- und einfahrbare und um eine Antriebsachse (4) drehbare Kolbenstange (5) umfaßt, wobei der Kolben (2) und die Kolbenstange (5) hohl sind und eine ebenfalls hohle Drehantriebswelle (6) aufnehmen, gegenüber der sie linear verfahrbar sind. Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Antriebsvorrichtung bereitzustellen, die eine zuverlässige und widerstandsfähige Verbindung mit der Sende- und/oder Empfangseinrichtung gewährleistet. Das Problem ist dadurch gelöst, daß der hohle Innenraum (27) der Drehantriebswelle (6) gegenüber dem Arbeitsmedium des Zylinders abgedichtet ist und daß im hohlen Innenraum (27) Verbindungsleitungen für die Sende- und/oder Empfangseinrichtung führbar sind. <IMAGE> <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für eine Sende- und/oder Empfangseinrichtung, insbesondere für eine Sonar-Sende- und Empfangseinrichtung auf einem Schiff, mit einem doppeltwirkenden, vorzugsweise hydraulisch betätigbaren Zylinder, der einen Kolben und eine aus einem Zylindergehäuse linear aus- und einfahrbare und um eine Antriebsachse drehbare Kolbenstange umfaßt, wobei der Kolben und die Kolbenstange hobl sind und eine ebenfalls hohle Drehantriebswelle aufnehmen, gegenüber der sie linear verfahrbar sind.
Antriebsvorrichtungen dieser Art sind beispielsweise aus der EP 0 735 276 A1 bekannt. Dabei wird die Drehbewegung einer Drehantriebswelle eines endlos rotierenden Rotors über ein Kopplungselement auf den Kolben und anschließend mittels Paßfedern auf die Kolbenstange übertragen. Eine in der Antriebswelle vorgesehene Mittelbohrung dient der druckfreien Rückführung des Fluids, welches in einen Hohlraum der Kolbenstange gelangt, wenn die Kolbenstange ausgefahren wird.
Wenn bei den bekannten Antriebsvorrichtungen am kolbenfernen Ende der Kolbenstange eine steuerbare Einrichtung angebracht ist, müssen die Verbindungsleitungen zu dieser Einrichtung außerhalb der Antriebsvorrichtung geführt werden. Bei einem Einsatz unter erschwerten Umgebungsbedingungen müssen die Verbindungsleitungen mit einem widerstandsfähigen und gleichzeitig flexiblen Schutzmantel versehen sein. Dennoch bleibt ein Beschädigungsrisiko, beispielsweise durch Abreißen der Verbindungsleitungen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, eine Antriebsvorrichtung bereitzustellen, bei der die vorstehend genannten Nachteile überwunden sind. Insbesondere soll die Antriebsvorrichtung eine sichere Zuführung von beispielsweise elektrischen Verbindungsleitungen an eine Sonar-Sende- und Empfangseinrichtung gewährleisten.
Das Problem wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale einer erfindungsgemäßen Dreh-/Linear-Antriebsvorrichtung gelöst. Besondere Ausführungsarten der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
Gemäß Anspruch 1 ist das Problem dadurch gelöst, daß der hohle Innenraum der Drehantriebswelle gegenüber dem Arbeitsmedium des Zylinders abgedichtet ist und daß im hohlen Innenraum beispielsweise elektrische, pneumatische oder hydraulische Verbindungsleitungen für die Sende- und/oder Empfangseinrichtung führbar sind. Durch die Abdichtung gegenüber dem Arbeitsraum des Zylinders ist sichergestellt, daß der Innenraum frei von die Verbindung zu der Sende- und/oder Empfangseinrichtung störenden Medien ist. Die Abdichtung erfolgt vorzugsweise mittels einer ersten Dichtanordnung zwischen der Kolbenstange und der Drehantriebswelle und einer zweiten Dichtanordnung zwischen dem eine Zylinderhülse und einen Zylinderflansch aufweisenden Zylindergehäuse und der Drehantriebswelle.
