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Die
Erfindung betrifft einen gasbetätigten Kontraktionsantrieb,
mit einem Kontraktionsschlauch, der bei durch ein Antriebsgas erfolgender Beaufschlagung
eines von ihm begrenzten Antriebsraumes eine Längenkontraktion
erfährt, wobei mindestens ein Endbereich des Kontrationsschlauches an
einem Kopfstück des Kontraktionsantriebes befestigt ist,
das von einem mit dem Antriebsraum kommunizierenden und der Zufuhr
des Antriebsgases dienenden Arbeitskanal durchsetzt ist.
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Kontraktionsantriebe
dieser Art gehen beispielsweise aus der
DE 203 14 992 U1 und der
WO 00/61952 A1 hervor.
Sie enthalten ein als Kontraktionsschlauch bezeichenbares Membranelement,
das bei Innendruckbeaufschlagung radial aufgeweitet wird und zugleich
axial kontrahiert. In der Regel setzt sich der Kontraktionsschlauch
aus einem gummielastischen Schlauchkörper und einer für
die Kontraktionsneigung verantwortlichen, koaxial zu dem Schlauchkörper
angeordneten, meist gitterartig aufgebauten Strangstruktur zusammen.
Stirnseitig an dem Kontraktionsschlauch ist jeweils ein Kopfstück befestigt,
von dem eines von einem Arbeitskanal durchsetzt ist, durch den hindurch
in den vom Kontraktionsschlauch umgrenzten Antriebsraum ein den notwendigen
Innendruck erzeugendes Antriebsgas zugeführt und in der
Regel auch abgeführt werden kann. Die durch Zuführung
des Antriebsgases hervorgerufene Längenkontraktion des
Kontraktionsschlauches führt zu einer Annäherung
der beiden Kopfstücke, wobei diese Relativbewegung an wenigstens
einem der Kopfstücke abgreifbar ist, um beliebige Strukturen
oder Bauteile zu bewegen.
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Vor
allem bei großvolumigen Kontraktionsantrieben, wenn das
Antriebsgas mit entsprechend hohem Durchsatz in den anfänglich
noch drucklosen Antriebsraum einströmt, ist eine nicht
unerhebliche Geräuschentwicklung festzustellen. Im Falle
der
DE 203 14 992
U1 ist in den Antriebsraum ein gummielastischer Füllkörper
eingesetzt, der das abwechselnd zu befüllende und zu leerende
Volumen stark vermindert, was neben einer Einsparung an Antriebgas
auch eine gewisse Geräuschminderung nach sich zieht. Dennoch
ist das Betriebsgeräusch weiterhin nicht unerheblich.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Maßnahmen vorzusehen,
die mit einfachen Mitteln eine Reduzierung des Betriebsgeräusches
eines gasbetätigten Kontraktionsantriebes bewirken.
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Zur
Lösung dieser Aufgabe ist in Verbindung mit einem gasbetätigten
Kontraktionsantrieb der eingangs genannten Art vorgesehen, dass
dem das Kopfstück durchsetzenden Arbeitskanal mindestens ein
im Innern des Kontraktionsantriebes angeordneter Schalldämpfer
zugeordnet ist.
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Auf
diese Weise ist in den Kontraktionsantrieb ein im Strömungsweg
des zuströmenden Antriebsgases plazierter Schalldämpfer
integriert. Dieser Schalldämpfer bewirkt eine deutliche
Reduzierung des mit dem Zuströmen des Antriebsgases in den
Antriebsraum verbundenen Strömungsgeräusches.
Besonders markant tritt der Effekt bei großen Zuströmraten
in Erscheinung, wirkt sich aber grundsätzlich unabhängig
von der Strömungsgeschwindigkeit des Antriebsgases in bemerkenswerter
Weise aus. In der Regel ist mit der Verwendung des Schalldämpfers
auch eine Vergleichmäßigung der Temperaturverteilung
innerhalb des Antriebsraumes verbunden, was insbesondere bei höheren
Beriebsfrequenzen einer Überhitzung des Kontraktionsantriebes
vorbeugt. Ein weiterer vorteilhafter Effekt ist die Unterbringung
des Schalldämpfers innerhalb des Kontraktionsantriebes,
so dass er vor Beschädigungen geschützt ist und
den für die Installation des Kontraktionsantriebes am Einsatzort
erforderlichen Bauraum nicht vergrößert. Obgleich
es in der Regel genügen wird, den Kontraktionsantrieb mit
nur einem internen Schallschämpfer auszustatten, besteht
gleich wohl die Möglichkeit, eine Mehrfachanordnung von Schalldämpfern,
bezogen auf die Strömungsrichtung des Antriebsgases insbesondere
in einer Reihenschaltung, vorzusehen.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen
hervor.
