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Die
Erfindung betrifft einen fluidbetätigten Dreh- und/oder Schwenk-Antrieb,
mit mindestens einem bogenförmig
verformbaren Faltenbalg und mit mindestens einem ersten und mindestens
einem zweiten Antriebsteil, die durch Fluidbeaufschlagung des mindestens
einen Faltenbalgs relativ zueinander um ein Schwenkzentrum verschwenkbar
sind, wobei der mindestens eine Faltenbalg zwischen den Antriebsteilen
mit Führungsmitteln
ausgestattet ist, die bewirken, dass der mindestens eine Faltenbalg
einen insgesamt im Wesentlichen bogenförmigen Ausdehnungsweg beschreibt.
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Ein
derartiger Antrieb ist aus der
DE 43 12 503 A1 bekannt. Der Faltenbalg ist
dort an zwei Antriebsteilen befestigt, die durch Fluidbeaufschlagung des
Faltenbalges relativ zueinander verschwenkbar sind. Die einzelnen
Falten des Faltenbalges sind an der dem Schwenkzentrum zugewandten
Innenseite fixiert, während
sie an der entgegengesetzten Außenseite,
entsprechend der gewählten
Schwenkrichtung, einem bogenförmigen
Verlauf folgend zusammengefaltet oder entfaltet werden. Ver antwortlich
für den
bogenförmigen
Verlauf sind Führungsmittel,
die durch die Befestigung des Faltenbalges oder auch durch eine
um den Faltenbalg herumgeschlungene Verstärkung, beispielsweise in Gestalt
eines spiralförmig
gewickelten Drahtes, gebildet sind.
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Ein
die eingangs genannten Merkmale aufweisender Antrieb ist auch aus
der
US 3,977,648 bekannt.
Die Führungsmittel
bestehen dort aus einem den Faltebalg umschließenden hülsenförmigen Gehäusekörper.
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Bei
beiden bekannten Antrieben können
unerwünschte
Formänderungen
des Faltenbalges auftreten, wenn er zum Zwecke der Erzeugung großer Antriebskräfte mit
hohem Innendruck beaufschlagt wird.
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Aus
der
GB 1 404 501 ist
es bereits bekannt, einem faltbaren Hubkissen einer pneumatischen
Hebevorrichtung mittels Stützen
einen bogenförmigen Verlauf
aufzuzwingen. Als Stützen
sind am Hubkissen befestigte Seile vorgesehen, die im Bogenzentrum
verankert werden können.
Die Befestigung am Hubkissen erfolgt mittels spezieller Laschen,
was eine relativ aufwändige
Herstellung bedingt. Zusätzlich
können
auch noch um das Hubkissen herumgeschlungene Gurte vorhanden sein,
die die einzelnen Kissenabschnitte im nach außen gewölbten Scheitelbereich umschließen. Damit
in den Taillenbereichen ein Aufblähen ver hindert wird, sind im
Innern des Hubkissens quer verlaufende Spannseile angebracht, deren
Montage relativ umständlich
ist.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen fluidbetätigten Dreh-
und/oder Schwenk-Antrieb zu schaffen, mit dem sich bei einfachem
Aufbau verhältnismäßig große Antriebskräfte hervorrufen
lassen.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe ist vorgesehen, dass die Führungsmittel mindestens eine
um das Schwenkzentrum verschwenkbare, an dem mindestens einen Faltenbalg
angreifende und diesen quer zu seinem Ausdehnungsweg abstützende Stütze enthalten,
die den Faltenbalg an einem Taillenumfang umfasst und an seiner
von dem Schwenkzentrum abgewandten Seite abstützt.
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Auf
diese Weise erreicht man eine Querabstützung des Faltenbalges, die
gleichzeitig ein unerwünschtes
Aufblähen
verhindert, wobei die verwendeten Stützen zudem ohne großen Aufwand
an der jeweiligen Abstützstelle
gehalten werden. Die mindestens eine Stütze umfasst den Faltenbalg
in einem Taillenbereich, also im Bereich des Faltengrundes, sodass
letzterer selbst bei starker Innendruckbeaufschlagung nicht nach
außen
gedrückt
werden kann. Gleichzeitig ergibt sich eine Zentrierung der Stütze durch
die beiden sie flankierenden Faltenwände, was den Zusammenbau erleichtert
und im Betrieb unerwünschte
Lageänderungen
verhindert.
