DE10013622A1

DE10013622A1 - Fluidbetätigtes Kontraktions-Element

Info

Publication number: DE10013622A1
Application number: DE2000113622
Authority: DE
Inventors: Lothar Himmelreich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-03-18
Filing date: 2000-03-18
Publication date: 2001-09-20

Abstract

Hydraulisch oder pneumatisch arbeitender Aktuator: DOLLAR A Prinzipieller Aufbau: DOLLAR A Schlauchartige Gebilde in verschiedensten Anordnungen sind an den Längsseiten miteinander verbunden. An den Enden sind die schlauchartigen Gebilde teilweise verschlossen. Das Fluid kann verschiedenartig zu oder abgeführt werden, z. B. wie hier gezeigt durch Reihenschaltung der Schläuche oder parallel bei digitaler Ansteuerung einzelner Schläuche. DOLLAR A Wirkungsweise: DOLLAR A Die flachen Schlauchgebilde verändern ihre Breite bei Befüllung mit Fluid und erzeugen dabei je nach Druck des Mediums in Querrichtung hohe Zugkräfte. Die Kräfte werden an den äußeren Längsseiten der Anordnung eingeleitet. DOLLAR A Anordnungen: DOLLAR A È als einzelner gerader Schlauch an den Längsseiten zusammen verbunden: DOLLAR A È gerade parallele Schläuche zu Matten verbunden, DOLLAR A È Matten in beliebiger Form kombinierbar, DOLLAR A È mäanderförmig angeordnete Schläuche, DOLLAR A È Schläuche rund geformt, übereinander angeordnet zur Zylinderform, DOLLAR A È schraubenförmig gewickelt, DOLLAR A È kegelförmig gewickelt, DOLLAR A È spiralförmig gewickelt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Bekannt sind Pneumatik- oder Hydraulikzylinder. Fluidic Muscle (ein Gummischlauch mit textiler Umspinnung in Rautenform, der axial kontraktiert).

Aufgabe der Erfindung ist es, einfache leichte wirkungsvolle und leicht zu fertigende fluidische Kontraktions-Elemente mit hoher Anfangskraft zu schaffen. Anwendungsgebiete sind Scheren, Pressen, Spannzeuge, Zugfedern mit einstellbarer Kraft, Luftfahrt-Geräte und -Fahrzeuge.

Bekannte Elemente sind im allgemeinen relativ groß und schwer, bereiten Dichtungs probleme, sind kompliziert in der Fertigung, sind anfällig gegen Schmutz (Kolbenstangen zylinder) und haben im Anfangsbereich keine erhöhten Zugkräfte. Kräfte können nur punkt-Weise angreifen.

Von Bedeutung ist die Erzeugung einer linear wirkenden Kraft bei relativ kleinem Volumen und geringen Gewicht sowie Unempfindlichkeit gegen äußere Einflüsse. Die Herstellung der Anordnung kann sehr einfach sein.

Dies wird erreicht durch eine Anordnung schlauchartiger Gebilde, die parallel oder im gleichen Abstand oder mäanderförmig angeordnet und an ihren Längsseiten kräftemäßig miteinander verbunden sind. Bei Gestaltveränderung von flach nach rund der einzelnen Schlauchgebilde werden Zugkräfte erzeugt. Die Gestaltveränderung wird durch Fluide hervorgerufen. Die Anordnung der schlauchartigen Gebilde kann die verschiedensten geometrischen Formen annehmen, z. B.:

1. als einzelner gerader Schlauch
2. gerade parallele Schläuche zu Matten verbunden
3. Matten in beliebiger Form kombinierbar
4. mäanderförmig angeordnete Schläuche, an den Längsseiten zusammen verbunden
5. Schläuche rund geformt, übereinander angeordnet zur Zylinderform
6. schraubenförmig gewickelt
7. kegelförmig gewickelt
8. spiralförmig gewickelt

Vorteile der Erfindung sind:
Hohe Anfangskräfte (theoretisch gegen unendlich), dadurch gut geeignet zum Anlenken von Hebeln, Spannvorrichtungen.
Geringes Gewicht, in jeder Breite und Länge herstellbar, sowohl im Makro- als auch im Mikrobereich.
Zu größeren Paketen bündelbar.
Krafteinleitung auf großer Länge.
Als einstellbares Zug-Federelement einsetzbar.
Es werden keine Schmiermittel erforderlich.
Für unterschiedlichste Fluide geeignet.

