DE69422982T2

DE69422982T2 - Rotationsschalter mit externen lagern

Info

Publication number: DE69422982T2
Application number: DE69422982T
Authority: DE
Inventors: Paul P. Weyer
Original assignee: 1994 Weyer Family LP
Current assignee: 1994 Weyer Family LP
Priority date: 1993-04-27
Filing date: 1994-04-27
Publication date: 2000-06-08
Anticipated expiration: 2014-04-28
Also published as: EP0697061B1; EP0697061A1; EP0697061A4; ATE189730T1; WO1994025735A1; CA2161674A1; DE69422982D1; AU6775194A; US5309816A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen fluidbetriebenen, rotierenden Bewegungswandler mit externen Lagern zur Erzeugung einer relativen Rotationsbewegung zwischen ersten und zweiten Teilen.
Mit Keilnuten versehene Bewegungswandler wurden bereits in der Vergangenheit verwendet, um den Vorteil einer hohen Drehmomentsleistung mit einer einfachen linearen Kolben-und-Zylinder-Antriebsanordnung zu erzielen. Typischerweise nutzt der Bewegungswandler einen zylindrischen Körper mit einer länglichen Drehwelle, die koaxial im Innern des Körpers verläuft, wobei ein Endteil der Welle die Antriebsleistung liefert. Eine längliche Kolbenhülse weist einen äußeren Hülsenteil, der so mit Keilnuten versehen ist, daß er mit dazu passenden Keilnuten am Körperinnern oder an einem Ringgetriebe zusammenwirkt, und einen inneren Hülsenteil auf, der so mit Keilnuten versehen ist, daß er mit entsprechenden Keilnuten am Wellenäußeren zusammenwirkt. Die Kolbenhülse ist verschiebbar im Körper mit der darin verlaufenden Welle montiert und weist einen Kopf zur Anwendung von Hydraulikdruck auf die eine oder die entgegengesetzte Seite auf, um eine Axialbewegung der Kolbenhülse zu erzeugen.
Wenn sich die Kolbenhülse linear in Axialrichtung im Körper hin- und herbewegt, greifen die Keilnuten des äußeren Hülsenteiles in die Keilnuten des Körpers ein, um die Kolbenhülse in Rotation zu versetzen. Die resultierende Linear- sowie Drehbewegung der Kolbenhülse wird durch die Keilnuten des inneren Hülsenteiles zu den Keilnuten der Welle übertragen, um die Welle in Drehung zu versetzen. Typischerweise befinden sich Lager im Innern des Körpers, um eines oder beide Enden der Welle relativ zum Körper zu halten.
Während eine derartige Anordnung eine relativ hohe Drehmomentsleistung erbringt, ist die Fähigkeit des Bewegungswandlers zum Aushalten hoher Momentlasten und starker axialer und radialer Schubbelastungen begrenzt. Normalerweise umfaßt der Bewegungswandler eine dünne Welle mit Lagern zwischen der Welle und den Endflanschen oder Endkappen des Körpers, wobei die Lager radial an der inneren Sei tenwand des Körpers angebracht sind. Es ist wünschenswert, Bewegungswandler zu verwenden, um schwere Lasten sowie Lasten, die starke Biegebewegungen erzeugen, zu verwenden. Ein Bewegungswandler kann zum Beispiel eingesetzt werden, um eine Bühne mit großem Durchmesser in Drehung zu versetzen, die radial weit über den Schalterkörper hinausreicht und einen Kran, eine Hebewanne oder einen anderen Mechanismus mit einem Ausleger trägt, der weit über die Bühne hinausragt. Eine derartige Anordnung ist im US-Patent Nr. 4,508,016 des Erfinders dargestellt. In dem genannten US-Patent wird ein fluidbetriebener Bewegungswandler beschrieben, der einen Körper mit einer Längsachse sowie einem ersten und zweiten Ende aufweist, wobei der Körper so gestaltet ist, daß er mit dem ersten Teil derart gekoppelt ist, daß er eine Rotationskraft auf dieses Teil übertragen kann. Die Welle verläuft axial in Richtung außerhalb des Körpers, wobei ein erster Teil über ein erstes Ende des Körpers hinausragt. Das Wellenende eines ersten Teiles ist mit längsgerichteten Keilnuten versehen, die in Keilnuten einer Bühne eingreifen, die mit einem der Teile zur Übertragung einer Rotationskraft zwischen dem ersten und dem zweiten Teil verbunden werden kann. Am Antriebsende der Welle ist eine mit einer Dichtung versehene Kappe angebracht, um eine dichte Abdeckung zur Verhinderung des Eindringens von Feuchtigkeit oder Staub durch die Mittelöffnung der Bühne, in die das mit Keilnuten versehene Ende der Welle eingreift, zu verhindern.
Ein ringförmiger Lagerträger verläuft radial in einem Abstand zum ersten Körperende. Der Träger weist zwei Laufringe auf, von denen eine axial auf die Bühne gerichtet ist und die andere sich an der gegenüberliegenden Seite des Trägers befindet. Beide Laufringe sind an Teilen plaziert, die axial gegenüber dem Träger zurückgesetzt sind. Ein Lager wird direkt auf der Ebene der Bühne gehalten, das andere an einer um den Träger herum verlaufenden Wandung der Bühne.
Im Körper ist ein Kolben für längsgerichtete Hin- und Herbewegungen als Reaktion auf eine durch eine Flüssigkeit auf ihn ausgeübte selektive Anwendung von Druck montiert. Ein Drehmoments-Umwandlungsteil zur Umwandlung der Längsbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung zwischen Welle und Körper ist vorhanden.
Der herkömmliche Bewegungswandler ist von seiner Konstruktion her nicht gut für die hohen Momente geeignet, die auftreten, wenn die Welle mittig eine Bühne stützt, da dies in einer ausbalancierten Anordnung mit fast nadelförmigem Auflagepunkt erfolgt. Wenn bei einer derartigen Anordnung der Ausleger der von der Bühne getragenen Vorrichtung ausgefahren wird, werden die Momente extrem groß und sind von Welle und Wellenlager des herkömmlichen Bewegungswandlers nur schwer beherrschbar. Weiterhin sind die Schubbelastungen, die sich aus dem Gewicht der Bühne, des Kranes oder sonstigen auf der Bühne montierten Mechanismus und der von ihm getragenen Arbeitslast ergeben, viel zu groß für die Wellenlagerkonstruktionen herkömmlicher Bewegungswandler. Andere Einsatzgebiete für den Bewegungswandler sind vorstellbar, die die Welle des Bewegungswandlers ebenfalls hohen Momenten und großen Axialbelastungen aussetzen, zum Beispiel bei der Drehung eines Baumstammgreifers oder einer steuerbaren Drehung der Radanordnung eines Fahrzeuges, wobei das Fahrzeuggewicht über der Radanordnung gehalten werden muß.
Ein Mangel der herkömmlichen Bewegungswandler mit Lagern, die die Welle an beiden Enden des Körpers halten, besteht darin, daß bei der Übertragung einer starken Biegebelastung durch die Welle, zum Beispiel beim Halten einer Kranbühne, jede dabei auftretende Radialbewegung oder Durchbiegung der Welle zum Festfahren der Welle, der Kolbenhülse und des Ringgetriebes führen kann. Dies kann den Betrieb des Bewegungswandlers verhindern und den Bewegungswandler beschädigen. Die Vergrößerung der Abmessungen der Welle und der Lager trägt zwar dazu bei, die bei derartigen Belastungen auftretende Bewegung und Durchbiegung der Welle und damit das Festfahren zu verringern, doch führt dies dazu, daß der Bewegungswandler schwer und teuer wird.
Ein weiteres Problem betrifft die Fertigungskosten für Bewegungswandler, besonders der Bewegungswandler, die für den Umgang mit hohen Momenten und großen Axial- und Radiallasten konzipiert sind. In der Vergangenheit wurde der Bewegungswandlerkörper typischerweise als dickwandige Konstruktion ausgeführt; da die Laufringe in den Seitenwandungen des Bewegungswandlerkörpers ausgebildet waren, mußte der Körper gehärtet werden. Dadurch entsteht ein schwerer und teurer Körper. Selbst bei Anwendungen für geringere Belastungen, bei denen eine dünnwandige Körperkonstruktion zum Einsatz kommt, werden häufig Endkappen mit einer Vielzahl hindurchgeführter Stangen benötigt.
Somit wird deutlich, daß seit langem ein erheblicher Bedarf an fluidbetriebenen Bewegungswandlern für den Umgang mit zunehmenden Momenten sowie Axial- und Radialbelastungen der Welle besteht. Der Bewegungswandler sollte kompakt und leicht gebaut sein, wobei eine dünnwandige Körperkonstruktion ohne die Notwendigkeit von Zugstangen verwendet werden kann. Der Bewegungswandler sollte wirt schaftlich herzustellen sein. Vorzugsweise sollte der Bewegungswandler in der Lage sein, selbst unter starken Biegebelastungen zu funktionieren, die zu einer gewissen Durchbiegung der Welle führen. Weiterhin sollte der Bewegungswandler eine Vorbelastung der Lager, die die Welle drehbar relativ zum Körper halten, ohne Demontage des Bewegungswandlers zulassen. Weiterhin sollte der Bewegungswandler ein sanftes Anfahren und Anhalten ermöglichen, wenn die Kolbenhülse die Endpunkte ihres Axialweges erreicht. Schließlich sollte der Bewegungswandler geeignete Einrichtungen zum Anschluß von Hydraulikschläuchen aufweisen, die ein Verdrehen sowie Beschädigungen der Schläuche verhindern.
Weiterhin ist aus dem den Stand der Technik repräsentierenden Dokument GB 2 072 749 A ein Bewegungswandler für einen Drehmast bekannt. Bei diesem Bewegungswandler ist der angetriebene Mast mit einer angetriebenen Hülse verbunden. Diese angetriebene Hülse wird von einem in einem zylindrischen Körper angebrachten Drucklagerpaar gehalten. Dieser zylindrische Körper ist mit dem feststehenden Gehäuse des Bewegungswandlers verbunden. Der Bewegungswandler weist einen ersten und einen zweiten Satz von Laufringen auf. Diese Laufringsätze sind in der Lage, die angetriebene Hülse in geeigneter Weise am feststehenden Gehäuse zu halten.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen verbesserten rotierenden Bewegungswandler zu schaffen, der in der Lage ist, trotz geringer Abmessungen zunehmende Momente sowie Axial- und Radialbelastungen der Welle zu beherrschen.
Erfindungsgemäß wird dieses Ziel durch einen rotierenden Bewegungswandler erreicht, der eine relative Rotationsbewegung zwischen ersten und zweiten Teilen bewirkt und die in Patentanspruch 1 genannten Merkmale aufweist.
Bevorzugte Ausführungsformen sind in den nachgeordneten Ansprüchen dargelegt. Der Bewegungswandler weist einen Körper mit einer Längsachse sowie erste und zweite Enden auf. Der Körper ist so gestaltet, daß er an das erste Teil gekoppelt werden kann, um eine Rotationskraft auf dieses Teil zu übertragen. Der Bewegungswandler weist eine Welle auf, deren erstes Teilstück am Körper und axial aus dem ersten Ende des Körpers hinausragend positioniert ist und deren zweites Teilstück in Längsrichtung und im wesentlichen koaxial im Innern des Körpers in Richtung zu dessen zweitem Ende verläuft. Das erste Teilstück der Welle ist fest am zweiten Teilstück der Welle angebracht. Das erste Teilstück der Welle weist erste und zweite Endteile auf, wobei sich der zweite Endteil des ersten Teilstückes der Welle in Richtung des ersten Endes des Körpers befindet und der erste Endteil des ersten Teilstückes der Welle axial aus dem ersten Ende des Körpers hervorragt. Das erste Teilstück der Welle weist weiterhin ein mittleres Teilstück zwischen dem ersten und zweiten Endteil des ersten Teilstückes der Welle auf, das ebenfalls axial aus dem ersten Ende des Körpers hervorragt. Der zweite Endteil des ersten Teilstückes der Welle weist einen in Umfangsrichtung darauf gebildeten, axial verlaufenden und nach außen weisenden Laufring auf. Das mittlere Teilstück des ersten Teilstückes der Welle weist mindestens ein Drehmomente übertragendes Element auf.
