DE1899238U - Druckmittelbeaufschlagte betaetigungsvorrichtung, insbesondere drehbewegungs-uebertragungsvorrichtung. - Google Patents

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PATENTANWALT

DIPL-ING. ERICH SCHUBERT

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13. April 1964

Firma AUTOMOTIVE PRODUCTS 0OMPAFI LIMITED, Tachbrook Road, Leamington Spa, Warwickshire, England

Für diese Anmeldung wird die Priorität der britischen Patentanmeldung Fr. 16002/63 vom 23. April 1963 beansprucht.

Druekmittelbeaufschlagte Betätigungsvorrichtung, insbesondere Drehbewegungs-Übertragungsvorrichtung

Die Feuerung bezieht sich auf druckmittelbeaufsehlagte Betätigungsvorrichtungen /fluid pressure actuators/ und bezweckt die Schaffung einer einfachen Form einer Betätigungsvorrichtung, bei welcher eine Drehbewegung auf eine Ausgangs-

welle durch die Wirkung von Druckmittel auf einen mit dieser Welle gekuppelten Kolben übertragen wird.

Gemäß der Neuerung weist eine druckmittelbeaufschlagte Betätigungsvorrichtung zur Herstellung einer Drehbewegung ein Gehäuse mit lagern auf, die eine Ausgangswelle halten, ein Paar von Druekmittelzylindern, die in dem Gehäuse eingebaut sind und deren Achsen im rechten Winkel zur Drehachse der Ausgangswelle liegen, einen Kolben, der sich zwischen den Zylindern erstreckt, Kupplungsmittel, welche sieh zwischen der Ausgangswelle und dem Kolben erstrecken und so angeordnet sind, daß eine Axialverschiebung des Kolbens in der einen oder anderen Richtung eine Drehbewegung der Ausgangswelle bewirkt, wobei die Kupplungsmittel aus einem Paar von Armen bestehen, von denen jeder am einen Ende an der Ausgangswelle befestigt ist und dessen gegenüberliegendes Ende mit einem Kurbelzapfen /trunnion/ verbunden ist, der auf dem Kolben sitzt und an einer Stelle auf der Länge desselben angeordnet ist, und wobei die Arme gleitend mit dem Kurbelzapfen verbunden sind, um eine Schwenk- oder Schwingbewegung der Arme während der Axialbewegung des Kolbens zu ermöglichen.Torzugsweise ist ein Yentil jedem Zylinder zugeordnet, wobei diese Ventile durch Strömungsmitteldruck gleichzeitig zu betätigen sind, welcher der Betätigungsvorrichtung zum Bewirken der Kolbenbewegung übermittelt wird, damit dieses Strömungsmittel in den einen Zylinder einströmen und den anderen zur Entleerung öffnen kann. Vorteilhaft sind die Ventils in dem

Gehäuse eingebaut und "bilden so einen einheitlichen Aufbau. Zusätzlich können die Tentilmittel so angei^odnet sein, daß ^v sie eine Strömungsmittelverriegelung im Zylinder bilden, so

d aß der Kolben gegen eine Bewegung festgehalten werden kann, um die Ausgangswelle in jeder beliebigen Winkellage zu verriegeln.

Die Neuerung wird nunmehr anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigt

■Pig. 1 einen Schnitt durch die Druckmittelbetätigungsvorrichtung,

Pig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Pig. T, während

Pig. 3 eine Draufsicht von Pig. 1 darstellt.

Gemäß den Zeichnungen weist die Betätigungsvorrichtung ein Hauptgehäuse 1 auf, welches eine Bohrung 2 an gegenüberliegenden Enden desselben hat, wobei jede Bohrung das innere ^s offene Ende eines Druckmittelzylinders 3 aufnehmen kann, während das äußere Ende jedes Zylinders durch eine Fndwänd 4 abgeschlossen ist, wobei jeder Zylinder durch nicht gezeigte Befestigungsmittel in seiner Betriebsstellung in seiner Bohrung befestigt ist. Die Zylinder 3 sind in Plucht miteinander angeordnet, wobei die inneren Enden im Abstand von-