Das Arbeitsmedium ist vorzugsweise eine Flüssigkeit, beispielsweise ein Hydrauliköl, kann jedoch grundsätzlich auch Druckluft sein.
Gemäß der besonderen Ausführungsart nach Anspruch 2 ist der Kolben und die Kolbenstange einstückig ausgeführt. Dadurch wird nicht nur die Abdichtung des Innenraums der Drehantriebswelle gegenüber dem Arbeitsmedium erleichtert, sondern auch die Kopplung der Linearbewegung des Kolbens mit der Kolbenstange verbessert.
Gemäß der besonderen Ausführungsart nach Anspruch 3 weist die Antriebsvorrichtung Koppelmittel zum Übertragen der Drehbewegung der Drehantriebswelle auf den Kolben auf, vorzugsweise gemäß Anspruch 4 eine am Kolben festgelegte Führungsscheibe mit dem einer dem Querschnitt der Drehantriebswelle entsprechenden Öffnung. Die Drehantriebswelle weist dabei insbesondere zwei zueinander und zur Antriebsachse parallele Schlüsselflächen auf. Durch den Formschluß zwischen der Drehantriebswelle und der Führungsscheibe kommt es zu einer Kopplung der Drehbewegung von der Drehantriebswelle auf den Kolben bzw. die Kolbenstange. Alternativ kann die Drehantriebswelle auch beispielsweise drei-, vier-, sechs- oder achteckig ausgeführt sein. Bei einer Linearbewegung gleitet der Kolben bzw. die Führungsscheibe entlang der Drehantriebswelle. Kolben und Kolbenstange sind dadurch in jeder Linearposition von der Drehantriebswelle in beiden Drehrichtungen antreibbar.
Gemäß der besonderen Ausführungsart nach Anspruch 5 weisen die Schlüsselflächen im zur Antriebsachse rechtwinkligen Querschnitt kreissegmentförmige Ausnehmungen für die Aufnahme eines Schmiermittels auf, beispielsweise eines Schmieröls. Die Führungsscheibe weist außerdem Axialbohrungen für einen Volumenausgleich auf, beispielsweise während einer Linearbewegung des Kolbens.
Gemäß einer besonderen Ausführungsart nach Anspruch 6 ist die Drehantriebswelle mittels eines vorzugsweise selbsthemmenden Schneckengetriebes von einem Motor antreibbar, vorzugsweise von einem am Zylindergehäuse festgelegten Hydro-Motor. Durch die Selbsthemmung des Schneckengetriebes wird verhindert, daß die Position der Drehantriebswelle sich aufgrund von auf die an der Kolbenstange festgelegten Einrichtung wirkenden Kräften unerwünscht verändert. Alternativ hierzu käme ein Feststellen der Drehposition der Drehantriebswelle in Betracht. Für den vorzugsweise zu verwendenden Hydro-Motor, der hydraulische Energie in mechanische Energie umwandelt, kommt eine Vielzahl von unterschiedlichen Konstruktionsprinzipien und Bauarten in Betracht, von denen unter Berücksichtigung der geforderten Parameter Drehzahl, Drehmoment und Antriebsleistungen eine auszuwählen ist. Alternativ kommen andere Motorprinzipien in Betracht, beispielsweise der Einsatz eines Elektromotors, der gegebenenfalls unter Berücksichtigung der Umgebungsbedingungen gekapselt werden muß.
Gemäß der besonderen Ausführungsart nach Anspruch 7 ist an dem vom Zylindergehäuse entfernten Ende der Kolbenstange ein Flansch dicht an der Kolbenstange festlegbar, an dem die Sende- und/oder Empfangseinrichtung befestigbar ist. Der Flansch kann beispielsweise unter Verwendung eines Dichtgewindes oder unter Verwendung von Dichtringen auf der Kolbenstange aufschraubbar sein. Vorzugsweise weist der Flansch eine zentrische Öffnung zur Durchführung der im hohlen Innenraum der Drehantriebswelle verlaufenden Verbindungsleitungen zur Sende- und Empfangseinrichtung auf. Diese ist ebenfalls unter Verwendung einer Dichtanordnung auf der der Kolbenstange gegenüber liegenden Seite des Flansches befestigbar.