Ein Befestigungsteil ist ebenfalls am Bewegungswandler vorhanden und so gestaltet, daß es mit dem zweiten Teil gekoppelt werden kann, um auf dieses eine Rotationskraft zu übertragen. Das Befestigungsteil weist eine Öffnung, durch die das mittlere Teilstück des ersten Teilstückes der Welle verläuft, sowie mindestens ein zweites, Drehmomente übertragendes Element auf, das in das erste Drehmomente übertragende Element des mittleren Teilstückes eingreift, um eine Rotationskraft dorthin zu übertragen, wobei ein Einstellen der Längsbewegung des Befestigungsteiles relativ zum ersten Teilstück der Welle möglich ist. Auf dem Befestigungsteil ist ein axial um die Öffnung des Befestigungsteiles herum angeordneter, nach innen weisender Laufring angebracht.
Ein einstellbares Teil ist axial außen vor dem Befestigungsteil auf dem ersten Endteil des ersten Teilstückes der Welle in Kontakt mit dem Befestigungsteil angebracht, um die axiale Bewegung des Befestigungsteiles nach außen relativ zum ersten Teilstück der Welle zu verhindern. Das einstellbare Teil läßt sich axial einstellbar auf dem ersten Endteil positionieren.
Ein ringförmiger Lagerträger ist koaxial fest am Körper angebracht, wobei er sich axial außen am ersten Ende des Körpers befindet. Der Träger weist eine Mittelöffnung auf, durch die der erste Endteil der Welle verläuft. Weiterhin weist der Träger einen auf ihm angebrachten, axial um die Trägeröffnung verlaufenden, nach innen weisenden Laufring auf, der konform gegenüber dem Laufring des zweiten Endteiles angeordnet ist, so daß ein erster Laufringsatz gebildet wird, der in Umfangsrichtung um das erste Teilstück der Welle am ersten Ende des Körpers verläuft, um die Welle drehbar zu halten und die in Längsrichtung erfolgende Auswärtsbewegung der Welle zu begrenzen. Weiterhin weist der Träger einen auf ihm angebrachten, axial um die Trägeröffnung verlaufenden, nach außen weisenden Laufring auf, der konform ge genüber dem Laufring des Befestigungsteiles angeordnet ist, so daß ein zweiter Laufringsatz gebildet wird, der in Umfangsrichtung um das erste Teilstück der Welle axial außerhalb des ersten Laufringsatzes verläuft, um die Welle drehbar zu halten und die in Längsrichtung erfolgende Einwärtsbewegung der Welle zu begrenzen. Der erste und zweite Laufringsatz bilden eine drehbare Halterung für die Welle relativ zum Körper an einer Stelle, die sich nahe bei dem oder außerhalb des ersten Endes des Körpers befindet, wobei durch die einstellbare axiale, einwärtsgerichtete Positionierung des einstellbaren Teiles auf dem ersten Endteil des ersten Teilstückes der Welle der erste und der zweite Laufringsatz vorbelastet werden. Ein oder mehrere Lager sind sowohl im ersten als auch im zweiten Laufringsatz angebracht.
Ein Kolben ist im Körper für die Ausführung einer hin- und hergerichteten Längsbewegung als Reaktion auf die selektive Anwendung von Hydraulikdruck auf den Kolben angebracht. Ein Drehmomente übertragendes Teil ist ebenfalls für die Ausführung einer hin- und hergerichteten Längsbewegung im Körper angebracht. Das Drehmomente übertragende Teil steht in Kontakt mit dem Körper und dem zweiten Teilstück der Welle, um die Längsbewegung des Kolbens zum ersten oder zweiten Ende des Körpers in eine Rotationsbewegung im Uhrzeigersinn zwischen Welle und Körper und die Längsbewegung des Kolbens zum jeweils anderen Ende des Körpers in eine Rotationsbewegung gegen den Uhrzeigersinn zwischen Welle und Körper umzuwandeln. Daraus ergibt sich eine relative Rotationsbewegung zwischen dem ersten und dem zweiten Teil.
Im bildlich dargestellten erfindungsgemäßen Körper weist die Welle einen länglichen Mittelhohlraum auf, der koaxial zur Welle und zum Kolben verläuft. Der Mittelhohlraum weist an einem freien Ende der Welle eine Öffnung auf. Die Welle weist weiterhin in ihrem Innern einen ersten Fluidkanal auf, der dazu dient, die Fluidverbindung zwischen der ersten Seite des Kolbens und einer ersten Öffnung in der Welle an einer Stelle außerhalb des Körpers herzustellen. In der Welle ist weiterhin ein zweiter Fluidkanal gebildet, der dazu dient, die Fluidverbindung zwischen dem Mittelhohlraum und einer zweiten Öffnung in der Welle an einer Stelle außerhalb des Körpers herzustellen.
Bei dieser Ausführungsform wird ein Fluidübertragungsrohr vom Kolben während seiner Bewegung im Körper mitgeführt. Das Rohr verläuft durch die Öffnung am freien Ende der Welle in den Mittelhohlraum der Welle und bewegt sich darin ebenso wie der Kolben in Längsrichtung hin und her. Das Rohr weist einen Fluidkanal mit einer ersten Öffnung an einem freien Rohrendteil, der im Mittelhohlraum positioniert ist, und einer zweiten Öffnung an einer Stelle auf die in Fluidverbindung mit der zweiten Seite des Kolbens steht, um die Fluidverbindung zwischen der zweiten Öffnung und der zweiten Kolbenseite zu gewährleisten. Das selektive Einleiten von unter Druck stehender Flüssigkeit in die erste Öffnung drückt unter Druck stehende Flüssigkeit gegen die erste Seite des Kolbens, um den Kolben zum zweiten Ende des Körpers zu bewegen. Das selektive Einleiten von unter Druck stehender Flüssigkeit in die zweite Öffnung drückt unter Druck stehende Flüssigkeit gegen die zweite Seite des Kolbens, um den Kolben zum ersten Ende des Körpers zu bewegen.
In der bildlich dargestellten Ausführungsform umfaßt die erste Öffnung des Rohres ein erstes Loch in einer Seitenwand des Rohres nahe dessen vom Kolben wegweisendem Ende, während der Mittelhohlraum einen inneren Seitenwandteil von geringerem Durchmesser in Richtung des freien Endes der Welle aufweist. Der Seitenwandteil mit verringertem Durchmesser ist so dimensioniert und positioniert, daß dann, wenn sich der Kolben in einer Endposition seines Weges in Richtung des zweiten Endes des Körpers befindet, die ersten Löcher im Seitenwandteil mit verringertem Durchmesser und der Seitenwandteil mit verringertem Durchmesser den Fluidstrom durch das erste Loch zumindest teilweise sperren.
Der erste Fluidkanal der Welle weist weiterhin ein erstes Loch auf, das in einer Seitenwand des Mittelhohlraumes an dessen Endteil in Richtung der Öffnung des freien Wellenendes gebildet ist. Weiterhin befindet sich eine Dichtung in axialer Lage im Mittelhohlraum zwischen dem ersten Loch der Welle und einem Endpunkt des Weges der ersten Öffnung des Rohres, das erreicht wird, wenn der Kolben den Endpunkt seines Weges nahe dem zweiten Ende des Körpers erreicht. Die Dichtung schafft eine fluiddichte Abdichtung zwischen der Welle und dem Rohr. Das Rohr weist in Richtung des Kolbens einen äußeren Seitenwandteil mit vergrößertem Durchmesser auf. Der Seitenwandteil mit vergrößertem Durchmesser ist so dimensioniert und positioniert, daß dann, wenn sich der Kolben in einer Endposition seines Weges in Richtung des ersten Endes des Körpers befindet, die ersten Löcher im Seitenwandteil mit vergrößertem Durchmesser und der Seitenwandteil mit vergrößertem Durchmesser den Fluidstrom durch das erste Loch zumindest teilweise sperren.
In einer weiteren Ausführungsform wird das Übertragungsrohr vom zweiten Teilstück der Welle in koaxialer Ausrichtung mit dem Kolben gehalten. In dieser Ausführungs form verläuft das Rohr vom freien Ende der Welle durch einen Mittelhohlraum im Kolben, um die längsgerichtete Hin- und Herbewegung des Kolbens im Innern des Körpers und um das Rohr herum zu ermöglichen. Es ist zu beachten, daß die Lageranordnung der vorliegenden Anwendung ohne ein fluidübertragendes Rohr gestaltet und andererseits auch das fluidübertragende Rohr der vorliegenden Anwendung ohne die Lageranordnung verwendet werden kann. Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung bezüglich bevorzugter Ausführungsformen erläutert und anhand der beigefügten Zeichnungen verdeutlicht, worin:
Fig. 1 eine seitliche Schnittansicht eines erfindungsgemäßen fluidbetriebenen rotierenden Bewegungswandlers zeigt.
Fig. 2 ist eine vergrößerte Draufsicht des in Fig. 1 dargestellten Bewegungswandlers, von dem alle externen Teile entfernt sind.
Fig. 3 ist eine seitliche Schnittansicht einer alternativen Ausführungsform des in Fig. 1 dargestellten Bewegungswandlers.
Zur Verdeutlichung wird in den Zeichnungen eine Ausführungsform eines fluidbetriebenen, rotierenden Bewegungswandlers 10 dargestellt. Der Bewegungswandler 10 weist ein längliches Gehäuse oder einen Körper 12 auf, der eine zylindrische Seitenwand 14 sowie ein erstes und zweites Ende 16 bzw. 18 aufweist. Der Körper 12 stellt eine relativ dünnwandige, röhrenförmige Konstruktion aus nicht gehärtetem, schweißbarem Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt dar. Eine runde Stirnwand 19 schließt den Körper 12 an dessen zweitem Ende 18 ab. Eine rotierende Ausgabe- Flanschwelle 20 ist koaxial im Körper 12 positioniert und wird so gehalten, daß sie relativ zum Körper 12 um eine gemeinsame Längsachse "A" rotieren kann, wie weiter unten ausführlicher beschrieben.
Die Welle 20 weist ein Flanschteilstück 22, das am ersten Körperende 16 angeordnet ist und den Körper 12 am ersten Ende verschließt, und ein längliches, mit Keilnuten versehenes Teilstück 24 auf, das axial vom Flanschteilstück zum zweiten Körperende 18 verläuft. Das Flanschteilstück 22 der Welle besitzt einen Durchmesser, der größer ist als der des mit Keilnuten versehenen Wellenteilstückes 24, so daß es radial über das mit Keilnuten versehene Wellenteilstück hinausragt. Der Wellenflansch 22 und das mit Keilnuten versehene Wellenteilstück 24 sind als einstückige Einheit aus einem einzigen maschinell bearbeiteten Teil gefertigt.
Das Flanschteilstück 22 der Welle verläuft axial nach außen über das erste Körperende 16 hinaus und weist an seinem Ende einen mit Gewinde versehenen Endteil 26 auf. Weiterhin weist das Flanschteilstück 22 der Welle einen zweiten Endteil 28 auf, der sich teilweise im Innern des Körpers 12 am ersten Körperende 16 befindet und aus dem ersten Körperende hinausragt. Der zweite Endteil des Flansches 28 trägt eine herkömmliche Dichtung 30, die sich in einer umlaufend angeordneten Rinne 31 im zweiten Endteil des Flansches befindet, um eine flüssigkeitsdichte Abdichtung zwischen dem Flanschteilstück 22 der Welle und dem Körper 12 zu schaffen. Das Flanschteilstück 22 der Welle weist ein mittleres Teilstück 34 auf, das sich zwischen dem ersten und zweiten Endteil 26 und 28 des Flansches und axial außerhalb des ersten Körperendes 16 befindet. Auf dem mittleren Teilstück 34 des Flansches befindet sich eine Vielzahl axial verlaufender, geradliniger Keilnuten 36.
Auf dem zweiten Endteil 28 des Flansches ist ein axial nach außen weisender, kreisförmiger Laufring 32 an einer Stelle zwischen der Dichtung 30 und den geradlinigen Keilnuten 36 des mittleren Teilstückes 34 des Flansches gebildet. Der Laufring 32 des Flanschteilstückes ist nahe am ersten Körperende 16 gebildet. Es ist zu beachten, daß der Laufring 32, wie dargestellt, direkt am zweiten Endteilstück 28 des Flansches oder auf einem ringförmigen Laufringeinsatz angebracht sein kann, der vom zweiten Endteilstück des Flansches getragen wird.
