DE2337407A1

DE2337407A1 - Hydraulic rotary actuator - driven shaft has ring and compensating channel system

Info

Publication number: DE2337407A1
Application number: DE19732337407
Authority: DE
Inventors: Ottfried Kemp
Original assignee: Hausherr & Soehne Maschf
Current assignee: Hausherr & Soehne Maschf
Priority date: 1973-07-23
Filing date: 1973-07-23
Publication date: 1975-02-06

Abstract

Actuators for high pressure applications suffer from the problem of excessive thrusts resulting in heavy axial bearing designs and consequently bulky actuator dimensions. The ring on the shaft rests alternatively on the one or the other thrust bearing according to the sense of rotation of the actuator and hence the direction of the thrust. The channel system connecting basically the two hydraulic power connections is fitted with non-return valves of opposite sense admitting fluid pressure to such a side of the ring as to counteract the prevalent thrust.

Description

DipL-Ing. A. Spalthoff 43 essen ι. den 20. Juli 1973 DipL-Ing. A. Spalthoff 43 eat ι. July 20, 1973

Patentanwalt l^^YL Patent Attorney l ^^ YL

Postachließfadi 1533 Telefon (02141) 772008Postachlassfadi 1533 Telephone (02141) 772008

Akten-Nr. 21 481 S/O in der Antwort bitte angebenFile no. 21 481 S / O please indicate in the answer

MASCHINENFABRIK RUDOLF HAUSHERR & SÖHNE KG., ^322 SPROCK-HÖVEL/WESTF. MASCHINENFABRIK RUDOLF HAUSHERR & SÖHNE KG., ^ 322 SPROCK-HÖVEL / WESTF.

DREHANTRIEBROTARY DRIVE

Die Erfindung betrifft einen hydraulisch oder pneumatisch betätigten Drehantrieb mit einem Zylinder, einer Abtriebswelle und einem druckmittelbetätigbaren, im Zylinder axial verschieblichen Kolben, welcher mit zwei Gewinden mit entgegengesetztem Windungssinn versehen ist, von denen das eine Gewinde mit einem Innengewinde im Zylinder und das andere Gewinde mit einem Gewinde der Abtriebswelle zusammenwirkt.The invention relates to a hydraulically or pneumatically actuated rotary drive with a cylinder, an output shaft and a pressure medium actuated axially in the cylinder sliding piston, which has two threads with opposite Winding sense is provided, of which one thread with an internal thread in the cylinder and the other thread cooperates with a thread of the output shaft.

Bei derartigen Drehantrieben, bei denen die Schubbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Abtriebswelle umgeformt wird, ist es sehr schwierig, auf höhere Drücke, beispielsweise von mehr als 100 atü, überzugehen, weil dann Drucklager in der erforderlichen Größe nicht mehr zur Verfügung stehen, die die Schubkraft des Kolbens aufnehmen können. Die Drucklager nehmenIn rotary drives of this type, in which the thrust movement of the piston is converted into a rotary movement of the output shaft, it is very difficult to go over to higher pressures, for example of more than 100 atmospheres, because then the pressure bearing is required Size are no longer available that can absorb the thrust of the piston. Take the thrust bearings

409886/0229409886/0229

dann eine derartige Größe an, daß sie in Drehantriebe herkömmlicher Größenordnung nicht mehr eingebaut werden können, so daß deren Abmessungen entsprechend vergrößert werden müssen, was jedoch einen ganz erheblichen Aufwand darstellt. then of such a size that they are more conventional in rotary actuators Order of magnitude can no longer be installed, so that their dimensions are increased accordingly have to, which, however, represents a very considerable effort.

Von diesem Stand der Technik ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung vorerwähnter Nachteile einen Drehantrieb der eingangs genannten Aft zu schaffen, welcher mit einer Druckentlastung für die Lager versehen ist, so daß bei herkömmlichen Lagergrößen zu weit höheren Drücken übergegangen werden kann, oder aber bei Beibehaltung der bisherigen Drücke kleiner dimensionierte Lager Verwendung finden können.Proceeding from this prior art, the invention is based on the object of avoiding the aforementioned disadvantages To create rotary drive of the aforementioned Aft, which is provided with a pressure relief for the bearings, so that at conventional bearing sizes can be switched to much higher pressures, or if the previous ones are retained Pressures smaller-sized bearings can be used.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Abtriebswelle einen ringförmigen Ansatz anweist, welcher beiderseits über ein Lager gegen den Zylinder abgestützt ist, und hinter dem abtriebsseitxgen Lager ein Ringraum vorgesehen ist, welcher über Bohrungen, Kanäle od.dgl. einmal mit der Druckmittelzufuhr für die eine Kolbenseite und zum anderen mit der Druckmittelzufuhr für die andere Kolbenseite verbunden ist, wobei sich in den beiden Verbindungen je ein Rückschlagventil befindet. Die Lagerung der Abtriebswelle wird auf diese Weise hydrostatisch entiastet, so daß die Drehkolbenzylinder auch mit höheren Drücken als 100 atü betrieben werden können, unter Beibehaltung der bisher verwendeten Lagergrößen oder aber bei Beibehaltung der bisherigen Drücke mit geringerAccording to the invention this is achieved in that the output shaft instructs an annular extension, which is supported on both sides via a bearing against the cylinder, and an annular space is provided behind the bearing on the output side, which through holes, channels or the like. once with the pressure medium supply is connected for one piston side and the other with the pressure medium supply for the other piston side, there is a check valve in each of the two connections. The storage of the output shaft is on this Way, hydrostatically relieved, so that the rotary piston cylinders can also be operated with pressures higher than 100 atü, while maintaining the previously used storage sizes or if the previous pressures are maintained with lower

