DE10002279A1 - Elektrohydraulik - Google Patents

Description

Ein mit Strom betriebener Krafterzeuger, der seine Kraftwirkung durch ziehen oder drücken äußert.

Um Gliedmaßen von Maschinen und Robotern zu bewegen wird oft eine ziehende oder eine drückende Kraft verwendet. Es wird meist Hydraulik eingesetzt. Gelegentlich trifft man auch auf Elektromotoren (meist Schrittmotoren), deren Drehkraft durch Vorrichtungen in ziehende oder drückende Kraft umgewandelt wird.

Eine Hydraulik benötigt jedoch auch ein flüssiges Medium, das durch Schläuche und Rohre gepumpt werden muss. Diese Schläuche und Rohre benötigen jedoch ausreichend Platz. Befindet sich in einem solchen Schlauch oder Rohr aber auch nur ein kleineres Loch, das ohne weiteres leicht entstehen kann (z. B. durch Alterung oder durch Überbelastung oder durch Kontakt mit irgendwelchen anderen Körpern), so entweicht durch dieses der Druck. Die Hydraulik ist nicht mehr funktionsfähig! Des weiteren tritt das bisweilen recht teure flüssige Medium aus und kann dadurch auch noch die Umwelt verschmutzen. Außerdem benötigt eine Hydraulik eine große Pumpe und besitzt einen geringen Wirkungsgrad.

Elektromotoren, haben hingegen das Problem, dass ihre drehende Bewegung und Kraftwirkung in eine ziehende oder drückende Bewegung und Kraftwirkung umgewandelt werden muss, da es nicht möglich ist, die Motoren direkt an der Achse wirken zu lassen, da dort der Hebel zu gering ist. Durch diese Umwandlung wird der ansonsten bei Elektromotoren recht gute Wirkungsgrad vermindert. Außerdem benötigt eine Vorrichtung zur Umwandlung der drehenden in eine ziehende oder drückende Kraft weiteren Raum

Aufgabe der Erfindung ist es, eine ziehende oder eine drückende Kraftwirkungen durch elektrischen Strom zu erreichen.

Diese Aufgabe wird durch eine Elektrohydraulik des Anspruch I gelöst.

Bei der Erfindung entsteht eine ziehende Kraft.

Die Erfindung kann sehr hohe Wirkungsgrade erzielen, da die Kraft direkt wirken kann. Die Erfindung benötigt nur Strom und eventuell Schmieröle aber keine Hydraulikflüssigkeit Die Erfindung benötigt relativ wenig Raum.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

Es Zeigen die Abbildungen:

• 1. Ein auf das Grundprinzip reduzierter Aufbau - perspektivische Ansicht
• 2. Ausführung mit durchgehendem Kern
  • 1. 2.1. Querschnitt
  • 2. 2.2. Frontansicht
• 3. Ausführung mit durchgehendem Kern und Mantel
  • 1. 3.1. Querschnitt
  • 2. 3.2. Frontansicht
  • 3. 3.3. Draufsicht
• 4. Ausführung mit einzelnen Kernen und Mantel - Querschnitt
• 5. Anwendungsskizze
• 6. Ausführung in erster Kettenvariante mit Haken - Querschnitt
• 7. Ausführung in zweiter Kettenvariante mit Schnur - Querschnitt
• 8. geschlossene Ausführung einer Kettenvariante - Draufsicht
• 9. nicht vorhanden
• 10. Ausführung des Grundprinzips durch Spulen in Treppenform, einer alternativen Form einer Spule, die ein ineinander Gleiten der einzelnen Spulen ermöglicht - perspektivische Ansicht
• 11. parallele Anordnung mehrerer Ausführungen des Grundprinzips durch Spulen in Treppenform - perspektivische Ansicht
• 12. nicht vorhanden
• 13. Ineinander gleiten zweier Spulen
  • 1. 13.1. größere und kleinere Spulen nebeneinander - perspektivische Ansicht
  • 2. 13.2. kleinere Spule gleitet in größere Spule - perspektivische Ansicht
  • 3. 13.3. kleinere Spule befindet sich fast vollständig in größerer Spule - perspektivische Ansicht
• 14. Ausführung des Grundprinzips durch Spulen Pyramidenform, einer alternativen Form einer Spule, die ein ineinander Gleiten der einzelnen Spulen ermöglicht
  • 1. 14.1. Spulen nebeneinander
  • 2. 14.2. Spulen ineinander

