DE19910196A1 - Dreh- und/oder Hubvorrichtung - Google Patents
Dreh- und/oder HubvorrichtungInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
- F15B15/08—Characterised by the construction of the motor unit
- F15B15/10—Characterised by the construction of the motor unit the motor being of diaphragm type
- F15B15/103—Characterised by the construction of the motor unit the motor being of diaphragm type using inflatable bodies that contract when fluid pressure is applied, e.g. pneumatic artificial muscles or McKibben-type actuators
Abstract
Es soll eine einfache Dreh- und/oder Hubvorrichtung (2) geschaffen werden, die die Merkmale Heben/Senken, Drehen und Dämpfen in sich vereint. DOLLAR A Das Volumen (16) eines hohlzylindrischen oder tonnenförmigen Gebildes (4) ist an seinen beiden Enden jeweils durch eine Abdeckplatte (8a, 8b) oder einen Abrollkolben luft- und druckdicht abschließbar. In seine Wandung, die aus Gummi oder einem vergleichbaren Elastomermaterial besteht, sind Fäden (12), die vorzugsweise undehnbar sind, unter einem Winkel alpha NOTEQUAL 0, bezogen auf die Längsachse (14), eingearbeitet. Das Volumen (16) kann mit Druckluft (p¶1¶) beaufschlagt werden. DOLLAR A Die Dreh- und/oder Hubvorrichtung (2) ist überall dort einsetzbar, wo sonst pneumatisch Dreh- oder Dreh-Linearbewegungen über Zylinder eingeleitet bzw. ausgeführt werden.
Description
Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um eine
Dreh- und/oder Hubvorrichtung nach dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1.
In der Praxis kommt es häufig vor, daß ein Maschinenteil
oder eine sonstige Last relativ zu einem anderen Teil oder
relativ zu seiner ortsfesten Unterlage sowohl in axialer
Richtung verschoben als auch (in tangentialer Richtung)
gedreht werden soll.
Zur Erzeugung von linearen Hub- oder Hin- und Herbewegungen
kommen üblicherweise Zylinder-Kolben-Anordnungen zum
Einsatz. Für die Realisierung von Dreh- und Hubbewegungen
ist ein doppeltwirkender Drehzylinder mit Schwenkflügel in
Kombination mit einem Linearzylinder vorgeschlagen worden.
Der Drehwinkel ist fest eingestellt und nur manuell
veränderbar.
Solche Zylinder-Kolben-Anordnungen sind relativ auf wendig
aufgebaut und damit teuer in der Herstellung. Eine gewisse
Störanfälligkeit läßt sich nicht ganz ausschließen. Die
sich gegeneinander bewegenden Kolben und Zylinder sind mit
Dichtungen versehen, die beim Betreiben der Anordnung
Reibung und Verschleiß ausgesetzt sind. Für eine elastische
Dämpfung in den Endlagen der Hub- und/oder Drehbewegung
sind zusätzliche Maßnahmen erforderlich.
Die mit dem Anspruch 1 im wesentlichen gelöste Aufgabe der
Erfindung besteht in der Schaffung einer einfachen Dreh-
und/oder Hubvorrichtung, die die Merkmale Heben/Senken,
Drehen und Dämpfen in sich vereint.
Zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Dreh-
und/oder Hubvorrichtung werden anhand der beigefügten
Zeichnungen beschrieben, es zeigt:
Fig. 1 die Seitenansicht einer Dreh- und Hubvorrichtung,
davon:
Fig. 1a im Ausgangszustand (p0) und
Fig. 1b unter Beaufschlagung mit Druckluft (p1); und
Fig. 2 eine reine Drehvorrichtung im Längsschnitt.
Wie die Fig. 1a und 1b zeigen, besteht die
erfindungsgemäße Dreh- und/oder Hubvorrichtung 2
vorzugsweise aus einem hohlzylindrischen oder
tonnenförmigen Gebilde 4, hergestellt aus Gummi oder einem
vergleichbaren Elastomermaterial. An beiden Endseiten
befindet sich jeweils ein Konus 6a, 6b zur Befestigung
jeweils einer Abdeckplatte 8a, 8b mittels jeweils eines
Klemmringes 10a, 10b. Anstelle einer oder beider
Abdeckplatten 8a, 8b kann auch - ähnlich wie bei Luftfedern
- an mindestens einem Ende (jeweils) ein Abrollkolben
vorgesehen sein. Durch die Verwendung eines Abrollkolbens
anstelle einer der beiden Abdeckplatten 8a, 8b kann der
maximal erzielbare Hub vergrößert werden.
Das hohlzylindrische oder tonnenförmige Gebilde 4 kann -
wie der Rollbalg einer Fahrzeug-Luftfeder - aus mehreren
(z. B. zwei) aufeinanderliegenden Lagen aufgebaut sein.
Erfindungswesentlich ist, daß die Wandung des
hohlzylindrischen oder tonnenförmigen Gebildes 4 mit
mindestens einer Cord- oder Gewebelage 12 (Fig. 1a/1b,
Ausschnitt A) versehen ist. Die eingelegten Fäden 12 sind -
im Unterschied zu der Gummimischung - praktisch undehnbar.
