DE2461236A1 - Schwenkmotor - Google Patents

Description

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Wiesbaden, den 19.Dezember 1974 Fall I M 318

CHARLES MANIGLEY & CIE CH - 2572 S u t ζ - Blei

SCHWEIZ

Schwenkmotor

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schwenkmotor mit einem durch Druckmittel hin- und herbewegbaren Kolben, der mit Innen- und Aussengewinde versehen ist, die je in ein Innengewinde am Motorgehäuse bzw. ein Außengewinde einer Motorwelle greifen, derart, dass bei Verschiebung des Kolbens eine sich addititiv überlagernde Relativdrehung zwischen dem Motorgehäuse und dem Kolben einerseits und zwi-

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sehen dem Kolben und der Motorwelle anderseits auftritt. Ein solcher Schwenkmotor ist bekannt aus der DT-PS 1 121 475. Dieser Schwenkmotor ist asymmetrisch aufgebaut, wobei die Motorwelle nur einseitig vorragt. Die Einbaumöglichkeiten sowie die Möglichkeiten zum eventuellen Anbau von Hilfsaggregaten, z.B. einem Anschlagmechanismus,sind begrenzt. Die wirksamen Kolbenflächen sind nicht in beiden Arbeitsrichtungen gleich gross, was die Steuerung erschwert. Die Dichtungsmanchetten für den Kolben sind fest mit demselben verbunden, was bedeutet, dass diese.Manchetten bei der axialen Verschiebung zugleich auf den Zylinderflächen drehen müssen. Das erschwert die Erzielung einer tadellosen Dichtung und setzt den Wirkungsgrad und die Lebensdauer herab.

Es ist das Ziel der Erfindung, einen Schwenkmotor der oben beschriebenen Art durch Symmetrierung zu verbessern. Der erfindungsgemässe Schwenkmotor ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben eine mit Innen- und Aussengewinde versehene Hülse und an deren Enden lose anliegende, gleichartige Kolbenringe aufweist, von welchen jeder in einem Zylinderteil zwischen einer zylindrischen Gehäusewand und einem zylindrischen Abschnitt der Motorwelle angeordnet ist. Es lässt sich damit bei einfachem Aufbau und einfacher Monta-

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ge eine weitgehende Symmetrie erreichen, indem gleichartige und gleich dimensionierte Kolbenringe in gleichartigen Zylinderräumen beweglich angeordnet sind. Da die Kolbenringe lose sind, drehen sie nicht mit, sodass nur an den verhältnismässig kleinen, gegen die Motorwelle anliegenden Dichtungsmanchetten Reibung infolge Relativdrehung auftritt.

Vorzugsweise kann das Motorgehäuse aus zwei gleichartigen Stirnf!ansehen, einem mittleren Gehäusering mit Innengewinde und zwei je zwischen einem Stirnflansch und dem Gehäusering angeordneten Zylindermäntelnaufgebaut sein. Diese Teile können lösbar verschraubt sein, derart, dass der Gehäusering bei gelöster Verschraubung zur Einstellung des Drehbereiches des Motors verdreht werden kann.

Mit einem der Stirnflansche kann eine Anschlagvorrichtung verbunden sein, die zwei Anschläge stufenlos zu verstellen und damit Drehbereiche um beliebige Schwenkwinkel zwischen 0 und 360° zu bestimmen gestattet.

Anhand der Zeichnung wird nun ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Schwenkmotors erläutert. In der Zeichnung zeigt:

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Fig. 1 einen Längsschnitt,

Fig. 2 eine Draufsicht,
Fig. 3 eine Stirnansicht,

Fig. 4 einen Schnitt nach Linie IV-IV in Fig. 1 und Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Anschlagklinke und eines Anschlagzapfens.