Gemäß der besonderen Ausführungsart nach Anspruch 8 weist die Vorrichtung einen ersten Sensor für die Winkelposition bzw. die Drehbewegung der Kolbenstange und einen zweiten Sensor für die Linearposition bzw. die Linearbewegung auf. Bei dem ersten und zweiten Sensor handelt es sich vorzugsweise jeweils um ein elektrisches Potentiometer. Alternativ dazu kommen alle aus dem Stand der Technik bekannten Weg- und Winkelaufnehmer in Betracht, beispielsweise elektronische Weg- und Winkelaufnehmer.
Gemäß der besonderen Ausführungsart nach Anspruch 9 ist an einer axialen Verlängerung eines an der Drehantriebswelle festgelegten Schneckenrades ein erstes Ende eines mit dem ersten Sensor zusammenwirkenden ersten Seils festgelegt. Das Schneckenrad ist an der Drehantriebswelle vorzugsweise mittels mindestens eines Spannrings festgeklemmt, an dem das erste Ende des ersten Seils befestigt ist. Der erste Sensor kann in unmittelbarer Nähe des Spannringes angeordnet sein und das zweite Ende des ersten Seils aufnehmen.
Gemäß der besonderen Ausführungsart nach Anspruch 10 ist an dem vom Zylindergehäuse entfernten Ende der Kolbenstange ein erstes Ende eines in einem teleskopartig auseinanderziehbaren und zusammenschiebbaren Schutzrohr geführten und mit dem zweiten Sensor zusammenwirkenden zweiten Seils festgelegt. Das im hohlen Innenraum der Drehantriebswelle verlaufende Schutzrohr verhindert ein Verklemmen des zweiten Seils mit den dort ebenfalls verlaufenden Verbindungsleitungen für die Sende-und/oder Empfangseinrichtung. Das zweite Ende des zweiten Seils ist aus dem Ende der Drehantriebswelle in axialer Richtung herausgeführt und anschließend über eine Umlenkrolle mit dem zweiten Sensor verbunden.
Gemäß der besonderen Ausführungsart nach Anspruch 11 ist der Kolben zumindest in der eingefahrenen Position mittels eines am Zylindergehäuse festlegbaren Feststellmittels lösbar feststellbar. Dadurch wird verhindert, daß der Kolben und damit die Sende- und/oder Empfangseinrichtung, beispielsweise unter dem Einfluß der Gewichtskraft, selbsttätig aus- bzw. einfährt. Alternativ kann das Feststellen auch in mehreren Linearpositionen des Kolbens erfolgen. Analog kommt auch ein Feststellen von einer oder mehreren Drehpositionen in Betracht.
Gemäß der besonderen Ausführungsart nach Anspruch 12 weisen die Feststellmittel einen in eine Vertiefung am Kolben eingreifenden, vorzugsweise federkraftbelasteten und hydraulisch betätigbaren Feststellbolzen auf. Die Federkraftbelastung führt zu einer Vorspannung des Feststellbolzens in Richtung auf die Vertiefung und dadurch zu einem selbsttätigen Feststellen bei Erreichen der Endposition. Zum Lösen wird vorzugsweise eine Ringfläche des Feststellbolzens über einen separaten Steueranschluß mit Druck beaufschlagt und der Feststellbolzen entgegen der Federkraft aus der Vertiefung bewegt. Alternativ hierzu kommt auch eine elektromagnetische Betätigung des Feststellbolzens in Betracht.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel im einzelnen beschrieben ist. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
Fig. 1a und 1b
zeigen eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Dreh/Linear-Antriebsvorrichtung 1 im Querschnitt,
Fig. 2
zeigt einen Ausschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 der Fig. 1 im Bereich des Feststellmittels 28,
Fig. 3
zeigt die Führungsscheibe 26 der Fig. 1 in der Draufsicht, und
Fig. 4
zeigt eine Ansicht IV der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 der Fig. 1a.
