EP2247860B1

EP2247860B1 - Drehantriebsvorrichtung

Info

Publication number: EP2247860B1
Application number: EP10704761.5A
Authority: EP
Inventors: Gerhard Thorwart; Rainer Armbruster
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2009-03-04
Filing date: 2010-02-17
Publication date: 2016-04-20
Anticipated expiration: 2030-02-17
Also published as: WO2010099868A1; US20110265585A1; US8443684B2; EP2247860A1; CN102057167A; DE102009011764A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehantriebsvorrichtung, mit einem Vorrichtungsgehäuse, in dem Antriebsmittel angeordnet sind, die mit einem bezüglich dem Vorrichtungsgehäuse drehbar gelagerten Abtriebsteil in Drehantriebsverbindung stehen, wobei das Abtriebsteil einen Abtriebsteller aufweist, der über zumindest einen Teil seiner axialen Länge in einer radial auβen vom Vorrichtungsgehäuse umgebenen Lageraufnahme angeordnet ist, wobei er radial außen von mindestens einer ringförmigen Wälzlagereinheit konzentrisch umschlossen ist, die eine Lagerbaugruppe bestehend aus einer Vielzahl von über den Umfang des Abtriebstellers verteilten Wälzelementen, einer zur radialen Abstützung der Wälzelemente bezüglich dem Abtriebsteller dienenden ringförmigen inneren Laufflächenanordnung und einer zur radialen Abstützung der Wälzelemente bezüglich dem Vorrichtungsgehäuse dienenden ringförmigen äußeren Laufflächenanordnung aufweist, wobei die gesamte Lagerbaugruppe axial innerhalb der Lageraufnahme des Vorrichtungsgehäuses aufgenommen ist, derart, dass die gesamte äußere Laufflächenanordnung von dem die Lageraufnahme radial außen begrenzenden Begrenzungs-Wandabschnitt des Vorrichtungsgehäuses umschlossen und abgestützt ist.
Eine aus dem Patent Abstracts of Japan zur JP 2007/127160 A bekannte Drehantriebsvorrichtung enthält zwei in einem Vorrichtungsgehäuse alternierend hin und her bewegbare Zahnstangen, die als Antriebsmittel mit einem Abtriebsteil zusammenwirken, um dieses hin und her gehend in Rotation zu versetzen. Das Abtriebsteil verfügt über eine mit den Zahnstangen in Eingriff stehende Abtriebswelle und einen stirnseitig daran angeformten, dem Kraftabgriff dienenden Abtriebsteller. Zur Drehlagerung ist eine den Abtriebsteller konzentrisch umgebende Wälzlagereinheit vorhanden, die eine Abstützung bezüglich dem Vorrichtungsgehäuse bewirkt. Die Wälzlagereinheit umfasst eine Lagerbaugruppe bestehend aus einer integral am Außenumfang des Abtriebstellers angeformten ringförmigen inneren Laufflächenanordnung, einer an einem zusätzlichen Lagerring ausgebildeten ringförmigen äußeren Laufflächenanordnung und einer Vielzahl von Wälzelementen, die sich an den beiden Laufflächenanordnungen abstützen. Der Lagerring ist in eine axial offene Lageraufnahme des Vorrichtungsgehäuses eingesetzt, ragt aber ein Stück weit aus dieser Lageraufnahme heraus, ebenso die Lagerbaugruppe.
Aus der WO 2008/075481 A1 und dem Patent Abstracts of Japan zur zugehörigen prioritätsbegründenden JP 2008/157289 A ist eine Drehantriebsvorrichtung ähnlichen Aufbaus bekannt, bei der allerdings der Abtriebsteller mehrteilig ausgebildet ist, so dass sich eine Unterteilung in einen einstückig mit der Abtriebswelle ausgebildeten Flanschabschnitt und einen drehfest mit diesem Flanschabschnitt verbundenen Lagerabschnitt ergibt. Zur Drehlagerung des Abtriebsteils dienende Wälzelemente sind zwischen dem Lagerabschnitt und einen konzentrisch dazu angeordneten, am Vorrichtungsgehäuse befestigten Lagerring angeordnet.
Die EP 1 591 194 A2 offenbart eine Drehantriebsvorrichtung der eingangs genannten Art, bei der ein säulenförmiger Tisch in einem Gehäuse drehbar gelagert ist. Die zur Drehlagerung dienende Lagerbaugruppe ist dabei zur Gänze innerhalb einer Lageraufnahme des Gehäuses angeordnet.
Die DE 195 11 488 C2 beschreibt eine als Schwenkkolbenmotor bezeichnete Drehantriebsvorrichtung, deren Abtriebsteil wellenförmig ausgebildet ist und durch einen fluidbeaufschlagbaren Schwenkkolben in Rotation versetzt werden kann. Ein Abtriebsteller, an dem sich Komponenten mit größeren Abmessungen fixieren lassen könnten, ist bei dieser Drehantriebsvorrichtung nicht vorhanden.
