DE102015114617A1

DE102015114617A1 - Künstliche Hand mit MF-Aktuator

Info

Publication number: DE102015114617A1
Application number: DE102015114617.7A
Authority: DE
Inventors: wird später genannt werden Erfinder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-01-24
Filing date: 2015-09-01
Publication date: 2016-07-28
Also published as: DE102015017129A1

Abstract

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Energieeffizienz eines Hydraulik- und/oder Pneumatik- und/oder Magneto-rheologischen Aktuators (2) ohne Kolben, insbesondere durch eine sehr kompakte Bauweise und damit Anwendungsoptimierte Bauweise und Größe zur Erzeugung einer begrenzten Drehbewegung, durch ein neuartige Gestaltung, in Form eines, z. B eines beweglichen Parallelogrammes als Aktuator, zu verbessern und bei einer künstlichen Hand/Roboterhand/Prothese/Orthese anzuwenden.

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Vorrichtung eines Hydraulik- und/oder Pneumatik- und/oder Magneto-rheologischen Aktuators (2) ohne Kolben, zur Erzeugung einer 2-dimensionalen Aktuator-Bewegung (11) und -Kraft, bevorzugt Drehbewegung und einem Drehmoment.
Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine Vorrichtung eines Hydraulik- und/oder Pneumatik- und/oder Magneto-rheologischen Aktuators (2) ohne Kolben, zur Erzeugung einer 2-dimensionalen Aktuator-Bewegung (11) und -Kraft, bevorzugt Drehbewegung und einem Drehmoment mit sehr einfachem Aufbau welche eine gute Kraft-/Drehmomentwirkung ermöglicht.
Dies ermöglicht eine kompakte Bauweise und führt zu einer Verbesserung der Ressourcen- und Materialeffizienz in diesem Bereich. Besonders Einfach ist hierbei die Nachrüstfähigkeit in den unterschiedlichsten Anwendungen.
STAND DER TECHNIK