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Mindestens
ein Schalldämpfer kann direkt im Verlauf des Arbeitskanals
im Innern des Kopfstückes plaziert sein. Ein solcher Schalldämpfer
kann insbesondere nach Art einer Patrone in den Arbeitskanal eingesetzt
sein. Es empfiehlt sich eine lösbare Montage in einer Weise,
dass der Schalldämpfer von außen her durch den
Arbeitskanal hindurch leicht zugänglich ist und somit im
Falle einer Verschmutzung problemlos ausgetauscht werden kann.
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Zusätzlich,
vor allem aber alternativ zu der vorgenannten Ausführungsform
kann mindestens ein Schalldämpfer im Anschluss an den im
Kopfstück verlaufenden Arbeitskanal angeordnet sein, wobei
er zweckmäßigerweise axial in den Antriebsraum
hineinragt. Ein solcher Aufbau hat den Vorteil, dass innerhalb des
Antriebsraumes ein großvolumiger Einbauraum für
den Schalldämpfer zur Verfügung steht, der somit
ausreichend groß ausgebildet werden kann, um den Gasdurchsatz
nicht unnötig stark zu beeinträchtigen. Bei einem
in den An triebsraum hineinragenden Schalldämpfer besteht
insbesondere auch die Möglichkeit, einen Schalldämpfer
zu nutzen, der im Bereich seines radial orientierten Außenumfanges über
Gasaustrittsöffnung verfügt, so dass das in ihn
eintretende Antriebsgas großflächig und mithin über
einen relativ großen Strömungsquerschnitt hinweg
in den Antriebsraum einströmen kann. Dieser Effekt wird
in vorteilhafter Weise unterstützt, wenn der Außenquerschnitt
des Schalldämpfers geringer ist als der Innenquerschnitt
des Kontraktionsschlauches, so dass auch schon bei deaktiviertem
Kontraktionsantrieb ein zum Antriebsraum gehörender Ringraum
um den Schalldämpfer herum zwischen diesem und dem Kontraktionsschlauch
ausgebildet ist, der von Beginn der Gaszuströmung an einen
ungehinderten Strömungsfluss ins Innere des Antriebsraumes
ermöglicht und einen unerwünschten Strömungsrückstau
verhindert.
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Wenn
der Schalldämpfer in den Antriebsraum hineinragt, ergibt
sich auch eine automatische Verringerung des Totvolumens, so dass
durch Verwendung des Schalldämpfers auch eine Gaseinsparung
und mithin eine Energieeinsparung verbunden ist. Die Verringerung
des Totvolumens, also des bei Betätigung des Kontraktionsantriebes
abwechselnd zu befüllenden und zu entleerenden Volumens,
verbessert auch das Ansprechverhalten und die Arbeitsgeschwindigkeit
des Kontraktionsantriebes.
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Zur
weiteren Verringerung des Totvolumens kann in den vom Schalldämpfer
nicht ausgefüllten axialen Längenabschnitt des
Antriebsraumes ein zusätzlicher Füllkörper
eingesetzt sein. Dieser Füllkörper kann sich über
die gesamte Restlänge des Antriebsraumes hinweg erstrecken,
wenn er aus einem Material mit gummielastischen Eigenschaften besteht
und somit in der Lage ist, sich bei der Längenkontraktion
des Kontraktionsschlauches zu verformen und dadurch den Arbeitshub
nicht zu beeinträchtigen. Es besteht insbesondere die Möglichkeit, den
Füllkörper mit einer dahingehenden Länge
auszustatten, dass er im drucklosen Zustand des Antriebsraumes axial
einerseits an der Stirnseite des in den Antriebsraum hineinragenden
Schalldämpfers anliegt und andererseits an einer den Antriebsraum auf
der dem vom Arbeitskanal durchsetzten Kopfstück entgegengesetzten
Seite begrenzenden Abschlusswand, die in der Regel von einem weiteren Kopfstück
gebildet ist.