Schließlich beschreibt die DE 10 2006 015 478 A1 spezielle Ausführungsformen einer Wälzlagereinheit, bei der die mit den Wälzelementen kooperierenden Laufflächenanordnungen an relativ dünnen drahtförmigen Lagerringen ausgebildet sind.
Die beiden eingangs zuerst diskutierten Drehantriebsvorrichtungen ermöglichen es zwar, an ihrem einen relativ großen Durchmesser aufweisenden Abtriebsteller Komponenten mit gröβeren Abmessungen zu fixieren und diese zu einer Drehbewegung anzutreiben. Es besteht jedoch das Problem einer Überlastung der zur Drehlagerung eingesetzten Wälzlagereinheiten, wenn die anzutreibenden Komponenten ein hohes Gewicht haben oder aus sonstigen Gründen mit großen Kräften auf das Abtriebsteil einwirken. Vor allem Kräfte, die mit relativ großem Abstand zur Längsachse des Abtriebsteils angreifen, können aufgrund der hier entstehenden Kippmomente einen unerwünschten Verschleiß zur Folge haben.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Drehantriebsvorrichtung zu schaffen, die bei kompakten Abmessungen für hohe Belastungen ausgelegt ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist in Verbindung mit den eingangs genannten Merkmalen vorgesehen, dass die innere Laufflächenanordnung an zwei axial beabstandeten drahtförmigen inneren Lagerringen ausgebildet ist, von denen sich ein dem Boden der Lageraufnahme zugeordneter hinterer innerer Lagerring direkt am Abtriebsteller abstützt, während sich ein diesem hinteren inneren Lagerring vorgelagerter vorderer innerer Lagerring indirekt am Abtriebsteller abstützt, indem er sich direkt an einem Einstellring abstützt, der koaxial auf den Abtriebsteller aufgesetzt ist.
Auf diese Weise wird der Abtriebsteller durch die Wälzlagereinheit weiterhin im Bereich seines radial nach außen orientierten Außenumfanges abgestützt, so dass insofern gute Voraussetzungen für die Aufnahme hoher Kippkräfte geschaffen sind. Hinzu kommt aber, dass die Lagerbaugruppe vollständig im Innern der Lageraufnahme des Vorrichtungsgehäuses untergebracht ist und radial außen von dem die Lageraufnahme umgrenzenden Begrenzungs-Wandabschnitt abgestützt wird. Man erreicht auf diese Weise eine sehr hohe Kippbelastbarkeit in Verbindung mit äußerst kompakten Abmessungen. Ferner ist die innere Laufflächenanordnung an zwei axial beabstandeten drahtförmigen inneren Lagerringen ausgebildet. Bei diesen inneren Lagerringen erfolgt eine dahingehende Aufteilung, dass sich ein hinterer innerer Lagerring direkt am Abtriebsteller abstützt, während ein diesbezüglich axial vorgelagerter vorderer Lagerring nur indirekt auf den Abtriebsteller einwirkt, indem er sich an einem Einstellring abstützt, welcher koaxial auf den Abtriebsteller montiert ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Vorzugsweise besteht sowohl die äußere Laufflächenanordnung als auch die innere Laufflächenanordnung aus mehreren, insbesondere jeweils zwei axial beabstandeten drahtförmigen Lagerringen, so dass die Wälzelemente einerseits von äußeren Lagerringen und andererseits von inneren Lagerringen abgestützt werden. Diese Lagerringe ermöglichen eine äußerst kompakte Ausgestaltung der Wälzlagereinheit und ermöglichen eine dahingehende Auslegung, dass sowohl axial als auch radial auf das Abtriebsteil einwirkende Kräfte zuverlässig abgestützt werden. Der konzeptionelle Aufbau kann insbesondere demjenigen entsprechen, wie er in der eingangs schon erwähnten DE 10 2006 015 478 A1 erläutert ist. Man kann somit trotz insgesamt relativ geringer Außenabmessungen relativ große Lagerdurchmesser realisieren.
Die gegebenenfalls vorhandenen zwei äußeren Lagerringe werden zweckmäßigerweise durch den Begrenzungs-Wandabschnitt des Vorrichtungsgehäuses abgestützt.
Es besteht die Möglichkeit, den Einstellring so auszubilden und anzuordnen, dass durch Veränderung seiner bezüglich dem Abtriebsteller eingenommenen axialen Relativlage die Vorspannung der Lagerbaugruppe einstellbar ist. Man kann auf diese Weise eine Justierung vornehmen, die eine sowohl axial als auch radial spielfreie Drehlagerung ermöglicht.
Zweckmäßigerweise ist der Einstellring auf den Abtriebsteller aufgeschraubt.