DIR-Hand vertrieben von Fa. Schunck
Airic's Arm von der Fa. Festo
Exohand von Fa. Festo
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AUFGABE DER ERFINDUNG
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Energieeffizienz eines Hydraulik- und/oder Pneumatik- und/oder Magneto-rheologischen Aktuators (2) ohne Kolben, insbesondere durch eine sehr kompakte Bauweise und damit Anwendungsoptimierte Bauweise und Größe zur Erzeugung einer begrenzten Drehbewegung, durch ein neuartige Gestaltung, in Form eines, z. B eines beweglichen Parallelogrammes als Aktuator, zu verbessern.
Der Erfindung liegt außerdem die Aufgabe zugrunde, diesen Erfindungsgemäßen Aktuator gleichzeitig als Sicherheitsrelevante Einrichtung zu benutzen, indem dieser zumindest einfach redundant und ggf. diversitär betrieben werden kann. Des weiteren kann bei entsprechender Auslegung z. B. Pneumatischer oder Magneto-rheologischer Betätigung eine gewisse Dämpfung der Bewegung bzw. von Schwingungen ermöglicht werden.
Bei Verwendung mehrerer erfindungsgemäßer Aktuatoren, wie zumindest 2 an der Zahl, kann auch eine 3-dimensionale Bewegung ermöglicht werden, wie dies bei Roboterarmen oder Künstlichen Gliedmaßen vorkommt.
Des weiteren können solche beweglichen Systeme in Kombination mit bekannten Sensoren und Steuerungs- und/oder Regelungssystemen koppeln und industriell Nutzen
LÖSUNG
Die Aufgabe der Erfindung ist es, durch eine neuartige und kompakte Gestaltung eines Hydraulik- und/oder Pneumatik- und/oder Magneto-rheologischen Aktuators, eine Energieffiziente und Sicherheitstechnisch sehr zuverlässige Lösung bereitzustellen.
ESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Einsatzbereich:
Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen und Verfahren können bei allen technischen Einrichtungen zu Land, zu und unter Wasser und zu Luft, eingesetzt werden. Beispielhafte Anwendungen wer den in den Ansprüchen und in der Beschreibung aufgezeigt.
Nachfolgend werden in Beispielen in den Figuren die Funktion und deren Vorteile und Anwendungsbereiche beispielhaft aufgezeigt:
In 1 wird eine erfindungsgemäße Vorrichtung eines Hydraulik- und/oder Pneumatik- und/oder Magneto-rheologischen Aktuators (2) ohne Kolben, zur Erzeugung einer 2-dimensionalen Aktuator-Bewegung (11) und -Kraft, bevorzugt Drehbewegung und einem Drehmoment, welcher hier in der Ruheposition gefaltet dargestellt. Dies kann bei anderen Anwendungen aber genauso auch eine Arbeitsposition sein und ist eine Definitionsfrage. Dieser Aktuator (2) im gefalteten Zustand, besteht aus mindestens einer Fläche/Wand (5, 6, 7), bevorzugt aus 3 (Dreieckform), ganz bevorzugt 4 (Parallelogramm-förmig), ganz besonders bevorzugt aus einer gerad-zahligen Anzahl an Flächen/Wänden (5, 6, 7), und zumindest einem, mit Fluid-befüllbarem Raum (10), insbesondere faltbaren Aktuator (2), und aus mindestens einem gelenkförmigem Element (9), bevorzugt dem faltbaren Schlauch (10) und/oder Aktuator (2). In 1 ist ein Parallelogramm-förmiger Aktuator dargestellt, welcher aufgrund seiner 90/180 Winkelgrad-Beweglichkeit bevorzugt zum Einsatz in technischen Anwendungen kommen kann. 2 zeigt dass bei Beaufschlagung des Fluid-befüllten Raumesö/Schlauch (10) mit einem Fluid, durch eine hier nicht dargestellte Öffnung, kann es durch dessen Ausdehnung/Befüllung sich der Aktuators (2) aufgrund des Druckes im Fluid-befüllten Raumes/Schlauch (10), mittels der dadurch erzeugten Aufrichtbewegung (11), sich aufrichten/entfalten. Der gesamte Aktuator (2) ist somit, in einer möglichen ersten Position, z. B. zusammengeklappte Ruheposition, eine flache Außen-Kontur ähnlich einer, bevorzugt dünnen, Platte und in einer zweiten möglichen und bevorzugten Position, z. B. 90 Winkelgrade verdreht, in einer auseinandergeklappte Arbeitsposition.
Hierbei bildet dieser Aktuator (2) und/oder die angebrachte Vorrichtung (14) wie in 2 dargestellt z. B. eine Form einer mehreckigen Querschnitts-Außenkontur, z. B. Dreieckig, Viereckig, Parallelogramm-förmig, Sechseckig, Vieleckig, Scherenförmig, aus, Mehrere solcher direkt aneinander angeordneten Aktuatoren bilden hierbei eine Wabenstruktur dieser Mehrecke aus.
Dieser Aktuator (2) ist so angeordnet, dass dieser Aktuator (2), zumindest zwischen diesen beiden Positionen, in Form einer Drehbewegung um, zumindest ein, bevorzugt mindestens 3, ganz besonders bevorzugt mindestens 4 gelenkförmige Elemente (9) bewegbar und/oder Positionierbar ist. Diese gelenkförmigen Elemente (9) können durch bekannte Scharniere, Bänder, Gewebe, Klebemittel, Schläuche, Folien, andere elastische Materialien oder den Aktuator selbst (z. b. durch 3D-Druck) gebildet werden. Eine bevorzugte Ausführungsform weist die gleiche Anzahl an gelenkförmigen Elementen (9), wie die Anzahl der Flächen/Wande (6, 7, 8) auf, ganz besonders bevorzugt werden die gelenkförmigen Elemente (9) aus einem Bauteil, bevorzugt einem Schlauchförmigen Bauteil (10), gebildet.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine gerade oder gekrümmt und/oder verstärkte Fläche/Wand (6, 7, 8) auf, wie z. B. mittels Makro-, Mikro-, Nano-Strukturierung, wie z. B. mittels Wölb-Strukturen aus Metallen oder Kunststoffen, und/oder Verstärkungen, wie z. B. mittels Faserverbund-Kunststoffe, wie z. B. GFK oder CFK und/oder Nanopartikel-Verstärkungen und/oder Oberflächen wie z. B. Nano-Carbonfasern. Besonders bevorzugt sind Vorrichtungen welche dadurch gekennzeichnet sind, dass die Fläche/Wand (6, 7, 8) zumindest so Steif ist wie eine gerade Vergleichs-Platte ohne Versteifungen aus 1 mm Glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK)
Die stirnseitigen Enden des Aktuators (2) und/oder Schlauches und/oder Hülle (10) sind mittels eines Wölb-Bodens und/oder Faltstruktur und/oder Flachgedrückt und damit Fluiddicht verschlossen und/oder bevorzugt im gefalteten Zustand des Aktuators (2) flach gestaltet.
Die Fluidzufuhr, hier nicht dargestellt, kann in jedem Einzelfall spezifisch gestaltet sein und damit aus jeglicher Richtung des Aktuators ausgestaltet sein. Besonders bevorzugt ist eine unbeweglich gestaltete Ausführung aus der Richtung des Grundkörpers und/oder durch diesen hindurch. Auch kann die Fluidzufuhr durch einen Aktuator hindurch oder an diesem Innen oder Außen befestigt erfolgen.
In dem in 1 und 2 dargestellten Beispiel, wird ein Werkstück (4), welches mit einer Grundbewegung (12) in – X-Richtung des Koordinatensystems (5) bewegt wird, und mit einer durch den Aktuator (2) erzeugten Ausrichtbewegung (13) in – Y-Richtung des Koordinatensystems (5) in dieser Richtung neu ausgerichtet, ohne dass die Grundbewegung (12), auf der Auflageplatte (3) z. B. auf einem Rollen- oder Laufband dabei zum Stehen kommt. Dies kann somit z. B. in einer Sortierstation oder Werkstück-Weiche, z. B. bei Verpackungsanlagen oder ähnlichem, zum Einsatz kommen.
In 3 und 4 ist gegenüber 1 und 2 eine ebenfalls bevorzugte Ausführungsform zum Heben von Lasten dargestellt. Hierbei wird das Werkstück (4) durch eine, zusätzlich am Aktuator (2) befestigten Vorrichtung zum Ausrichten und Anheben (14) verwendet, um die Anhebe- und Weiterbewegung (18) des Werkstückes (4) zu ermöglichen. Solche Hebeeinrichtungen können Hebetische, Hubbühnen und dergleichen sein, wie sie z. B auch bei LKW's oder Laderampen im Ladeberich zur – Anwendung kommen.
Auch können solche Einrichtungen an Schreibtischen zur Höhenverstellung, auch z. B. in einfacher oder mehrfacher Scheren-Ausführung zum nachträglichen Anbau genutzt werden. Solche Verstell-Einrichtungen können mit einem recht niedrigen Druck mittels einer langsamen Aufwärts-Bewegung durch z. B. eine kostengünstigen und leisen Überdruck-Membranpumpe betätigt werden. Die Abwärtsbewegung kann hierbei beispielhaft mittels Gewichtskraft, durch das Entlüften des Aktuators mittels eines Handventils erfolgen. Natürlich kann dies auch per Umschalten auf Unterdruck bei einer Über-/Unterdruckpumpe erfolgen.
Generell kann die Drehbewegung (11) und Krafterzeugung über Druckluft-Über- und/oder Unterdruck, bevorzugt Über- und/oder Unterdruckspeicher (25, 26) z. B. Druckluft-/CO2-Kartusche, erfolgen, wie z. B. für Sicherheitsysteme, wie das Notöffnen von Fluchttüren, Notschließen von Lüftungs-Brandschutzklappen.
Auch kann der Aktuator (2) in Kombination mit einer Bewegungsrückstellung, zumindest zu einer der beiden Positionen hin bewegt werden, durch z. B. Federkraft, Gewichtskraft, Handkraft, Außen-/Strömungsdruck und/oder Unter-/Überdruck auch durch entsprechende Düsen, Fliehkraft (z. B. bei Rotoren).
Für solche technischen Anwendungen ist es vorteilhaft, dass die erzeugte Kraft proportional zur wirksamen Aktuatorfläche und des pneumatischen und/oder hydraulischen Fluiddruckes in Richtung der Drehbewegung (11) wirkt und damit über eine oder mehrere Flächen/Wände (6, 7, 8) und/oder Vorrichtungen/Hebelarme (14) ein Drehmoment ausübt. Diese Kraft/Drehmoment können Linear und Nicht-Linearer Natur sein. Zur Umsetzung der Drehbewegung auf eine lineare Bewegung können bekannte Techniken, wie ein Pleuel, oder besonders bevorzugt ein Kreuzkopf und ein Pleuel eingesetzt werden.