einander gehalten sind und der Spalt zwischen den Zylinderenden eine Kammer 5 im Inneren des Gehäuses bildet. Ein Kolben 6 erstreckt sich über den Spalt hinweg, wobei die Axiallänge des Kolbens derart ist, daß die gegenüberliegenden Enden desselben sieh je in einem Zylinder 3 befinden. Eine Ausgangswelle 7 erstreckt sich durch das Gehäuse hindurch, wobei die Achse der Welle im rechten Winkel zur Achse der Zylinder 3 angeordnet ist, und zwar symmetrisch zwischen den Zylindern und versetzt oder verschoben zu einer Seite der Achse der Zylinder. Die Ausgangswelle ist in glatten lagerbohrungen 8 im Gehäuse 1 drehbar gehalten, wobei sich die gegenüberliegenden Enden 9 der Ausgangswelle außerhalb des Gehäuses erstrecken. Die Ausgangswelle ist in ihrem Mittelbereieh mit einem Paar von axial im Abstand voneinander gehaltenen, sich diametral erstreckenden löchern versehen, von denen jedes das eine Ende', eines Armes 11 aufnimmt, wobei die Arme durch eine sieh axial erstreckende Bohrung in der Ausgangswelle hindurchgetrieben wird und durch ein Loch in jedem Arm 11 hindurchführt. Das eine der Enden 9 der Ausgangswelle ist mit einer Yersenkbohrung /counterbored/ versehen, wie bei 13 gezeigt, um den Zusammenbau mit dem Verriegelungsstift 12 zu ermöglichen. Das radial äußere Ende jedes Armes 11 greift in einem von einem Paar von diametralen Löchern 14 in einem Kurbelzapfen 15 gleitbar ein, welcher durch ein diametrales Loch 16 im Kolben 6 hindurchführt und an einer Mittelstelle der Länge dessel-

ben angeordnet ist. Wie in Fig. 2 gezeigt, sind die Arme 11 an gegenüberliegenden Seiten des Kolbens angeordnet,, welcher maschinell bearbeitet ist, um einen Schlitz 17 (Fig. 1) an jeder Seite desselben im Bereich des Kurbelzapfens vorzusehen. Die Anordnung ist so getroffen, daß beim Zulassen von

den
Druckmittel in den einen oder/anderen Zylinder der Kolben axial verdrängt wird und dadurch den Armen 11 eine Schwenkbewegung übermittelt, woraufhin sich die Ausgangswelle dreht, und daß Ausmaß einer solchen Drehbewegung hängt von dem Ausmaß der Axialbewegung des Kolbens ab.

Die Lieferung von Druckmittel zu den Zylindern 3 wird durch Steuerventile geregelt, die in dem Gehäuse 1 eingebaut sind. Wie in Pig. 1 gezeigt, ist das Gehäuse 1 mit einer Sackbohrung 18 versehen, welche ein Gehäuse für eine Steuerventilanordnung bildet. Die Ventilanordnung weist zwei zylinderische Tentilblöcke 19 und 20 auf, die mit ihren Enden gegeneinander in der Bohrung angeordnet sind und axial in dieser durch einen Yersehlußstopfen 21 befestigt sind, der in das offene Ende der Saokbohrung 18 geschraubt ist. Dichtungsringe 22 sind vorgesehen, um ein Ausleoken von Druckmittel in dem Ventilgehäuse zu verhindern. Der innere Ventilblock 19 ist an seinem Umfang mit einer Ringnut 23 versehen, die sich in Flucht mit dem inneren Ende einer Öffnung 24 durch die Wand des Gehäuses 1 hindurch befindet. Eine mittig angeordnete Axialbohrung im inneren Ventilblock 19 nimmt

