DE2151076A1

DE2151076A1 - Drehvorrichtung

Info

Publication number: DE2151076A1
Application number: DE19712151076
Authority: DE
Inventors: Yasuo Higuchi
Original assignee: CHUKYO GIJUTSU CENTER KK
Current assignee: CHUKYO GIJUTSU CENTER KK
Priority date: 1970-10-13
Filing date: 1971-10-13
Publication date: 1972-04-20
Also published as: FR2110383B1; DE2151076B2; DE2151076C3; FR2110383A1; JPS4835667B1; GB1332575A; US3750535A; IT939974B

Description

Patentanwalt Dipl.-Phys. Gerhard Lied!

KABUSHIKI KAISHA CHUKYO GIJUTSU CENTER , No. 1-33, Kudan-Kita 4-chome, Chiyoda-ku, TOKYO / Japan

Drehvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Drehvorrichtung mit jeweils einem Verschlußdeckel an ihren Stirnseiten, einer mittig in den Verschlußdeckeln gelagerten Drehwelle, einem innerhalb etes Zylinders an den Verschlußdeckeln befestigten feststehenden Flügel und einem an der Drehwelle befestigten beweglichen Flügel. Eine solche Drehflügelvorrichtung mit quadratischen Dichtungen kann als Krafltjielle für eine Drehbewegung mit begrenztem Drehwinkel bei industriellen Maschinenanlagen im allgemeinen und beim Öffnen und Schließen von Flügelventilen verwendet werden.

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Zu diesem Zweck sind zur Vermeidung von inneren Leckverlusten an Flüssigkeit innerhalb des Zylinders bei dieser Art von Drehvorrichtung zwischen dem Zylinder und den Deckeln Dichtungen vorgesehen, die beispielsweise aus synthetischem Gummi u. dgl. hergestellt sind. Jedoch weist diese bekannte Vorrichtung einen Nachteil dahingehend auf, daß an der Stoßkante der sich berührenden Oberflächen ein kleiner Zwischenraum gebildet wird, wodurch die Flüssigkeit innerhalb des Zylinders durch den Zwischenraum radial entlang der Stirnseite austreten kann. Es ist insbesondere bei derjenigen Ausführungsform, bei der die Stirnseiten vollständig mit Dichtungen belegt und in dem Zylinder eingesetzt r sind, schwierig, eine befriedigende Lebensdauer zu erreichen, da die

Dichtungen stark zusammengedrückt und verformt werden, wodurch deren Abnutzung beschleunigt wird. Andererseits stellt eine Drehvorrichtung des linearen Zylindertyps zum Übertragen einer linearen Bewegung in eine Drehbewegung bei hoher Abdichtungsgüte eine relativ komplizierte Konstruktion dar und ist aufwendig in der Herstellung.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Drehflügelvorrichtung zu schaffen, die im Aufbau einfach und leicht herzustellen ist sowie eine hohe Dichtungsgüte und Lebensdauer aufweist.

* Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Drehvorrichtung mit jeweils

einem Verschlußdeckel an ihren beiden Stirnseiten, einer mittig in den Verschlußdeckeln gelagerten Drehwelle, einem innerhalb des Zylinders an den Verschlußdeckeln befestigten feststehenden Flügel und einem an der Drehwelle befestigten beweglichen Flügel gemäß der Erfindung vorgesehen, daß an der Innenseite des Zylinders und/oder auf dem äußeren Umfang der Welle Dichtungen aus Kunstharz angeordnet sind, die durch die Verschlußdeckel axial zusammengedrückt werden und daß am feststehenden und am beweglichen Flügel quadratische bzw. viereckige Dichtungen vorgesehen sind.

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Vorzugsweise ist die Dichtung für den äußeren Umfang der. Welle ringförmig und weist zur Befestigung des beweglichen Flügels an der Welle in axialer Richtung Bohrungen auf.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung können stattdessen jedoch die Innenseite des Zylinders und/oder der äußere Umfang der Welle auch mit blattförmigen Dichtungen belegt sein.