Bei mehreren aufeinanderliegenden Lagen weisen die Fäden 12
die gleiche (eindimensionale) Wirkrichtung auf, wobei sie
einen Fadenwinkel α ≠ 0, bezogen auf die Längsachse 14
(bzw. ≠ 90° bezogen auf den mindestens einen Klemmring
10a, 10b), auf weisen. Eine doppelte Lage bietet eine höhere
Druckfestigkeit und eine längere Lebensdauer.
Durch die endseitig angebrachten Abdeckplatten 8a, 8b (bzw.
Abrollkolben) ist das hohlzylindrische oder tonnenförmige
Gebilde 4 luft- und druckdicht abgeschlossen.
Abgesehen von der Cord- oder Gewebeeinlage 12, die die
Wandung des hohlzylindrisch oder tonnenförmigen Gebildes 4
in einer schiefwinkligen Richtung praktisch undehnbar hält,
ist die Wandung aufgrund der elastischen Eigenschaften des
Elastomermaterials in sämtlichen anderen Richtungen unter
Zug dehnbar und damit auch scherbar. Die Dehnbarkeit liegt
- je nach gewähltem Elastomerwerkstoff - zwischen minimal
200% und maximal 1000%.
Beaufschlagt man das hohlzylindrische oder tonnenförmige
Gebilde 4 mit Druckluft (p0 → p1), so versucht das Gebilde
4 ein größtmögliches Volumen 16 bei geringstmöglicher
Oberflächenvergrößerung unter Längenkonstanthaltung der
eingearbeiteten Fäden 12 einzustellen. Dies geschieht in
der Weise, daß die in die Wandung eingearbeiteten Fäden 12
bezogen auf die Klemmringe 10a, 10b einen Winkel von 90°
anstreben. Dabei üben die endseitigen Abdeckplatten 8a, 8b
bzw. Abrollkolben relativ zueinander eine Dreh- 18 und/oder
Hubbewegung 20 aus.
Der Drehwinkel 18 und der Hubweg 20 dieser Dreh- und/oder
Hubvorrichtung 2 kann in Abhängigkeit vom Druck (bar) und
des ursprünglichen Fadenwinkels α frei gewählt werden.
Ist anstelle mindestens einer der endseitigen Abdeckplatten
8a, 8b ein Abrollkolben (wie bei einer Fahrzeug-Luftfeder)
vorgesehen, so läßt sich ein entsprechend größerer Hub 20
realisieren, der sonst lediglich aufgrund der
Scherbarkeit/Dehnbarkeit des elastomeren Materials gegeben
wäre.
Zur präzisen axialen Orientierung der Hubbewegung 20 kann
zusätzlich eine vertikale Führung vorgesehen werden. Dies
kann z. B. durch einen Hüllzylinder, durch schwenkbare
Lenker - wie bei einer Fahrzeugfeder - oder durch eine
Kolben/Zylinderanordnung erfolgen.
Mit einer Fahrzeug-Luftfeder gemeinsam ist nicht nur die
Möglichkeit zur Erzielung einer Hubbewegung 20 sondern auch
die mit der Vorrichtung gegebene Federungseigenschaft.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung 2 vereint die drei
Funktionen Drehen, Heben und Dämpfen in einem einzigen
Bauelement. Die Hub-Drehbewegung 18, 20 kann in
Abhängigkeit des Drucks variabel gesteuert werden.
Die erfindungsgemäße Dreh- und/oder Hubvorrichtung ist
überall dort einsetzbar, wo sonst pneumatisch Dreh- oder
Dreh-Linear-Bewegungen über Zylinder eingeleitet bzw.
ausgeführt werden.
Die in der Fig. 2 dargestellte Ausführungsform zeigt eine
reine Drehvorrichtung 22. Der Grundaufbau besteht
gewissermaßen aus zwei zueinander spiegelbildlich
angeordneten Luftfedern mit jeweils einem Rollbalg 24a,
24b, jeweils einem Abrollkolben 26a, 26b und einer in der
Symmetrieebene 36 befindlichen, gemeinsamen "Abdeckplatte"
28. Das Besondere an dieser Anordnung 22 besteht darin, daß
die beiden Rollbälge 24a, 24b mit zueinander
entgegengesetzt gerichteten Cordeinlagen versehen sind. Die
gemeinsame Abdeckplatte 28 ist um ihre Achse 30 drehbar
gelagert. Die beiden Abrollkolben 26a, 26b sind
feststehend, d. h. sie sind weder drehbar noch axial
verschiebbar.
Beaufschlagt man das gemeinsame Volumen 32 über eine
Luftzuführung 34 mit Druckluft, so vergrößert sich dieses
Volumen 32, wobei sich die Cordfäden in axialer Richtung zu
orientieren versuchen. Dabei verdreht sich die als
Schwenkplatte 28 ausgebildete gemeinsame Abdeckplatte
entsprechend dem in dem Volumen 32 aufgebauten Luftdruck.