Um die Wälzelemente in der Umfangsrichtung des Abtriebstellers in ihrer Relativlage zueinander zu fixieren, kann die Lagerbaugruppe einen ebenfalls vollständig innerhalb der Lageraufnahme angeordneten ringförmigen Lagerkäfig aufweisen.
Die Drehantriebsvorrichtung ist vorzugsweise für fluidische Betätigung ausgelegt. Die Antriebsmittel können durch Fluidkraft aktiviert werden und rufen durch Kooperation mit dem Abtriebsteil dessen Drehbewegung um seine Längsachse hervor. Prinzipiell wären allerdings auch elektrisch aktivierbare Antriebsmittel denkbar.
Der die Lageraufnahme radial außen umschließende Begrenzungs-Wandabschnitt ist zweckmäßigerweise ein einstückiger Bestandteil der Gehäusewand des Vorrichtungsgehäuses, so dass die auf die Wälzlagereinheit einwirkenden externen Kräfte optimal in das Vorrichtungsgehäuse abgeleitet werden. Die Gehäusewand begrenzt zweckmäßigerweise einen die Antriebsmittel zumindest teilweise aufnehmenden Antriebsraum. Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Gehäusewand in mehrere in Achsrichtung der Drehachse des Abtriebsteils aufeinanderfolgend angeordnete Wandelemente unterteilt ist, die gemeinsam den mindestens einen Antriebsraum begrenzen und von denen eines den Begrenzungs-Wandabschnitt trägt.
Bei einer Ausgestaltung als durch Fluidkraft betätigbare Drehantriebsvorrichtung können die Antriebsmittel beispielsweise nach dem Zahnstange-Ritzel-Konzept arbeiten oder vorzugsweise mindestens einen durch Fluidbeaufschlagung zu einer hin und her gehenden Schwenkbewegung antreibbaren Schwenkkolben beinhalten.
Insbesondere für Drehantriebsvorrichtungen mit kleineren Abmessungen empfiehlt sich ein einteiliger Abtriebsteller. Vorzugsweise bei größer bauenden Drehantriebsvorrichtungen wird auf einen zweiteiligen Abtriebsteller zurückgegriffen, der über einen mit der Abtriebswelle verbundenen Flanschabschnitt verfügt und einen, insbesondere lösbar, mit dem Flanschabschnitt verbundenen Lagerabschnitt. Die Wälzlagereinheit kooperiert in diesem Fall zweckmäßigerweise mit dem Lagerabschnitt. Letzterer kann den Flanschabschnitt von vorne her haubenartig übergreifen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

Figur 1: in perspektivischer Darstellung eine bevorzugte Ausführungsform der Drehantriebsvorrichtung, die mit einem zweiteiligen Abtriebsteller ausgestattet ist,
Figur 2: einen Längsschnitt gemäß Schnittlinie II-II durch die Drehantriebsvorrichtung aus Figur 1 in perspektivischer Darstellung,
Figur 3: einen Längsschnitt der Drehantriebsvorrichtung aus Figur 1 in einer bezüglich Figur 2 um 90° versetzten Schnittebene,
Figur 4: eine teilweise als Explosionsdarstellung ausgeführte perspektivische Abbildung der Drehantriebsvorrichtung aus Figuren 1 bis 3,
Figur 5: einen mit der Figur 3 vergleichbaren Längsschnitt durch eine mit einem einteiligen Abtriebsteller ausgestattete weitere Ausführungsform der Drehantriebsvorrichtung.

Sofern im einzelnen keine anderen Angaben gemacht werden, bezieht sich die nachfolgende Beschreibung auf alle in der Zeichnung abgebildeten Ausführungsbeispiele.
Die insgesamt mit Bezugsziffer 1 bezeichnete Drehantriebsvorrichtung verfügt über ein durch Antriebsmittel 2 zu einer Drehbewegung um eine Drehachse 3 antreibbares Abtriebsteil 4. Die Ausführungsbeispiele ermöglichen die Erzeugung einer oszillierenden, hin und her gehenden Drehbewegung, wenngleich prinzipiell auch eine Bauform zur Generierung einer unidirektionalen, bei Bedarf auch schrittweisen Drehbewegung möglich wäre.
Das Abtriebsteil 4 verfügt über einen zu der Drehachse 3 konzentrischen Abtriebsteller 5, der bevorzugt scheibenförmig gestaltet ist und an dem sich eine nicht weiter abgebildete, zu einer Dreh- oder Schwenkbewegung antreibbare Komponente beliebiger Art fixieren lässt. Um dieses Fixieren zu ermöglichen, ist der Abtriebsteller 5 mit einer geeigneten Befestigungsschnittstelle 6 ausgestattet, die beispielsweise aus einer Mehrzahl von in einem geeigneten Muster verteilten Befestigungslöchern besteht.
Die Drehantriebsvorrichtung 1 verfügt über ein Vorrichtungsgehäuse 7, das eine Gehäusewand 8 aufweist, die mindestens einen die schon erwähnten Antriebsmittel 2 wenigstens zum Teil aufnehmenden Antriebsraum 12 umgrenzt. Exemplarisch sind die Antriebsmittel 2 in ihrer Gesamtheit innerhalb des Antriebsraumes 12 untergebracht.