Der Bewegungswandler 10 weist weiterhin eine runde Flanschbefestigungsplatte 38 auf, die der Befestigung an einer externen Vorrichtung, wie zum Beispiel einem Halterahmen 40, dient, die eine (nicht dargestellte) Zuführungsvorrichtung für unter Druck stehende Flüssigkeit hält. Die Befestigungsplatte 38 weist eine Vielzahl von umlaufend in Abständen zueinander verlaufenden Befestigungslöchern 42 auf mit deren Hilfe die Befestigungsplatte mittels Schrauben 44 fest mit dem Halterahmen 40 verbunden werden kann. Die Schrauben 44 verlaufen durch die Befestigungslöcher 42 der Befestigungsplatte 38 und entsprechende Löcher 46 im Halterahmen 40. Die Befestigungsplatte 38 weist eine Mittelöffnung 48 auf, durch die das mittlere Flanschteilstück 34 verläuft. Die Öffnung 48 der Befestigungsplatte weist eine Vielzahl von axial ausgerichteten, geradlinigen Keilnuten 50 auf, die in die geradlinigen Keilnuten 36 des mittleren Flanschteilstückes 34 eingreifen. Die ineinander eingreifenden geradlinigen Keilnuten 36 und 50 ermöglichen eine einstellbare Längsbewegung des mittleren Flanschteilstückes 34 relativ zur Befestigungsplatte 38 und verhindern gleichzeitig ein relatives Verdrehen zwischen der Welle 20 und der Befestigungsplatte sowie dem Halterahmen 40, an dem sie fest angebracht ist. Die Befesti gungsplatte 38 weist weiterhin einen auf ihr um die Befestigungsplattenöffnung 48 gebildeten, axial nach innen weisenden Laufring 52 auf.
Der Bewegungswandler 10 weist einen ringförmigen Lagerträger 54 auf, der koaxial zum Körper 12 und der Welle 20 um die Längsachse A herum angebracht ist. Der Lagerträger 54 ist am ersten Körperende 16 angebracht und weist eine ringförmige Aussparung 56 auf, in die die Körperseitenwand 14 am ersten Körperende hineinragt. Der Lagerträger 54 verläuft axial vom ersten Körperende 16 nach außen.
Der Lagerträger 54 weist ein umlaufend verlaufendes Flanschteilstück 58 mit einer Vielzahl umlaufend in Abständen zueinander angeordneter Befestigungslöcher 60 auf, die mit Befestigungslöchern 62 korrespondieren, die in einer Körpermontageplatte 64 für den Flansch gebildet sind. Da der Körper 12 aus schweißbarem Stahl gefertigt ist, kann die Körpermontageplatte 64 problemlos direkt am Körper 12 angeschweißt werden. Der Lagerträger 54 ist mittels einer Vielzahl von Schrauben 66 fest an der Körpermontageplatte 64 angebracht, die durch die korrespondierenden Befestigungslöcher 60 und 62 verlaufen. In der dargestellten Ausführungsform ist die Körpermontageplatte 64 fest mittels Schweißstellen W1 und W2 an der Körperseitenwand 14 in Richtung des ersten Körperendes 16 angebracht. Dadurch bewegen sich der Lagerträger 54 und der Körper 12 als eine Einheit. In einer anderen, nicht dargestellten Ausführungsform kann die Aussparung 56 des Lagerträgers 54 mit einem Gewinde versehen und auf ein ebenfalls mit Gewinde versehenes Endteilstück (nicht dargestellt) der Körperseitenwand 14 am ersten Körperende 16 aufgeschraubt sein, um eine noch direktere Verbindung zum Körper 12 herzustellen.
Die Körpermontageplatte 64 ist weiterhin mit einer Vielzahl umlaufend in Abständen angeordneter Befestigungslöcher 68 versehen, die radial auswärts der Befestigungslöcher 62 angeordnet sind. Die Befestigungslöcher 68 dienen der Befestigung des Körpers 12 an einer externen Vorrichtung 70, zum Beispiel einer drehbaren Bühne, auf die die vom Körper gelieferte Drehantriebskraft übertragen werden soll. Die Körpermontageplatte 64 ist mittels einer Vielzahl von Schrauben 72, die durch die Befestigungslöcher 68 und durch eine Vielzahl von in der externen Vorrichtung gebildeten und mit den Befestigungslöchern 68 korrespondierenden Befestigungslöchern 74 verlaufen, fest mit der drehbaren externen Vorrichtung verbunden.
Der Lagerträger 54 weist eine glattwandige Mittelöffnung 76 auf, deren Durchmesser größer ist als der des Flanschteilstückes 22 und durch die das Flanschteilstück ohne direkten Kontakt verläuft. Der Lagerträger 54 weist einen auf ihm gebildeten axial nach innen weisenden, um die Trägeröffnung 76 herum verlaufenden, runden Laufring 78 auf, wobei der Laufring 78 dem Laufring 32 des Flanschteilstückes gegenübersteht und mit ihm korrespondiert, so daß ein erster Laufringsatz R1 gebildet wird, der umlaufend um das Flanschteilstück 22 am ersten Körperende 16 verläuft. Eine Vielzahl von Stahlkugellagern 80 ist an diesem ersten Laufringsatz angebracht, um die Welle 20 relativ zum Körper 12 zu halten und die auswärts gerichtete Längsbewegung der Welle zu begrenzen.
Der Lagerträger 54 weist weiterhin einen auf ihm gebildeten, axial nach außen weisenden, um die Trägeröffnung 76 herum verlaufenden, runden Laufring 82 auf, wobei der Laufring 82 dem Laufring 52 der Befestigungsplatte gegenübersteht und mit ihm korrespondiert, so daß ein zweiter Laufringsatz R2 gebildet wird, der umlaufend um das Flanschteilstück 22 axial außerhalb des ersten Körperendes 16 und des ersten Laufringsatzes R1 verläuft. Eine Vielzahl von Stahlkugellagern 84 ist an diesem zweiten Laufringsatz angebracht, um die Weile 20 relativ zum Körper 12 zu halten und die einwärts gerichtete Längsbewegung der Welle zu begrenzen. Der erste und zweite Laufringsatz R1 und R2 bieten die vollständige Rotationshalterung für die Welle 20 relativ zum Körper 12 an einer Stelle nahe bei oder generell außerhalb von dem ersten Körperende 16.
Eine Haltemutter 86 ist mittels Gewinde auf das erste Flanschendteilstück 26 axial außerhalb der Befestigungsplatte 38 aufgeschraubt. Die Haltemutter 86 besitzt einen Durchmesser, der groß genug ist, um eine axial nach außen weisende Fläche 88 der Befestigungsplatte 38 zu berühren, wenn die Haltemutter auf dem mit Gewinde versehenen ersten Flanschendteilstück 26 festgezogen wird. Die Haltemutter 86 ist einstellbar und drehbar auf dem mit Gewinde versehenen ersten Flanschendteilstück 26 angebracht, so daß die Haltemutter 86 in Längsrichtung axial nach innen bewegt werden kann, um den ersten und den zweiten Laufringsatz R1 und R2 vorzubelasten. Zwischen einer axial nach außen weisenden Fläche 54a des Lagerträgers 54 und einer axial nach innen weisenden Fläche 90 der Befestigungsplatte 38 ist ein Zwischenraum vorhanden, der die erforderliche axiale Bewegung der Befestigungsplatte 38 relativ zum Lagerträger ermöglicht. Eine Dichtung 91 ist zwischen der axial nach außen weisenden Fläche 54a des Lagerträgers 54 und der axial nach innen weisenden Fläche 90 der Befestigungsplatte 38 angebracht und verläuft um den zweiten Laufringsatz R2 herum, der von dem Laufring 52 des Befestigungsteiles und dem Laufring 82 des Lagerträgers gebildet wird, um eine fluiddichte Abdichtung zwischen dem Lagerträger und der Befestigungsplatte 38 zu schaffen.
Wenn die Haltemutter 86 auf dem mit Gewinde versehenen ersten Flanschendteilstück 26 angezogen wird, wird die Welle 20 axial nach außen zum Körper 12 gezogen, um die Laufringe 32 des Flanschteilstückes in einen festen Kontakt mit dem Laufring 78 des Lagerträgers zu bringen und so jeglichen Schlupf zu verhindern und den ersten Laufringsatz R1 vorzubelasten. In gleicher Weise bewegt diese Einstellung der Haltemutter 86 auch die Befestigungsplatte 38 axial nach innen zum Lagerträger 54, um den Laufring 52 der Befestigungsplatte in einen festen Kontakt mit dem Laufring 82 des Lagerträgers zu bringen und so jeglichen Schlupf zu verhindern und den zweiten Laufringsatz R2 vorzubelasten.
Wenn die Haltemutter 86 auf dem mit Gewinde versehenen ersten Flanschendteilstück 26 so fest angezogen worden ist, daß jeglicher Schlupf beseitigt und der erste sowie der zweite Laufringsatz in gewünschtem Maße vorbelastet worden ist, wird die Haltemutter durch eine Vielzahl von Stellschrauben 92, die in einer Vielzahl umlaufend in Abständen zueinander angeordneter und mit Gewinde versehener Öffnungen 94 in der Haltemutter 86 angebracht sind, in ihrer Position relativ zum mit Gewinde versehenen ersten Flanschendteilstück 26 arretiert. Die Stellschrauben 92 können so gedreht werden, daß sie axial nach innen ragen und das mittlere Flanschteilstück 34 berühren, um während des normalen Betriebs des Bewegungswandlers 10 die Drehbewegung der Haltemutter 86 auf dem mit Gewinde versehenen ersten Flanschendteilstück 26 zu verhindern. Die beschriebene, durch die Einstellung der Haltemutter 86 bewirkte Arretierung des Lagerträgers 54 zwischen dem zweiten Flanschendteilstück 28 und der Befestigungsplatte 38 bietet ein bequemes Mittel zum Vorbelasten des ersten und zweiten Laufringsatzes R1 und R2 ohne Demontage des Bewegungswandlers 10.
Hierbei ermöglichen die geradlinigen Keilnuten 36 und 50 des mittleren Flanschteilstückes 34 und der Befestigungsplatte 38 die axiale Einstellbewegung der Welle 20 zur Befestigungsplatte 38, verhindern aber zugleich jede relative Rotationsbewegung zwischen der Welle 20 und der Befestigungsplatte 38 und somit zwischen der Welle und dem Halterahmen 40. Daher führt jede relative Rotation zwischen dem Körper 12 und der Welle 20 zur Rotation der drehbaren externen Vorrichtung 70.
Die Laufringe 78 und 82 des Lagerträgers sind ebenso wie der Laufring 32 am zweiten Flanschendteilstück und der Laufring 52 an der Befestigungsplatte gehärtet, wodurch die Notwendigkeit entfällt, die Körperseitenwand 14 so dick zu fertigen, daß in ihr Laufringe gebildet werden können, und es ebenfalls nicht notwendig ist, die Körperseitenwand zur Bildung der Laufringe zu härten. In der Vergangenheit wurde der Körper von rotierenden Bewegungswandlern aus gehärtetem Stahl gefertigt, um das Einschneiden der Laufringe in die Körperwand zu ermöglichen. Da Schweißstellen an gehärtetem Stahl mit hohem Kohlenstoffanteil keinen großen Belastungen standhalten, wie sie zum Beispiel an rotierenden Bewegungswandlern auftreten, konnten Montage- und Befestigungsklammern und Flansche nicht direkt an den Körper angeschweißt werden. Dadurch wurde die Befestigung des Bewegungswandlerkörpers an der angetriebenen externen Vorrichtung oder an der den Bewegungswandler haltenden Rahmenstruktur schwieriger als gewünscht, und es entstanden höhere Gesamtkosten für die Fertigung des Bewegungswandlers. Der rotierende Bewegungswandler gemäß der bevorzugten Ausführungsform beseitigt die Notwendigkeit, den Körper 12 aus Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt mit darin eingeschnittenen Laufringen zu fertigen. Der Körper kann demnach aus billigem, schweißbarem Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt hergestellt werden.
Zwar wurde die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform dahingehend beschrieben wurde, daß Laufringe 32, 54, 78 und 82 verwendet werden, um den ersten und den zweiten Laufringsatz R1 und R2 zu bilden, in denen Kugeln zum Einsatz kommen, doch natürlich ist das Prinzip der Ausführungsform gleichermaßen auf Laufringe für Rollenlager oder jede andere geeignete Form von Lagern anwendbar.
Darüber hinaus kann eine Ausführungsform natürlich auch so gestaltet sein kann, daß die Welle 20 anstelle des Körpers 12 eine externe Vorrichtung drehbar antreibt, wie für die Ausführungsform in Fig. 1 beschrieben. Dabei würde die Welle 20 an der drehbaren externen Vorrichtung 70 und der Körper 12 am Halterahmen 40 angebracht werden.