einen gleitenden Plunger- oder Tauchkolben 25 auf, der ein Tellerventil /poppet valve/ 26 abstützt, dessen Kopf sich in einer Einsparung 27 im inneren Ende des Ventilblocks 19 befindet, während der Tentilstössel in eine Gewindebohrung im gier baren Plungerkolben 25 geschraubt ist. Das Ventil 26 steht unter Federspannung durch eine Druckfeder 28, und die Feder-Wirkung drückt den Ventilkopf in seinen Sitz gegen das Ende des Ventilblocks 19. Eine Radialbohrung 29 im Ventilblock 19 verbindet die Öffnung 24 mit einem Ringraum 30 zwischen dem Plungerkolben 25 und dem Loch im Ventilblock, und das Ventil 26 schließt, wenn es sich in seinem Sitz befindet, die Öffnung 24 zu einem Durchgang 31 im Gehäuse, welcher Durchgang durch einen v/eiteren Durchgang 32 verbunden ist, der sich ebenfalls im Gehäuse befindet, und einen Durchgang 33 durch die Wand des linken Zylinders 3 (^ig· I)· Der Ventilblock 20 ist ebenfalls mit einem Tellerventil versehen, welches gleich wie das Ventil 26 ist. Dieses weitere Tellerventil ist bei 34 gezeigt und wird von einem Plungerkolben 35 gehalten, der in einem mittig angeordneten Axialloch im Ventilbloek gleitend angebracht ist. Das Tellerventil 34 steht unter Federspannung durch eine Druckfeder 36, wobei die lederwirkung das Ventil in seinen Sitz gegen das benachbarte Ende des VentilHoeks 20 drückt. Die Tellerventile 26 und 34 sind axial in Flucht miteinander. Der umfang des VentilbTocks 20 hat eine 'Ringnut 37 in Verbindung mit dem inneren Ende einer weiteren Öffnung 38 im Gehäuse 1, wobei eine Radialbohrung 39 im Ventilblock 20 die Ringnut

37 mit einem Ringraum 40 um den Plunger 35 herum verbindet, und wobei das Tellerventil 34, wenn es sieh in seinem Sitz befindet, die weitere Öffnung 38 zu einem Durchgang 41 im G-ehäuse 1 schließt, welcher Durchgang über eine Bohrung 42 in der Wand des rechten Zylinders 3 (E¹Ig. 1) mit dem Inneren dieses Zylinders eine Verbindung herstellt.

Der Ventilblock 20 ist ebenfalls mit einer zylindrischen Aussparung 43 versehen, in welcher sich ein schwimmender Kolben 44 befindet, wobei die inneren Enden der Plunger 25 und 35 in die Aussparung hineinragen. Axialbohrungen 45 und 46 in den Ventilblöcken 19 bzw. 20 verbinden die gegenüberliegenden Enden der zylindrischen Aussparung mit den Sadialbohrungen 29 und 39.

Im Betrieb sind die Öffnungen 24 und 38 mit einem Hauptsteuerventil (nicht gezeigt) verbunden, welches für die Betätigung durch eine Betätigungsperson /operator/ eingerichtet ist, wobei das Ventil gleichzeitig die eine der Öffnungen mit der Druckmittellieferung und die andere zum Ausfluß verbindet, wobei der Kolben 6 in der einen oder der anderen Richtung bewegt werden kann, um eine entsprechende Drehung der Ausgangswelle zu bewirken. In Pig. 1 ist der Kolben 6 an der Grenze seines Hubes nach rechts gezeigt, so daß die Ausgangswelle 7 sich an der Grenze ihrer Drehung im Gegenuhrzeigersinn befindet. Wenn das Hauptsteuerventil nun

"betätigt wird, um Druckmittel zu der öffnung 38 zuzulassen und um die Öffnung 24 zum Entleeren zu "bringen, wird das Tellerventil 34 durch das Druckmittel aus seinem Sitz gehoben, wobei das Druckmittel außerdem auf den schwimmenden Kolben 44 wirkt, so daß derselbe sichWch links (Fig. 1) bewegt, um das Tellerventil 26 aus seinem Sitz zu heben. Der linke Zylinder 3 wird somit zum Entleeren geöffnet, s-o daß Druckmittel, welches in den rechten Zylinder 3 eintritt, den Kolben 6 nach links verdrängen kann, um eine Drehung der Welle 7 im Uhrzeigersinn zu bewirken, wobei das Hauptventil wieder in eine neutrale Stellung gebracht wird, um die Lieferung ion Druckmittel zum Zylinder zu unterbrechen, wenn das gewünschte Ausmaß der Drehung der Äusgangswelle erreicht ist. Wenn das Hauptventil sieh in der neutralen Stellung befindet, kehren beide Tellerventile in die geschlossene Stellung durch ihre jeweiligen Federn zurück, wobei der Kolben 6 in der eingestellten lage durch die Druckmittelveniegelung gehalten wird, welche durch das Schließen der Tellerventile entstanden ist.

In der in den Zeichnungen gezeigten Bauweise ist ein Gewindebolzen 47 in der Wand 4 des geschlossenen Endes jedes Zylinders 3 vorgesehen. Die Bolzen liefern Begrenzungsanschläge, welche eingestellt"werden können, um die G-renzstellung des Hubes des Kolbens 6 zu verändern, wobei die Bolzen in der eingestellten Lage durch eine Terriegelungsmutter 48 befestigt sind. Zusätzlich ist jeder Zylinder 3 mit einem Ablaßventil 49 (Fig. 3) versehen.