Das Abtriebsteil 4 ist zur Ermöglichung einer Drehbewegung an dem Vorrichtungsgehäuse 7 drehbar gelagert. Es taucht zumindest mit einem Teil seiner Länge in das Vorrichtungsgehäuse 7 ein, wobei es zweckmäßigerweise so ausgebildet ist, dass es das Vorrichtungsgehäuse 7 - wie beim Ausführungsbeispiel - vollständig durchsetzt. Hierbei erstreckt sich das Abtriebsteil 4 auch in den Antriebsraum 12 hinein, exemplarisch sogar durch den Antriebsraum 12 hindurch, wo es mit den Antriebsmitteln 2 in einer geeigneten Weise in Drehantriebsverbindung steht.
Bevorzugt hat das Abtriebsteil 4 eine Längsgestalt und verfügt über eine Längsachse 13, die bei Ausführung der Drehbewegung die Drehachse 3 bildet. Zweckmäßigerweise umfasst das Abtriebsteil 4 eine das Vorrichtungsgehäuse 7 ganz oder teilweise durchsetzende Abtriebswelle 14, die an einem ihrer beiden Endabschnitte den Abtriebsteller 5 trägt.
Der Abtriebsteller 5 ist im Bereich einer im folgenden als Vorderseite 15 bezeichneten Außenseite des Vorrichtungsgehäuses 7 angeordnet. Ein dem Abtriebsteller 5 entgegengesetzter rückwärtiger Endabschnitt 16 der Abtriebswelle 14 ragt an einer der Vorderseite 15 entgegengesetzten Rückseite 17 des Vorrichtungsgehäuses 7 aus letzterem heraus. Durch erste und zweite Drehlagermittel 18a, 18b ist das Abtriebsteil 4 bezüglich dem Vorrichtungsgehäuse 7 drehbar gelagert und axial abgestützt, wobei die ersten Drehlagermittel 18a im Bereich der Vorderseite 15 und die zweiten Drehlagermittel 18b im Bereich der Rückseite 17 angeordnet sind. Während die ersten Drehlagermittel 18a zwischen dem Abtriebsteller 15 und der Gehäusewand 8 angeordnet sind, sitzen die zweiten Drehlagermittel 18b zwischen der Gehäusewand 8 und der Abtriebswelle 14.
Mittels den ersten Drehlagermitteln 18a ist das Abtriebsteil 4 zugleich sowohl radial als auch axial bezüglich dem Vorrichtungsgehäuse 7 abgestützt. Die zweiten Drehlagermittel 18b können sich somit auf eine radiale Abstützung beschränken und sind insbesondere als Radial-Wälzlagermittel ausgebildet, die die Abtriebswelle 14 konzentrisch umschließen.
Die Antriebsmittel 2 umfassen bei den Ausführungsbeispielen jeweils einen sogenannten Schwenkkolben 22, der von der Abtriebswelle 14 drehfest durchsetzt ist und mindestens einen radial abstehenden, dichtend an der Begrenzungsfläche des Antriebsraumes 12 anliegenden Schwenkflügel 23 aufweist. Alternativ könnte der Schwenkkolben 22 auch einstückig mit der Abtriebswelle 14 ausgebildet sein.
Gemeinsam mit einem aus der Zeichnung nicht ersichtlichen Raumteiler unterteilt der Schwenkkolben 22 den Antriebsraum 12 in zwei Arbeitskammern 24a, 24b, die mit je einem von zwei zu einer Außenfläche des Vorrichtungsgehäuses 7 ausmündenden Steuerkanälen 25a, 25b kommunizieren, durch die hindurch eine gesteuerte Fluidbeaufschlagung der beiden Arbeitskammern 24a, 24b möglich ist, so dass der Schwenkkolben 22 zu einer Schwenkbewegung angetrieben wird, aus der die Drehbewegung des mit dem Schwenkkolben 22 bewegungsgekoppelten Abtriebsteils 4 resultiert.
Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform enthalten die Antriebsmittel 2 eine oder zwei Zahnstangen, die mit einem drehfest mit der Abtriebswelle 14 verbundenen Ritzel kämmen und die durch Fluidbeauf schlagung zu einer Linearbewegung antreibbar sind, die durch den Verzahnungseingriff in eine Rotationsbewegung des Abtriebsteils 4 umgewandelt wird.
Als Antriebsfluid für die Drehantriebsvorrichtung 1 wird insbesondere Druckluft verwendet, wenngleich sich auch andere gasförmige oder flüssige Medien eignen. Außerdem wäre es möglich, die Antriebsmittel 2 elektrisch betätigbar auszubilden, beispielsweise in Gestalt eines elektrischen Servomotors oder Schrittmotors.