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Die
Erfindung kann gleichermaßen
vorteilhaft für
einen Drehantrieb, bei dem der Kraftabgriff an einer Abtriebswelle
erfolgt, wie auch für
einen Schwenk-Antrieb, bei dem der Kraftabgriff an einem der Antriebsteile
erfolgt, oder bei einem kombinierten Dreh- und Schwenk-Antrieb angewendet
werden. Im Folgenden wird daher vereinfacht der Begriff "Antrieb" verwendet, wobei
jeweils ein Dreh- und/oder Schwenk-Antrieb gemeint ist.
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Der
Antrieb kann beispielsweise in der Prozesstechnik, der Verfahrenstechnik,
der Industrieautomatisierung oder der Gebäudeautomatisierung angewendet
werden. Beispielsweise eignet er sich als Antrieb für eine Türe, eine
Lüftungsklappe
oder einen Kugelhahn. Bei Türen
und Lüftungsklappen
wird man beispielsweise die Schwenk-Antriebsvariante bevorzugen,
bei einem Kugelhahn die Drehantriebsvariante.
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Weitere
Vorteile ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie
aus der Beschreibung.
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Für den Antrieb
sind verschiedene Bauformen denkbar. Beispielsweise kann er als
einfach wirkender Antrieb ausgestaltet sein, wobei Rückstellmittel,
beispielsweise in Gestalt einer Feder vorgesehen sind, um die beiden
durch Fluidbeaufschlagung des Faltenbalges relativ zueinander ausgelenkten
Antriebsteile wieder relativ zueinander zurückzustellen.
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Aber
auch doppelt wirkende Varianten mit mindestens zwei separat mit
Fluid beaufschlagbaren, in entgegengesetzter Richtung auf ein Antriebsteil wirkenden
Faltenbälgen
sind möglich,
wobei in diesem Falle keine Rückstellmittel
erforderlich sind.
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Zwar
könnte
der Kraftabgriff bei dem Drehantrieb beispielsweise mittels einer
Zahnstangen-Ritzel-Anordnung erfolgen. Bevorzugt sind jedoch einfachere
und entsprechend kostengünstigere
Varianten, bei denen der Kraftabgriff an einem der Antriebsteile oder
an einer durch ein Antriebsteil angetriebenen Antriebswelle erfolgt.
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Vorzugsweise
liegt das Zentrum des bogenförmigen
Ausdehnungsweges im Schwenkzentrum der Antriebsteile.
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Zwar
kann der Faltenbalg prinzipiell an einem der beiden Antriebsteile
oder an beiden Antriebsteilen gelenkig angreifen. Zweckmäßigerweise ist
er jedoch mit beiden Antriebsteilen gelenklos verbunden.
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Vorteilhaft
bildet mindestens eines der Antriebsteile einen endseitigen Verschluss
für den
mindestens einen Faltenbalg oder weist einen derartigen Verschluss
auf, sodass in dem Faltenbalg befindliches Fluid unmittelbar auf
das jeweilige Antriebsteil wirkt. Der Faltenbalg kann dabei stirnseitig
offen sein, sodass er leichter zu fertigen ist.
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Mindestens
eine weitere Stütze
kann im Bereich eines äußeren Scheitelbereiches
einer Falte des Faltenbalges angreifen.
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Jede
Stütze
kann an den Faltenbalg angeklebt sein oder bereits beim Fertigungsprozess
in diesen eingebracht werden, beispielsweise in der Art eines Verstärkungsringes,
sodass sie vom Faltenbalg in Richtung des Ausdehnungsweges mitgenommen wird.
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Das
mindestens eine erste und/oder das mindestens eine zweite Antriebsteil
sind vorzugsweise an einer gemeinsamen Schwenkachse angelenkt. Vorteilhaft
ist an dieser Schwenkachse auch die mindestens eine Stütze angelenkt.