409886/0229409886/0229

dimensionierten Lagern bestückt werden können.dimensioned bearings can be equipped.

Die Rückschlagventile sind so angeordnet, daß diese von den die Kolbenseiten beaufschlagerden Druckmittel geöffnet werden.The check valves are arranged so that they are opened by the pressure medium acting on the piston sides.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung werden die Rückschlagventile in den Endlagen des Kolbens über an diesen vorgesehene Ansätze, Stößel od.dgl. geöffnet, so daß eine Druckentlastung in den Endlagen zwangsläufig herbeigeführt wird.According to a further feature of the invention, the check valves in the end positions of the piston via lugs, plungers or the like provided on these. opened so that a pressure relief is inevitably brought about in the end positions.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist an Hand der Zeichnung näher erläutert, welche eine teilweise geschnittene Ansicht des Drehantriebes zeigt.An embodiment of the invention is based on the drawing explained in more detail, which shows a partially sectioned view of the rotary drive.

Mit 1 ist der Zylinder des Drehantriebes bezeichnet, der an seiner einen Seite durch den Deckel 2 verschlossen ist.1 with the cylinder of the rotary drive is referred to, which at his one side is closed by the cover 2.

An der anderen Seite des Zylinders 1 weist dieser einen Einsatz 3 auf, in welchem die Abtriebswelle 4 gelagert ist. Die Abtriebswelle k besitzt einen zylInderförmigen Ansatz 5i der Innengewinde 6 trägt, welches mit dem Außengewinde 7 auf dem Zapfen 8 des Kolbens 9 kämmt. Der Kolben 9 ist zur anderen Seite hin mit einem weiteren Zapfen IO ausgerüstet, welcher ein Außengewinde 11 aufweist, das mit einem Innengewinde 12 eines zylinderförmigen Ansatzes 13 des Deckels 2 kämmt. Der zylinderförmige Ansatz 13 ist an dem Deckel 2 durch Schweißung od.dgl.On the other side of the cylinder 1, the latter has an insert 3 in which the output shaft 4 is mounted. The output shaft k has a cylindrical extension 5i which carries the internal thread 6, which meshes with the external thread 7 on the pin 8 of the piston 9. The piston 9 is equipped on the other side with a further pin IO, which has an external thread 11 which meshes with an internal thread 12 of a cylindrical extension 13 of the cover 2. The cylindrical extension 13 is on the cover 2 by welding or the like.

409886/0229409886/0229

befestigt, wodurch sich die Herstellung und Montage wesentlicht vereinfacht.fastened, making the manufacture and assembly essential simplified.

Die Beaufschlagung des Kolbens 9 mittels Druckmittel erfolgt einmal über die Öffnung lk und zum anderen über die Öffnung 15 in den Wandungen des Zylinders 1.The piston 9 is acted upon by means of pressure medium, on the one hand via the opening 1k and on the other hand via the opening 15 in the walls of the cylinder 1.

Die Abtriebswelle k weist einen ringförmigen Ansatz l6 auf, in dessen Stirnseite die Dichtung 17 eingesetzt ist.The output shaft k has an annular extension l6, in the end face of which the seal 17 is inserted.

Beiderseits des ringförmigen Ansatzes l6 der Abtriebswelle 4 ist ein Drucklager vorgesehen, welche mit l8, 19 bezeichnetA thrust bearing is provided on both sides of the annular extension l6 of the output shaft 4 and is denoted by l8, 19

Unterhalb des Lagers 19 zur Abtriebsseite hin befindet sich der Ringraum 20, welcher über die Verbindung 21 mit der Öffnung lk für die Beaufschlagung der einen Seite des Kolbens 9 und über die Verbindung 22 mit der Öffnung 15 für die Beaufschlagung der anderen Seite des Kolbens 9 in Verbindung steht. In die beiden Verbindungsleitungen 21, 22 ist je ein Rükschlagventil 231 24 eingeschaltet.Below the bearing 19 towards the output side is the annular space 20, which via the connection 21 to the opening lk for the application of one side of the piston 9 and via the connection 22 to the opening 15 for the application of the other side of the piston 9 in Connection. A check valve 231 24 is switched on in each of the two connecting lines 21, 22.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist wie folgt!The mode of operation of the arrangement is as follows!