An dem aus dem Vorrichtungsgehäuse 7 herausragenden rückwärtigen Endabschnitt 16 der Abtriebswelle 14 kann ein die Drehbewegung mitmachendes Anschlagelement 25 angeordnet sein, mit dem sich der Drehwinkel des Abtriebteils 4 mechanisch begrenzen lässt, indem es mit mindestens einem nicht weiter abgebildeten, am Vorrichtungsgehäuse 7 angeordneten Gegenanschlagmittel kooperiert.
Im Bereich seiner Vorderseite 15 weist das Vorrichtungsgehäuse 7 eine axial orientierte Ausnehmung auf, die im folgenden als Lageraufnahme 25 bezeichnet sei. Die Lageraufnahme 25 ist zur Vorderseite 15 des Vorrichtungsgehäuses 7 hin offen und rückseitig von einem im folgenden als Boden-Wandabschnitt 26 bezeichneten Abschnitt der Gehäusewand 8 begrenzt. Ein ausgehend von dem Boden-Wandabschnitt 26 kragenartig zur Vorderseite 15 hin abstehender ringförmiger Begrenzungs-Wandabschnitt 27 der Gehäusewand 8 begrenzt die Lageraufnahme 25 peripher, also im radial außen liegenden Bereich.
Der Boden-Wandabschnitt 26 ist mit einer zentralen Durchbrechung 28 versehen, durch die die Abtriebswelle 14 hindurchgreift.
Mit einem Teil seiner axialen Länge ist der Abtriebsteller 5 in der Lageraufnahme 25 angeordnet. Er ragt ein Stück weit axial nach vorne aus der Lageraufnahme 25 heraus und überragt insofern die vordere Stirnfläche 32 des Begrenzungs-Wandabschnittes 27. Abweichend hiervon könnte der Abtriebsteller 5 auch vollständig versenkt in der Lageraufnahme 25 untergebracht sein.
Die oben erwähnten ersten Drehlagermittel 18a sind als ringförmige Wälzlagereinheit 33 ausgeführt, die den Abtriebsteller 5 konzentrisch umschließt. Die Wälzlagereinheit 33 stützt sich radial innen am Abtriebsteller 5 und radial außen an der Innenfläche des ringförmigen Begrenzungs-Wandabschnittes 27 ab. Die gesamte Abstützung findet folglich axial innerhalb der Lageraufnahme 25 statt, so dass die in das Abtriebsteil 4 eingeleiteten Kräfte optimal vom Vorrichtungsgehäuse 7 aufgenommen werden können, auch wenn es sich um sehr hohe Kräfte handelt. Folglich kann die Drehantriebsvorrichtung 1 für die Bewegung schwerer Lasten eingesetzt werden, ohne einer besonderen Verschleißproblematik zu unterliegen.
Die Wälzlagereinheit 33 verfügt über eine sich aus mehreren Komponenten zusammensetzende Lagerbaugruppe 34. Zu dieser Lagerbaugruppe 34 gehört eine Vielzahl von einzeln Wälzelementen 35, die beim Ausführungsbeispiel von Kugelkörpern gebildet sind, beispielsweise aber auch kreiszylindrisch geformt sein könnten. Die Wälzelemente 35 sind entlang einer Kreislinie aufeinanderfolgend um den Abtriebsteller 5 herum verteilt angeordnet und werden zweckmäßigerweise durch einen ebenfalls zu der Lagerbaugruppe 34 gehörenden ringförmigen Lagerkäfig 36 in vorbestimmtem Abstand zueinander gehalten. Der Lagerkäfig 36 kann beispielsweise ein eine Ringgestalt aufweisendes bandförmiges Element sein, das in seiner Umfangsrichtung vielfach gelocht ist, wobei die Löcher Aufnahmesitze bilden, in denen jeweils ein Wälzelement 35 drehbeweglich fixiert ist.
Der Lagerkäfig 36 ist optional. Er kann außerdem auch durch andere Mittel realisiert sein.
Weitere Komponenten der Lagerbaugruppe 34 sind eine ringförmige innere Laufflächenanordnung 37 und eine diesbezüglich einen größeren Durchmesser aufweisende ringförmige äußere Laufflächenanordnung 38. An diesen Laufflächenanordnungen 37, 38 liegen die Wälzelemente 35 an und wälzen sich daran ab, wenn das Abtriebsteil 4 seine Drehbewegung ausführt.
Vorzugsweise bestehen die beiden Laufflächenanordnungen 37, 38 jeweils aus wenigstens zwei axial beabstandeten Einzellaufflächen. Diese Einzellaufflächen sind, im Querschnitt gesehen, insbesondere in den Eckbereichen eines Quadrates angeordnet, so dass jedes Wälzelement 35 an vier um 90° zueinander versetzten Umfangsabschnitten abgestützt wird.