Es versteht sich, dass auch mehrere Schwenkachsen und beliebige
Zuordnungen von Stützen
und Antriebsteilen zu diesen möglich
sind.
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Zur
weiteren Kosteneinsparung weisen die mindestens eine Stütze und
das mindestens eine erste und/oder das mindestens eine zweite Antriebsteil
vorteilhaft eine im wesentlichen gleiche Gestalt auf.
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Bei
der Stütze
ist zweckmäßigerweise
eine Durchgangsöffnung
vorgesehen. Die Durchgangsöffnung
kann beispielsweise von dem mindestens einen Faltenbalg durchgriffen
sein.
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Bei
einer bevorzugten Variante dient die mindestens eine Stütze als
Kupplungsglied zur Kupplung des mindestens einen Faltenbalges mit
einem weiteren, sich in Richtung des Ausdehnungsweges anschließenden Faltenbalg.
An der Stütze
ist zwischen den Faltenbälgen
eine Fluid-Durchgangsöffnung
angeordnet, so dass die beiden gekuppelten Faltenbälge einen
durchgehenden Fluidbeaufschlagungsraum bilden. Die Faltenbälge sind
sozusagen in Reihe geschaltet. Die Stütze ist zwischen den Faltenbälgen festgelegt
und wird von diesen bei Fluidbeaufschlagung in Richtung des Ausdehnungsweges
mitgenommen.
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Es
versteht sich, dass in Abhängigkeit
von einer gewünschten
Länge des
Ausdehnungsweges auch weitere Faltenbälge durch derartige Stützen aneinander
gekuppelt werden können.
Jedenfalls kann ein einziger Faltenbalg-Typ mit einer vorgegebenen Länge verwendet
werden, was die Fertigungskosten verringert. Die Anpassung an den
gewünschten
Ausdehnungsweg erfolgt durch Aneinanderkuppeln von Faltenbälgen.
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Vorzugsweise
ist mindestens eines der Antriebsteile und/oder die mindestens eine
Stütze
plattenartig ausgestaltet. Die Ausdehnungsebene der Platten kann
beispielsweise parallel zur Schwenkachse sein. Beispielsweise sind
die plattenartigen Antriebsteile bzw. die plattenartige Stütze aus
Metallblech oder Kunststoff.
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Eine
besonders bevorzugte Variante der Erfindung sieht vor, dass die
Falten des mindestens einen Faltenbalges an seiner dem Schwenkzentrum zugewandten
Seite eine geringere Tiefe aufweisen als an seiner dem Schwenkzentrum
abgewandten Seite.
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Prinzipiell
können
auch an der dem Schwenkzentrum zugewandten Seite des Faltenbalges
dessen Längenausdehnung
an dieser Seite begrenzende Ausdehnungsbegrenzungsmittel vorgesehen
sein. Beispielsweise könnten
die Ausdehnungsbegrenzungsmittel ein flexibles Band, zum Beispiel
aus Fasermaterial oder Textilmaterial, enthalten.
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Vorzugsweise
ist mindesten ein Antriebsteil und/oder eine durch dieses angetriebene
Welle zum Abgriff der Schwenkbewegung ausgestaltet. Vorzugsweise
steht das Antriebsteil mit der Abtriebs-Welle in Drehantriebsverbindung,
beispielsweise durch eine drehfeste Verbindung.
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Zweckmäßigerweise
ist ein Antriebsteil ortsfest am Drehantrieb angeordnet und das
andere Antriebsteil relativ zu diesem schwenkbar und bildet dementsprechend
ein Schwenkteil. Der mindestens eine Faltenbalg – oder eine Anordnung aus mehreren Faltenbälgen – ist zwischen
diesen beiden Antriebsteilen angeordnet.
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Zwischen
den Antriebsteilen, beispielsweise zwischen dem ortsfesten Antriebsteil
und dem Schwenkteil, sind zweckmäßigerweise
Rückstellmittel
angeordnet, die beispielsweise eine Federanordnung enthalten.