In 5 und 6 ist eine sicherheitsrelevante Vorrichtung in Form einer Vorrichtung (19) eines Gestelles für den Hochwasserschutz mit einem daran angebauten Aktuator (2) dargestellt. Diese dargestellte Vorrichtung wird z. B. Teilweise mit dem Aktuator (2) aufgerichtet und dann vollends von Hand fertiggestellt. Besonders vorteilhaft ist eine mehr-wandige Anordnung, mit zumindest einem Aktuator (2), insbesondere zu einer erhöhten Sicherheit, insbesondere für den Einsatz bei hoch zuverlässigen und/oder Sicherheitsrelevanten Systemen, und/oder eine Schwingungsdämpfende Funktion.
Besonders vorteilhaft und einfach ist, das/die Gelenk/e (9) durch den Aktuator (2) selbst ausgebildet wird, und dass dieser Aktuator (2) in Form zumindest eines zumindest 2-dimensional radial verformbaren und/oder elastischen Schlauches/Hülle (10), besonders bevorzugt mindestens 2 ineinander gesteckten Schläuchen/Hüllen (10) gebildet wird, wobei die Fläche/n/Wänd/e (6, 7, 8) dazwischen und/oder Außen und/oder Innen angeordnet sein können. Elastisch bedeutet hier 3-dimensional verformbar. Abhängig von der Höhe an Kräften und Drehmomenten und der Funktion des Aktuators (2), können auch die schon genannten herkömmlichen Scharniere mit zur Anwendung kommen.
Die 7 und 8 zeigt beispielhaft ein Not-Tunnel- und Rettungssystem (22) bevorzugt für KFZ-Fahrtunnel oder andere Gebäude um Personen (23) zu evakuieren. Das Problem bekannter Techniken ist der Platzbedarf im Nicht-Notfall (freier Seitenstreifen) und die Luftversorgung der Personen im Brandfall bei einem Unfall, welche durch die erfindungsgemäße Vorrichtung gelöst wird. In 7 wird der Doppelte Parallelogramm-Rettungstunnel (22) in gefaltetem/zugeklappten Zustand stationär, an der Tunnelwand befestigt aufbewahrt, bis dieser im Einsatzfall genutzt werden soll. Z. B. Personen oder herkömmliche Brandmeldesysteme lösen dann das Rettungssystem aus.
In 8 ist das durch z. B. Gewichts- oder Federkraft ausgelöste/entfaltete/ausgeklappte Aktuator-System (2) des parallelogramm-Rettungstunnels (22) einsatzbereit, um Personen darin aufzunehmen und eine sichere Rettung zu ermöglichen. Hierbei ist es erforderlich, dass eine ausreichende Luftzufuhr in den Rettungstunnel (22) erfolgt, was z. B. über den Fluidbefüllten Schlauch (10), über hier nicht dargestellte Lufteinlass-Ventile, da durch den Eintritt von Personen (23), durch hier nicht dargestellte Türen, Rauch in den Rettungstunnel (22) eindringen kann. Alternativ oder zusätzlich kann der aus Feuerbeständigem Material bestehenden Rettungstunnel (22) auch direkt belüftet und ggf. durch Überdruckventile nach Außen hin entlüftet werden.
Nach Gebrauch und entsprechender Funktionskontrolle kann der Rettungstunnel (22) wiederverwendet werden, indem er über einen beliebigen Aktuator, bevorzugt den erfindungsgemäßen Aktuator, wieder in die Ruhe-/Warteposition, z. B. mittels Unterdruck, gebracht wird.
Die Anordnungen in 9 und 10 von mehreren solcher Aktuatoren (2) aneinander z. B. 2 Aktuatoren (2) um 90 Winkelgrade gedreht miteinander verbunden, ermöglichen eine 2- und/oder 3-Dimensionale Bewegung.
Die 9 zeigt beispielhaft einen doppelt angeordneten Aktuator (2) mit dem ebenfalls doppelt und getrennten Fluid-befüllten Räumen/Schläuchen (10) zur Erzeugung einer 180 Winkelgrade umfassenden Aufricht-/Entfaltungs-Drehbewegung des Aktuators (11). Die beiden Aktuatoren (2) sind über gelenkförmige Elemente (9) miteinander verbunden. Beide Aktuatoren (2) sind mit der Bodenfläche (6) auf dem Grundkörper (1) befestigt und werden jeweils über zumindest 1 Bohrung über Rohrleitungen (27) mit Fluid versorgt. Über diese Rohrleitungen (27) wird die Zufuhr des Fluides über zumindest 1 Wegeventil oder Regelventil (24) gesteuert oder geregelt und das Fluid von dem Überdruck- (25) und Unterdruckspeicher (26) gespeist. Versorgt werden diese von einem Kompressor (30), welcher Idealerweise Über- und Unterdruck erzeugen kann. Über ein Steuerungs- oder Regelungssystem (29) kann das Wegeventil oder Regelventil (24) gesteuert oder mittels zusätzlicher nicht dargestellter Wegesensoren oder Kraftsensoren, geregelt werden.
Die 10 zeigt beispielhaft einen doppelt angeordneten Aktuator (2) mit dem ebenfalls doppelt aber nicht getrennten Fluidbefüllten Räumen/Schläuchen (10) zur Erzeugung einer 180 Winkelgrade umfassenden Aufricht-/Entfaltungs-Drehbewegung des Aktuators (11). Die beiden Aktuatoren sind über gelenkförmige Elemente (9) miteinander verbunden. Beide Aktuatoren (2) sind mit der Bodenfläche (6) auf dem Grundkörper (1) befestigt und werden jeweils über zumindest 1 Bohrung über Rohrleitungen (27) mit Fluid versorgt. Über diese Rohrleitungen wird die Zufuhr des Fluides über zumindest 1 Wegeventil oder Regelventil (24) gesteuert oder geregelt und das Fluid von dem Überdruck- (25) und Unterdruckspeicher (26) gespeist. Versorgt werden diese von einem Kompressor (30), welcher Idealerweise Über- und Unterdruck erzeugen kann. Über ein Steuerungs- oder Regelungssystem (29) kann das Wegeventil oder Regelventil (24) gesteuert oder mittels zusätzlicher nicht dargestellter Wegesensoren oder Kraftsensoren, geregelt werden.
Ganz besonders bevorzugt ist die Anordnung von mehr als 2 Aktuatoren (2), dies ermöglicht dass diese Anordnung sich bis zu ca. 360 Winkelgrade entfaltet, was dann wie eine Wabenstruktur aussieht.
Die 11 zeigt beispielhaft als Grundkörper (1) einen Tragflügel mit einer erfindungsgemäß sehr einfachen Ausführung in Scheren-förmiger Ausbildung. Die Scherenform wird gebildet, durch die Bodenfläche (6) und der Seitenfläche (7) des Aktuators (2), und einem dazwischen befindlichen Fluid-befüllbaren Raum/Schlauch (10). Diese Anordnung ermöglicht eine aktive und/oder passive Nutzung der Klappe/Seitenfläche (7) zur vorteilhaften aerodynamischen Beeinflussung der Strömung am Tragflügel, zur Verbesserung der Energieeffizienz und/oder Sturmsicherheit. Solche Systeme können insbesondere auch nachrüstbar sein.
Die 12 zeigt beispielhaft als Grundkörper (1) eine Endkante eines Tragflügels mit einer erfindungsgemäß ebenfalls sehr einfachen Ausbildung in Dreieck-förmiger Ausführung. Die Dreieckform wird gebildet, durch die Bodenfläche (6) und die Seitenflächen (7) des Aktuators (2), und einem dazwischen befindlichen Fluidbefüllbaren Raum/Schlauch (10). Diese Anordnung unterscheidet sich zu der Anordnung in 11 darin, dass die beiden rechts angebrachten Seitenflächen (7) gleichzeitig auch eine Wegbegrenzung des Aktuators (2) bzw. der linken Seitenfläche (7) ausbildet. Des weiteren zeigt 12 ein Befestigungsmittel (31) zur Anbringung der Bodenfläche (6) des Aktuators (2) an der Endkante des Tragflügels. Die Wegbegrenzung kann hierbei auch nur über Seile, Bänder, Netze oder dgl. gebildet sein. Diese Anordnung ermöglicht ebenfalls eine aktive und/oder passive Nutzung der Klappe/Seitenfläche (7) zur vorteilhaften aerodynamischen Beeinflussung der Strömung am Tragflügel, zur Verbesserung der Energieeffizienz und/oder Sturmsicherheit. Solche Systeme können insbesondere auch nachrüstbar sein.
Die in den 1 bis 12 dargestellten erfindungsgemäßen Vorrichtungen können dazu benutzt werden, dass die 2-dimensionale Aktuator-Bewegung (11) um zu Bewegen und/oder zur Kraftausübung und/oder Öffnen und/oder Schließen und/oder Positionieren und/oder Aufrichten und/oder Ausrichten und/oder Verschieben und/oder Heben und/oder Weichenstellend von daran befestigten und/oder nicht befestigten Bauteilen (4), wie z. B. zur Benutzung für die Sortierung/Weichenstellung/Wegbegrenzung von Bauteilen (4), Produktionsteilen, für Roboter Künstliche bewegte Gelenke und Hände und Füße für Menschen, Maschinen, Aktoren, Aktuatoren (2), Messsysteme, Gebäude, Schutzhüllen für Sturmschutz, Auto-Bauteile (4) wie Lenkung, Verdeck, Türöffner/-schließer, Stoßstange, Airbag, Auto-Einparkhilfe, Auto-Spiegelverstellung, Auto-Scheibenwischer, Auto-Scheinwerfer, Behälter, Kanäle, Pumpen, Hüllen, Container, Klappen, Hebel, Verriegelungen, Türen, Fenster, Sicherheitssysteme, Fluchttüren, Lüftungs-Brandschutzklappen, Tische, Stühle, Wände, Klemmung, Spannstock, Maschinen-Aktuator (2) für Werkzeugwechsel oder Maschinen-Bewegungsachsen, Rampe wie Heberampe und Hubbühne und Verladebühne, Schauspielbühne, Aufzug, Schwenkarm, Sortier-Anschläge, Führungselemente, Hochwasserschutzelementen, Fluchttunnel, Lenkungen, Fahrwerke, Hauben, Kräne, Brücken, Pressen und Tiefzieh-Einrichtungen, Schutz- und Rettungstunnel, Hochwasserschutzbarrieren, Schutzhüllen wie Fahrzeugverdecke, Eis-Entfernungssysteme an LKW-Planen, Gebäudeschutzhüllen, Schutzsysteme wie Aufprallschutz ggf. mit Explosions-Fluid-Gasdruck-Erzeugung z. B. Airbag, Stoßstange, Motorhaube, Rückstromklappen und/oder Bremsklappen an Fahrzeugen, insbesondere Flügeln und Leitwerken von Luftfahrzeugen, Rückstromklappen und/oder Bremsklappen an Rotorblättern von Energieerzeugungsanlagen wie Windkraftanlagen, Anschlüsse und Steckverbindungen von Fluiden, Energie, Signalen, oder ähnlichen Bauteilen (4) oder übernimmt durch sich selbst zumindest Teilweise eine Funktion dieser vorgenannten Bauteile (4).
Des weiteren wird ein Verfahren eines Hydraulik- und/oder Pneumatik- und/oder Magneto-rheologischen Aktuators (2) ohne Kolben, zur Erzeugung einer 2- oder 3-dimensionalen Aktuator(11)-Bewegung und -Kraft bereitgestellt, bei welchem