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Die neuerungsgemäße Drehbetätigungsvorrichtung kann entweder hydraulisch oder durch Gasdruck betätigt werden. Außerdem kann dieselbe einen Anzeiger derjenigen Art aufweisen, welcher in der Anmeldung Ur (Anwaltsakte

64 056) mit dem Titel: "LaQeanzeigevorrichtung" offenbart ist, um die Winkelstellung der Ausgangswelle 7 anzuzeigen.

Die !Teuerung betrifft auch Abänderungen der im beiliegenden Schutzanspruch 1 umrissenen Ausführungsform und bezieht sich vor allem auch auf sämtliche !"euerungsmerkmale, die im einzelnen — oder in Kombination — in der gesamten Beschreibung und Zeichnung offenbart sind.

Schutzansprüche

Claims (7)

1. Druckmittelbeaufschlagte Betätigungsvorrichtung zur Erzeugung einer Drehbewegung, gekennzeichnet durch ein Gehäuse mit Lagern, welche eine Ausgangswelle halten, ein Paar von Druckmittelzylindern, die in dem Gehäuse eingebaut und mit ihren Achsen im rechten Winkel zur Drehachse der Ausgangswelle angeordnet sind, einen Kolben, der sich zwischen den Zylindern erstreckt, Kupplungsmittel, die sich zwischen der Ausgangswelle und dem Kolben erstrecken, die so angeordnet sind, daß eine Axialverdrängung des Kolbens in einer oder der anderen Richtung eine Drehbewegung der Ausgangswelle venrsacht, wobei die Kupplungsmittel aus einem Paar von Armen bestehen, von denen jeder am einen Ende an der Ausgangswelle befestigt ist, so daß er sich radial von dieser aus erstreckt, während das gegenüberliegende Ende jedes Armes mit einem Kurbelzapfen verbunden ist, der auf dem

Korben sitzt und an einem Zwischenstück der länge desselben angeordnet ist, wobei die Arme gleitend mit dem Kurbelzapfen verbunden sind, um eine Schwing- oder Schwenkbewegung der Arme während einer Axialbewegung des Kolbens zuzulassen.

2. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Yentil jedem Zylinder zugeordnet ist, wobei diese Yentile durch Druckmittel gleichzeitig zu betätigen sind, welches der Betätigungseinrichtung zur Bewirkung einer Kolbenbewegung zugeliefert wird, damit das Strömungsmittel in einen der Zylinder strömen kann und den anderen zum Abfließen öffnen kann.

3. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tentile in dem Gehäuse eingebaut sind.

4. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Tentile eine Strömungsmittelverriegelung in den Zylindern bilden, um den Kolben gegen eine Bewegung festzuhalten um die Ausgangswelle in jeder gewünschten Winkellage zu verriegeln.

5. Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche

2 bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß die Yentile ein Paar von Tellerventilen sind, welche sich normalerweise in ihrem Sitz befinden, um den zugeordneten Zylinder gegen die liefer-

quelle für Druckmittel zu verschließen, wobei durch das Abheben des einen der Yentile durch Druckmittel zum Zulassen dieses Druckmittels zu dem zugeordneten Zylinder das andere Yentil abgehoben wird, um den zugeordneten Zylinder für das Entleeren zu öffnen.

6. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 5_} dadurch gekennzeichnet, daß die Tellerventile in Tandemanordnung mit einem schwimmenden Kolben dazwischen vorgesehen sind, so daß Druckmittel, welches eines der Yentile aus dem Sitz hebt, auf den schwimmenden Kolben wirkt, um denselben zu verdrängen, um das andere Yentil auf seinem Sitz zu heben.

7. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein von einer Betätigungsperson betätigtes Hauptventil /main operator actuated valve/ zum Steuern der Druckmittellieferung nach der Betätigungsvorrichtung vorgesehen ist, wobei dieses Hauptventil von einer neutralen Stellung aus zu betätigen ist, in welcher die Lieferung von Druckmittel zur Betätigungsvorrichtung nach einer von zwei Stellungen abgeschaltet ist, in einer von welchen einer der .Zylinder mit der Druckmittellieferquelle verbunden ist, während der andere mit dem Abfluß verbunden ist.