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Derartige
Rückstellmittel
sind bei einer nachfolgend erläuterten
doppelt wirkenden Variante nicht notwendig, bei der ein Antriebsteil
ein Schwenkteil bildet, das zwischen zwei ortsfesten Antriebsteilen schwenkbar
ist. Zwischen dem Schwenkteil und jedem der ortsfesten Antriebsteile
ist jeweils eine getrennt mit Fluid beaufschlagbare Faltenbalganordnung
mit jeweils mindestens einem Faltenbalg angeordnet. Zum Schwenken
des Schwenkteiles in der einen Richtung wird eine Faltenbalganordnung
mit Fluid beaufschlagt, während
in der anderen Faltenbalganordnung befindliches Fluid aus dieser
ausströmen
kann. Wird diese Faltenbalganordnung anschließend mit Fluid beaufschlagt,
während
Fluid aus der erstgenannten Faltenbalganordnung entweichen kann,
bewegt sich das Schwenkteil entsprechend in umgekehrter Schwenkrichtung.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Antrieb
ist mindestens ein Antriebsteil vorzugsweise an einem Träger angeordnet,
der zweckmäßigerweise
zur Befestigung des Antriebes am Einsatzort geeignet ist. Der Träger kann
beispielsweise eine Trägerplatte
sein.
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Mindestens
ein Antriebsteil ist zweckmäßigerweise
an dem Träger
in Ausdehnungsrichtung des Faltenbalges verstellbar und festlegbar
angeordnet. Bei dem erwähnten
doppelt wirkenden Antrieb sind zweckmäßigerweise beide ortsfeste
Antriebsteile an dem Träger
derartig angeordnet. Jedenfalls kann auf diese Weise der Dreh- und/oder Schwenk-Winkel
des Antriebes festgelegt werden. Es versteht sich, dass an dem Träger auch
ein Anschlag für
das ein Schwenkteil bildende Antriebsteil angeordnet sein kann,
um dessen Schwenkweg zu begrenzen.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf
die Zeichnung näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 teilweise
in Schnittdarstellung und teilweise in schematischer Darstellung
einen erfindungsgemäßen einfach
wirkenden Antrieb 10 mit erfindungsgemäßen Führungsmitteln 20 und
einem erfindungsgemäßen Faltenbalg 13,
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2 eine
alternative Ausführungsform
des Antriebes gemäß 1,
wobei im Unterschied zu diesem ein konventioneller, bekannter Faltenbalg 13' verwendet ist,
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3 eine
weitere Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Antriebes,
der als doppelt wirkender Antrieb 50 ausgestaltet ist,
in perspektivischer Ansicht in etwa schräg von unten, und
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4 den
Antrieb 50 gemäß 3 in
Ansicht von oben.
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Der
Antrieb 10 gemäß 1 ist
beispielsweise ein Drehantrieb mit einem ersten, ortsfesten Antriebsteil 11 sowie
einem Schwenkteil 12, das ein zweites, schwenkbares Antriebsteil
bildet. Das Schwenkteil 12 ist an einer ein Schwenkzentrum 9 des
Antriebes 10 bildende Schwenkachse 19 angelenkt
und kann um diese schwenken. Die Schwenkachse 19 kann eine
Abtriebswelle bilden, mit der das Schwenkteil 12 in Drehantriebsverbindung
steht. Beispielsweise ist das Schwenkteil 12 drehfest mit
der Schwenkachse 19 verbunden. Der Antrieb 10 könnte auch
als Schwenkantrieb ausgestaltet sein, wobei beispielsweise das Schwenkteil 12 zum
Kraftabgriff dient.
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Zwischen
den Antriebsteilen 11, 12 ist ein Faltenbalg 13 angeordnet,
dessen Innenraum 15 einen Fluidbeaufschlagungsraum bildet.
Als Fluid wird beispielsweise Druckluft oder Hydrauliköl verwendet. Der
Faltenbalg 13 ist elastisch. Er besteht beispielsweise
Kunststoff, Latex, dünnen
Blechlamellen oder dergleichen. Der Faltenbalg 13 ist fluiddicht
mit den Antriebsteilen 11, 12 verbunden. Die Antriebsteile 11, 12 sind
beispielsweise Platten, die einen endseitigen Verschluss für den Faltenbalg 13 bilden,
so dass in diesem befindliches Fluid unmittelbar auf die Antriebsteile 11, 12 wirkt.