Schließlich liegt es im Rahmen der Erfindung, daß der eine Verschlußdeckel mit der Welle und dem beweglichen Flügel drehfest verbunden und an der Außenseite des anderen Verschlußdeckels ein Axiallager angeordnet ist, durch welches der Verschlußdeckel mittels einer mit der Welle verschraubten Gewindemutter in axialer Richtung festgelegt ist.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung. Diese zeigt in

Fig. 1 die Seitenansicht einer Ausführungsform der Drehvorrichtung;

Fig. 2 einen Schnitt entlang Linie Π-Π in Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt entlang Linie ΙΠ-ΙΠ in Fig. 2;

Fig. 4 einen Schnitt entlang Linie IV-IV in Fig. 2;

Fig. 5 eine Dichtung für die Welle in Draufsicht;

Fig. 6 eine teilweise geschnittene Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Drehvorrichtung und

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Fig. 7 die Innenkante der erfindungsgemäßen und der bekannten Drehvorrichtung in vergleichender Gegenüberstellung. .

Wie aus Fig. 1 bis 4 ersichtlich, umschließt ein Zylinder 1 der Drehvorrichtung eine an einem linken sowie rechten Verschlußdeckel 2, 3 gelagerte Drehwelle 4 und bildet zwischen den Verschlußdeckeln 2, ,3 und dem äußeren Umfang der Welle 4 eine Druckkammer 5. An der Innenseite des Zylinders 1 und/oder auf dem äußeren Umfang der Welle 4 ist jeweils eine Dichtung 6 bzw. 9 angeordnet, die aus Kunstharz, beispiels-

bei weise Fluorharz, besteht und einen niedrigen Reibungs&ert sowie eine entsprechende Eleastizität aufweist; sie ist derart bearbeitet, daß die Kan ten beider Stirnseiten genau ausgebildet sind.; Außerdem wird;die Dichtung 6 bzw. 9 durch die Verschlußdeckel 2 und β in axialer Richtung zusammengedrückt. Die Druckkammer 5 des Zylinders 1 ist dadurch abgedichtet, daß die Stirnteile 7, 8 der Dichtung 6 und/oder die Stirnteile IQ 11 der Dichtung 9 gegen die Stirnwände der Verschlußdeckel 2 und 3 gedrückt sind. Bei dieser Ausführungsform ist die Dichtung 6 bzw. 9 ringförmig ausgebildet und die Dichtung 6 ist beispielsweise, wie aus Fig. 5 ersichtlich, zur Befestigung eines beweglichen Flügels 12 auf der Welle 4 mit einer Gewindelochbohrung IJ und Zapfenlochbohrungen 14a, _ü!14b versehen. ■-/:■-'■_'

Wie aus Fig. 2 und 3 ersichtlich, ist der bewegliche, innerhalb der Druckkammer 5 zusammen mit der Dichtung 6 verschiebbare Flügel 12 mittels eines Gewindebolzens 15 und Zapfen 16a und 16b auf der Welle 4 befestigt, so daß die Dichtung 6 zusammen mit der Welle 4 gedreht werden kann, sobald sich der bewegliche Flügel 12 dreht. Demgegenüber ist der feststehende Flügel 17, wie aus Fig. 2 und 3 ersichtlich, mittels Zapfen 18a, 18b, 19a und 19b an dem rechten und linken Verschlußdeckel 2 und 3 der Drehvorrichtung befestigt. Zur Vermeidung von Innenleckverlusten der Flüssigkeit oder des Gases in der Druckkammer 5 sind der bewegliche Flügel 12 und der

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Ergänzungsblatt zur Offenlegungsschrift 2 151 076

Offenlegungstag: 2 O.April 1972 -C^- Deutsche Kl.: 60a, 15/12

feststehende Flügel 17 mit quadratischen Dichtungen 20a, 20b und 21 versehen, die die Innenseite der Druckkammer 5 abdichten und einstükkig ausgebildet sind sowie die rechten Winkel aufweisen, die jeweils durch die Stirnteile 7, 8 der Dichtung 6 und/oder die Stirnteile 10, 11 der Dichtung 9 gebildet werden.