Der Bewegungswandler 10 weist eine herkömmliche Einrichtung zur Umwandlung linearer Bewegungen in Rotationsbewegungen auf, die eine im Körper 12 koaxial zum Körper und zur Welle entlang der Längsachse A hin- und herbewegbare Kolbenhülse 100 umfaßt. Die Kolbenhülse 100 weist ein ringförmiges Hülsenteilstück 102 auf das das mit Keilnuten versehene Teilstück 24 der Welle in sich aufnimmt. Das Hülsenteilstück 102 weist äußere spiralförmige Keilnuten 104 auf, die sich über einen Teil seiner Länge erstrecken und in innere spiralförmige Keilnuten 106 an der Innenseite der Körperseitenwand 14 eingreifen. Darüber hinaus ist das Hülsenteil stück 102 mit inneren spiralförmigen Keilnuten 108 ausgestattet, die in äußere spiralförmige Keilnuten 110 auf dem mit Keilnuten versehenen Wellenteilstück 24 eingreifen. Zwar wurde die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform dahingehend beschrieben wurde, daß spiralförmige Keilnuten verwendet werden, doch natürlich ist das Prinzip der Ausführungsform gleichermaßen auf jede Form von Einrichtungen zur Umwandlung linearer in Rotationsbewegungen, zum Beispiel auf Kugeln oder Rollen, anwendbar.
In der Ausführungsform aus Fig. 1 erstreckt sich das mit Keilnuten versehene Wellenteilstück 24 vom Flanschteilstück 22 bis zu einem freien Ende 112 axial nach innen zur Körperstirnwandung 19 am zweiten Körperende 18. Neben dem Hülsenteilstück 102, das die Umwandlung der linearen in eine Rotationsbewegung bewirkt, enthält die Kolbenhülse 100 einen Kolben, der aus einem ringförmigen Kolbenteilstück 114 und einem runden Stirnwandkolbenteilstück 116 gebildet wird. Das ringförmige Kolbenteilstück 114 ist an einem Ende der Kolbenhülse 100 in Richtung des ersten Körperendes 16 angeordnet. Das Stirnwandkolbenteilstück 116 ist an einem Ende der Kolbenhülse 100 in Richtung des zweiten Körperendes 18 axial außerhalb des freien Endes 112 des mit Keilnuten versehenen Wellenteilstückes 24 positioniert. Es verschließt das Ende des Hüllenteilstückes 102, in welches das mit Keilnuten versehene Wellenteilstück 24 hineinragt. Der Kolben weist eine erste Seite 118, die axial einwärts zum ersten Körperende 16 gerichtet ist, und eine zweite Seite 120 auf, die axial auswärts zum zweiten Körperende 18 gerichtet ist.
Das ringförmige Kolbenteilstück 114 trägt ein Hülsenlager 122, das gegen ein glattwandiges inneres Oberflächenteilstück 124 der Körperseitenwand 14 drückt, welches sich zwischen dem ersten Körperende 16 und den inneren, am Körper gebildeten spiralförmigen Keilnuten 106 befindet. Das glattwandige innere Oberflächenteilstück 124 weist eine axiale Länge auf, die für den vollständigen axialen Hub des ringförmigen Kolbenteilstückes 114 zwischen den Endpunkten seines axialen Hin- und Herweges im Körper 12 ausreicht. Eine umlaufend angeordnete Dichtung 126 wird vom ringförmigen Kolbenteilstück 114 getragen, um eine fluiddichte Abdichtung zwischen dem ringförmigen Kolbenteilstück und dem glattwandigen inneren Oberflächenteilstück 124 zu bilden. Die Kolbenhülse 100 verbleibt in herkömmlicher, für axiale Hin- und Herbewegungen geeigneter Weise gleitbar im Innern des Körpers 12 und führt dort Längs- und Rotationsbewegungen relativ zum Körper aus, wenn unter Druck stehende Flüssigkeit selektiv gegen die eine oder die andere Seite des Kolbens ge drückt wird, der aus dem ringförmigen Kolbenteilstück 114 und dem Stirnwandkolbenteilstück 116 gebildet ist.
Wie ohne weiteres verständlich ist, kommt es zu Hin- und Herbewegungen der Kolbenhülse 100 im Körper 12, wenn Hydrauliköl, Luft oder ein anderes geeignetes, unter Druck stehendes Fluid selektiv auf die eine oder die andere Seite der Kolbenteilstücke 114 und 116 einwirkt. Wenn sich die Kolbenhülse 100 linear in Axialrichtung im Körper 12 hin- und herbewegt, greifen die äußeren spiralförmigen Keilnuten 104 des Hülsenteilstückes 102 in die inneren, auf der inneren Körperseitenwand befindlichen spiralförmigen Keilnuten 106 14 ein, um eine Rotation der Kolbenhülse zu bewirken. Die Linear- und Rotationsbewegung der Kolbenhülse 100 wird durch die inneren spiralförmigen Keilnuten 108 der Kolbenhülse auf die äußeren spiralförmigen Keilnuten 110 des mit Keilnuten versehenen Wellenteilstückes 24 übertragen, um die Welle 20 zum Körper 12 zu drehen. Die Längsbewegung der Welle 20 wird durch den oben beschriebenen ersten und zweiten Laufringsatz R1 und R2 begrenzt, so daß die gesamte Bewegung der Kolbenhülse 100 in eine Rotationsbewegung der Welle 20 relativ zum Körper 12 umgewandelt wird. Je nach der Drehrichtung der verschiedenen spiralförmigen Keilnuten kann die Bewegung der Kolbenhülse 100 zum ersten Körperende 16 eine Rotationsbewegung der Welle 20 relativ zum Körper 12 im oder gegen den Uhrzeigersinn erzeugen, wohingegen die Bewegung der Kolbenhülse 100 zum zweiten Körperende 18 eine Rotationsbewegung in jeweils entgegengesetzter Richtung erzeugt. Je nach der Schräge und Drehrichtung der verschiedenen spiralförmigen Keilnuten kann eine Vervielfachung der Drehbewegung der Welle 20 relativ zur Kolbenhülse 100 bewirkt werden.
Bei der dargestellten Ausführungsform des Bewegungswandlers 10 drückt unter Druck stehendes Fluid gegen die erste Seite 118 der Kolbenteilstücke 114 und 116 der Kolbenhülse 100, um die Kolbenhülse zum zweiten Körperende 18 zu bewegen, wobei eine erste Öffnung 130 in einer axial nach außen weisenden Stirnfläche 132 des Wellenflanschteilstückes 22 benutzt wird. Die erste Öffnung 130 stellt über einen ersten Fluidkanal 134, der im wesentlichen über die volle Länge der Welle 20 verläuft, eine Verbindung zwischen dem unter Druck stehenden Fluid und der ersten Kolbenseite 118 her. Ein mit Gewinde versehener Endstopfen 136, der eine Dichtung 137 trägt, ist mittels seines Gewindes in ein mit Gewinde versehenes Endteilstück 134a des ersten Fluidkanals 134 in Richtung des zweiten Körperendes 18 eingeschraubt. Wie weiter unten beschrieben, wird das unter Druck stehende, auf die erste Öffnung 130 wirkende Fluid vom ersten Fluidkanal 134 durch ein seitlich nach innen gerichtetes Hauptloch 138 und ein Loch 140 mit kleinerem Durchmesser im Endstopfen 136 zur ersten Kolbenseite 118 der Kolbenteilstücke 114 und 116 geleitet. Das Hauptloch ist seitlich nach innen gerichtet.
Unter Druck stehendes Fluid wird gegen die zweite Seite 120 der Kolbenteilstücke 114 und 116 der Kolbenhülse 100 gedrückt, um die Kolbenhülse zum ersten Körperende 16 zu bewegen, wobei eine zweite Öffnung 142 in der Stirnfläche 132 des Wellenflanschteilstückes 22 verwendet wird. Die zweite Öffnung 142 verbindet das unter Druck stehende Fluid durch einen zweiten Fluidkanal 144, der über die Länge des Wellenflanschteilstückes 22 verläuft, mit einem länglichen, zylindrischen Mittelhohlraum 146, der koaxial in der Welle entlang der Länge des mit Keilnuten versehenen Wellenteilstückes 24 verläuft. Der Wellenmittelhohlraum 146 weist am freien Ende 112 des mit Keilnuten versehenen Wellenteilstückes 24 eine Öffnung 148 auf. Ein Fluidübertragungsstab oder -rohr 150 wird vom Stirnwandkolbenteilstück 116 getragen, während die Kolbenhülse 100 rotiert und sich axial im Körper 12 bewegt. Das unter Druck stehende Fluid gelangt in einen zentralen Fluidkanal 152 des Übertragungsrohres 150 durch vier rechtwinklig zueinander angeordnete, quer verlaufende Hauptlöcher 154 an einem zum ersten Körperende 16 ausgerichteten Ende des Übertragungsrohres und ein im Durchmesser kleineres Loch 156, das koaxial zum Übertragungsrohr ausgerichtet ist und eine Öffnung in einem zum ersten Körperende 156 weisenden, freien Ende 158 des Übertragungsrohres bildet. Das unter Druck stehende Fluid verläßt das Übertragungsrohr durch eine Endöffnung 160, die zum zweiten Körperende 18 ausgerichtet ist und mit der zweiten Kolbenseite 120 in Verbindung steht.
Das Übertragungsrohr 150 weist ein Kopfteilstück 162 auf, das von einer Mittelöffnung 164 des Stirnwandkolbenteilstückes 116 aufgenommen wird. Die Mittelöffnung 164 weist einen umlaufenden Anschlag 166 auf, der die Axialbewegung des Übertragungsrohres 150 zur Kolbenhülse 100 in Richtung des ersten Körperendes 16 begrenzt. Eine Halteklammer 168 ist in einem solchen Axialabstand vom Anschlag 166 angebracht, daß sie das Kopfteilstück 162 des Übertragungsrohres 150 dazwischen in Ausrichtung mit der Längsachse A sicher halten und die Axialbewegung des Übertragungsrohres relativ zur Kolbenhülse verhindern kann. Zwischen dem Kopfteilstück 162 des Übertragungsrohres 150 und der Seitenwand der Mittelöffnung 164 des Stirnwandkolbenteilstückes 116 ist eine Dichtung 170 angebracht, um eine fluid dichte Abdichtung zwischen beiden herzustellen. Eine Dichtung 172 ist in einer umlaufenden Rinne in der Seitenwandung des Mittelhohlraumes 146 der Welle an einer Position angebracht, die axial vom freien Ende 112 des mit Keilnuten versehenen Wellenteilstückes 24 weg- und zum ersten Körperende 16 hinweist, um eine fluiddichte Abdichtung zwischen dem Übertragungsrohr 150 und der Seitenwandung des Mittelhohlraumes der Welle zu schaffen. Bei der oben beschriebenen Anordnung wird das Übertragungsrohr 150 koaxial zum Körper 12 und der Welle 20 gehalten, während sich die Kolbenhülse 100 im Körper 12 hin- und herbewegt.
Das Übertragungsrohr 150 verläuft vom Stirnwandkolbenteilstück 116 zum ersten Körperende 16 durch die Öffnung 148 im freien Wellenende 112 in den Mittelhohlraum 146 der Welle hinein, so daß darin eine längsgerichtete Hin- und Herbewegung möglich ist, wenn sich die Kolbenhülse 100 im Körper 12 hin- und herbewegt. Das unter Druck stehende Fluid im Mittelhohlraum 146 der Welle steht mit dem zentralen Fluidkanal 152 des Übertragungsrohres 150 in Verbindung.
Da die Welle 20 gegenüber dem Halterahmen 40 und der Befestigungsplatte 38 in der Ausführungsform aus Fig. 1 unbeweglich bleibt, können herkömmliche Fluidschläuche (nicht dargestellt) einfach an die erste und zweite Öffnung 130 und 142 angeschlossen werden.
Wie nunmehr beschrieben wird, ist der Bewegungswandler 10 mit einer Einrichtung ausgestattet, die einen gepufferten Anschlag für die Kolbenhülse 100 schafft, wenn sich die Kolbenhülse 100 einem der Endpunkte ihres Weges in Richtung des ersten bzw. zweiten Körperendes 16 bzw. 18 nähert. Dabei wird zugleich ein langsamer und gleichmäßiger Bewegungsanfang ermöglicht, wenn sich die Kolbenhülse 100 von einer Stelle zu einem der beiden Endpunkte ihres Weges zu bewegen beginnt.