a) der gesamte Aktuator (2), eine mögliche erste Position, z. B. zusammengeklappten Ruheposition, bevorzugt Druckarmen Position, einnimmt und
b) dieser sich durch eine, durch z. B. Überdruck erzeugte Drehbewegung (11) in eine zweite mögliche Position bewegt, z. B. 90 Winkelgrade entfernt, eine auseinandergeklappte/entfaltete Arbeitsposition, einnimmt.

Des weiteren kann die 2-dimensionale Aktuator-Bewegung, insbesondere eine Drehbewegung (11), mit zu ca. 90 Winkelgrade, besonders bevorzugt bis zu ca. 180 Winkelgrade, die zumindest 1-dimensionale Bewegung und/oder Klemmung von Bauteilen (4) wie technische Vorrichtungen jeglicher Art, bewirken.
Außerdem ein Verfahren welches die Anordnung mehrerer solcher Aktuatoren (2) zu einer 2- oder 3-Dimensionale Bewegung (11) des Gesamt-Aktuators (2) und der zu bewegenden Bauteile (4) und/oder Vorrichtungen (19) vorsieht, wie z. B. bei künstlichen Händen, Roboter-Armen oder künstliche Gliedmaßen/Prothesen für Menschen und Tiere.
Des weiteren wird ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Parallelogramm-förmigen Aktuators (2) offenbart, welches in den nachfolgenden Schritten hergestellt werden kann:

a) Erstellung der Flächen/Wände (6, 7, 8) auf entsprechende Maße
b) Erstellung eines oder mehrerer maßgefertigten Schlauche/s/Hülle/n (10) mit Fluidzufuhr mittels Ablängen und/oder Vulkanisieren und/oder Schweißen und/oder Klebens und/oder Dichtens und/oder mechanischen Verschließens
c) Anbringung der Flächen/Wände auf zumindest einen maßgefertigten Schlauch/Hülle (10) mit Fluidzufuhr durch Kleben und/oder Dichten und/oder Nieten und/oder Vulkanisieren und/der Schrauben und/oder Kletten (Klettverschluss) und/oder Schrumpfen von Schrumpffolie/-Schlauch (10) und/oder anderen mechanischen Methoden
d) Bei Bedarf einer Doppel-/Dreifach-Wandigkeit: Überziehen des bis dahin gefertigten Aktuators (2) mit einer Außenhülle (10) mit Fluidzufuhr-Durchlass mit den bereits gennannten Methoden und/oder Schrumpfen von Schrumpffolie/-Schlauch (10) und ggf. Anbringung weiterer Flächen/Wände (6, 7, 8) mit den genannten Methoden und/oder e) Verwendung eines bereits erstellten doppelwandigen Schlauches (10) in Schritt a) f) Bei Bedarf kann nach jedem Prozessschritt der Aktuator (2) auf Dichtheit mit Über- und Unterdruck geprüft und ggf. nachfolgend mit einem Prozessfluid/Element, wie die Magneto-rheologische Flüssigkeit/Polymer, befüllt werden