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Durch
einen Fluid-Ein-/Auslass 14 am Antriebsteil 11 kann
der Innenraum 15 mit Fluid beaufschlagt werden, wobei sich
der Faltenbalg 13 entlang eines Ausdehnungswegs 16 ausdehnt.
Dadurch wird das Schwenkteil 12 um die Schwenkachse 19 vom Antriebsteil 11 weggeschwenkt.
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In
umgekehrter Richtung wird das Schwenkteil 12 durch eine
Rückstellfeder 17 geschwenkt,
die als Rückstellmittel
dient. Die Schwenkbewegungen des Schwenkteiles 12 und des
Faltenbalges 13 sind durch Pfeile 18 angedeutet.
Beim Rückstellen
des Schwenkteiles 12 durch die Rückstellfeder 17 strömt Fluid
aus dem Innenraum 15 durch den Ein-/Auslass 14 aus.
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Der
Fluid-Ein-/Auslass 14 ist beispielsweise mit einer in der
Zeichnung nicht gezeigten Fluidbereitstellungs- und/oder -steuerungseinrichtung
verbunden. Diese enthält
z.B. ein Mehrwegeventil, durch das den Innenraum 15 beaufschlagendes
Fluid in diesen einströmen
kann und das das Auslassen des Fluids aus dem Innenraum 15 ermöglicht,
so dass die Rückstellfeder 17 das
Schwenkteil 12 in Richtung des Antriebsteiles 11 zurückschwenken kann.
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Der
Faltenbalg 13 ist mit Führungsmitteln 20 ausgestattet,
die bewirken, dass er einen insgesamt im Wesentlichen bogenförmigen Ausdehnungsweg 16 beschreibt.
Die Führungsmittel 20 enthalten
Stützen 21 bis 25,
die um das Schwenkzentrum 9, vorliegend die Schwenkachse 19,
verschwenkbar sind. Die Stützen 21 bis 25 greifen
am Faltenbalg 13 an und stützen diesen quer zum Ausdehnungsweg 16 bzw.
radial ab, d.h., der Faltenbalg 13 wird in einem im Wesentlichen
gleichbleibenden radialen Abstand zum Schwenkzentrum 9 geführt.
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Die
Führungsmittel 20 werden
teilweise auch durch die Ausgestaltung des Faltenbalges 13 gebildet.
Der Faltenbalg 13 ist auf seiner der Schwenkachse 19 abgewandten
Seite 26 über
eine größere maximale
Weglänge
ausdehnbar als an der dieser diametral gegenüberliegenden, der Schwenkachse 19 zugewandten
Seite 27.
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Durch
die bezüglich
des Schwenkzentrums 9 asymmetrische Faltung des Faltenbalgs 13 weist
dieser eine bogenförmige
Gestalt auf, zumindest dann, wenn er mit Fluid beaufschlagt wird.
Die Falten an der Außenseite 26 sind
tiefer als die Falten an der Innenseite 27. Die Faltentiefen
der an den Seiten 26, 27 befindlichen Falten des
Faltenbalges 13 – die
in Abhängigkeit
von dessen jeweiliger Krümmung
variieren – sind
in der Figur mit 35 bzw. 36 bezeichnet.
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Die
asymmetrische Faltung des Faltenbalgs 13 lässt sich
auch in anderen Worten beschrieben: Der Faltenbalg 13 weist
zwischen jeweils einem an der äußeren Seite 26 liegenden
Scheitelpunkt 28 zwischen zwei Falten und einem diesem
diametral gegenüberliegenden,
an der inneren Seite 27 liegenden Scheitelpunkt 29 einen
maximalen Durchmesser 30 auf. Einen minimalen Durchmesser 33 weist
der Faltenbalg 13 zwischen jeweils zwei Faltentiefpunkten 31, 32 die
jeweils diametral gegenüberliegend
an der Außenseite 26 bzw.
an der Innenseite 27 liegen. Die Zentren dieses minimalen
Durchmessers 33 bzw. des maximalen Durchmessers 30 sind
um eine Distanz 34 relativ zueinander versetzt. Mit anderen
Worten: der minimale Durchmesser 33 liegt exzentrisch zum
maximalen Durchmesser 30.