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Wenn
in dem Antriebsraum ein Füllkörper angeordnet
ist, ist während des Betriebes mit Abrieb zu rechnen, wobei
die entstehenden Partikel bei der Druckentlastung normalerweise
durch den Arbeitskanal hindurch ausgeschwemmt werden und möglicherweise
angeschlossene Ventileinrichtungen verschmutzen oder verstopfen
können. In Verbindung mit einem im Strömungsweg
des Gases plazierten Schalldämpfer wird dieser Problematik
entgegengewirkt, da der Schalldämpfer die Funktion eines Filters übernehmen
kann, der die Abriebpartikel zurückhält. Da der
Schalldämpfer im Betrieb des Kontraktionsantriebes abwechselnd
in beiden Richtungen durchströmt wird, findet ein laufender
Selbstreinigungsprozess statt, der verhindert, dass die Poren des
Schalldämpfers allmählich verstopfen.
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Der
Kontraktionsantrieb kann prinzipiell mit jedwedem Antriebsgas betrieben
werden. Bevorzugtes Antriebsgas ist allerdings Druckluft.
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Der
mindestens eine Schalldämpfer kann sich auch aus mehreren
axial aneinandergesetzten Schalldämpfermodulen zusammensetzen.
Der modulare Aufbau hat den Vorteil, dass die Baulänge
des Schalldämpfers an die Längenabmessungen des
mit ihm auszustattenden Kontrationsantriebes leicht angepasst werden
kann.
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Ein
vorteilhafter Aufbau des Schalldämpfers sieht ein partiell
gasdurchlässig ausgebildetes rohrförmiges Gehäuse
vor, das insbesondere die notwendige Strukturfestigkeit bietet und
in dem mindestens ein aus einem geeigneten Schallabsorptionsmaterial
bestehender Schalldämpfeinsatz aufgenommen ist. Der Schalldämpfeinsatz
besteht beispielsweise aus einem Sintermaterial, aus einem Fasermaterial
oder aus einem Schaumstoffmaterial. Zur Realisierung beliebiger
Längenabmessungen eines Schalldämpfers kann eine
unterschiedliche Anzahl von Schalldämpfeinsätzen
axial aufeinanderfolgend angeordnet sein.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher
erläutert. Die einzige Figur darin (1) zeigt
eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Kontraktionsantriebes teilweise im Längsschnitt und ausgestattet
mit zwei in Reihe geschalteten Schalldämpfern, von denen
im Regelfall jedoch nur einer zum Einsatz kommt. Strichpunktiert
ist der im aktivierten Zustand des Kontraktionsantriebes radial
ausgeblähte und zugleich axial kontrahierte Kontraktionsschlauch
angedeutet.
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Der
in seiner Gesamtheit mit Bezugsziffer 1 bezeichnete gasbetätigte
Kontraktionsantrieb ist für beliebige Anwendungen geeignet
und wird insbesondere eingesetzt, um zwei Körper oder Strukturen
relativ zueinander zu bewegen. Das zu seiner Betätigung
verwendete Antriebsgas ist ein Druckgas, insbesondere Druckluft.
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Das
Antriebsgas wird von einer Druckquelle P zur Verfügung
gestellt, die über eine schematisch angedeutete Arbeitsleitung 2 mit
dem Kontraktionsantrieb 1 verbindbar ist. In den Verlauf
der Arbeitsleitung 2 ist zweckmäßigerweise
eine Steuerventileinrichtung 3 eingeschaltet, mit der die
Gasströmung hin zum Kontraktionsantrieb 1 und
in der Gegenrichtung anwendungsspezifisch steuerbar ist.
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Der
Kontraktionsantrieb 1 verfügt über ein eine
lineare Erstreckung aufweisendes, schlauchähnlich konfiguriertes
Gebilde, das als Kontraktionsschlauch 4 bezeichnet sei.