Des weiteren wird ein zweites Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Parallelogramm-förmigen Aktuators (2) offenbart, welches in den nachfolgenden Schritten hergestellt werden kann:

a) Erstellung der Flächen/Wände (6, 7, 8) auf entsprechende Maße
b) Erstellung eines oder mehrerer maßgefertigten flächiger Vorprodukte des Schlauche/s/Hülle/n- (10) mit Fluidzufuhr mittels Ablängen und/oder Vulkanisieren und/oder Schweißen und/oder Klebens und/oder mechanischen Verschließens
c) Anbringung der Flächen/Wände auf zumindest einen flächiger Vorprodukte des Schlauche/s/Hülle/n- (10) mit Fluidzufuhr durch Kleben und/oder Dichten und/oder Nieten und/oder Vulkanisieren und/der Schrauben und/oder Kletten (Klettverschluss) und/oder Schrumpfen von Schrumpffolie/-Schlauch (10) und/oder anderen mechanischen Methoden
d) Verschließen eines oder mehrerer maßgefertigten flächiger Vorprodukte des Schlauche/s/Hülle/n- (10) mit Fluidzufuhr mittels Ablängen und/oder Vulkanisieren und/oder Schweißen und/oder Klebens und/oder Dichtens und/oder mechanischen Verschließens
e) Bei Bedarf einer Doppel-/Dreifach-Wandigkeit: Überziehen des bis dahin gefertigten Aktuators (2) mit einer Außenhülle (10) mit Fluidzufuhr-Durchlass mit den bereits gennannten Methoden und/oder Schrumpfen von Schrumpffolie/-Schlauch (10) und ggf. Anbringung weiterer Flächen/Wände (6, 7, 8) mit den genannten Methoden und/oder
f) Verwendung eines bereits erstellten doppelwandigen Schlauches (10) in Schritt a)
g) Bei Bedarf kann nach jedem Prozesschritt der Aktuator (2) auf Dichtheit mit Über- und Unterdruck geprüft und ggf. nachfolgend mit einem Prozessfluid/Element, wie die Magnetorheologische Flüssigkeit/Polymer, befüllt werden

Folgende Schutzrechte und Literatur sind mit Bestandteil dieser Anmeldung und können mit deren Inhalten frei kombiniert werden:

11. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine mehrwandige Anordnung, zumindest eines Aktuators (2), insbesondere zu einer erhöhten Sicherheit, insbesondere für den Einsatz bei hoch zuverlässigen und/oder Sicherheitsrelevanten Systemen, ermöglicht.
12. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (2) eine Schwingungsdämpfende Funktion übernehmen kann.
13. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehbewegung (11) und Krafterzeugung über Druckluft-Über- und/oder Unterdruck, bevorzugt Über- und/oder Unterdruckspeicher (25, 26) z. B. Druckluft-/CO2-Kartusche, möglich ist, wie z. B. für Sicherheitsysteme, wie das Notöffnen von Fluchttüren, Notschließen von Lüftungs-Brandschutzklappen
14. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (2) in Kombination mit einer Bewegungsrückstellung, zumindest mittels einer Kraft zu einer der beiden Positionen hin bewegt wird, durch z. B. Federkraft, Gewichtskraft, Handkraft, Außen-/Strömungs-Staudruck und/oder Unter-/Überdruck, Fliehkraft.
15. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Fläche/Wand (6, 7, 8) gerade oder gekrümmt und/oder verstärkt ist, wie z. B. mittels Makro-, Mikro-, Nano-Strukturierung, wie z. B. mittels Wölbstrukturen aus Metallen oder Kunststoffen, und/oder Verstärkungen, wie z. B. mittels Faserverbund-Kunststoffe, wie z. B. GFK oder CFK und/oder Nanopartikel-Verstärkungen Und/oder Oberflächen wie z. B. Nano-Carbonfasern
16. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche/Wand (6, 7, 8) zumindest so Steif ist, wie eine gerade Vergleichs-Platte ohne Versteifungen aus 1 mm Glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK).
17. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die stirnseitigen Enden des Aktuators (2) und/oder Schlauches und/oder Hülle (10), mittels eines Wölbbodens und/oder Faltstruktur und/oder Flachgedrückt und dadurch Fluiddicht verschlossen und/oder bevorzugt im gefalteten Zustand des Aktuators (2) flach sind.
18. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die 2-dimensionale Aktuator-Bewegung (11) dazu benutzt wird, um zu Bewegen und/oder zur Kraftausübung und/oder Öffnen und/oder Schließen und/oder Positionieren und/oder Aufrichten und/oder Ausrichten und/oder Verschieben und/oder Heben und/oder Weichenstellend, von daran befestigten und/oder nicht befestigten Bauteilen (4), wie z. B. zur Benutzung für die Sortierung/Weichenstellung von Bauteilen (4), Produktionsteilen, für Roboter/Menschen künstliche bewegte Gelenke und Hände und Füße, Maschinen, Aktoren, Aktuatoren (2), Messsysteme, Gebäude, Schutzhüllen für Sturmschutz, Auto-Bauteile (4) wie Lenkung, Verdeck, Türöffner/-schließer, Stoßstange, Airbag, Auto-Einparkhilfe, Auto-Spiegelverstellung, Auto-Scheibenwischer, Auto-Scheinwerfer, Behälter, Kanäle, Pumpen, Hüllen, Container, Klappen, Hebel, Verriegelungen, Türen, Fenster, Sicherheitssysteme, Fluchttüren, Lüftungs-Brandschutzklappen, Tische, Stühle, Wände, Klemmung, Spannstock, Maschinen-Aktuator (2) für Werkzeugwechsel oder Maschinen-Bewegungsachsen, Rampe wie Heberampe und Hub-bühne und Verladebühne, Schauspielbühne, Aufzug, Schwenkarm, Sortier-Anschläge, Führungselemente, Hochwasserschutzelementen, Fluchttunnel, Lenkungen, Fahrwerke, Hauben, Kräne, Brücken, Pressen und Tiefzieh-Einrichtungen, Schutz- und Rettungstunnel, Hochwasserschutzbarrieren, Schutzhüllen wie Fahrzeugverdecke, Eis-Entfernungssysteme an LKW-Planen, Gebäudeschutzhüllen, Schutzsysteme wie Aufprallschutz ggf. mit Explosions-Fluid-Gasdruck-Erzeugung z. B. Airbag, Stoßstange, Motorhaube, Rückstromklappen und/oder Bremsklappen an Fahrzeugen, insbesondere Flügeln und Leitwerken von Luftfahrzeugen, Rückstromklappen und/oder Bremsklappen an Rotorblättern von Energieerzeugungsanlagen wie Windkraftanlagen, Anschlüsse und Steckverbindungen von Fluiden, Energie, Signalen, oder ähnlichen Bauteilen (4).
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (2) durch sich selbst, zumindest Teilweise, eine Funktion dieser vorgenannten Bauteile (4), übernimmt.
20. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (2) aus einer Magneto-rheologische Flüssigkeit/Polymer und einem Magnetfeld-induzierendem Element, bevorzugt einem Magnet und/oder einer elektrischen Spule, ganz besonders bevorzugt aus einer elektrischen Spule in dem Fluid-befülltem Raum/Schlauch (10), besteht.
21. Verfahren eines Hydraulik- und/oder Pneumatik- und/oder Magneto-rheologischen Aktuators (2) ohne Kolben, zur Erzeugung einer 2- oder 3-dimensionalen Aktuator-Bewegung (11) und -Kraft, bei welcher a) der gesamte Aktuator (2), eine mögliche erste Position, z. B. zusammengeklappten Ruheposition, bevorzugt Druckarmen Position, einnimmt und b) dieser sich durch eine, durch z. B., Überdruck erzeugte Aktuator-Drehbewegung (11), in eine zweite mögliche Position bewegt, z. B. 90 Winkelgrade entfernt, eine auseinandergeklappte Arbeitsposition, einnimmt.
22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die 2-dimensionale Aktuator-Bewegung, insbesondere eine Aktuator-Drehbewegung (11), mit zu ca. 90 Winkelgrade, besonders bevorzugt bis zu ca. 180 Winkelgrade, die zumindest eine 1-dimensionale Bewegung und/oder Klemmung von Bauteilen (4) wie technische Vorrichtungen jeglicher Art, bewirkt.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung mehrerer solcher Aktuatoren (2), zu einer 2- oder 3-Dimensionale Bewegung (11) des Gesamt-Aktuators (2) und der zu bewegenden Bauteile (4) und/oder Vorrichtungen (19) führt, wie z. B. bei künstlichen Händen, Roboter-Armen oder künstliche Gliedmaßen/Prothesen für Menschen und Tiere.
24. Verfahrenzur Herstellung des erfindungsgemäßen Parallelogrammförmigen Aktuators (2), dadurch gekennzeichnet dass, dieser mittels der nachfolgenden Schritten hergestellt wird: a) Erstellung der Flächen/Wände (6, 7, 8) auf entsprechende Maße b) Erstellung eines oder mehrerer maßgefertigten Schlauche/s/Hülle/n (10) mit Fluidzufuhr mittels Ablängen und/oder Vulkanisieren und/oder Schweißen und/oder Klebens und/oder Dichtens und/oder mechanischen Verschließens c) Anbringung der Flächen/Wände auf zumindest einen maßgefertigten Schlauch/Hülle (10) mit Fluidzufuhr durch Kleben und/oder Dichten und/oder Nieten und/oder Vulkanisieren und/der Schrauben und/oder Kletten (Klettverschluss) und/oder Schrumpfen von Schrumpffolie/-Schlauch (10) und/oder anderen mechanischen Methoden d) Bei Bedarf einer Doppel-/Dreifach-Wandigkeit: Überziehen des bis dahin gefertigten Aktuators (2) mit einer Außenhülle (10) mit Fluidzufuhr-Durchlass mit den bereits gennannten Methoden und/oder Schrumpfen von Schrumpffolie/-Schlauch (10) und ggf. Anbringung weiterer Flächen/Wände (6, 7, 8) mit den genannten Methoden und/oder Verwendung eines bereits erstellten doppelwandigen Schlauches (10) in Schritt a) e) Bei Bedarf kann nach jedem Prozessschritt der Aktuator (2) auf Dichtheit mit Über- und Unterdruck geprüft und ggf. nachfolgend mit einem Prozessfluid/Element, wie die Magneto-rheologische Flüssigkeit/Polymer, befüllt werden
Verfahrenzur Herstellung des erfindungsgemäßen Parallelogrammförmigen Aktuators (2), dadurch gekennzeichnet dass, dieser mittels der nachfolgenden Schritten hergestellt wird: f) Erstellung der Flächen/Wände (6, 7, 8) auf entsprechende Maße g) Erstellung eines oder mehrerer maßgefertigten flächiger Vorprodukte des Schlauche/s/Hülle/n- (10) mit Fluidzufuhr mittels Ablängen und/oder Vulkanisieren und/oder Schweißen und/oder Klebens und/oder mechanischen Verschließens h) Anbringung der Flächen/Wände auf zumindest einen flächiger Vorprodukte des Schlauche/s/Hülle/n- (10) mit Fluidzufuhr durch Kleben und/oder Dichten und/oder Nieten und/oder Vulkanisieren und/der Schrauben und/oder Kletten (Klettverschluss) und/oder Schrumpfen von Schrumpffolie/-Schlauch (10) und/oder anderen mechanischen Methoden i) Verschließen eines oder mehrerer maßgefertigten flächiger Vorprodukte des Schlauche/s/Hülle/n- (10) mit Fluidzufuhr mittels Ablängen und/oder Vulkanisieren und/oder Schweißen und/oder Klebens und/oder Dichtens und/oder mechanischen Verschließens j) Bei Bedarf einer Doppel-/Dreifach-Wandigkeit: Überziehen des bis dahin gefertigten Aktuators (2) mit einer Außenhülle (10) mit Fluidzufuhr-Durchlass mit den bereits gennannten Methoden und/oder Schrumpfen von Schrumpffolie/-Schlauch (10) und ggf. Anbringung weiterer Flächen/Wände (6, 7, 8) mit den genannten Methoden und/oder Verwendung eines bereits erstellten doppelwandigen Schlauches (10) in Schritt a) k) Bei Bedarf kann nach jedem Prozesschritt der Aktuator (2) auf Dichtheit mit Über- und Unterdruck geprüft und ggf. nachfolgend mit einem Prozessfluid/Element, wie die Magneto-rheologische Flüssigkeit/Polymer, befüllt werden