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Im
Folgenden werden die vorliegend verschiedenartig ausgestalteten
Stützen 21 bis 25 der Führungsmittel 20 erläutert. In
der Praxis kann es allerdings – anders
als beim Antrieb 10 gezeigt – insbesondere aus Kostengründen zweckmäßig sein, gleichartige
Stützen
zu verwenden.
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Die
Stütze 21 ist
eine starre Stütze.
Sie umfasst den Faltenbalg 13 in Umfangsrichtung vollständig oder
zumindest nahezu vollständig.
Die Stütze 21 enthält beispielsweise
einen Ring 37, z.B. aus Metall oder Kunststoff, der den
Faltenbalg 13 an einem Taillenumfang 38 angreift
und ihn vorliegend dort umfasst. An seinem Taillenumfang 38 weist
der Faltenbalg 13 seinen minimalen Durchmesser 33 auf.
Der Ring 37 wird durch einen dreh- oder schwenkbar an der
Schwenkachse 13 angelenkten Stab 39 gehalten und
ist somit bezüglich
des Schwenkzentrums 9 des Antriebes 10 verschwenkbar.
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Benachbart
zu der Stütze 21,
an bezüglich des
Ausdehnungsweges 13 entgegengesetzten Seiten, greifen die
Stützen 22, 23 am
Faltenbalg 13 an. Bügel 40 der
Stützen 22, 23 greifen
an Taillenumfängen 38 des
Faltenbalges 13 an und stützen diesen zumindest an der
Außenseite 26 ab.
Die Bügel 40 sind
biegeelastisch oder gelenkig an den ihnen jeweils zugeordneten Stäben 39 angelenkt.
Die Stäbe 39 sind
dreh- oder schwenkbar an der Schwenkachse 19 angelenkt.
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Die
wegen ihres optionalen Charakters gestrichelt eingezeichneten Stützen 24 und 25,
die in Falten nahe den Antriebsteilen 11 und 12 angeordnet sind,
stützen
den Faltenbalg 13 nur an seiner von der Schwenkachse 19 abgewandten
Seite 26 ab. Auch die Stützen 24, 25 sind
an der Schwenkachse 19 verschwenkbar angelenkt.
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Es
versteht sich, dass je nach Anwendungsfall keine, eine oder mehrere
Stützen
bei einem erfindungsgemäßen Antrieb
vorgesehen sein könnten. Beispielsweise
könnte
der Antrieb 10 lediglich die Stütze 21 oder die Stützen 22 und 23 aufweisen.
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Lediglich
zwei Stützen
sind bei der in 2 gezeigten Variante des Antriebs 10 vorgesehen.
Anstelle des erfindungsgemäßen Faltenbalges 13,
der eine asymmetrische, eine bogenförmige Ausdehnung vorgebende
Faltung aufweist, ist hier ein konventioneller Faltenbalg 13' verwendet,
beispielsweise aus elastischem Material, z.B. Gummi oder Kunststoff,
dessen Falten symmetrisch sind, d.h., eine im Umfangsrichtung konstante
Faltentiefe aufweisen. Bei Fluidbeaufschlagung würde sich der Faltenbalg 13' von der Schwenkachse 19 weg
nach außen
wölben.
Um dies zu verhindern, sind Stützen 22', 23' vorgesehen,
die Führungsmittel
bilden. Wie die Stützen 21 bis 25 können auch
die Stützen 22', 23' Bügel oder
Ringe sein, die beispielsweise an der Schwenkachse 19 verschwenkbar
angeordnet sind. Die Stützen 22', 23' können sind
vorliegend zusätzlich
durch eine bogenförmig
um die Schwenkachse 19 gekrümmte Führungsbahn 41 geführt. Die
Führungsbahn 41 ist
beispielsweise eine Nut, in der an den Stützen 22', 23' angeordnete Gleitstücke oder
Nutenstücke 42 gleiten.