Der Kontraktionsschlauch 4 setzt sich zweckmäßigerweise
aus einem aus gummielastischem Material bestehenden Schlauchkörper 5 und
einer zu dem Schlauchkörper 5 koaxialen Strangstruktur 6 zusammen,
wobei letztere zweckmäßigerweise zumindest partiell
und vorzugsweise in ihrer Gesamtheit in die Wandung des Schlauchkörpers 5 eingebettet
ist. Die Strangstruktur 6 ist in dem in 1 separat
abgebildeten vergrößerten Ausschnitt der Wandung
des Kontraktionsschlauches 4 ersichtlich.
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Der
Kontraktionsschlauch 4 erstreckt sich axial zwischen zwei
insbesondere aus Metall bestehenden ersten und zweiten Kopfstücken 7, 8.
Jedes Kopfstück 7, 8 ist an einem der
beiden stirnseitigen Endabschnitte des Kontraktionsschlauches 4 gasdicht
befestigt, so dass die beiden Kopfstücke 7, 8 gemeinsam
mit dem Kontraktionsschlauch 4 einen im Folgenden als Antriebsraum 12 bezeichneten
Innenraum begrenzen.
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An
jedem Kopfstück 7, 8 sind Kraftabgriffsmittel 13 angeordnet, über
die der Kontraktionsantrieb 1 an den relativ zuein ander
zu bewegenden oder auch nur zu verspannenden Bauteilen oder Strukturen
in insbesondere lösbarer Weise befestigt werden können.
Beim Ausführungsbeispiel enthalten die Kraftabgriffsmittel 13 jeweils
einen axial orientierten Gewindeschaft mit Außengewinde,
der sich in der dem Kontraktionsschlauch 4 entgegengesetzten
axialen Richtung vom zugeordneten Kopfstück 7, 8 weg erstreckt.
Allerdings können die Kraftabgriffsmittel 13 auch
jede beliebige andere geeignete Gestaltung aufweisen.
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Mindestens
eines und vorzugsweise genau eines der beiden Kopfstücke – exemplarisch
das erste Kopfstück 7 – ist von einem
als Arbeitskanal 15 bezeichneten Fluidkanal durchsetzt.
Der äußere Endabschnitt 16 des Arbeitskanals 15 ist
als Anschlussöffnung ausgebildet und mit der Arbeitsleitung 2 verbunden
oder verbindbar. Der innere Endabschnitt 17 des Arbeitskanals 15 befindet
sich an der dem zweiten Kopfstück 8 zugewandten
inneren Stirnseite 18 des ersten Kopfstückes 7 und
kommuniziert ständig mit dem Antriebsraum 12.
Wenn der Antriebsraum 12 im deaktivierten Ausgangszustand
des Kontraktionsantriebes 1 drucklos ist, nimmt der Kontraktionsschlauch 4 die
in 1 in durchgezogenen Linien abgebildete langgestreckte
Gestalt mit über seine gesamte Länge hinweg zweckmäßigerweise
zumindest im Wesentlichen gleichbleibendem Querschnitt ein. Die
beiden Kopfstück 7, 8 sind hierbei in
Achs richtung der Längsachse 14 des Kontraktionsantriebes 1 maximal
zueinander beabstandet.
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Bei
deaktiviertem Kontraktionsantrieb 1 ist der Antriebsraum 12 durch
entsprechende Betätigung der Steuerventileinrichtung 3 von
der Druckquelle P abgetrennt und mit einer Drucksenke, insbesondere
der Atmosphäre verbunden. Um den Kontraktionsantrieb 1 zu
aktivieren, wird durch entsprechende Betätigung der Steuerventileinrichtung 3 die Druckquelle
P mit dem Arbeitskanal 15 und mithin dem Antriebsraum 12 fluidisch
verbunden. Das somit in den Antriebsraum 12 einströmende
Antriebsgas ruft eine Erhöhung des Innendruckes im Antriebsraum 12 hervor,
was eine radiale Aufweitung des Kontraktionsschlauches 4 zur
Folge hat, die mit einer Längenkontraktion einhergeht,
so das der Kontraktionsschlauch 4 die beiden an ihm befestigten
Kopfstücke 7, 8 axial zueinander zieht.