Der dargestellte Schwenkmotor weist ein Gehäuse mit zwei gleichartigen Stirnflanschen 1, einem mittleren Gehäusering 2 und zwei gleichartigen, je zwischen einem Stirnflansch und dem Gehäusering angeordneten Zylindermänteln 3 auf. Die beiden Stirnflansche 1 sind mittels Schrauben 4 miteinander verschraubt und spannen die Zylindermäntel 3 und den Gehäusering 2 zwischen sich ein. In den beiden Stirnflanschen 1 ist die Motorwelle 5 gelagert, die beidseitig über die Stirnflansche herausragt. Ein Mittelteil 5^! der Welle 5 ist mit einem steilen Aussengewinde versehen. Der Gehäusering 2 ist mit einem entsprechenden Innengewinde 2¹ versehen. In die Gewinde der Welle 5 und des Gehäuseringes 2 greifen entsprechende Innen- bzw.. Aussengewinde einer Gewindehülse 6.

den Stirnseiten der Gewindehülse 6 liegen Kolbenringe 7 mit Dichtungsmanchetten 8 und 9 lose an. Die Kolbenringe 7

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bilden zusammen mit dem Gewindering 6 den axial beweglichen Kolben. Die Kolbenringe bewegen sich dabei in Zylinderräumen, die von den Zylindermänteln 3 aussen und von zylindrischen Teilen 5" der Welle 5 innen begrenzt werden. Mit den Stirnflanschen 1 und den Schrauben 4 sind Armaturen zur Zufuhr und Regelung des zuzuführenden Druckmittels, u.a. Regulierventile 10 mit Regulierschrauben 10' aufgesetzt. ·

Mit dem in Fig. 1 rechts liegenden Stirnflansch 1 ist das Gehäuse U einer Anschlagvorrichtung verschraubt. Mit dem dieses Gehäuse durchsetzenden Teil der Welle 5 ist eine Nabe 12 verkeilt, in die ein beidseitig vorragender Anschlagstift 13 eingesetzt ist. Die Nabe 12 trägt einen Lagerring 14 aus Sinterbronze, auf dem zwei ringförmige Anschlagträger 15 und 16 mit je einer Schneckenverzahnung gelagert sind. In jede Schneckenverzahnung greift eine Schnecke 17, die von aussen mit einem Schraubenzieher gedreht werden kann. Mit jedem Anschlagträger ist ein Anschlagsegment 18 verstiftet, gegen dessen eine Anschlagfläche eine am Anschlagträger schwenkbar gelagerte Anschlagklinke 19 unter der Wirkung einer Feder 20 anliegt. Die inneren Enden der Klinken 19 ragen in den Weg des Anschlagstiftes 13 und begrenzen damit die Bewegung dieses

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Stiftes bzw. der Welle 5 in je einer Richtung. Die beiden Klinken 19 sind also in entgegengesetzter Richtung angeordnet und wirksam.

Arbeitsweise und Bedienung des dargestellten Schwenkmotors sind wie folgt:

In Fig. 1 befindet sich der Kolben 6, 7 in einer Endlage, und somit befindet sich auch die Welle 5 in einer End-Winkellage, die durch einen Anschlag 19 bestimmt sein kann. Wird nun auf der rechten Seite des rechten Kolbenringes 7 Druckluft zugeführt, so wird der Kolben nach links verschoben. Dabei dreht sich die Gewindehülse 6 im Innengewinde 2¹ des Gehäuseringes 2 in einem bestimmten Drehsinn und treibt zugleich im selben Drehsinn das Gewinde 5' der Welle 5 an. Die Beiden Drehungen überlagern sich dabei additiv, womit bei 'einem relativ kurzen Kolbenhub eine totale Drehung der Welle 5 um etwas mehr als 360 erzielt werden kann. Es ist daher möglich, Drehwinkel bis zu 360 genau durch die Anschläge 19 zu bestimmen, d.h. die Endstellungen können immer eindeutig durch die Anschläge 19 bestimmt werden und nicht durch Anschlag der Kolbenringe 7 gegen die Flansche ,1 oder den Gehäusering 2.· Der Schwenkmotor kann aber auch ohne wirksame Anschläge, bzw. ohne

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Anschlagvorrichtung verwendet werden, wenn die Endlagen der zu betätigenden Maschinenteile durch der Maschine eigene Anschläge bestimmt sind.