Die Fig. 1a und 1b zeigen eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Dreh/Linear-Antriebsvorrichtung 1 im Querschnitt mit einem doppeltwirkenden, vorzugsweise hydraulisch betätigbaren Zylinder, der einen Kolben 2 und eine aus einer Zylinderhülse 3 linear aus- und einfahrbare und um eine Antriebsachse 4 drehbare Kolbenstange 5 umfaßt. Kolben 2 und Kolbenstange 5 sind einstückig und hohl ausgeführt. In ihrem hohlen Innenraum nehmen der Kolben 2 und die Kolbenstange 5 eine ebenfalls hohle Drehantriebswelle 6 auf, gegenüber der sie linear parallel zur Antriebsachse 4 verfahrbar sind. Die Drehantriebswelle 6 ragt über den Zylinderflansch 7 hinaus, der zusammen mit der Zylinderhülse 3 das Zylindergehäuse bildet, und trägt ein Schneckenrad 8, das mittels eines Spannrings 9 auf der Drehantriebswelle 6 befestigt ist und das über eine (nicht dargestellte) Schnecke von einem Hydro-Motor 11 antreibbar ist.
An dem Spannring 9 ist ein erstes Ende eines ersten Seils 12 festgelegt, dessen zweites Ende mit einem ersten Sensor 10 in Form eines Winkelgebers 10 zusammenwirkt, der vorzugsweise ein elektrisches Potentiometer ist. An dem von der Zylinderhülse 3 und insbesondere vom Zylinderflansch 7 entfernten Ende der Kolbenstange 5 ist dicht mit dieser verbunden ein Flansch 13 befestigt, an dem ein erstes Ende eines zweiten Seils 14 festgemacht ist, das in einem teleskopartig auseinanderziehbaren und zusammenschiebbaren Schutzrohr 15 geführt ist und dessen zweites Ende mit einem zweiten Sensor 16 für die Linearposition bzw. die Linearbewegung des Flansches 15 bzw. der Kolbenstange 5 zusammenwirkt. Auch bei dem zweiten Sensor 16 handelt es sich vorzugsweise um ein elektrisches Potentiometer. An dem Flansch 13 ist die (nicht dargestellte) Sende- und/oder Empfangseinrichtung, vorzugsweise mittels einer Schraubverbindung, derart festlegbar, daß eine flüssigkeits-und/oder gasdichte Verbindung entsteht.
Die Axialbewegung des Kolbens 2 ist durch in diesen eingelegte und an der Innenfläche der Zylinderhülse 3 anliegende Führungsringe 21 geführt. Die Axialbewegung der Kolbenstange 5 ist sowohl durch in die Drehantriebswelle 6 eingelegte und an der Kolbenstange 5 anliegende Führungsringe 22 als auch durch in eine am vom Zylinderflansch 7 entfernten Ende der Gehäusehülse 3 aufgeschraubten Kolbenstangenführung 19 eingelegte und an der Kolbenstange 5 anliegende Führungsringe 20 geführt. Die Abdichtung zwischen der Kolbenstange 5 und der Kolbenstangenführung 19 wird durch eine in diese eingelegte erste Dichtanordnung 18b bewerkstelligt. Die Abdichtung zwischen dem Kolben 2 und der Zylinderhülse 3 wird durch eine in den Kolben 2 eingelegte zweite Dichtanordnung 17 bewerkstelligt. Die Abdichtung zwischen der Kolbenstange 5 und der Drehantriebswelle 6 wird durch eine dritte, in die Drehantriebswelle 6 eingebrachte Dichtanordnung 18a am vom Zylinderflansch 7 entfernten Ende der Drehantriebswelle 6 bewerkstelligt. Die Abdichtung zwischen der Drehantriebswelle 6 und dem Zylinderflansch 7 wird durch eine vierte Dichtanordnung 23 bewerkstelligt. Die Dichtanordnungen 17, 18a, 18b, 23 können dabei mehrere in axialer Richtung hintereinander angeordnete Dichtmittel umfassen, beispielsweise metallische Kolbenringe oder O-Ringe. Ebenfalls können die Kolbenführungsringe 20, 21, 22 mehrere in axialer Richtung hintereinander angeordnete Elemente umfassen.