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Es
wäre in
Abweichung vom Ausführungsbeispiel
auch denkbar, dass die Stützen 22', 23' beispielsweise
nur durch die Führungsbahn 41 geführt und
nicht an der Schwenkachse 19 angelenkt sind.
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Im
Folgenden wird anhand der 3 und 4 ein
doppelt wirkender Antrieb 50 erläutert. Soweit der Antrieb 50 gleiche Komponenten
aufweist wie der Antrieb 10, sind diese Komponenten mit
gleichen Bezugszeichen versehen.
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Der
Antrieb 50 ist ein doppelt wirkender fluidbetätigter Drehantrieb.
Zwei (erste) Antriebsteile 51 sind ortsfest an einem Träger 52 festgelegt.
Die Antriebsteile 51 sind an einer ein Schwenkzentrum 56 des
Antriebs 50 bildenden Schwenkachse 59 verschwenkbar
angelenkt.
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Zwischen
den ortsfesten Antriebsteilen 51 ist ein Schwenkteil 58 angeordnet,
das um das Schwenkzentrum 56 verschwenkbar ist. Das ein zweites
Antriebsteil bildende Schwenkteil 58 ist an der Schwenkachse 59 drehfest
festgelegt, die im Schwenkzentrum 56 verläuft und
schwenkbar zwischen den ortsfesten Antriebsteilen 51 gelagert
ist. Die Schwenkachse 59 bildet einen Kraftabgriff zum Abgriff
einer Drehbewegung.
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Das
Schwenkteil 58 ist durch abwechselnde Fluidbeaufschlagung
von Faltenbalganordnungen 60 mit Fluid, vorliegend mit
Druckluft, betätigbar,
wobei es in Pfeilrichtung 18 hin und her schwenkt und dabei die
Schwenkachse 59 antreibt.
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Die
Antriebsteile 51 sind an dem Träger 52 verstellbar.
An den Antriebsteilen 51 sind als Befestigungsmittel Montagelaschen 53 angeordnet.
Am Träger 52,
der vorliegend als Trägerplatte
ausgestaltet ist, sind den Montagelaschen 53 zugeordnete
Langlöcher 54 vorgesehen.
Die Montagelaschen 53 und die Langlöcher 54 sind von Bolzen 55,
beispielsweise Schrauben, durchdrungen, mit denen die Laschen 53 und
der Träger 52 miteinander
verspannt werden können.
Die Langlöcher 54 sind
kreisbogenförmig um
das Schwenkzentrum 56 des Antriebes 50 gekrümmt. Die
Antriebsteile 51 können
somit um Schwenkzentrum 56 verschwenkt und in einer gewünschten
Schwenkposition am Träger 52 festgelegt werden.
Auf diese Weise kann ein Dreh- oder Schwenkbereich
des Antriebes 50 festgelegt werden.
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Am
Träger 52 ist
eine Montagebohrung 57 angeordnet, mit Hilfe derer der
Träger 52 am
Einsatzort z.B. mittels einer Schraube befestigbar ist.
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Die
Faltenbalganordnungen 60 sind an entgegengesetzten Seiten
des Schwenkteils 58, zwischen diesem und je einem ortsfesten
Antriebsteil 51 angeordnet. Jede Faltenbalganordnung 60 enthält aneinander
gekoppelte Faltenbälge 61.
Die Faltenbälge 61 sind
beispielsweise derart asymmetrisch tief gefaltet, wie der Faltenbalg 13 gemäß 1.
Es kann sich bei den Faltenbälgen 61 jedoch
auch um konventionelle, symmetrisch gefaltete Faltenbälge handeln.
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Jede
Faltenbalganordnung 60 weist einen durchgehenden Innenraum
als Fluidbeaufschlagungsraum auf. Die Fluidbeaufschlagungsräume werden
an der einen Seite durch Verschlüsse 62 an den
ortsfesten Antriebsteilen 51 und an der anderen Seite durch
das Schwenkteil 58 verschlossen. Die Fluidbeaufschla gungsräume sind
durch das Schwenkteil 58 voneinander getrennt. Durch Ein-/Auslässe 14 kann
Fluid in die Fluidbeaufschlagungssräume einströmen bzw. aus diesen ausströmen, wobei
einströmendes
Fluid, vorliegend Druckluft, unmittelbar auf das Schwenkteil 58 wirkt
und dieses antreibt.