Die Einstellung der Anschläge erfolgt, wie erwähnt, durch Drehen der Anschlagträger 15 mittels der Schnecken 17. Hierbei kann z.B. der in Fig. 5 dargestellte Anschlag 19 den Anschlagstift 13 im Uhrzeigersinn überlaufen, was die Einstellung erleichtert. In diesem Zusammenhang sei erwähnt, dass der Änschlagstift 13 bei einem Schwenkbereich von 360 aus beiden Richtungen bis in die in Fig. 5 darge stellte Endstellung gelangen muss. Das ist möglich dank der nur in einer Richtung wirksamen Klinke 19, die in der anderen Richtung federnd ausweichen kann.

Der etwas mehr als 360 betragende Schwenkbereich der Wel le 5 bezüglich des Motorgehäuses kann verschoben werden, indem bei gelösten Schrauben 4 der Gehäusering 2 gedreht wird..Diese Drehung überträgt sich über die bei dieser Einstellung axial unbewegliche Gewindehülse 6 auf die Welle 5. In dieser Weise kann zusammen mit den Anschlägen 19 jeder beliebige Schwenkbereich mit völlig freier Wahl der Endstellungen eingestellt werden.

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Die Welle 5 kann dank ihrer Symmetrie im Mittelbereiche in beliebiger Orientierung eingebaut werden, und entsprechend kann die Anschlagvorrichtung am einen oder anderen Flansch 1 montiert werden. Damit werden die Einsatzmöglichkeiten des Schwenkmotors zusätzlich erweitert.

Die Kolbendichtung ist beim dargestellten Schwenkmotor ebensogut wie bei einem üblichen Zylinder zur Erzeugung gerader Bewegungen. Es treten also praktisch keine Leckverluste auf.

Es können bei entsprechender Vergrösserung des Kolbenhubs auch Schwenkwinkel über 360 , bis zu mehreren vollen Umdrehungen erzielt werden.

Der Schwenkmotor kann auch mit feststehender Welle und beweglichem Gehäuse verwendet werden.

Die verhältnismässig grosse Kolbenfläche erlaubt eine genaue Einstellung der Arbeitsgeschwindigkeit in weiten Grenzen.

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Claims (9)

PATENTANSPRUECHE:

1) Schwenkmotor mit einem durch Druckmittel hin- und herbewegbaren Kolben, der mit Innen- -und Aussengewinde versehen ist, die je in ein Innengewinde am Motorgehäuse bzw. ein Aussengewinde einer Motorwelle greifen, derart, dass bei Verschiebung des Kolbens eine sich additiv überlagernde Relativdrehung zwischen dem Motorgehäuse und dem Kolben einerseits und zwischen dem Kolben und der Motorwelle anderseits auftritt, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben' (6, 7) eine mit Innen- und Aussengewinde versehene Hülse

(6) und an deren Enden lose anliegende, gleichartige Kolbenringe (7) aufweist, von welchen jeder in einem Zylinderteil zwischen einer zylindrischen Gehäusewand (3) und einem zylin drischen Abschnitt (5¹¹) der Motorwelle (5) angeordnet ist.

2) Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Motorgehäuse zwei miteinander verschraubte Stirnflansche (1) aufweist, zwischen welchen zwei, je einen Zylinderteil bildende Zylindermäntel (3) und ein mittlerer Gehäusering mit Innengewinde (2) eingespannt sind.

3) Motor nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine trennbar am Motorgehäuse angebaute Anschlagvorrichtung (11).

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4) Motor nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagvorrichtung (11) mit einem der Stirnflansche (1) verschraubt ist.

5) Motor nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagvorrichtung (11) zwei unabhängig voneinander einstellbare, in entgegengesetzter Richtung wirksame Anschläge (18, 19) aufweist.

6) Motor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwei drehbare, ringförmige Anschlagträger (15, 16) je einen schwenkbaren, durch Federkraft je an einem Anschlag (18) des Anschlagträgers gehaltene Anschlagklinken (19.) vorgesehen sind.

7) Motor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagträger (15, 16) mit einer Schneckenverzahnung versehen sind und je über eine Schnecke (17) verstellbar sind.

8) Motor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorwelle (5) zwei aus dem Motorgehäuse ragende Wellenenden aufweist, von welchen das eine zum Aufsetzen der Anschlagvorrichtung (11) und das andere zur Verbindung mit einem zu betätigenden Maschinenteil bestimmt ist.

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9) Motor nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass beide Kolbenringe gleiche wirksame Fläche aufweisen.

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