In 1 ist strichpunktiert die bei aktiviertem Kontraktionsantrieb 1 eingenommene
ausgebauchte Gestalt des Kontraktionsschlauches 4 angedeutet.
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Die
Längenkontraktion basiert maßgeblich auf der schon
erwähnten Strangstruktur
6, die sich zweckmäßigerweise
aus einer Vielzahl hoch zugfester, gleichzeitig aber biegbarer Fasern
zusammensetzt, die eine Überkreuzkonfiguration aufweisen,
so dass sich, in radialer Richtung betrachtet, eine Art Gitterstruktur
ergibt. Bei der radialen Aufweitung des Kontraktionsschlauches
4 verändert
sich der Gitterwinkel und folglich die Neigung zwischen den einzelnen
strangförmigen Zugfasern, was letztlich die gewünschte
Längenkontraktion hervorruft. Der konkrete Aufbau kann
beispielsweise demjenigen entsprechen, wie er aus der eingangs schon
zitierten
WO 00/61952
A hervorgeht.
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Normalerweise
ist die Aktivierung des Kontraktionsantriebes 1 mit einem
erheblichen Strömungsgeräusch des in den Antriebsraum 12 einströmenden
Antriebsgases verbunden. Beim Ausführungsbeispiel wird
demgegenüber eine erhebliche Geräuschreduzierung
erzielt, indem in den Kontraktionsantrieb 1 mindestens
ein dem Arbeitskanal 15 zugeordneter Schalldämpfer 22, 23 integriert
ist. Das Ausführungsbeispiel zeigt eine Ausstattung mit
insgesamt zwei, bezogen auf die Strömungsrichtung des Antriebsgases
in Reihe geschalteten ersten und zweiten Schalldämpfern 22, 23.
In der Praxis wird man sich allerdings vorzugsweise auf nur einen
dieser beiden Schalldämpfer 22, 23 beschränken.
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Besonders
vorteilhaft ist ein Kontraktionsantrieb 1, der in einer
anhand des ersten Schalldämpfers 22 gezeigten
Weise aufgebaut ist. Dieser erste Schalldämpfer 22 ist
an der inneren Stirnseite 18 des ersten Kopfstückes 7 im
Anschluss an den in diesem ersten Kopfstück 7 verlaufenden
Arbeitskanal 15 angeordnet. Der erste Schalldämpfer 22 bildet
also eine Baueinheit mit dem ersten Kopfstück 7,
mit dem er zweckmäßigerweise lösbar verbunden
ist. Exemplarisch der erste Schalldämpfer 22,
der insgesamt eine längliche Gestalt hat, an seinem Fußabschnitt 24 mit Befestigungsmitteln
in Form eines Außengewindes 25 versehen, mit denen
er in den ein komplementäres Innengewinde aufweisenden
inneren Endabschnitt 17 des Arbeitskanals 15 eingeschraubt
ist. Eine andere, insbesondere lösbare Befestigungsart ist
ebenfalls denkbar, beispielsweise könnten die Befestigungsmittel
zur Herstellung einer Steckverbindung und/oder Rastverbindung ausgebildet
sein.
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Der
wie schon angedeutet eine längliche Gestalt aufweisende
und insbesondere im Wesentlichen zylindrisch geformte erste Schalldämpfer 22 ragt ausgehend
von dem ersten Kopfstück 7 axial in Richtung zum
gegenüberliegenden zweiten Kopfstück 8 in
den Antriebsraum 12 hinein, wobei er allerdings mit Abstand
vor dem zweiten Kopfstück 8 endet. Dieser Abstand
entspricht mindestens dem maximalen Arbeitshub des Kontraktionsantriebes 1.
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Antriebsgas,
das von außen her in den Arbeitskanal 15 eingespeist
wird, strömt nach dem Verlassen des Arbeitskanals 15 durch
den ersten Schalldämpfer 22 hindurch und tritt
erst dann gemäß Pfeilen 26 in den Antriebsraum 12 ein.
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Beim
Hindurchströmen durch den ersten Schalldämpfer 22 wird
das Strömungsgeräusch des Antriebsgases erheblich
reduziert und dadurch das Betriebsgeräusch des Kontraktionsantriebes 1 stark verringert.