(oder Gas) Die von der Außenseite der Drehvorrichtung zugeführte Flüssigkeit/strömt, wie aus Fig. 2 ersichtlich, durch Einlaßöffnungen 22 oder 23 in die Druckkammer 5 und bewirkt, daß sich der bewegliche Flügel 12 verschiebt und die Dichtung 6 sowie die Welle 4 innerhalb eines vorgegebenen Winkelbereiches drehen.

Wie in Fig. 6 dargestellt, ist die Welle 4 mittels eines am Verschlußdeckel 3a vorgesehenen Lagers 31 drehbar gelagert und durch ein Axiallager 32 mittels einer Gewindemutter 33 festgelegt. Bei dieser Ausführungsform sind die Dichtungen 6 und/oder 9 in axialer und radialer Richtung einer elastischen Beanspruchung unterworfen, um eine vollständige Abdichtung der sich berührenden Oberflächen und deren Kanten zu erreichen.

Wie weiterhin aus Fig. 6 ersichtlich, ist der bewegliche Flügel 12 an dem Verschlußdeckel 2a mittels eines Zapfens 34 und der Verschlußdeckel 2a seinerseits an der Welle 4 befestigt. Aus diesem Grund drehen der bewegliche Flügel 12, der Verschlußdeckel 2a und die Welle 4 innerhalb des Zylinders la gemeinsam. Auch bei dieser Ausführungsform können die Dichtungen 6 und/oder 9 gegen die Auflageflächen gepreßt werden, um diese und deren Kanten vollständig abzudichten.

Die gleiche Wirkung läßt sich mittels einer blattförmigen Dichtung anstelle der ringförmigen Dichtung 6 oder 9 an der Innenseite des Zylinders 1 oder auf dem äußeren Umfang der Welle 4 erreichen, wobei die blattförmige Dichtung dort entsprechend befestigt wird.

ORiGINALIWSPECTEO

Wie schon beschrieben, läßt sich die Drehvorrichtung gemäß der Erfindung dadurch abdichten, daß die Dichtungen 6 und/oder 9, die an der Innenseite des Zylinders 1 und/oder auf dem äußeren Umfang der Welle vorgesehen sind, mittels der Verschlußdeckel 2 und 3 der Drehvorrichtung in axialer Richtung dauernd zusammengedrückt und die Stirnteile 7, 8 der Dichtung 6 und/oder die Stirnteile 10,11 der Dichtung 9 gegen die Stirnseiten der Verschlußdeckel 2 und 3 gepreßt werden.

Wie aus der oberen Zeichnung in Fig. 7 ersichtlich, kann sich bei der bekannten Ausführungsform der Drehvorrichtung, bei der eine quadrati-

" sehe Dichtung 51 und eine Dichtung 52 angewendet wird, an der eine Ecke

bildenden Stelle leicht ein Zwischenraum 53 ausbilden, der ein ernsthaftes Arbeitsproblem hinsichtlich der Abdichtung darstellt. Da jedoch bei der Drehvorrichtung gemäß der Erfindung durch die Stirnteile 7, 8 der Dichtung 6 und/oder die Stirnteile 10,11 der Dichtung 9, wie aus der unteren Zeichnung in Fig. 7 ersichtlich, ein rechter Winkel gebildet und somit innerhalb der Druckkammer 5 in Verbindung mit dem durch die quadratischen Dichtungen 20a, 20b und 21 gebildeten rechten Winkel ein Abdichteffekt erzielt wird, kann die Abdichtung gegenüber der Flüssigkeit, die in Umfangsrichtung entlang den Stirnwänden der Verschlußdeckel 2 und 3 der Drehvorrichtung auszutreten sucht, vorteilhafterweise verbes-