2
Dreh- und/oder Hubvorrichtung
4
hohlzylindrisches oder tonnenförmiges Gebilde
6
a,
6
b Konus
8
a,
8
b Abdeckplatte
10
a,
10
b Klemmring
12
Fäden, Cordeinlage
14
Längsachse
16
Volumen des hohlzylindrischen oder tonnenförmigen Gebildes
18
Drehbewegung
20
Hubbewegung
22
Drehvorrichtung
24
a,
24
b Rollbalg
26
a,
26
b Abrollkolben
28
Abdeckplatte
30
Drehachse
32
Volumen
34
Lufteintrittsöffnung, Luftzuführung
36
Symmetrieebene
A Ausschnitt
A Ausschnitt
Claims (8)
1. Dreh- und/oder Hubvorrichtung (2),
gekennzeichnet durch
ein hohlzylindrisches oder tonnenförmiges Gebilde (4),
dessen Volumen (16) an seinen beiden Enden jeweils durch eine Abdeckplatte (8a, 8b) luft- und druckdicht abschließbar ist,
und dessen Wandung aus Gummi oder einem vergleichbaren Elastomermaterial besteht,
in das Fäden (12) unter einem Winkel α ≠ 0, bezogen auf die Längsachse (14), eingearbeitet sind.
ein hohlzylindrisches oder tonnenförmiges Gebilde (4),
dessen Volumen (16) an seinen beiden Enden jeweils durch eine Abdeckplatte (8a, 8b) luft- und druckdicht abschließbar ist,
und dessen Wandung aus Gummi oder einem vergleichbaren Elastomermaterial besteht,
in das Fäden (12) unter einem Winkel α ≠ 0, bezogen auf die Längsachse (14), eingearbeitet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die in die Wandung eingearbeiteten Fäden (12) undehnbar
sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die in die Wandung eingearbeiteten Fäden (12) in
mindestens zwei aufeinanderliegenden Lagen angeordnet sind,
wobei die Fäden (12) die gleiche (eindimensionale)
Wirkrichtung aufweisen.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß anstelle mindestens einer der Abdeckplatten (8a, 8b)
ein Abrollkolben vorgesehen ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
gekennzeichnet durch
eine Einrichtung zur Führung der Hubbewegung (20) in
axialer Richtung,
wobei die Führungseinrichtung ein Hohlzylinder, schwenkbare
Lenker oder eine Kolben/Zylinderanordnung sein kann.
6. Drehvorrichtung (22), nach einem der vorherigen
Ansprüche, mit einem hohlzylindrischen oder tonnenförmigen
Gebilde (4), dessen Volumen (32) an beiden Enden
spiegelbildlich zueinander jeweils durch einen Abrollkolben
(26a, 26b) luft- und druckdicht abschließbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Symmetrieebene (36) des hohlzylindrischen oder tonnenförmigen Gebildes (4) eine Schwenkplatte (28) an der Wandung befestigt ist,
und daß in die aus Elastomermaterial bestehende Wandung des Gebildes (4) Fäden (12) eingearbeitet sind, die beidseitig der Schwenkplatte (28) zueinander unterschiedliche Richtungen aufweisen.
daß in der Symmetrieebene (36) des hohlzylindrischen oder tonnenförmigen Gebildes (4) eine Schwenkplatte (28) an der Wandung befestigt ist,
und daß in die aus Elastomermaterial bestehende Wandung des Gebildes (4) Fäden (12) eingearbeitet sind, die beidseitig der Schwenkplatte (28) zueinander unterschiedliche Richtungen aufweisen.
7. Drehvorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Abrollkolben (26a, 26b) axial und tangential
ortsfest angeordnet sind.
8. Dreh- und/oder Hubvorrichtung nach einem der Ansprüche
1 bis 7,
gekennzeichnet durch
eine Lufteintrittsöffnung (34) in einer der Abdeckplatten
(8a, 8b) oder Abrollkolben (26a, 26b) für eine
Luftzuführung in das Volumen (16 bzw. 32) des
hohlzylindrischen oder tonnenförmigen Gebildes (4).
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1999110196 DE19910196A1 (de) | 1999-03-09 | 1999-03-09 | Dreh- und/oder Hubvorrichtung |
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999110196 DE19910196A1 (de) | 1999-03-09 | 1999-03-09 | Dreh- und/oder Hubvorrichtung |
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ID=7900152
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE1999110196 Withdrawn DE19910196A1 (de) | 1999-03-09 | 1999-03-09 | Dreh- und/oder Hubvorrichtung |
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Country | Link |
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EP (1) | EP1035333A1 (de) |
DE (1) | DE19910196A1 (de) |
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- 1999-03-09 DE DE1999110196 patent/DE19910196A1/de not_active Withdrawn
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2000
- 2000-03-04 EP EP00104728A patent/EP1035333A1/de not_active Withdrawn
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Also Published As
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8130 | Withdrawal |