Die gesamte Lagerbaugruppe 34 ist axial innerhalb der Lageraufnahme 25 angeordnet und wird radial außen komplett von dem Begrenzungs-Wandabschnitt 27 umschlossen. Dies hat insbesondere zur Folge, dass die gesamte äußere Laufflächenanordnung 38 von dem die Lageraufnahme 25 radial außen begrenzenden Begrenzungs-Wandabschnitt 27 umschlossen und abgestützt ist.
In besonders vorteilhafter Weise sind die inneren und äußeren Laufflächenanordnungen 37, 38 beim Ausführungsbeispiel von jeweils mehreren drahtförmig ausgebildeten Lagerringen 42, 43 gebildet. Die äußere Laufflächenanordnung 38 ist an zwei axial beabstandet zueinander angeordneten äußeren Lagerringen 42 ausgebildet, die zu der Lagerbaugruppe 34 gehören und radial zwischen der Anordnung von Wälzelementen 35 und dem ringförmigen Begrenzungs-Wandabschnitt 27 angeordnet sind. Die äußeren Lagerringe 42 stützen sich also jeweils radial innen an dem Begrenzungs-Wandabschnitt 27 ab und definieren jeweils eine von zwei die äußere Laufflächenanordnung 38 bildenden äußeren, Einzellaufflächen.
Zur einfachen Fixierung der äußeren Lagerringe 42 ist in die radiale Innenfläche des Begrenzungs-Wandabschnittes 27 zweckmäßigerweise eine zum Abtriebsteller 5 konzentrische äußere Ringnut 44 ausgebildet, in der die äußeren Lagerringe 42 aufgenommen sind, wobei sich je einer der äußeren Lagerringe 42 in einem der beiden eckförmigen Übergangsbereiche zwischen dem Nutgrund und den Nutflanken der Ringnut 44 abstützt.
Die innere Laufflächenanordnung 37 besteht zweckmäßigerweise ebenfalls aus zwei (inneren) Einzellaufflächen, die von jeweils einem von zwei drahtförmigen inneren Lagerringen 43 definiert sind, die sich mit axialer Beabstandung radial außen am Abtriebsteller 5 abstützen. Allerdings stützt sich lediglich der näher zur Rückseite 17 liegende hintere innere Lagerring 43a direkt am Abtriebsteller 4 ab. Der diesem hinteren inneren Lagerring 43a axial vorgelagerte vordere innere Lagerring 43b hingegen stützt sich unter Zwischenschaltung eines Einstellringes 45 lediglich indirekt an dem Abtriebsteller 5 ab. Diese Maßnahme ermöglicht es, die interne Vorspannung der Lagerbaugruppe 34 und somit das Lagerspiel der Wälzlagereinheit 33 einzustellen.
Im konkreten Ausführungsbeispiel ist ein bezüglich des Abtriebtellers 5 separater Einstellring 45 konzentrisch auf den Abtriebsteller 5 aufgeschraubt, zu welchem Zweck am Außenumfang des Abtriebtellers 5 und am Innenumfang des Einstellringes 45 miteinander in Gewindeeingriff stehende Gewindemittel 46 ausgebildet sind. Durch Verdrehen relativ zum Abtriebsteller 5 kann die bezüglich dem Abtriebsteller 5 eingenommene axiale Relativposition des Einstellringes 45 justiert werden. Da sich der vordere innere Lagerring 43b an dem Einstellring 45 abstützt, lässt sich auf diese Weise auch die Axialposition dieses vorderen inneren Lagerringes 43b variieren.
Die relative Drehposition zwischen dem Einstellring 45 und dem Abtriebsteller 5 kann durch eine zwischen diese beiden Bauteile eindrehbare Sicherungsschraube 49 gesichert werden.
Die inneren Lagerringe 43 sind zweckmäßigerweise in vergleichbarer Art wie die äußeren Lagerringe 42 fixiert. Im Bereich des Außenumfanges des Abtriebstellers 5 ist eine nach radial außen hin offene, zum Teil vom Einstellring 45 und zum Teil vom Abtriebsteller 5 definierte innere Ringnut 47 ausgebildet, in deren beiden Eckbereichen sich je einer der inneren Lagerringe 43 radial und axial abstützt.
Je weiter der Einstellring 45 axial auf den Abtriebsteller 5 aufgeschraubt wird, desto stärker drückt die am vorderen inneren Lagerring 43 ausgebildete Einzellauffläche auf die Wälzelemente 35 und verspannt selbige in sowohl radialer als auch axialer Richtung mit sämtlichen weiteren Einzellaufflächen.
Das gesamte Abtriebsteil 4 wird auf diese Weise allein durch die Wälzlagereinheit 33 in radialer und in axialer Richtung abgestützt und unbeweglich fixiert. Anstatt mittels einer Schraubverbindung könnte der Einstellring 45 auch durch andere Befestigungsmittel axial verstellbar mit dem Abtriebsteller 5 verbunden sein.