Bei der Einleitung des unter Druck stehenden Fluids in die erste Öffnung 130 gelangt selbiges durch den ersten Fluidkanal 134 und die Löcher 138 und 140 zur ersten Seite 118 der Kolbenteilstücke 114 und 116, um die Kolbenhülse 100 zum zweiten Körperende 18 zu bewegen. Wenn die Kolbenhülse 100 nach dem Einleiten von unter Druck stehendem Fluid in die erste Öffnung 130 ihre Bewegung von der Position aus Fig. 1 am Endpunkt ihres Weges in Richtung des ersten Körperendes 16 beginnt, liegt ein Längsteilstück 174 der Übertragungsrohres 150 glatt innen an der Seitenwand der Öffnung 148 am freien Wellenende an und sperrt somit im wesentlichen den Fluidstrom durch das Hauptloch 138 des ersten Fluidkanals 134, bis sich die Kolbenhülse 100 unter Mitnahme des Übertragungsrohres 150 so weit zum zweiten Körperende 18 bewegt hat, daß sich ein Längsteilstück 176 des Übertragungsrohres mit verringertem Durchmesser in die Öffnung 148 des freien Wellenendes hineinbewegt. Bis es dazu kommt, wirkt das unter Druck stehende Fluid im ersten Fluidkanal 134 auf die erste Seite 118 der Kolbenteilstücke 114 und 116 nur durch das im Durchmesser kleinere Loch 140 ein, um eine langsame Anfangsbewegung der Kolbenhülse 100 zu bewirken. Wenn sich die Kolbenhülse so weit in Richtung des zweiten Körperendes 18 bewegt hat, daß sich das Teilstück mit verringertem Durchmesser 176 des Übertragungsrohres in der Öffnung 148 des freien Wellenendes befindet, strömt das unter Druck stehende Fluid durch das Hauptloch 138 und um das Teilstück mit verringertem Durchmesser 176 des Übertragungsrohres herum zur ersten Seite 118 der Kolbenteilstücke, wodurch eine beschleunigte Axialbewegung der Kolbenhülse bewirkt wird.
Es sollte beachtet werden, daß bei der Bewegung der Kolbenhülse 100 zum zweiten Körperende 18 das Fluid, das sich im Körper 12 an der zweiten Seite 120 der Kolbenteilstücke 114 und 116 befindet, abgeleitet werden muß, um überhaupt eine Bewegung der Kolbenhülse zu ermöglichen, wenn das verwendete Fluid im wesentlichen inkompressibel ist, wie zum Beispiel Hydrauliköl. Wenn sich die Kolbenhülse 100 zum zweiten Körperende 18 bewegt, wird das Fluid durch das Übertragungsrohr 150 zum Mittelhohlraum 146 der Welle und zum zweiten Fluidkanal 144 und von dort aus durch die zweite Öffnung 142 abgeleitet.
Nähert sich die Kolbenhülse 100 jedoch dem Endpunkt ihres Weges in Richtung des zweiten Körperendes 18, dann treffen die quer verlaufenden Hauptlöcher 154 des Übertragungsrohres 150 auf ein einen verringerten Durchmesser aufweisendes Seitenwandteilstück 180 des Mittelhohlraumes 146 der Welle, in welches ein Übertragungsrohrteilstück 176 mit verringerten Durchmesser glatt hineinpaßt. Dieses Seitenwandteilstück 180 mit verringertem Durchmesser ist so dimensioniert, daß es den Fluidstrom durch die vier quer verlaufenden Hauptlöcher 154 im wesentlichen unterbindet und damit die Bewegung der Kolbenhülse 100 zum zweiten Körperende 18 verlangsamt, wenn sich die Kolbenhülse 100 dem Endpunkt ihres Weges nähert. Der Ableitstrom durch die Mittelöffnung 156 mit geringerem Durchmesser setzt sich fort, doch die Geschwindigkeit der Kolbenhülsenbewegung 100 nimmt ab. Wenn daher die Kolbenhülse 100 den Endpunkt ihres Weges erreicht, wird der Anschlag gepuffert. Wie oben festgestellt, bietet der Bewegungswandler aus Fig. 1 einen langsamen Start der Kolbenhülse 100, wenn diese ihren Hub vom Endpunkt ihres Weges nahe dem ersten Körperende 16 zum zweiten Körperende 18 beginnt, und ein langsames Anhalten der Kolbenhülse, wenn sie den Endpunkt ihres Weges am zweiten Körperende 18 erreicht, so daß das Anfahren und Anhalten des Bewegungswandlers viel sanfter erfolgen.
Die gleichen Vorteile bestehen, wenn die Kolbenhülse 100 einen Hub vom Endpunkt ihres Weges am zweiten Körperende 18 in Richtung des ersten Körperendes 16 beginnt. Dabei wirkt das unter Druck stehende Fluid auf die Öffnung 142, doch, wie oben beschrieben, werden die vier quer verlaufenden Hauptlöcher 154 des Übertragungsrohres 150 durch das Seitenwandteilstück 180 des Mittelhohlraumes 146 der Welle mit verringerten Durchmesser versperrt. Daher gelangt das auf die zweite Seite 120 der Kolbenteilstücke 114 und 116 einwirkende, unter Druck stehende Fluid nur das Loch 156 mit verringerten Durchmesser, bis sich die Kolbenhülse 100 unter Mitnahme des Übertragungsrohres 150 so weit zum ersten Körperende 16 bewegt hat, daß die quer verlaufenden Hauptlöcher 154 das einen verringerten Durchmesser aufweisende Seitenwandteilstück 180 des Mittelhohlraumes 146 der Welle verlassen haben. Wenn dies geschieht, wird die Axialbewegung der Kolbenhülse 100 beschleunigt.
Bewegt sich die Kolbenhülse 100 zum ersten Körperende 16, dann wird das Fluid an der ersten Seite 118 der Kolbenteilstücke 114 und 116 durch die Löcher 138 und 140 des ersten Fluidkanals 134 zur ersten Öffnung 130 abgeleitet. Wenn sich die Kolbenhülse 100 unter Mitnahme des Übertragungsrohres 150 dem Endpunkt ihres Weges am ersten Körperende 16 nähert, erreicht das Teilstück 174 des Übertragungsrohres 150 erneut die Öffnung 148 am freien Wellenende, so daß der Ableitstrom des Fluids durch das Hauptloch 138 im wesentlichen gesperrt wird. Das abzuleitende Fluid strömt weiterhin durch das Loch 140 mit verringertem Durchmesser, doch die Bewegungsgeschwindigkeit der Kolbenhülse 100 nimmt ab. Damit setzt sich die Kolbenhülse 100 sanft in Bewegung, wenn sie ihren Hub vom Endpunkt ihres Weges am zweiten Körperende 18 zum ersten Körperende 16 beginnt, und hält sanft an, wenn sie den Endpunkt ihres Weges am ersten Körperende 16 erreicht, so daß ein viel ruhigeres Starten und Anhalten des Bewegungswandlers erzielt wird. Ein abgeschrägter Anschlag 182 zwischen dem Teilstück 174 des Übertragungsrohres 150 und dem Teilstück 176 des Übertragungsrohres mit verringertem Durchmesser regelt die Geschwindigkeit der Geschwindigkeitsänderung, die eintritt, wenn sich der Anschlag zur Öffnung 148 des freien Wellenendes bewegt. Eine allmähliche Ab schrägung bewirkt einen langsameren Geschwindigkeitsübergang, wenn der Anschlag die Öffnung am freien Wellenende passiert. Ein ähnlicher Übergang tritt an den quer verlaufenden Hauptlöchern 154 des Übertragungsrohres 150 auf, da sie in zunehmendem Maße gesperrt werden, während sie das Seitenwandteilstück 180 mit verringertem Durchmesser passieren.
Natürlich kann ein Bewegungswandler mit der Lageranordnung gemäß dieser Ausführungsform ein Übertragungsrohr verwenden, das dem Übertragungsrohr 150 ähnelt, wobei es allerdings von der Welle 20 anstatt von der Kolbenhülse 100 getragen wird und sich die Kolbenhülse zum Übertragungsrohr hin- und herbewegt, wie es nachstehend für die Ausführungsform aus Fig. 3 beschrieben wird. Bei einer derartigen Anordnung können die oben beschriebenen Löcher, die den langsamen Start und den abgefederten Stopp der Kolbenhülse bewirken, ebenfalls vorhanden sein. Weiterhin kann die oben beschriebene Lageranordnung in einem Bewegungswandler verwendet werden, dessen Gehäuse an einem Halterahmen befestigt ist, so daß der Drehantrieb von der Welle zur drehbaren externen Vorrichtung erfolgt. Da sich das Gehäuse hierbei nicht zum Halterahmen dreht, können Fluidschläuche direkt an Öffnungen in der Körperseitenwand angeschlossen werden, um unter Druck stehendes Fluid zur Kolbenhülse zu befördern, und der Einsatz eines Übertragungsrohres wäre nicht nötig.
Bei der Ausführungsform aus Fig. 1 sind der erste Laufringsatz R1, der von dem Flanschlaufring 32 und dem Lagerträgerlaufring 78 gebildet wird, und der zweite Laufringsatz R2, der von dem Befestigungsplattenlaufring 52 und dem Lagerträgerlaufring 82 gebildet wird, mit einander gegenüberstehenden Lageranschlägen versehen. Der Lageranschlag des Lagerträgerlaufringes 78 weist im allgemeinen nach innen zum zweiten Körperende 18 und der Lageranschlag des Flanschteilstücklaufringes 32 im allgemeinen nach außen, um zentrale Kugelkontaktpunkte für den ersten Laufringsatz R1 zu schaffen, die sich diametral gegenüberstehen, wenn sich die Kugellager 80 dazwischen befinden, wie durch die Kugelkontaktlinie "B" dargestellt. In gleicher Weise weist der Lageranschlag des Lagerträgerlaufringes 82 im allgemeinen nach außen und vom zweiten Körperende 18 weg, während der Lageranschlag des Befestigungsplattenlaufringes 52 im allgemeinen nach innen zum zweiten Körperende 18 weist, um zentrale Kugelkontaktpunkte für den zweiten Laufringsatz zu schaffen, die sich diametral gegenüberstehen, wenn sich die Kugellager 84 dazwischen befinden, wie durch die Kugelkontaktlinie "C" dargestellt. Die Kugelkontaktlinien B und C verlaufen nach innen zur Längsdrehachse A des Körpers 12 und der Welle 20. Es ist zu erkennen, daß die Kugelkontaktlinien B und C die Längsachse A an Punkten schneiden, die weiter voneinander entfernt sind als der tatsächliche axiale Abstand zwischen den Kugellagern 80 und 84 des ersten und zweiten Laufringsatzes R1 und R2. Der Abstand zwischen den Schnittpunkten der Kugelkontaktlinien B und C mit der Längsachse A bietet einen effektiven Lagerraum, der erheblich größer ist als der tatsächliche Lagerraum des ersten und zweiten Laufringsatzes, wodurch ein vergrößerter effektiver Lagerraum geschaffen wird, der die Fähigkeit des Bewegungswandlers 10 zum Tragen großer Lasten erhöht. Auch der Radialabstand des ersten und zweiten Laufringsatzes R1 und R2 von der Längsachse A (d. h. der Höchstdurchmesser der Laufringe) ist größer als bei herkömmlichen Wellenlagern, bei denen sich die wellenhaltenden Lager im Körperinnern befinden, so daß sich die Lasttragfähigkeit des Bewegungswandlers 10 weiter erhöht.
Weiterhin ist festzustellen, daß beim Bewegungswandler 10 das freie Ende 112 des mit Keilnuten versehenen Wellenteilstückes 24 nicht radial durch Lager eingeschränkt ist, sondern ziemlich locker von dem mit Keilnuten versehenen Hülsenteilstück 102 der Kolbenhülse 100 aufgenommen wird. Diese freischwebende Wellenkonstruktion erlaubt erhebliche Schaukelbewegungen der Welle im Körper 12 ohne Verklemmen der Keilnuten, das auftreten kann, wenn die Welle an ihren beiden axialen Enden durch Lager fest an ihrem Platz gehalten wird. Im Gegensatz zu Bewegungswandlern nach dem Stand der Technik führt die Lagergestaltung gemäß der Ausführungsform zu Biegemomenten, die durch den Lagerträger 54 auf den Körper 12 und nicht auf die Welle 20 übertragen werden.
Dadurch entsteht ein Bewegungswandler, der in der Lage ist, großen Radial- und Axialdruckbelastungen und großen Momentlasten ohne Verklemmen standzuhalten. Dies wird durch eine sehr kompakte, leichte und wirtschaftliche Konstruktion des Bewegungswandlers erreicht.
Eine alternative Ausführungsform ist in Fig. 3 dargestellt. Zum besseren Verständnis sind die Bestandteile dieser alternativen Ausführungsform in gleicher Weise numeriert wie die der ersten Ausführungsform, sofern sie eine ähnliche Konstruktion aufweisen. Weiterhin werden nur die wesentlichen Konstruktionsunterschiede näher beschrieben.
In Fig. 3 ist ein Bewegungswandler 10' dargestellt, bei dem eine Montageklammer 200 für einen Auslegerarm an die Befestigungsplatte 38 angeschweißt ist, um den Bewegungswandler am Ende eines (nicht dargestellten) Auslegerarmes eines (nicht dargestellten) Fahrzeuges anzubringen, das den Bewegungswandler trägt. Wie oben beschrieben, wird die Welle 20 relativ zur Befestigungsplatte 38 und damit relativ zum Auslegerarm unbeweglich gehalten, und der Körper 12 liefert den Drehantrieb. Bei der Ausführungsform dieses Bewegungswandlers 10' ist die Körpermontageplatte 64 an das zweite Körperende 18 angeschweißt, während ein Paar von Greifarmen 202 zum Aufnehmen von Baumstämmen schwenkbar an einer Grundplatte 204 angebracht ist, die mittels einer Vielzahl von Schrauben 206 mit der Körpermontageplatte 64 verschraubt ist.