Das Funktionsprinzip beruht auf dem Parallelogramm-(Mehreck)Aktuator und/oder Schlauchaktuator.
Nachfolgend ist das Aktuatorpinzip dargestellt. Der Aktuator ist in 3 Positionen Null Grad, 45 Grad und 90 Grad Position dargestellt. Das Grundprinzip eines Gelenkes eines Fingers mit 2 Gliedern und einem Multifunktionalen Aktuator (MF). Der kompltte Finger in 3 Positionen ist nachfolgend noch dargestellt.
Es können auch 2 MF-Aktuatoren in einem Gelenk zur Anwendung kommen, wobei dann der Eine mit Überdruck (Ü) beaufschlagt wird und der andere auf der Gegenseite (z. b. 90 Grad versetzt angeordnet) entlüftet oder mit Unterdruck (U) versorgt wird.
Auch kann der MF-Aktuator auch genau auf der Innenseite des Fingergelenkes angeordnet sein so dass das Hauptdrehgelenk auf der Außenseite angeordnet ist.
Des weiteren kann das Gelenk auch z. B. aus einem oder mehrerer Kugelköpfe, beweglich gestaltete Kunststoff-Bogen-Scharniere gestaltet sein, um eine Hohe Bewegungs-Zykluszahl und Lebensdauer des Aktuators zu realisieren.
Teile des MF-Aktuators oder der ganze, kann hierbei insbesondere auch Verbundmaterialien aus Alu und Kunststoff oder Metallbeschichteten Kunststoffen oder Textilverstärkten Kunststoffen hergestellt sein.
Entsprechend örtlich günstig angeordnete gesteuerte oder geregelte Ventile ermöglichen die Über- und/oder Unterdruck-Versorgung des jeweiligen MF-Aktuators. Besonders günstig erscheint die Anordnung und Nutzung der Finger-(Knochen)-Elemente als Überdruck-/Unterdruckspeicher/-Reservoir.
Diese Reservoirs werden dann über ein innerhalb oder angebrachten oder außerhalb liegenden Rohrleitung, bevorzugt flexiblen Schlauches weiter mit Über-/Unterdruck versorgt. Auch können die Finger-(Knochen)-Elemente nur als Statikelement und/oder Rohrleitung dienen. Auch kann der Aktuator aus einem Mehreck bestehen, welches im Prinzip ein Parallelogramm bildet aber z. b. teilweise Bogenförmige Elemente beinhaltet, welche ggf. als Gelenke und/oder elastische Scharniere dienen.
Auch kann in weiteren Ausführungsformen, der MF-Aktuator nur in dessen Statikstruktur seiner Parallelogrammform verwendet werden, um selbst von einem Pneumatik- oder Hydraulikzylinder über einen Hebel angesteuert zu werden. Grundsätzlich kann die vorgenannte Ausführungsform bei entsprechender Abdichtung der Kolbenstange gegenüber dem MF-Aktuator auch Alternativ zum MF-Aktuator genutzt werden, z. b. zur Steuerung von Klappen eines Luftfahrzeuges im Notfall durch eine der beiden genannten Varianten oder andere Varianten mit normalem Pneumatischem oder Hydraulischen Zylinder. Weitere Varianten mit Normalem Pneumatischem oder Hydraulischen Zylinder sind mit anderen Hebelanordnungen dargestellt die Alternativ eingesetzt werden können. Auch kann das Prinzip der Mechanik eines pneumatischen Einziehfahrwerkes mit Rückholfeder für Modellflugzeuge entsprechend adaptiert werden um eine 90 Grad-Bewegung für eine Künstliche Hand oder für andere genannte Anwendungen zu realisieren.
Insbesondere die Benutzung von UV-Strahlungs -beständigen Materialien und Beschichtungen können zum Einsatz kommen. Auch kann so ein Aktuator auch zum Schließen von Gepäckfächern in Luftfahrzeugen von Kofferräumen von Autos u. ä. dienen. Der Aktuator kann auch mit Magnetorheologischen Flüssigkeiten bzw. Polymeren/elektrorheologischen Flüssigkeiten kombiniert werden.
Auch kann bei Verwendung der vorgenannten Fluide und Materialien eine Kombination zur Erzeugung des elektromagnetischen Feldes aus Magnetischem Material und elektrischer Spule herangezogen werden. Auch ist ein Einfaches Drehelement mit starken drehbaren Magneten anwendbar um die Fluide und Materialien zu betätigen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibungseinleitung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Weitere Merkmale sind den Zeichnungen – insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteil (4)e zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung – zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Beispielen und Zeichnungen erläutert. Es zeigen
1: Ein erfindungsgemäßer Aktuator (2) in gefaltetem Zustand in Ruheposition
2: Ein erfindungsgemäßer Aktuator (2) in entfaltetem Zustand in End-/Arbeitsposition
3: Ein erfindungsgemäßer Aktuator (2) mit einer angebrachten Hebe-/Schiebe-Vorrichtung in gefaltetem Zustand in Ruheposition
4: Ein erfindungsgemäßer Aktuator (2) mit einer angebrachten Hebe-/Schiebe-Vorrichtung in entfaltetem Zustand in End-/Arbeitsposition
5: Ein erfindungsgemäßer Aktuator (2) mit einer angebrachten Absperr-/Hochwasserschutz-Vorrichtung in gefaltetem Zustand in Ruheposition
6: Ein erfindungsgemäßer Aktuator (2) mit einer angebrachten Absperr-/Hochwasserschutz-Vorrichtung in entfaltetem Zustand in End-/Arbeitsposition
7: Ein erfindungsgemäßer Aktuator (2) mit einer angebrachten Sicherheits-/-Rettungstunnel-Vorrichtung in gefaltetem Zustand in Ruheposition
8: Ein erfindungsgemäßer Aktuator (2) mit einer angebrachten Sicherheits-/-Rettungstunnel-Vorrichtung in entfaltetem Zustand in End-/Arbeitsposition
9: Ein erfindungsgemäßer doppelter Aktuator (2) mit geteiltem Druckbereich und somit zwei Druckbereichen, für eine <= 180 Grad Drehbewegung
10: Ein erfindungsgemäßer doppelter Aktuator (2) mit zwei Druckbereichen für eine <= 180 Grad Drehbewegung
11: Ein erfindungsgemäßer sehr einfacher entfalteter Aktuator (2) mit nur einer Fläche/Wand und einem Gelenk mit <= 90 Grad Drehbewegung
12: Ein erfindungsgemäßer sehr einfacher entfalteter Aktuator (2) mit zwei Flächen/Wand und einem Gelenk mit <= 90 Grad Drehbewegung und einer Wegbegrenzung
13: Ein erfindungsgemäßer Parallelogramm-Aktuator für einen Fingeraktuator für 2 Fingerglieder mit Ansteuerdetails
14: Mehrere (3) erfindungsgemäße Parallelogramm-Aktuatoren für einen Fingeraktuator für 4 Fingerglieder in gestreckter und gebeugter Anordnung
15: Ein erfindungsgemäßes Parallelogramm in Kombination mit einem Pneumatikzylinder für 2 Fingerglieder in gebeugter Anordnung mit Ansteuerdetails
16: Modell des erfindungsgemäßen Parallelogramm in Kombination mit einem Pneumatikzylinder (mit Kolbenstange) für 2 Fingerglieder in gebeugter Anordnung mit Ansteuerdetails
17: Modell des erfindungsgemäßen Parallelogramm in Kombination mit einem Pneumatikzylinder (ohne Kolbenstange) für 2 Fingerglieder gestreckt
18: Modell des erfindungsgemäßen Parallelogramm in Kombination mit einem Pneumatikzylinder (ohne Kolbenstange) für 2 Fingerglieder leicht gebeugt
19: Erfindungsgemäßen Parallelogramm in Kombination mit einem Pneumatikzylinder (mit 2 Hebeln und einer Kolbenstange) für 2 Fingerglieder gebeugt mit Ansteuerdetails
20: Modell eines erfindungsgemäßen Pneumatik-Einziehfahrwerks
Bezugszeichenliste
zu Fig. 1 bis Fig. 20