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Bei
beiden Faltenbalganordnungen 60 werden die Faltenbälge 61 durch
Stützen 63 miteinander gekuppelt,
sozusagen in Reihe geschaltet. Die Stützen 63 sind schwenkbar
an der Schwenkachse 59 angelenkt. Im Unterschied zum Schwenkteil 58 sind die
Stützen 63 für in den
Faltenbälgen 61 befindliches
Fluid durchgängig,
so dass bei jeder Faltenbalganordnung 60 ein durchgehender
Fluidbeaufschlagungsraum gebildet wird. Die Faltenbälge 61 sind
an den Antriebsteilen 51, den Stützen 63 und dem Schwenkteil 58 beispielsweise
mittels Flanschplatten oder -ringen und/oder durch Verklebung und/oder thermisches
Schrumpfen oder dergleichen befestigt.
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Die
Antriebsteile 51, das Schwenkteil 61 und die Stützen 63 weisen
im Wesentlichen eine gleiche Gestalt auf. Sie sind vorwiegend plattenartig
ausgestaltet und bestehen beispielsweise im Wesentlichen aus Metall
oder Kunststoff.
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Die
Antriebsteile 51, das Schwenkteil 58 und die Stützen 63 sind
bandartig an der Schwenkachse 56 gelagert.
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Die
Stützen 63 weisen
eine Doppelfunktion auf: Zum einen kuppeln sie jeweils zwei Faltenbälge 61 einer
Faltenbalganordnung 60 und zum andern dienen sie als ein
erfindungsgemäßes Führungsmittel,
das die Faltenbälge 61 bzw.
die Faltenbalganordnungen 60 auf einen insgesamt im Wesentlichen
bogenförmigen
Ausdehnungsweg 64 zwingen. Das Zentrum des Ausdehnungswegs 64 liegt
vorliegend im Schwenkzentrum 56 des Antriebs 50.
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Der
Schwenkwinkel des Schwenkteils 58 beträgt bei der gezeigten Einstellung
des Antriebs 50 etwa 180°.
Ein derart großer
Schwenkwinkel, der bei entsprechender Verstellung der Antriebsteile 51 am Träger 52 sogar
noch größer sein
könnte,
wird durch die erfindungsgemäßen Führungsmittel
ermöglicht: zum
einen durch die bezüglich
des Schwenkzentrums 56 asymmetrisch tiefe Faltung der Faltenbälge 61 und
zum anderen durch die Führungswirkung
der Stützen 63.
Es versteht sich, dass bei geringerer Druckbeaufschlagung des Antriebes 50 auch
nur eine der Maßnahmen,
asymmetrische Faltung oder Stützen 63,
ausreichend ist.
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Weitere
Varianten der Erfindung sind ohne weiteres möglich:
Beispielsweise
könnten
an den entgegengesetzten Seiten eines Schwenkteiles unterschiedlich
lange Faltenbalganordnungen vorgesehen sein. Man könnte den
Antrieb 50 beispielsweise derart modifizieren, dass auf
einer Seite des Schwenkteiles 58 eine größere Anzahl
von Faltenbälgen 61 beispielsweise durch
Stützen 63 aneinander
gekoppelt sind, als auf der entgegengesetzten Seite des Schwenkteils 58. Dies
könnte
zum Beispiel dann sinnvoll sein, wenn in einer Schwenkrichtung größere Antriebskräfte abgegriffen
werden sollen und dementsprechend eine Fluidbeaufschlagung mit höherem Druck
erforderlich ist als in der umgekehrten Richtung.
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Ferner
ist ein Antrieb mit einem einzigen ortsfesten Antriebsteil denkbar,
bei dem an entgegengesetzten Seiten jeweils eine schwenkbares, mittels
einer erfindungsgemäß geführten Faltenbalgsanordnung
antreibbares Antriebsteil angeordnet ist.