' sert werden. Weil weiterhin die Gleitflächen der Verschlußdeckel 2, 3

und der Dichtung 6, die sich zusammen mit der Welle 4 und dem beweglichen Flügel 12 dreht, in einer Fläche-auf-Fläche erfolgenden Berührung gegeneinander gleiten, wird die Dichtung nicht verformt und dementspre-

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chend die Abdichtungsgüte in der Druckkammer 5 nicht verschlechtert. Da weiterhin die Dichtungen 6 und/oder 9 durch die Verschlußdeckel 2 und 3 in axialer Richtung zusammengedrückt werden, wird über die gesamte Länge der Dichtungen 6 und/oder 9 eine gleichmäßige elastische Beanspruchung erzeugt; sogar dann, wenn die Stirnwände der Verschlußdeckel 2 und 3 durch das Gleiten der Stirnteile 7 und 8 der Dichtung 6 ab-

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genutzt sind, verschieben sich die Stirnteile der Dichtung 6 in axialer Richtung entsprechend dem Grad der Abnutzung und gleichen den Verschleiß aus, wodurch die Lebensdauer der Drehvorrichtung verbessert werden kann. Diese kann ebenfalls dadurch erhöht werden, daß an den Stellen, an denen die Dichtungen 6 und/oder 9 die quadratischen

Dichtungen 20a, 20b und 21 berühren, keine Fuge gebildet wird.

Da die Dichtungen 6 und/oder 9 in axialer Richtung durch die Verschlußdeckel 2 und 3 zusammengedrückt und durch den von der Flüssigkeit ausgeübten Druck fest gegen die Innenfläche des Zylinders 1 bzw. den äußeren Umfang der Welle 4 gedrückt werden, weist die Drehvorrichtung gemäß der Erfindung den Vorteil auf, daß bei der Herstellung von anderen Teilen der Drehvorrichtung, beispielsweise den Teilen, an denen der Zylinder 1 mit den Verschlußdeckeln 2 und 3 in Berührung ist, keine besonders große !Sorgfalt hinsichtlich der Abdichtungsgüte erforderlich ist.

Die oben beschriebene Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drehvorrichtung weist eine ausgezeichnete Abdichtungsgüte im Vergleich zu derjenigen des Zylinders auf, bei dem eine kreisförmige Umfangsdichtung verwendet wird, und sie kann für Zwecke Anwendung finden, bei denen die bekannte Drehflügelvorrichtung aufgrund des Ausmaßes des inneren Leckverlustes nicht verwendet werden kann, beispielsweise bei der automatischen Steuerung von Kugelventilen.

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Claims

Patentansprüche

\l^brehvorrichtung mit jeweils einem Verschlußdeckel an ihren beiden Stirnseiten, einer mittig in den Verschlußdeckeln gelagerten Drehwelle,

einem innerhalb etes Zylinders an den Verschlußdeckeln befestigten festbefestigten stehenden Flügel und einem an der Drehwelle/beweglichen Flügel, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenseite des Zylinders (1) und/oder auf dem äußeren Umfang der Welle (4) Dichtungen (6 bzw. 9) aus Kunstharz angeordnet sind, die durch die Verschlußdeckel (2, 3) axial zusammengedrückt werden und daß am feststehenden und am beweglichen Flügel (17,12) quadratische bzw. viereckige Dichtungen (20a, 20b, 21) vorgesehen sind.
2. Drehvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (6) für den äußeren Umfang der Welle (4) ringförmig ist und zur Befestigung des beweglichen Flügels (12) an der Welle in axialer Richtung Bohrungen (13,14a, 14b) aufweist.
3. Drehvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenseite des Zylinders (1) und/oder der äußere Umfang der Welle (4) mit blattförmigen Dichtungen belegt sind.
4. Drehvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Verschlußdeckel (2a) mit der Welle (4) und dem beweglichen Flügel (12) drehfest verbunden und an der Außenseite des anderen Verschlußdeckels (3a) ein Axiallager (32) angeordnet ist, durch welches der Verschlußdeckel mittels einer mit der Welle verschraubten Gewindemutter (33) in axialer Richtung festgelegt ist.

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