Herstellung aus verschiedensten Materialien:
Folien - auch Metallfolien - zu parallel liegenden Kammer bildenden schlauchartigen Elementen geschweißt oder anderweitig miteinander verbunden, Verbindungskanäle zwischen den Elementen ebenfalls aus der gleichen Folie, bei Bedarf alles mit Armierung. Schläuche durch Textil-Umhüllung miteinander verbunden, bevorzugt durch Gewebe (Leinenstruktur).

Schläuche zwischen Gelenkplatten oder Ketten eingebettet und verbunden.

Digitale Wegvorgabe ist durch Fluid-Beaufschlagung einzelner Schlauch-Elemente und Gruppen realisierbar.

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

Fig. 1, 2 und 3 zeigen den prinzipiellen Aufbau und die Wirkungsweise.

Fig. 1 und 2 zeigen den Schnitt durch ein Kontraktions-Element, in diesem Fall bestehend aus 3 schlauchartigen Elementen (3). Die Kraft wird über die Streifen (2) und (5) eingeleitet.

Die Zwischenstücke (4) übertragen die entstehenden Kräfte vom 1. Element (3) zum 2. Element (3) und vom 2. Element (3) zum letzen Element (3).

Die schlauchartigen Elemente sind an den Enden mit Endstücken (8) verschlossen. Wird in Fig. 1 über den Zufuhr-Schlauch (6) dem ersten schlauchartigen Element Fluid durch das Endstück zugeführt, dann wird bei dieser seriellen Fluidversorgung auch das zweite und dritte schlauchartige-Element über die Verbindungsschläuche (7) mit Fluid versorgt. Hierdurch verändern die zunächst flachen Elemente ihre Form und es kommt zu einer Verkürzung, wie in Fig. 2 und Fig. 3 zu sehen ist.

Fig. 4 zeigt ein aus 2 Folien hergestelltes Kontraktions-Element. Die aufeinander liegenden Folien sind so miteinander verschweißt, daß sich Taschen (11) und (12) bilden, in welchen formstabile Elemente wie Rohr- oder Flachstab Abschnitte gesteckt werden können. Dies ist sinnvoll um die Kräfte (9) und (10) einleiten zu können. Weiterhin sind die Folien so miteinander verschweißt, daß sich schlauchartige Elemente (15) und gleichzeitig auch die Verbindungskanäle (14) für die Fluidversorgung bilden. Ebenfalls aus dem gleichen Material entsteht dabei ein Kanal (13) zur Speisung des gesamten Kontraktions-Elementes mit Fluid.

Schließt man das Kontraktions-Element über Kanal (13) an ein unter Druck stehendes Medium an, dann kommt es zu der bereits beschriebenen Längenänderung. Dabei entstehen bereits bei kleinen Drücken sehr hohe Anfangskräfte, die im wesentlichen von der Elastizität der verwendeten Materialien abhängen.

Claims

1. Kontraktions-Element auf fluidischer Basis zur Erzeugung hoher Anfangskräfte, dadurch gekennzeichnet,

- daß schlauchartige Elemente (3) parallel oder nebeneinander bei unterschiedlicher Form oder im gleichen Abstand mäanderförmig angeordnet sind,
- daß schlauchartige Elemente mechanisch an ihren Längsseiten (4) kräftemäßig miteinander verbunden sind,
- daß diese schlauchartigen Elemente seriell oder parallel mit Fluid versorgt werden,
- daß die Einzel-Elemente digital angesteuert werden können.

2. Kontraktions-Element nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet,

- daß schlauchartige Elemente einschließlich Zuleitung und Verbindung untereinander aus 2 aufeinander liegenden Folien gebildet wird, die entsprechend der gewünschten Form partiell miteinander verbunden werden.

3. Kontraktions-Element nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß ein flexibler fluidbeständiger Schlauch, beidseitig verschlossen jedoch mit Fluid beaufschlagbar, in einem Gewebeschlauch steckt und die Krafteinleitung an den beiden gegenüberliegenden Längsseiten eingeleitet wird.

4. Kontraktions-Element nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Elemente nach Anspruch 3 nebeneinander angeordnet sind.

5. Kontraktions-Element nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die schlauchartigen Elemente zwischen Gelenkplatten eingebettet sind.