Der Körper 12 weist zwei Lastbügel 208 auf, die an einer Stelle nahe dem ersten Körperende 16 angeschweißt sind. Jeder Lastbügel 208 ragt von einer entgegengesetzten Seite des Körpers 12 nach außen und weist ein erstes Ende 210 auf, an dem einer eines Paares hydraulisch betriebener Zylinder 212 schwenkbar befestigt ist. Jeder der Greifarme 202 weist ein zweites, ausfahrbares Ende 214 auf, an dem einer der Zylinder 212 befestigt ist. Die Greifarme 202 sind so ausgerichtet, daß sie durch das Ausfahren und Zurückziehen der Zylinder 212 zwischen einer geschlossenen Stellung zum Tragen einer Last, wie in Fig. 3 dargestellt, und einer geöffneten Stellung zum Freigeben der Last zu schwenken (in Fig. 3 ist nur ein Greifarm in geöffneter Stellung mit gestrichelten Linien dargestellt). Zwar ist hier der Bewegungswandler 10' mit den vom Bewegungswandler 10' getragenen Greifarmen 202 beschrieben, doch natürlich läßt er sich in vielfältiger anderer Weise einsetzen.
Bei dem Bewegungswandler 10' aus Fig. 3 dient der Lagerträger 54 nicht nur der Ausbildung der Lagerträgerlaufringe 78 und 82, sondern auch als Fluidkupplung oder Stopfbuchse zur Zuführung von Hydraulikfluid zu den Zylindern 212, während er gleichzeitig für die Schmierung der Kugellager 80 und 84 sorgt, die auf den ersten und zweiten Laufringsätzen sitzen. Über den Lagerträger 54 wird den Zylindern 212 selektiv unter Druck stehendes Fluid zugeführt, um die Greifarme 202 zu betätigen, wie nachstehend beschrieben wird.
Die Stirnfläche 132 des Wellenflanschteilstückes 22 ist mit einer dritten und einer vierten Öffnung 216 und 218 versehen. Die dritte Öffnung 216 leitet das dorthin zugeführte, unter Druck stehende Fluid durch einen dritten Fluidkanal 220 im Wellenflanschteilstück 22 und ein Loch 222 in einer umlaufenden Seitenwandung 223 des Lagerträgers 54 hindurch, das so positioniert ist, daß es mit dem vom Flanschteilstücklaufring 32 und dem Lagerträgerlaufring 78 gebildeten ersten Laufringsatz R1 in Verbindung steht. In gleicher Weise stellt die vierte Öffnung 218 ein Verbindung zwischen dem dort anliegenden, unter Druck stehenden Fluid durch einen vierten Fluidkanal 224, der im Wellenflanschteilstück 22 verläuft und ein Loch 226 in einer umlaufenden Seitenwandung 223 des Lagerträgers 54, das so positioniert ist, daß es mit dem vom Befestigungsplattenlaufring 52 und dem Lagerträgerlaufring 82 gebildeten zweiten Laufringsatz R2 her. Die Löcher 222 und 226 verbleiben in Fluidverbindung mit dem ersten bzw. zweiten Laufringsatz, wenn sich der Lagerträger 54 zur Welle 20 dreht.
In der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform besteht die Befestigungsplatte 38 aus zwei Teilen - aus einem Laufringteilstück 38a und einem Befestigungsplattenteilstück 38b -, die von Befestigungselementen 38c zusammengehalten werden. Der Befestigungsplattenlaufring 52 ist am Laufringteilstück 38a gebildet.
Der Lagerträger 54 ist mit einem ersten Paar von Öffnungen 228 versehen, die an seinen entgegengesetzten Enden gebildet sind. Jede der Öffnungen 228 steht in Fluidverbindung mit dem ersten Laufringsatz R1 durch einen von einem ersten Paar Lagerträgerfluidkanäle 230 (in Fig. 3 ist nur ein Fluidkanal 230 dargestellt). Darüber hinaus weist der Lagerträger 54 an seinen entgegengesetzten Enden ein zweites Paar von Öffnungen 232 auf. Jede der Öffnungen 232 steht durch einen von dem zweiten Paar von Lagerträgerfluidkanälen 234 (in Fig. 3 ist nur ein Fluidkanal 234 dargestellt) mit dem zweiten Laufringsatz R2 in Fluidverbindung. Der in der Ausführungsform aus Fig. 3 dargestellte Lagerträger 54 besitzt die zusätzliche Funktion einer Fluidstopfbuchse, um unter Druck stehendes Fluid in ein Paar biegsamer Hydraulikschläuche 238 zu befördern, die unter Druck stehendes Fluid zu den Zylindern leiten, um diese zurückzuziehen und dadurch die Greifarme 202 in die geöffnete Stellung zu schwenken. Jeder der Schläuche 238 ist mit einem Ende an eine der Öffnungen 228 im Lagerträger 54 angeschlossen, während das andere Ende an einen Ausfahrschlitz 236 eines der Zylinder 212 angeschlossen ist. Ein Ende jedes der Schläuche 238 ist an eine der Öffnungen 232 im Lagerträger 54 angeschlossen, während das andere Ende an einen Rückziehschlitz 240 eines der Zylinder 212 angeschlossen ist.
Da beide Schläuche 234 in Fluidverbindung mit der dritten Fluidöffnung 216 und beide Schläuche 238 in Fluidverbindung mit der vierten Fluidöffnung 218 stehen, führt die Einleitung von unter Druck stehendem Fluid in entweder die dritte oder die vierte Öffnung dazu, daß beide Zylinder 2112 im wesentlichen gleichzeitig ausfahren oder zurückziehen, so daß beide Greifarme veranlaßt werden, sich gemeinsam zu schließen und zu öffnen. Wenn gewünscht wird, ein anderes Werkzeug einzusetzen, das nur ein bewegliches Werkzeugteil und daher nur einen Hydraulikzylinder aufweist, werden natürlich nur zwei Schläuche für die Betätigung des Werkzeugs benötigt. Zwar wird die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform für den Betrieb mit einem Werkzeug beschrieben, doch ist der Bewegungswandler 10' ebenso wie der Bewegungswandler 10 für eine Vielzahl von Anwendungen einsetzbar.
Da sich der Körper 12, an dem die Greifarme 202 und die Zylinder 212 befestigt sind, als Einheit zur Welle dreht, rotieren die Schläuche 234 und 238 gemeinsam mit dem Körper und werden deshalb während des Betriebes des Bewegungswandlers 10' nicht verdreht oder gezerrt, selbst wenn der Körper volle Umdrehungen im oder gegen den Uhrzeigersinn ausführt. Weiterhin kann der Bewegungswandler 10' unter Verwendung relativ kurzer Schläuche konstruiert werden, d. h. ohne die üblichen langen Schlauchschleifen, die sonst für die volle Rotation erforderlich sind und die Vorrichtungen des Standes der Technik beim Umsetzen oder während des Betriebes anfällig machen für ein Verdrehen, Verknäulen oder Schaben an Gegenständen.
Neben der weiter oben beschriebenen Dichtung 31 zwischen dem Wellenflanschteilstück 22 und dem Körper 12 sind zwischen dem Lagerträger 54 und dem Körper, zwischen dem Lagerträger und dem Wellenflanschteil, zwischen dem Lagerträger und dem Laufringteilstück 38a der Befestigungsplatte und zwischen dem Laufringteilstück der Befestigungsplatte und dem Wellenflanschteilstück Dichtungen 241 angebracht, um das Austreten von unter Druck stehendem Fluid aus und zwischen den ersten und zweiten Laufringsätzen R1 und R2 beim Betrieb des Bewegungswandlers 10' zu verhindern.
Beim Einleiten von unter Druck stehenden Fluid durch die dritten und vierten Öffnungen 216 und 218 in der Stirnfläche 132 des Wellenflanschteilstückes 22 zum Betrieb der Zylinder 212 umströmt das unter Druck stehende Fluid die auf den ersten und zweiten Laufringsätzen R1 und R2 sitzenden Kugellager 80 und 84 und schmiert dadurch die Kugellager und Laufringe. Damit entfällt die Notwendigkeit separater Schmiernippel, um die ersten und zweiten Laufringe geschmiert zu halten, ebenso wie die Notwendigkeit manuellen Schmierens, da die Laufringe und Kugellager ständig durch das in die Zylinder 212 geleiteten Fluids geschmiert werden.
Der erste Fluidkanal 134 nutzt die Löcher 138 und 140 zur Regelung des Fluidstromes beim Anfahren und Stoppen der Kolbenhülse 100; das Hauptloch 138 endet jedoch in der Seitenwandung des Endanschlages an einer axialen Seite der Dichtung 250 in Richtung des zweiten Körperendes 18 an einer solchen Position, daß der hindurchgeleitete Fluidstrom von einem axial nach innen ragenden Kragenteilstück 254 des Stirnwandkolbenteilstückes 116 gesperrt wird, wenn sich die Kolbenhülse nahe beim Endpunkt ihres Weges zum ersten Körperende 16 befindet. In dieser Position dauert der Fluidstrom durch das einen kleineren Durchmesser aufweisende Loch 140 an.
Der zweite Fluidkanal 144 schafft noch immer eine Fluidverbindung durch das Übertragungsrohr 150 zur zweiten Seite 120 der Kolbenteilstücke 114 und 116, wobei das Übertragungsrohr von der Welle 20 und nicht von der Kolbenhülse 100 getragen wird. In dieser Ausführungsform wird das Kopfteilstück 162 des Übertragungsrohres 150 von einer Endaussparung 242 des mit Keilnuten versehenen Wellenteilstückes 24 am freien Ende 112 des mit Keilnuten versehenen Wellenteilstückes 24 aufgenommen und sicher zwischen einem Anschlag 244 der Endaussparung 3242 und einer Halteklammer 246 gehalten. Das Übertragungsrohr 150 verläuft vom freien Ende 112 des mit Keilnuten versehenen Wellenteilstückes 24 zum zweiten Körperende 18 und durch eine Mittelöffnung 248 im Stirnwandkolbenteilstück 116 der Kolbenhülse 100. Eine Dichtung 250 ist zwischen dem Kopfteilstück 162 des Übertragungsrohres 150 und der Seitenwand der Endaussparung 242 angebracht, um dazwischen eine fluiddichte Abdichtung zu schaffen. Eine Dichtung 252 ist in einer um die Mittelöffnung 248 des Stirnwandkolbenteilstückes 116 umlaufenden Rinne untergebracht, um eine fluiddichte Abdichtung zwischen dem Stirnwandkolbenteilstück und dem Übertragungsrohr 150 zu schaffen.
Der Bewegungswandler 10' ist weiterhin ähnlich wie die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform mit einer Anordnung für ein langsames Anfahren und gepuffertes Stoppen ausgestattet. Das Übertragungsrohr 150 nutzt die Löcher 154 und 156 zur Regelung des Fluidstromes beim Anfahren und Anhalten der Kolbenhülse 100; die quer verlaufenden Hauptlöcher 154 sind jedoch so positioniert, daß der Fluidstrom durch sie von einem inneren Seitenwandteilstück 256 des mittleren Kolbenhohlraumes 248 zu einer axialen Seite der Dichtung 252 in Richtung des zweiten Körperendes 18 gesperrt wird, wenn sich die Kolbenhülse 100 nahe dem Endpunkt ihres Weges zum zweiten Körperende 18 befindet. In dieser Position dauert der Fluidstrom durch das einen kleineren Durchmesser aufweisende Loch 156 an. Selbst wenn die Löcher zur Gewährleistung des langsamen Anfahrens und abgefederten Anhaltens nicht vorhanden wären, würde das Übertragungsrohres 150 trotzdem ein bequemes Mittel zur Herstellung einer Verbindung zwischen dem unter Druck stehenden Fluid und der zweiten Seite 120 der Kolbenteilstücke 114 und 116 bieten.
Bei der Ausführungsform aus Fig. 3 wird die Welle 20 von der Befestigungsplatte 38 zu dem Ausleger, an dem sie befestigt ist und der gewöhnlich die Zuführung von Hydraulikfluid übernimmt, unbeweglich gehalten. Demnach ist bei dieser Ausführungsform das Übertragungsrohr ebenfalls gegenüber dem Ausleger unbeweglich, während die Kolbenhülse 100 rotiert und sich zum Übertragungsrohr linear bewegt. Der Bewegungswandler 10' weist innere spiralförmige Keilnuten 106 auf, die auf einem Ringgetriebe 258 gebildet sind, das mittels einer Vielzahl von Stiften 260 mit dem Körper 12 verbunden ist, anstatt an der inneren Seitenwand 14 des Körpers ausgebildet zu sein.
Zwar wurden zur Verdeutlichung hier nur spezielle Ausführungsformen beschrieben, doch es können natürlich verschiedene Abwandlungen vorgenommen werden können, ohne von Sinn und Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Dementsprechend wird die Erfindung nur durch die beigefügten Ansprüche beschränkt.