Um die Wälzlagereinheit 33 vor Verschmutzung zu schützen, weist der Einstellring 45 zweckmäßigerweise eine nach radial außen ragende ringförmige Dichtlippe 48 auf, die die Drehbewegung des Abtriebstellers 5 mitmacht und dabei unter Dichtkontakt an der vorderen Stirnfläche 32 des Begrenzungs-Wandabschnittes 27 abgleitet.
Bei dem Begrenzungs-Wandabschnitt 27 handelt es sich vorzugsweise um einen einstückigen Bestandteil der Gehäusewand 8. Dies gewährleistet eine besonders präzise Herstellung und Abstützung.
Beim Ausführungsbeispiel ist die Gehäusewand 8 zur Ermöglichung der Montage der Antriebsmittel 2 im Bereich des Antriebsraumes 12 quer geteilt. Auf diese Weise setzt sich die Gehäusewand 8 aus zwei in Achsrichtung der Drehachse 3 aufeinanderfolgend angeordneten Wandelementen 52, 53 zusammen, die durch nicht weiter abgebildete Befestigungselemente, insbesondere Schrauben, miteinander verbunden sind. Die beiden Wandelemente 52, 53 begrenzen somit gemeinsam den Antriebsraum 12. Der Begrenzungs-Wandabschnitt 27 ist am vorderen (52) der beiden Wandelemente angeordnet und insbesondere einstückig mit diesem ausgebildet.
Für die Verwirklichung des Abtriebstellers 5 vermitteln die beiden Ausführungsbeispiele zwei alternative Bauformen. Bei dem in Figur 5 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Abtriebsteller 5 einteilig ausgebildet und auch zweckmäßigerweise einstückig mit der Abtriebswelle 14 verbunden. Diese Variante empfiehlt sich vor allem für Drehantriebsvorrichtungen kleinerer Baugrößen.
Beim Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 4 liegt ein zweigeteilter Abtriebsteller 5 vor, der aus einem insbesondere einstückig mit der Abtriebswelle 14 verbundenen ringförmigen Flanschabschnitt 54 besteht, sowie aus einem diesbezüglich separaten, jedoch drehfest mit dem Flanschabschnitt 54 verbundenen Lagerabschnitt 55.
Der Lagerabschnitt 55 ist beispielsweise becherförmig ausgebildet, so dass er den Flanschabschnitt 54 von vorne her haubenartig übergreift, wie dies aus Figur 3 gut ersichtlich ist. Der Einstellring 45 ist hierbei zweckmäßigerweise an dem Lagerabschnitt 55 angebracht, so dass sich die obigen Erläuterungen in Bezug auf die Abstützung der inneren Laufflächenanordnung 37 auf den Lagerabschnitt 55 beziehen.
Der insbesondere koaxial auf den Flanschabschnitt 54 aufgesetzte Lagerabschnitt 55 kann beispielsweise mittels mehrerer Befestigungsschrauben 56 in lösbarer Weise an dem Flanschabschnitt 54 fixiert sein.
Der Einstellring 45 ist dem Vorrichtungsgehäuse 7 zweckmäßigerweise größtenteils axial vorgelagert. Nur derjenige Abschnitt des Einstellringes 45, an dem sich der vordere innere Lagerring 43b abstützt, taucht in die Lageraufnahme 25 ein, um die vollständige Aufnahme der Lagerbaugruppe 34 innerhalb der Lageraufnahme 25 zu gewährleisten.

Claims

Drehantriebsvorrichtung, mit einem Vorrichtungsgehäuse (7), in dem Antriebsmittel (2) angeordnet sind, die mit einem bezüglich dem Vorrichtungsgehäuse (7) drehbar gelagerten Abtriebsteil (4) in Drehantriebsverbindung stehen, wobei das Abtriebsteil (4) einen Abtriebsteller (5) aufweist, der über zumindest einen Teil seiner axialen Länge in einer radial auβen vom Vorrichtungsgehäuse (7) umgebenen Lageraufnahme (25) angeordnet ist, wobei er radial außen von mindestens einer ringförmigen Wälzlagereinheit (33) konzentrisch umschlossen ist, die eine Lagerbaugruppe (34) bestehend aus einer Vielzahl von über den Umfang des Abtriebstellers (5) verteilten Wälzelementen (35), einer zur radialen Abstützung der Wälzelemente (35) bezüglich dem Abtriebsteller (5) dienenden ringförmigen inneren Laufflächenanordnung (37) und einer zur radialen Abstützung der Wälzelemente (35) bezüglich dem Vorrichtungsgehäuse (7) dienenden ringförmigen äußeren Laufflächenanordnung (38) aufweist, wobei die gesamte Lagerbaugruppe (34) axial innerhalb der Lageraufnahme (25) des Vorrichtungsgehäuses (7) aufgenommen ist, derart, dass die gesamte äußere Laufflächenanordnung (38) von dem die Lageraufnahme (25) radial außen begrenzenden Begrenzungs-Wandabschnitt (27) des Vorrichtungsgehäuses (7) umschlossen und abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Laufflächenanordnung (37) an zwei axial beabstandeten drahtförmigen inneren Lagerringen (43) ausgebildet ist, von denen sich ein dem Boden der Lageraufnahme (25) zugeordneter hinterer innerer Lagerring (43, 43a) direkt am Abtriebsteller (5) abstützt, während sich ein diesem hinteren inneren Lagerring (43, 43a) vorgelagerter vorderer innerer Lagerring (43, 43b) indirekt am Abtriebsteller (5) abstützt, indem er sich direkt an einem Einstellring (45) abstützt, der koaxial auf den Abtriebsteller (5) aufgesetzt ist.
Drehantriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Laufflächenanordnung (38) an mindestens einem oder zweckmäßigerweise an zwei axial beabstandeten drahtförmigen äußeren Lagerringen (42) ausgebildet ist, die sich an dem Begrenzungs-Wandabschnitt (27) des Vorrichtungsgehäuses (7) abstützen.
Drehantriebsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der radialen Innenfläche des Begrenzungs-Wandabschnittes (27) eine zum Abtriebsteller (5) konzentrische Ringnut (44) ausgebildet ist, in der der mindestens eine äußere Lagerring (42) aufgenommen ist.
Drehantriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Einstellring (45) koaxial auf den Abtriebsteller (5) aufgeschraubt ist.
Drehantriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Einstellring (45) zur Einstellung der internen Vorspannung der Lagerbaugruppe (34) axial verstellbar auf den Abriebsteller (5) aufgesetzt ist.
Drehantriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Einstellring (45) eine nach radial außen ragende ringförmige Dichtlippe (48) trägt, die mit Dichtkontakt an der Stirnfläche (32) des Begrenzungs-Wandababschnittes (27) anliegt.
Drehantriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbaugruppe (34) einen die Wälzelemente (35) relativ zueinander fixierenden ringförmigen Lagerkäfig (36) aufweist, insbesondere in Form eines vielfach gelochten, ringförmig gebogenen Bandelementes.
Drehantriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorrichtungsgehäuse (7) eine Gehäusewand (8) aufweist, die mindestens einen die Antriebsmittel (2) zumindest teilweise aufnehmenden Antriebsraum (12) begrenzt, wobei der Begrenzungs-Wandabschnitt (27) zweckmäßigerweise ein einstückiger Bestandteil der Gehäusewand (8) des Vorrichtungsgehäuses (7) ist.
Drehantriebsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusewand (8) wenigstens zwei in Achsrichtung der Drehachse (3) des Abtriebsteils (4) aufeinanderfolgend angeordnete Wandelemente (52, 53) aufweist, die den mindestens einen Antriebsraum (12) begrenzen, wobei der Begrenzungs-Wandabschnitt (27) zweckmäßigerweise ein einstückiger Bestandteil des einen Wandelementes (52) ist.
Drehantriebsvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmittel (2) mindestens einen in dem mindestens einen Antriebsraum (12) angeordneten, durch gesteuerte Fluidbeaufschlagung zu einer hin und her gehenden Schwenkbewegung antreibbaren Schwenkkolben (22) aufweisen, der mit dem Abtriebsteil (4) in Drehantriebsverbindung steht.
Drehantriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebsteil (4) eine den Abtriebsteller (5) tragende Abtriebswelle (14) aufweist, die im Innern des Vorrichtungsgehäuses (7) mit den Antriebsmitteln (2) in Drehantriebsverbindung steht.
Drehantriebsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Abtriebsteller (5) durch die Wälzlagereinheit (33) radial und axial abgestützt ist, wobei die Abtriebswelle (14) ihrerseits lediglich in radialer Richtung bezüglich dem Ventilgehäuse (7) abgestützt ist, und zwar in einem zu der Wälzlagereinheit (33) axial beabstandeten Bereich.
Drehantriebsvorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Abtriebsteller (5) einteilig ausgebildet und insbesondere einstückig mit der Abtriebswelle (14) verbunden ist.
Drehantriebsvorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Abtriebsteller (5) zweiteilig ausgebildet ist, bestehend aus einem insbesondere einstückig mit der Abtriebswelle (14) ausgebildeten ringförmigen Flanschabschnitt (54) und einem zweckmäßigerweise durch eine Schraubverbindung drehfest mit dem Flanschabschnitt (54) verbundenen Lagerabschnitt (55), der koaxial auf den Flanschabschnitt (54) aufgesetzt ist und an dem sich die innere Laufflächenanordnung (37) der Lagerbaugruppe (34) abstützt, wobei der Lagerabschnitt (55) den Flanschabschnitt (54) zweckmäßigerweise haubenartig übergreift.
Drehantriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmittel (2) zur durch Fluidkraft hervorgerufenen Betätigung ausgebildet sind.