DE2832371A1

DE2832371A1 - Hydraulisch oder pneumatisch betaetigbarer drehantrieb

Info

Publication number: DE2832371A1
Application number: DE19782832371
Authority: DE
Inventors: Ottfried Kemp
Original assignee: Hausherr & Soehne Rudolf; Maschinenfabrik Rudolf Hausherr & Soehne & Co KG GmbH
Current assignee: Rudolf Hausherr & Soehne & Co Kg 4322 Sprock GmbH
Priority date: 1978-07-22
Filing date: 1978-07-22
Publication date: 1980-01-31

Description

"Hydraulisch oder pneumatisch betätigbarer Drehantrieb"
Die Erfindung betrifft einen hydraulisch oder pneumatisch betätigbaren Drehantrieb, welcher einen Zylinder aufweist, in dem ein mit Druckmittel beaufschlagbarer, im Zylinder axial verschiebbarer und drehbarer, zylinderförmiger Kolben angeordnet ist, welcher auf seiner Außen- und seiner Innenseite mit einem Gewinde mit entgegengesetztem Windungssinn-versehen ist, von dem das Gewinde auf der Außenseite des Kolbens mit einem Innengewnde des Zylinders und das auf der Innenseite des Kolbens mit einem Gewinde auf der Außenseite einer Abtriebswelle kämmt, welche im Gehäuse des Drehantriebes drehbar gelagert ist und sich in den zylinderförmigen Kolben erstreckt.
Drehantriebe der vorstehend genannten Art finden in der Praxis vielfach Verwendung, beispielsweise im Werkzeugmaschinenbau, an Baumaschinen, auf dem Mobilsektor, im Schiffbau usw.
Da diese bekannten Drehantriebe mit immer höheren Drücken beaufschlagt werden, beispielsweise von 200 bar und höher, entstehen sehr hohe Schubkräfte des Kolbens, welche vom Lager der Abtriebswelle auf genommen werden müssen. Durch die Anwendung des Hochdrucks werden aber die Baumaße der Drehkolbenantriebe bei relativ hohen Leistungen immer kleiner, was auch für die übrigen Bauteile, insbesondere die Lager, gilt. Diese vergleichsweise kleinen Lager können aber nur noch mit geringen Kräften belastet werden, so daß von daher der Anwendung höherer Drücke und der Erzielung einer kleineren Bauweise Grenzen gesetzt sind.
Von diesem Stand der technik ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung vorerwähnter Nachteile einen Drehantrieb der eingangs genannten Art zu schaffen, welcher mit vergleichsweise hohen Drücken bei kleinen Abmessungen betrieben werden kann, wobei durch einfache fertigungstechnische Mittel eine erhebliche Entlastung des Lagers der Abtriebswelle von den axialen Schubkräften des Kolbens erzielt wird.
Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß das Gewinde auf der Außenseite der Abtriebswelle einen größeren Steigungswinkel besitzt als das Gewinde auf der Außenseite des Kolbens. Auf diese Weise wird erreicht, daß die durch die Beaufschlagung des Kolbens mit Hochdruck entstehenden Axialkräfte zerlegt werden und somit an der Abtriebswelle auf grund ihrer steileren Gewindesteigung von ihren Axiallagern aufgenommen werden können. So kann das Verhältnis der Steigungswinkel der Gewinde auf den Außenseiten der Abtriebswelle und des Kolbens etwa 40 : 60 betragen. Wie ohne weiteres ersichtlich, führt die auf diese Weise erzielte Zerlegung der Schubkraft des Kolbens zu wesentlich kleineren Lagerkräften, so daß auch abmessungsmäßig kleinere Lager Verwendung finden können, mit dem Vorteil, daß der so an sich klein bauende Drehantrieb für eine Beaufschlagung mit Druckmittel unter Hochdruck, d.h. über 200 bar, geeignet ist.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Fuß- und/oder Kopfkreisdurchmesser der Gewinde auf den Außenseiten der Abtriebswelle und des Kolbens und/oder den Innenseiten des Kolbens und des Zylinders tiefer geschnitten als die Evolventen-Norm, so daß die mit Druckmittel beaufschlagten Räume beiderseits des Eingriffsbereichs des Gewindes auf der Außenseite des Kolbens und der Innenseite des Zylinders einerseits sowie die Räume zwischen der Stirnfläche und dem Boden des Zylinders und der Stirnfläche des Zylinders und einem Lagerbund der Abtriebswelle in einer einwandfreien Verbindung zueinander stehen, so daß eine Schmierung mit Drucköl erfolgt und besondere Schniermittelzuleitungen nicht erforderlich sind. Um diese Wirkung zu erhöhen, können auch einer oder mehrere Zähne der Gewinde auf der Außenseite der Abtriebswelle und des Kolbens und/oder den Innenseiten des Kolbens und des Zylinders ganz oder teilweise unterbrochen sein, so daß auch in diesen Bereichen Drucköl hindurchzutreten vermag.
Ein Ausführungebeispiel der Erfindung ist an Hand der Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigt diese eine geschnittene Ansicht eines Drehantriebes.
Mit 1 ist der Zylinder bezeichnet, welcher an seinen beiden Stirnseiten mittels der Deckel 2,3 verschlossen ist. Der Zylinder 1 besitzt an seiner Innenseite ein Gewinde 4, das sich über einen gewissen Bereich erstreckt.
In dem Zylinder 1 ist der Kolben 5 axial verschiebbar und drehbar angeordnet. Der Kolben 5 ist auf seiner Außenseite mit einem Gewinde 6 versehen, das mit dem Gewinde 4 an der Innenseite des Zylinders kämmt und einen Steigungswinkel zu 2 besitzt. Der Kolben 5, welcher zylinderförmig gestaltet ist, weist auch an seiner Innenseite ein Gewinde auf, welches mit 7 bezeichnet ist. Dieses Gewinde 7 kämmt mit einem Gewinde 8, das sich auf der Außenseite der Abtriebswelle 9 befindet, die sich in die Öffnung des zylinderförmigen Kolbens 5 erstreckt.
Das Gewinde 8 der Abtriebswelle 9 weist einen Steigungswinkel dU1 auf.
Die Abtriebswelle 9 erstreckt sich mit ihrem ringförmigen Bund 10 in eine entsprechend gestaltete Ausnehmung des Gehäusedeckel 3 sowie eines Einsatzes 11, wobei beiderseits des Bundes 10 Lager 12 vorgesehen sind.
Die Beaufschlagung des Kolbens 5 erfolgt einmal über die Durchtrittsöffnung 13 im Gehäusedeckel 2 oder 15 in der Wandung des Zylinders 1 und zum anderen über den Kanal 14 in der Wandung des Zylinders 1.
Die Wirkungsweise derartiger Drehkolbenantriebe ist bekannt, so daß diese nicht weiter geschildert ist.
Nach dem Vorschlage der Erfindung sind die Steigungswinkel oC 1 und dC2 der Gewinde 8 und 6 der Abtriebswelle 9 und des Kolbens 5 unterschiedlich bemessen, und zwar derart, daß der des Gewindes der Abtriebswelle 9 steiler, d.h. größer, ist als der des Gewindes 6 des Kolbens 5. Auf diese Weise wxd einer Zerlegung der vom Kolben 5 ausgeübten axialen Schubkraft erreicht, so daß nur noch ein bestimmter Anteil von den Lagern 12 der Abtriebswelle 9 aufgenommen werden muß.
Der Fuß- bzw. Kopfkreisdurchmesser der Gewinde 6 und 8 bzw.
der Gewinde 4 und 7 ist entgegen der Evolventen-Norm tiefer geschnitten, damit die Räume 16 und 17 beiderseits des der miteinander kämmenden Gewinde 4 und 6 des Zylinders 1 und des Kolbens 5 besser miteinander in Verbindung stehen, d.h. daß das Drucköl hindurchtreten kann. Das gleiche gilt für die Räume 19 und 20 zwischen dem Bodenbereich im Inneren des Kolbens 5 und der Stirnfläche der Abtriebswelle 9 einerseits sowie der Stirnseite des Randes des Kolbens 5 und dem in den Zylinder 1 eingesetzten Bauteil 11. Durch die Dichtung 18 in einer in der Außenseite des Kolbens 5 vorgesehenen Ringnut wird ein Überströmen des Druckmittels von der einen Seite des Kolbens 5 auf die andere verhindert.