Claims

1. Fluidbetriebene Drehbetätigungseinrichtung (10, 10') zur Erzeugung einer relativen Rotationsbewegung zwischen ersten und zweiten Teilen (70, 64, 204, 40, 200) mit:

einem Körper (12), der eine Längsachse und ein erstes und zweites Ende (16, 18) aufweist, wobei der Körper so gestaltet ist, daß er mit dem ersten Teil (70) gekoppelt werden kann, um darauf eine Drehkraft zu übertragen;

einer Welle (20), die ein erstes Teilstück (22) aufweist, das an dem Körper (12) angeordnet ist und axial über das erste Ende (16) dieses Körpers hinausragt, und ein zweites Teilstück (24), das sich längs erstreckt und im allgemeinen koaxial im Innern des Körpers (12) zum zweiten Körperende (18) verläuft, wobei das erste Wellenteilstück (22) ein erstes und ein zweites Endteilstück (26, 28) und ein Mittelteilstück (34) zwischen dem ersten und zweiten Endteilstück (26, 28) aufweist, wobei das zweite Endteilstück (28) des ersten Wellenteilstückes (22) zum ersten Körperende (16) weist und das erste Endteilstück (26) des ersten Wellenteilstückes (22) axial aus dem ersten Körperende (16) hinausragt, wobei das Mittelteilstück (34) des ersten Wellenteilstückes (22) mindestens ein erstes drehmomentübertragendes Element (36) aufweist und das zweite Endteilstück (28) des ersten Wellenteilstückes (22) einen Laufring (32) aufweist, der an diesem ausgebildet ist und um dieses herum verläuft;

einem Befestigungsteil (38, 38a, 38b, 38c), das so gestaltet ist, daß es an das zweite Teil (40, 200) zu koppeln ist, um eine Drehkraft darauf zu übertragen, wobei das Befestigungsteil (38, 38a, 38b, 38c) eine Öffnung (48), durch die das zweite Endteilstück (28) des ersten Wellenteilstückes (22) verläuft, und mindestens ein zweites drehmomentübertragendes Element (50) aufweist, das in das erste drehmomentübertragende Element (36) des Mittelteilstückes (34) eingreift, um eine Drehkraft zwischen beiden zu übertragen, wobei das Befestigungsteil (38, 38a, 38b, 38c) einen Laufring (52) aufweist, der an diesem um die Öffnung (48) des Befestigungsteiles ausgebildet ist;

einem Halteteil (86), das auf dem ersten Endteilstück (26) des ersten Wellenteilstückes (22) axial außerhalb des Befestigungsteiles (38, 38a, 38b, 38c) angebracht ist und mit dem Befestigungsteil (38, 38a, 38b, 38c) in Eingriff kommt, um die axiale Auswärtsbewegung des Befestigungsteiles (38, 38a, 38b, 38c) in bezug auf das erste Wellenteilstück (22) zu verhindern;

einem ringförmigen Lagerträger (54), der koaxial zu und fest an dem Körper (12) am ersten Körperende (16) axial auswärts vom ersten Körperende (16) angebracht ist, wobei der Träger (54) eine Mittelöffnung (76) aufweist, durch die das erste Wellenteilstück (22) verläuft, und wobei der Träger (54) einen ersten Laufring (82) aufweist, der an diesem um die Trägeröffnung (76) und gegenüberstehend zu und zusammenwirkend mit dem Befestigungsteil- Laufring (52) ausgebildet ist, um einen ersten Laufringsatz (R2) zu bilden, der umlaufend um das erste Wellenteilstück (22) am ersten Körperende (16) angeordnet ist, um die Welle (20) drehbar zu halten und die längsgerichtete Einwärtsbewegung der Welle (20) zu begrenzen, wobei der erste Laufringsatz (R2) die Rotationshalterung für die Welle (20) relativ zum Körper (12) an einer Stelle bei dem oder außerhalb des ersten Körperendes (16) bildet und wobei ein oder mehrere Lager (84) im ersten Laufringsatz (R2) angeordnet sind;

wobei der Träger (54) weiterhin einen zweiten Laufring (78) beinhaltet, der diesem Träger (54) um die Trägeröffnung (76) und gegenüberstehend zu und zusammenwirkend mit dem Laufring (32) des zweiten Endteilstückes ausgebildet ist, um einen zweiten Laufringsatz (R1) zu bilden, der umlaufend um das erste Wellenteilstück (22) am ersten Körperende (16) angeordnet ist, um die Welle (20) drehbar zu halten und die längsgerichtete Auswärtsbewegung der Welle (20) zu begrenzen, wobei ein oder mehrere Lager (80) im zweiten Laufringsatz (R1) angeordnet sind;

einem Kolben (100), der zur längsgerichteten Hin- und Herbewegung als Reaktion auf die selektive Einwirkung unter Druck stehenden Fluids auf ihn im Körper (12) angeordnet ist;

und ein drehmomentübertragendes Teil, das zur längsgerichteten Hin- und Herbewegung im Körper (12) angebracht ist, wobei dieses drehmomentübertragende Teil mit dem Körper (12) und dem zweiten Wellenteilstück (24) im Eingriff ist, um die Längsbewegung des Kolbens (100) zu einem, dem ersten oder zweiten Körperende (16, 18), in eine relative Rotationsbewegung im Uhrzeigersinn zwischen der Welle (20) und dem Körper (12) und die Längsbewegung des Kolbens (100) zu dem jeweils anderen von dem ersten und zweiten Körperende (16, 18) in eine relative Rotationsbewegung zwischen der Welle (20) und dem Körper (12) entgegen dem Uhrzeigersinn umzuwandeln, wodurch eine relative Rotationsbewegung zwischen den ersten und zweiten Teilen (70, 64, 204, 40, 200) entsteht.