Bei einer vorzugsweise hydraulischen Druckbeaufschlagung des Kolbens 2 über den Druckanschluß 24 kommt es zu einer Axialbewegung des Kolbens 2 bzw. der Kolbenstange 5 und damit des die Sende- und/oder Empfangseinrichtung tragenden Flansches 13. Die Drehantriebswelle 6 weist zwei gegenüberliegende Schlüsselflächen 25 auf, an denen eine am Kolben 2 festgelegte Führungsscheibe 26 verdrehsicher geführt ist, die mit einer dem Querschnitt der Drehantriebswelle 6 entsprechenden zentralen Öffnung versehen ist. Damit können der Kolben 2 und die Kolbenstange 5 in jeder Linearposition mittels der Drehantriebswelle 6 von dem Hydro-Motor 11 gedreht werden.
Mittels der dichten Verbindungen zwischen dem Flansch 13 und der (nicht dargestellten) Sende- und/oder Empfangseinrichtung einerseits und der Kolbenstange 5 andererseits bzw. zwischen der Kolbenstange 5 und der Drehantriebswelle 6 durch die dritte Dichtanordnung 18a ist der hohle Innenraum 27 der Drehantriebswelle 6 gegenüber der Umgebung bzw. gegenüber dem Arbeitsmedium des Zylinders abgedichtet. Darin sind somit problemlos auch elektrische Verbindungsleitungen von dem gegenüber dem Flansch 13 hinter dem Zylinderflansch 7 gelegenen Ende der Drehantriebswelle 6 bis zu der Sende- und/oder Empfangseinrichtung führbar. In der Nähe des Zylinderflansches 7 ist an der Zylinderhülse 3 ein Feststellmittel 28 festlegbar, das den Kolben 2 zumindest in der eingefahrenen Position lösbar feststellt.
Die Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung der Fig. 1 im Bereich des Feststellmittels 28. Ein mittels der Schraubenfeder 29 in Richtung auf den Kolben 2 vorgespannter Feststellbolzen 30 rastet bei der entsprechenden Position des Kolbens 2 in eine an diesem vorgesehene Vertiefung 31 ein. Das Feststellmittel 28 weist dabei ein zweiteiliges Gehäuse auf und ist in die Zylinderhülse 3 einpreß- oder einschraubbar. Über eine zentrische Bohrung 32 im Feststellbolzen 30 kommt es zu einem Druckausgleich während der Bewegung des Feststellbolzens 30. Mittels einer vorzugsweise hydraulischen Druckbeaufschlagung am Steueranschluß 33 wird der Feststellbolzen 30 entgegen der Kraft der Schraubenfeder 29 aus der Vertiefung 31 zurückbewegt und gibt dem Kolben 2 für eine Axialbewegung frei. Erste und zweite Dichtanordnungen 36, 37 und erste und zweite Führungsmittel 34, 35 sorgen für eine sichere und dichte Führung des Feststellbolzens 30 im Feststellmittel 28. Die Druckbeaufschlagung auf den Feststellbolzen 30 erfolgt insbesondere über eine an diesem vorgesehene Ringfläche 38. Vorzugsweise wird beim Ausfahren des Kolbens 2 zunächst der Anschluß 33 mit Druck beaufschlagt, um den Feststellbolzen 30 zurückzufahren und erst anschließend der Arbeitsraum des Zylinders mit Druck beaufschlagt, um den Kolben 2 auszufahren.
Die Fig. 3 zeigt die Führungsscheibe 26 in der Draufsicht. Die zentrische Öffnung 39 entspricht dem Querschnitt der Drehantriebswelle 6 und weist insbesondere zwei gegenüberliegende und parallel zueinander verlaufende, den Schlüsselflächen 25 der Drehantriebswelle 6 entsprechende Flächen 40 auf. Darüber hinaus kann die Schlüsselscheibe 26 für den Volumenausgleich Axialbohrungen aufweisen.