Claims

PATENTANSPRÜCHE : Hydraulisch und pneumatisch betätigbarer Drehantrieb, welcher einen Zylinder aufweist, in dem ein mit Druckmittel beaufschlagbarer, im Zylinder axial-erschiebbarer und drehbarer zylinderförmiger Kolben angeordnet ist, welcher auf seiner Außenseite und seiner Innenseite mit einem Gewinde mit entgegengesetztem Windungssinn versehen ist, von dem das Gewinde auf der Außenseite des Kolbens mit einem Innengewinde des Zylinders und daß auf der Innenseite des Kolbens mit einem Gewinde au * er Außenseite eine Abtriebswelle kämmt, welche im Gehäuse des Drehantriebes drehbar gelagert ist und sich in den zylinderförmigen Kolben erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewinde (8) auf der Außenseite der Abtriebswelle (9) einen größeren Steigungswinkel eG 1 besitzt als das Gewinde (6) auf der Außenseite des Kolbens (5).
2. Hydraulisch und pneumatisch betätigbarer Drehantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Steigungswinkel n 2/ d, 1 der Gewinde (8,6) auf den Außenseiten der Abtriebswelle (9) und des Kolbens (5) etwa 0,4/0,6 beträgt.
3. Hydraulisch und pneumatisch betätigbarer Drehantrieb nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Fuß- bzw. Kopfkreisdurchmesser der Gewinde (6,8) auf den Außenseiten der Abtriebswelle (9) und des Kolbens (5) und/oder der Gewinde (7,4) auf der Innenseite des Kolbens (5) und des Zylinders (1) entgegen der Evolventen-Norm tiefer geschnitten sind.
4. Hydraulisch und pneumatisch betätigbarer Drehantrieb nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß einer oder mehrere der Zähne (6,8) auf der Außenseite der Abtriebswelle (9) und des Kolbens (5) und/oder der Gewinde (7,4) auf der Innenseite des Kolbens (5) und des Zylinders (1) ganz oder teilweise unterbrochen sind.