2. Fluidbetriebene Drehbetätigungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei das zweite Endteilstück (28) des ersten Wellenteilstückes (22) zum ersten Körperende (16) benachbart ist und das erste Endteilstück (26) des ersten Wellenteilstückes (22) mit einem Gewinde versehen ist und wobei das Halteteil eine Haltemutter (86) ist, die auf das mit einem Gewinde versehene Endteilstück (26) des ersten Wellenteilstückes (22) aufgeschraubt ist, wobei die Haltemutter (86) drehbar auf dem mit einem Gewinde versehenen Endteilstück (26) angebracht ist.

3. Fluidbetriebene Drehbetätigungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das zweite Drehmomente übertragende Element (50) in das erste Drehmomente übertragende Element (36) des Mittelteilstückes (34) eingreift, um eine Drehkraft zwischen beiden zu übertragen, während gleichzeitig das Einstellen der Längsbewegung des Befestigungsteiles (38, 38a, 38b, 38c) zum ersten Wellenteilstück (22) ermöglicht wird, wobei das Halteteil (86) einstellbar axial auf dem ersten Endteilstück (26) positioniert ist, wobei der erste Laufringsatz (R2) umlaufend um das erste Wellenteilstück (22) und axial auswärts des zweiten Laufringsatzes (R1) angeordnet ist, um die Welle (20) drehbar zu halten und die einwärts gerichtete Längsbewegung der Welle zu begrenzen, und wobei der erste und der zweite Laufringsatz (R1, R2) die Rotationshalterung für die Welle (20) zum Körper (12) an einer Stelle am oder außerhalb des ersten Körperendes (16) bilden, wobei durch die einstellbare axial einwärtsgerichtete Positionierung des Halteteiles (86) auf dem Endteilstück (26) des ersten Wellenteilstückes (22) der erste und der zweite Laufringsatz (R1, R2) vorbelastet werden.

4. Fluidbetriebene Drehbetätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Kolben (100) eine erste, zum ersten Körperende (16) gerichtete Seite (118) und eine zweite, zum zweiten Körperende (18) gerichtete Seite (120) aufweist, wobei das zweite Wellenteilstück (24) ein zweites Flanschwellenteilstück aufweist, das in Längsrichtung und im allgemeinen koaxial durch den Körper (12) zum zweiten Körperende (18) verläuft und in ein freies Ende mündet, das sich zwischen der ersten Kolbenseite (118) und dem ersten Körperende (16) befindet, wobei in der Welle (20) weiterhin ein erster Fluidkanal (134) zur Herstellung einer Fluidverbindung zwischen der ersten Kolbenseite (118) und einer ersten Öffnung (130) in der Welle (20) an einer Stelle (132) außerhalb des Körpers (12) und ein zweiter Fluidkanal (144) zur Herstellung einer Fluidverbindung zwischen einer Öffnung (148) am freien Wellenende (112) eines länglichen mittleren Hohlraumes (146) in der Welle und einer zweiten Öffnung (142) in der Welle (20) an einer Stelle (132) außerhalb des Körpers (12) vorhanden ist, wobei die Betätigungseinrichtung weiterhin ein vom Kolben (100) während der Bewegung des Kolbens im Körper (12) mitgenommenes Fluidübertragungsrohr (150) aufweist, wobei das Rohr (150) durch die Öffnung (148) im freien Wellenende in den mittleren Hohlraum (146) der Welle hineinreicht, so daß darin längsgerichtete Hin- und Herbewegungen ausgeführt werden, wenn sich der Kolben in Längsrichtung im Körper (12) hin- und herbewegt, wobei das Rohr (150) einen Fluidkanal (152) mit einer ersten Öffnung (154, 156) in einem freien Endteilstück (158) des Rohres (150), das im mittleren Hohlraum (146) angeordnet ist, und einer zweiten Öffnung (160) an einer Stelle mit Fluidverbindung zur zweiten Kolbenseite (120) aufweist, um eine Fluidverbindung zwischen der zweiten Öffnung (142) und der zweiten Kolbenseite (120) herzustellen, wobei die selektive Einleitung von unter Druck stehendem Fluid durch die erste Öffnung (130) das unter Druck stehende Fluid gegen die erste Kolbenseite (118) drückt, um den Kolben (100) zum zweiten Körperende (18) zu bewegen, und wobei die selektive Einleitung von unter Druck stehendem Fluid durch die zweite Öff nung (142) das unter Druck stehende Fluid gegen die zweite Kolbenseite (120) drückt, um den Kolben (100) zum ersten Körperende (16) zu bewegen, was zu einer Rotationsbewegung des ersten Teiles (70) relativ zum zweiten Teil (40) führt, wobei an der ersten und zweiten Öffnung (130, 142) der Welle (20) Verbindungen für unter Druck stehendes Fluid angeschlossen sind, die vom Befestigungsteil (38) gehalten wird, um eine relative Rotation in bezug auf das zweite Teil (40) zu verhindern.

5. Fluidbetriebene Drehbetätigungseinrichtung nach Anspruch 4, wobei die erste Rohröffnung ein erstes Loch (154) im Rohr (150) an dessen vom Kolben (100) wegweisenden Ende aufweist und das zweite Wellenteilstück (24) ein Verschlußteilstück zum freien Wellenende (112) hin aufweist, wobei das Wellenverschlußteilstück so bemessen und angeordnet ist, daß es den Fluidstrom durch das erste Loch (154) zumindest teilweise sperrt, wenn sich der Kolben (100) nahe an einem Endpunkt seines Weges zum zweiten Körperende (18) befindet.

6. Fluidbetriebene Drehbetätigungseinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, wobei der Wellenfluidkanal (134) ein erstes Loch (138) in Richtung des freien Endes (112) und das Rohr (150) ein Verschlußteilstück (174) in Richtung des Kolbens (100) aufweist, wobei das Verschlußteilstück (174) des Rohres (150) so bemessen und angeordnet ist, daß es den Fluidstrom durch das zweite Loch (138) zumindest teilweise sperrt, wenn sich der Kolben (100) nahe an einem Endpunkt seines Weges zum ersten Körperende (16) befindet.

7. Fluidbetriebene Drehbetätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die erste Rohröffnung ein erstes und ein zweites Loch (154, 156) aufweist, wobei das erste Loch (154) in einer Seitenwand des Rohres (150) nahe dessen vom Kolben (100) wegweisenden Ende gebildet ist und der mittlere Hohlraum (146) ein inneres Seitenwandteilstück (180) mit verringertem Durchmesser in Richtung des freien Wellenendes (112) aufweist, wobei das innere Seitenwandteilstück (180) mit verringertem Durchmesser so bemessen und angeordnet ist, daß das erste Loch (154) dann, wenn sich der Kolben (100) nahe an einem Endpunkt seines Weges zum zweiten Körper ende (18) befindet, innerhalb des inneren Seitenwandteilstückes (180) mit verringertem Durchmesser angeordnet ist und dieses Seitenwandteilstück (180) mit verringertem Durchmesser den Fluidstrom durch das erste Loch (154) im wesentlichen sperrt, wohingegen der Strom durch das zweite Loch (156) weiterhin möglich ist.

8. Fluidbetriebene Drehbetätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei der erste Wellenfluidkanal (134) ein erstes und ein zweites Loch (138, 140) aufweist, wobei das erste Loch (138) in einer Seitenwand des mittleren Hohlraumes (146) nahe dessen zur Öffnung (148) des freien Wellenendes weisenden Ende gebildet ist und die Betätigungseinrichtung (10) eine Dichtung (172) aufweist, die im mittleren Hohlraum (146) in axialer Position zwischen dem ersten Loch (138) und einem Endpunkt des Weges der ersten Rohröffnung (154, 156) angeordnet ist, der erreicht wird, wenn der Kolben (100) den Endpunkt seines Weges zum zweiten Körperende (18) erreicht, wobei die Dichtung (172) eine fluiddichte Abdichtung zwischen der Welle (20) und dem Rohr (150) bewirkt, wobei das Rohr (150) ein äußeres Seitenwandteilstück (174) mit vergrößertem Durchmesser in Richtung des Kolbens (100) aufweist, wobei das äußere Seitenwandteilstück (174) mit vergrößertem Durchmesser so bemessen und angeordnet ist, daß das erste Loch (138) dann, wenn sich der Kolben (100) nahe an einem Endpunkt seines Weges zum ersten Körperende (16) befindet, innerhalb des äußeren Seitenwandteilstückes mit vergrößertem Durchmesser angeordnet ist und dieses Seitenwandteilstück mit vergrößertem Durchmesser den Fluidstrom durch das erste Loch (138) im wesentlichen sperrt, wohingegen der Strom durch das zweite Loch (140) weiterhin möglich ist.

9. Fluidbetriebene Drehbetätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei auf dem mittleren Teilstück (34) des ersten Wellenteilstückes (22) geradlinige Keilnuten (36) gebildet sind und das Befestigungsteil (38) geradlinige Keilnuten (50) aufweist, die in die geradlinigen Keilnuten (36) des mittleren Teilstückes (34) eingreifen, um eine Einstellung der Längsbewegung des Befestigungsteiles (38) zum ersten Wellenteilstück (22) zu ermöglichen.

10. Fluidbetriebene Drehbetätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Laufring (32) des zweiten Endteilstückes direkt in das erste Wellenteilstück (22) eingeschnitten und nicht auf einem vom ersten Wellenteilstück (22) getragenen ringförmigen Laufringeinsatz ausgebildet ist.

11. Fluidbetriebene Drehbetätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Betätigungseinrichtung mit einem Arbeitsgerät verbindbar ist, zu dem ein selektiv zu betreibendes Betätigungselement (212) des Arbeitsgerätes gehört, wobei das Betätigungselement (212) des Arbeitsgerätes ein Paar Fluidöffnungen (236, 240) zum Betrieb des Betätigungselementes (212) des Arbeitsgerätes als Reaktion auf die selektive Einleitung von unter Druck stehendem Fluid aus einer Quelle für unter Druck stehendes Fluid in diese Öffnungen aufweist, wobei der Körper (12) so gestaltet ist, daß das Arbeitsgerät an ihm angebracht wird, damit es gemeinsam mit dem Körper (12) rotiert, wobei der Lagerträger (54) weiterhin einen ersten und einen zweiten Fluidkanal (230, 234) aufweist, wobei der erste Trägerfluidkanal (230) in Fluidverbindung mit dem zweiten Laufringsatz (R1) und der zweite Trägerfluidkanal (234) in Fluidverbindung mit dem ersten Laufringsatz (R2) steht, wobei der erste und der zweite Trägerfluidkanal (230, 234) in eine erste und eine zweite Trägerfluidöffnung (228, 232) münden, von denen jede mit einer der beiden Öffnungen (236, 240) des Betätigungselementes (212) des Arbeitsgerätes zu verbinden ist, wobei ein dritter Wellenfluidkanal (220) von einer externen dritten Wellenöffnung (216) durch das erste Wellenteilstück verläuft und in eine innere dritte Wellenöffnung mündet, die zu dem zweiten Laufringsatz (R1) ausgerichtet ist und mit ihm in Fluidverbindung steht und weiter mit ihm in Fluidverbindung bleibt, wenn sich der Träger (54) zum ersten Wellenteilstück dreht, wobei die externe dritte Wellenöffnung (216) an die Quelle für unter Druck stehendes Fluid angeschlossen werden kann, und wobei ein vierter Wellenfluidkanal (224) von einer externen vierten Wellenöffnung (218) durch das erste Wellenteilstück verläuft und in eine innere vierte Wellenöffnung mündet, die zu dem ersten Laufringsatz (R2) ausgerichtet ist und mit ihm in Fluidverbindung steht und weiter mit ihm in Fluidverbindung bleibt, wenn sich der Träger (54) zum ersten Wellenteilstück (22) dreht, wobei die externe vierte Wellenöffnung (218) an die Quelle für unter Druck stehendes Fluid angeschlossen werden kann.