Eine Elektrohydraulik besteht nach Abb. 2.1-3.3 aus mindestens zwei Spulen (s1, s2 [, s3, . . .]), die auch von der handelsüblichen Form einer Spule abweichen können(Beispiele in Abb. 10-14.2), die beweglich auf einer Schiene (a) (oder auch Kern) gelagert sind. Alternativ dazu kann auch jede der Spulen (s1, s2 [, s3, . . .]) einen eigenständigen Kern (a1, a2 [, a3, . . .]) besitzen, wie in Abb. 4. Allerdings wird dann ein Mantel (b) benötigt, der die Spulen führt. Bei erster Variante kann optional ebenfalls ein Mantel (b) verwendet werden, der dann möglichst an den Enden fest mit der Schiene verbunden wird. Sowohl bei erster also auch zweiter Variante vervielfacht sich die Kraftwirkung enorm, wenn Mantel und/oder Schiene bzw. Kerne aus ferromagnetischem Material bestehen. Bei der erster Variante vervielfacht sich jedoch dadurch nur die zusammen ziehende Kraft. Der von den Spulen benötigte elektrische Strom wird entweder über Strom führende Drähte (d) zugeführt, die so gelegt werden, dass sich keine solchen Drähte (d) zwischen zwei Spulen (s1 und s2 oder s2 und s3 . . .) befinden (Abb. 2.1), oder von Strom führende Leisten (t) (Abb. 3.1 und 4) abgenommen, die in Mantel und/der Schiene integriert sind. Mit Seilen oder Stäben (v) verbindet man nun die beiden Punkte, zwischen denen die Kraft wirken soll mit der ersten bzw. der letzte Spule. Außerdem bringt man eine Vorrichtung (z. B. Einengung des Mantels an beiden Enden oder Verdickung der Schiene an den Enden) an, die verhindert, dass die Spulen aus dem Mantel oder von der Schien rutschen können.

Die erste Kettenvariante der Elektrohydraulik besteht nach Abb. 6 aus mindestens zwei Spulen (s1, s2 [, s3, . .]), die von der handelsüblichen Form einer Spule abweichen(Beispiele in Abb. 10-14.2) können, die durch eine Art Hacken (h) so aneinander befestigt sind, dass die Distanz zwischen ihnen in einem begrenzten Raum variabel ist. Um die Kraft zu vervielfachen, können auch hier wieder ferromagnetische Stoffe als Kerne (a) in den einzelnen Spulen verwendet werden. Ein (ferromagnetischer) Mantel scheint hier eher hinderlich, kann aber trotzdem verwendet werden. Die Stromversorgung erfolgt über Drähte (d). Die Punkte zwischen denen die Kraft wirken soll werden wiederum mit der ersten bzw. der letzten Spule mit Stäben und Seilen verbunden. Es kann auch das letzte Kettenglied über einen weiteren Haken mit dem ersten verbunden werden, so dass ein Kreis entsteht (Abb. 8).

Bei der zweiten Kettenvariante der Elektrohydraulik nach Abb. 7 werden mindestens zwei Spulen (s1, s2 [, s3, . . .]), die von der handelsüblichen Form einer Spule abweichen(Beispiele in Abb. 10- 14.2) können, auf eine Schnur oder Seil aufgefädelt. Um die Kraft zu vervielfältigen, können auch hier wieder ferromagnetische Stoffe als Kerne (a1, a2 [, a3, . . .]) in den einzelnen Spulen verwendet werden, wenn sie ein für die Schnur oder den Faden ausreichend großes Loch besitzen. Ein (ferromagnetischer) Mantel scheint hier eher hinderlich, kann aber trotzdem verwendet werden. Die Stromversorgung erfolgt über Drähte (d). Die Punkte zwischen denen die Kraft wirken soll werden wiederum mit der ersten bzw. der letzten Spule mit Stäben und Seilen verbunden. Die Schnur kann auch einen Kreis bilden (Abb. 8).

Bei einer Abweichung von der handelsüblichen form einer Spule ist es vorteilhaft, wenn dadurch die Spulen ineinander gleiten können (Abb. 10-14) Außerdem sollten die Spulen möglichst eng gewickelt sein. Ein großer Spulenradius ist ebenfalls von Vorteil.

Claims (10)

1. Eine mit Strom betriebener Krafterzeuger, der seine Kraftwirkung durch ziehen oder drücken äußert, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft aus der magnetischen Kraft zwischen zwei oder mehreren von Strom durchflossenen hintereinander auf einer Schiene (a) angeordneten Spulen (s1, s2 [, s3, . . .]) resultiert. (Abb. 1 und 2 und 3)

2. Ein Krafterzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiene (a) oder ein Mantel (b) oder beides aus ferromagnetischem Material besteht. (Abb. 1 und 2 und 3)

3. Ein Krafterzeuger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel die Führung der Spulen übernimmt und anstatt der Schiene jede Spule einen eigenen ferromagnetischen Kern bekommt. (Abb. 4)

4. Ein Krafterzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Krafterzeuger nach Anspruch 1. und 2. nebeneinander angeordnet sind. (Abb. 11)

5. Ein Krafterzeuger nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Spulen anstatt auf einer Schiene als Kettenglieder aneinander befestigt oder auf einem, ähnlich einer Schnur, beweglichem Körper aufgereiht sind und so eine Spulenkette bilden. (Abb. 6 und 7)

6. Ein Krafterzeuger nach Anspruch 1. und 5., dadurch gekennzeichnet, dass die Körper, mit denen die Spulen aneinander befestigt sind, oder der Körper, an dem sie aufgereiht sind, aus ferromagnetischem Material besteht.

7. Ein Krafterzeuger nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulen von der handelsüblichen Form einer Spule abweichen(Abb. 10-14)

8. Ein Krafterzeuger nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulen in der Lage sind sich ineinander zu schieben (Abb. 13 und 14)

9. Ein Krafterzeuger nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung vorhanden ist, die die einzelnen Spulen ein und ausschalten kann um die Kraftwirkung zu dosieren.

10. Ein Krafterzeuger nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung vorhanden ist, die die Stromstärke reguliert um die Kraftwirkung zu dosieren.