Die Fig. 4 zeigt eine Ansicht IV der Vorrichtung 1 der Fig. 1a. Das aus der Drehantriebswelle 6 austretende zweite Seil 14 wird über eine Umlenkrolle 41 dem zweiten Sensor 16 zugeführt, der die Linearbewegung des Kolbens 2 bzw. der Kolbenstange 5 aufnimmt. Darüber hinaus weist das Gehäuseteil Durchführungen 42 für die Verbindungsleitungen zu der Sende- und/oder Empfangseinrichtung auf.

Claims (12)

  1. Antriebsvorrichtung (1) für eine Sende- und/oder Empfangseinrichtung, insbesondere für eine Sonar-Sende- und Empfangseinrichtung auf einem Schiff, mit einem doppeltwirkenden, vorzugsweise mit einem hydraulischen Arbeitsmedium betätigbaren Zylinder, der einen Kolben (2) und eine aus einem Zylindergehäuse (3, 7) linear aus- und einfahrbare und um eine Antriebsachse (4) drehbare Kolbenstange (5) umfaßt, wobei der Kolben (2) und die Kolbenstange (5) hohl sind und eine ebenfalls hohle Drehantriebswelle (6) aufnehmen, gegenüber der sie linear verfahrbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der hohle Innenraum (27) der Drehantriebswelle (6) gegenüber dem Arbeitsmedium des Zylinders abgedichtet ist und daß im hohlen Innenraum (27) Verbindungsleitungen für die Sende- und/oder Empfangseinrichtung führbar sind.
  2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (2) und die Kolbenstange (5) einstückig ausgeführt sind.
  3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung Koppelmittel (25, 26) aufweist zum Übertragen der Drehbewegung der Drehantriebswelle (6) auf den Kolben (2).
  4. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelmittel eine am Kolben (2) festgelegte Führungsscheibe (26) mit einer dem Querschnitt der Drehantriebswelle (6) entsprechenden Öffnung (29) umfaßt, und daß die Drehantriebsachse (6) vorzugsweise zwei zueinander und zur Antriebsachse (4) parallele Schlüsselflächen (5) aufweist.
  5. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlüsselflächen (25) im zur Antriebsachse (4) rechtwinkligen Querschnitt kreissegmentförmige Ausnehmungen für die Aufnahme eines Schmiermittels aufweisen.
  6. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehantriebswelle (6) mittels eines vorzugsweise selbsthemmenden Schneckengetriebes von einem Motor, vorzugsweise einem am Zylindergehäuse (3, 7) festgelegten Hydro-Motor, antreibbar ist.
  7. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an dem vom Zylindergehäuse (3, 7) entfernten Ende der Kolbenstange (5) ein Flansch (13) dicht an der Kolbenstange (5) festlegbar ist, an dem die Sende- und/oder Empfangseinrichtung montierbar ist.
  8. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen ersten Sensor (10) für die Winkelposition bzw. die Drehbewegung aufweist und einen zweiten Sensor (16) für die Linearposition bzw. die Linearbewegung.
  9. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß an einer axialen Verlängerung eines an der Drehantriebswelle (6) festgelegten Schneckenrades (8), vorzugsweise an einem Spannring für dieses, ein erstes Ende eines mit dem ersten Sensor (10) zusammenwirkenden ersten Seils (12) festgelegt ist.
  10. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß an dem vom Zylindergehäuse (3, 7) entfernten Ende der Kolbenstange (5) ein erstes Ende eines in einem teleskopartig auseinanderziehbaren und zusammenschiebbaren Schutzrohr (15) geführten und mit dem zweiten Sensor (16) zusammenwirkenden zweiten Seils (14) festgelegt ist.
  11. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (2) zumindest in der eingefahrenen Position mittels eines am Zylindergehäuse (3, 7) festlegbaren Feststellmittels (28) lösbar feststellbar ist.
  12. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Feststellmittel (28) einen in eine Vertiefung (31) am Kolben (2) eingreifenden, vorzugsweise federkraftbelasteten und hydraulisch betätigbaren, Feststellbolzen (30) aufweisen.
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