1: Grundkörper
2: Aktuator
3: Auflageplatte
4: Werkstück/Bauteil
5: Koordinatensystem
6: Bodenfläche/-Wand
7: Seitenfläche/-Wand
8: Deckelfläche/-Wand
9: Gelenke/Gelenkförmiges Element
10: Fluid-befüllter Raum/Schlauch
11: Aufricht-/Entfaltungsbewegung des Aktuators (2) (2-dimensional)
12: Grundbewegung des Bauteils (4)/Werkstücks
13: Ausrichtbewegung des Bauteils (4)/Werkstücks (1- oder 2 dimensional)
14: Vorrichtung zum Ausrichten und/oder Anheben
15: Seitenwand der angebauten Ausricht- und/oder Anhebe-Vorrich tung
16: Deckelwand der angebauten Ausricht- und/oder Anhebe-Vorrichtung
17: Bodenwand der angebauten Ausricht- und/oder Anhebe-Vorrichtung
18: Anhebe- und Weiterbewegung des Werkstückes
19: Vorrichtung die Aufgerichtet ist
20: Aktuator (2) der in Ruheposition gefaltet ist
21: Angebaute Vorrichtung die in Ruheposition gefaltet ist
22: Schutz- und/oder Notsystem und/oder Belüftungssystem
23: Person
24: Wegeventile
25: Überdruckbehälter
26: Unterdruckbehälter
27: Rohrleitungen
28: Wegbegrenzung
29: Steuerungs- und Regelungssystem
30: Kompressor
31: Befestigungselement
32: Steuerventil
33: Pneumatikzylinder
34: Kolbenstange
35: Stange
36: Hebel
37: Pneumatik-Einzieh-Fahrwerk

Claims

Vorrichtung eines Hydraulik- und/oder Pneumatik- und/oder Magneto-rheologischen Aktuators (2) ohne Kolben, zur Erzeugung einer 2-dimensionalen Aktuator-Bewegung (11) und -Kraft, bevorzugt einer Drehbewegung und einem Drehmoment, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Aktuator (2) aus mindestens einer Fläche/Wand (5, 6, 7), bevorzugt aus 3, ganz bevorzugt 4, ganz besonders bevorzugt aus einer gerad-zahligen Anzahl an Flächen/Wänden (5, 6, 7), und zumindest einem, mit Fluid-befüllbarem Raum (10) und aus mindestens einem gelenkförmigem Element (9), besteht.
Vorrichtung eines Hydraulik- und/oder Pneumatik- und/oder Magneto-rheologischen Aktuators (2) ohne Kolben, zur Erzeugung einer 2-dimensionalen Aktuator-Bewegung (11) und -Kraft, bevorzugt einer Drehbewegung und einem Drehmoment, dadurch gekennzeichnet, dass der gesamte Aktuator (2), in einer möglichen ersten Position, z. B. zusammengeklappte Ruheposition, eine flache Außen-Kontur ähnlich einer, bevorzugt dünnen, Platte und in einer zweiten möglichen und bevorzugten Position, z. B. 90 Winkelgrade verdreht, als eine auseinandergeklappte Arbeitsposition einnimmt, z. B. und dabei sich und/oder die angebrachte Vorrichtung in Form einer mehreckigen Querschnitts-Außenkontur, z. B. Dreieckig, Viereckig, Parallelogramm-förmig, Sechseckig, Vieleckig, Scherenförmig, ausbildet.
Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluid-befüllbare Raum (10), bevorzugt aus einem faltbaren Aktuator (2) gebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (2), insbesondere einem gelenkförmigem Element (9), bevorzugt aus einem faltbaren Schlauch (10) und/oder faltbaren Aktuator (2), besteht.
Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche/n bzw. Wand/e (6, 7, 8) starr oder flexibel, bevorzugt aber starr ist/sind und zumindest eine Fläche/Wand (6, 7, 8) mit einem Grundkörper (1) gelenkig verbunden und/oder daran befestigt ist.
Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die 2-dimensionale Aktuator-Bewegung (11), insbesondere eine Drehbewegung, bis zu ca. 90 Winkelgrade, bei Anordnung von mehreren Aktuatoren (2), besonders bevorzugt 180 Winkelgrade, ganz besonders bevorzugt bis zu ca. 360 Winkelgrade mit mehreren entfalteten Aktuatoren (2) oder mehr ermöglicht, und dass diese entfaltete Anordnung dann wie eine Wabenstruktur aussieht.
Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erzeugte Kraft proportional zur wirksamen Aktuatorfläche und des pneumatischen und/oder hydraulischen Fluiddruckes in Richtung der Drehbewegung (11) wirkt und damit über eine oder mehrere Flächen/Wände und/oder Vorrichtungen/Hebelarme ein Drehmoment ausübt.
Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (2) so angeordnet ist, dass dieser Aktuator (2), zumindest zwischen diesen beiden Positionen, in Form einer Drehbewegung um, zumindest ein, bevorzugt mindestens 3, ganz besonders bevorzugt mindestens 4 gelenkförmige Elemente (9) bewegbar und/oder Positionierbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das/die Gelenk/e (9) durch den Aktuator (2) selbst ausgebildet wird, und dass dieser Aktuator (2) in Form eines zumindest 2-dimensional radial verformbaren und/oder elastischen Schlauches/Hülle (10), besonders bevorzugt mindestens 2 ineinander gesteckten Schläuchen/Hüllen (10) gebildet wird, wobei die Fläche/n/Wänd/e (6, 7, 8) dazwischen und/oder Außen und/oder Innen angeordnet sein können.
Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung mehrerer solcher Aktuatoren (2) aneinander z. B. 2 Aktuatoren (2) um 90 Winkelgrade gedreht und miteinander verbunden, eine 2- und/oder 3-Dimensionale Bewegung ermöglichen.