Wird über die Öffnung lk in Pfeilrichtung 25 Druckmittel auf den Kolben 9 gegeben, so bewegt sich dieser in Richtung auf die Abtriebswelle k. If pressure medium is applied to the piston 9 via the opening lk in the direction of arrow 25, the piston 9 moves in the direction of the output shaft k.

409886/0229409886/0229

Bei dieser Bewegoumg tib-t der Kolben 9 eine Kraft auf das Lager 19' eier Äfot.riel*swelle k aus, welche sich ergibt aus dier Fläehie dies B-irngföriiiigen Ansatzes l6 mal dem herrschenden D>ruck„ geteilt durch zwei. Dieser Kraft, welche als p/2 bezeieimet ist, wirE nun eine Gegenkraft entgegen, welche sielt ergibt aus der Ringfläche, die sich zusammensetzt aus dem IiEoeiadurch«esser der Dichtung 26 und dem Außen— «hmcfaaeejmeir dier Bieiütung 17 mal dem Druck. Da diese Ringfläche über das l|j&©3kse]nslagventil 23 mit der Druckzufuhr lk für die eine Seite dies Kolbens 9 verbunden ist, wirkt die Druckentlastung dier Latger immer proportional.With this movement, the piston 9 exerts a force on the bearing 19 'eier Äfot.riel * shaft k , which results from the area of this longitudinal approach 16 times the prevailing pressure divided by two. This force, which is designated as p / 2, is now countered by a counterforce which results from the annular surface, which is composed of the diameter of the seal 26 and the outer diameter of the bending 17 times the pressure. Since this annular surface is connected to the pressure supply lk for one side of this piston 9 via the valve 23, the pressure relief of the piston always acts proportionally.

Wird nun die ©ffuaiMg 15 in Richtung des Pfeiles 27 mit Druckmittel beaufschlagt, so wirkt auch hier eine Kolbenkraft p/2 auf das Lager IS» Dadurch aber, daß durch das Rückschlagventil 2k die Biefcitusmg 17 unwirksam gemacht wird, entsteht eine Pluiigerkraf t mit der Fläche dass Innendurchmessers der Dichtung 26 aal dem Ifaruiek entgegen der halben Kolbenkraft.Now, if the © ffuaiMg applied 15 in the direction of the arrow 27 with pressure medium, so here affects a piston force p / 2 to the bearing IS "result, however, that the Biefcitusmg 17 is made ineffective by the non-return valve 2k, creates a Pluiigerkraf t with the Area that the inner diameter of the seal 26 aal the Ifaruiek against half the piston force.

Auch bei Beatxfsehlagurag dieser Kolbenseite kann durch vorheriges Bestimmen' der Durchmesser und somit der Flächen die Belastung der Lager von vornherein festgelegt werden. Hierdurch ist es gegeben, dlaß hohe Betriebsdrücke mit vergleichsweise kleinen Lagergrößen für die Aufnahme der Kolbenschubkräfte verwendet «erden können.Even with Beatxfsehlagurag this piston side can through previous Determine 'the diameter and thus the areas the load the camp can be determined from the outset. Thereby it is given that high operating pressures with comparatively small bearing sizes for absorbing the piston thrust used «can be grounded.

Die YerbiündtaiHigem Zt, 22 mit ihren Rückschlagventilen 23, 2k The YerbiündtaiHigem Zt , 22 with their check valves 23, 2k

4OS886/Q2294OS886 / Q229

sind der Einfachheit halber schematisch eingezeichnet worden, jedoch ist die Anordnung der Rückschlagventile 23) 2Ί so, daß sie in den Endlagen des Kolbens 9 von an diesem vorgesehenen Stößeln, Ansätzen od.dgl» geöffnet werden können.have been drawn in schematically for the sake of simplicity, however, the arrangement of the check valves 23) is 2Ί so that they can be opened in the end positions of the piston 9 by tappets, lugs or the like provided on it.

409886/0229409886/0229

Claims

PATENT CLAIMS:

Hydraulically or pneumatically actuated rotary drive with a cylinder, an output shaft and a pressure-medium actuated, axially displaceable piston in the cylinder, which is provided with two threads with opposite turns, of which one thread with an internal thread in the cylinder and the other thread with a Thread of the output shaft cooperates, characterized in that the output shaft (4) has an annular extension (l6) which is supported on both sides via a bearing (18,19) against the cylinder (l) and behind the output-side bearing (19) an annular space (20) is provided, which via bores, channels (21,22) or the like. is connected to the pressure medium supply (l4) for one piston side and to the pressure medium supply (15) for the other piston side, with a check valve (23,24) in each of the two connecting lines (21, 22).

Rotary drive according to Claim 1, characterized in that the check valves (23 »24) are arranged in such a way that they are opened by the pressure means acting on the piston sides.

3 ·) Rotary drive according to claim 1 and / or 2, characterized in that the check valves (23 »24) in the end positions of the piston (9) via lugs, plungers or the like provided on this. be opened.

409886/0229

Blank page