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Vorzugsweise
ist der erste Schalldämpfer 22 koaxial im Innern
des Kontraktionsschlauches 4 angeordnet. Die Unterbringung
im Antriebsraum 12 hat insgesamt den Vorteil, dass der
erste Schalldämpfer 22 mit relativ großen
Querschnittsabmessungen ausgeführt werden kann, so dass
er einen großen Gasdurchsatz ermöglicht und das
Ansprechverhalten des Kontraktionsantriebes 1 nicht beeinträchtigt
wird.
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Bei
einem axial in den Antriebsraum 12 hineinragenden ersten
Schalldämpfer 22 ist es außerdem von
Vorteil, wenn das Antriebsgas die Möglichkeit hat, durch
am radial orientierten Außenumfang 27 des ersten
Schalldämpfers 22 angeordnete Gasaustrittsöffnungen
hindurch in den Antriebsraum 12 einzuströmen.
Zumindest ein Großteil des Außenumfanges 27 ist
beim Ausführungsbeispiel mit solchen Gasaustrittsöffnungen
versehen, die von als Gasdurchtrittskanäle fungierenden
feinen Poren oder Zwischenräumen eines aus einem Schallabsorptionsma terial
bestehenden Schalldämpfeinsatzes 28 des ersten
Schalldämpfers 22 gebildet sind. Der Schalldämpfeinsatz 28 besteht
beispielsweise aus einem Sintermaterial oder Schaumstoffmaterial
oder Fasermaterial.
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An
der dem zweiten Kopfstück 8 zugewandten kopfseitigen
Stirnfläche 32 des ersten Schalldämpfers 22 sind
beim Ausführungsbeispiel keine Gasaustrittsöffnungen
vorhanden, könnten hier jedoch gleichwohl auch ausgebildet
sein.
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Bei
dem konkreten, bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der
erste Schalldämpfer 22 als Hohlkörper
ausgebildet. Er verfügt über ein bevorzugt käfigartiges,
aufgrund von über den Außenumfang verteilten fensterartigen
Durchbrechungen 33 partiell gasdurchlässiges Gehäuse 34 mit
rohrförmiger Struktur, in dem der schon erwähnte,
vorzugweise hülsenförmig ausgebildet Schalldämpfeinsatz 28 untergebracht
ist. Der Innenraum des hohlen Schalldämpfeinsatzes 28 kommuniziert
durch den als Bestandteil des Gehäuses 34 ausgebildeten
Fußabschnitt 24 hindurch mit dem Arbeitskanal 15 und
wird somit direkt von dem von außen her eingespeisten Antriebsgas
beaufschlagt. Durch diejenigen Bereiche des Schalldämpfeinsatzes 28 hindurch,
die einer fensterartigen Durchbrechung 33 zugeordnet sind, kann
das Antriebsgas dann in den Antriebsraum 12 überströmen.
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Da
sich die beiden Kopfstücke 7, 8 bei Aktivierung
des Kontraktionsantriebes 1 nur um einen geringen Bruchteil
ihres Gesamtabstandes aneinander annähern, kann der erste
Schalldämpfer 22 eine relativ große Länge
innerhalb des Antriebsraumes 12 aufweisen, ohne die axiale
Relativbewegung der beiden Kopfstücke 7, 8 zu
behindern. Er kann prinzipiell um ein axiales Maß in den
Antriebsraum 12 hineinragen, das der Gesamtlänge
des Anriebsraumes 12 abzüglich des zwischen den
beiden Kopfstücken 7, 8 ausführbaren
Maximalhubes entspricht.
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In 1 ist
strichpunktiert angedeutet, dass an Stelle eines einzigen Schalldämpfeinsatzes 28 auch
mehrere axial aufeinanderfolgend angeordnete Schalldämpfeinsätze 28a vorhanden
sein könnten. Auf diese Weise wird ein modularer Aufbau
begünstigt, bei dem je nach Baulänge des Kontraktionsantriebes 1 erste
Schalldämpfer 22 alternativ Verwendung finden
können, deren Gehäuse 34 unterschiedlich
lang sind und eine unterschiedliche Anzahl von Schalldämpfeinsätzen 28, 28a beinhalten.
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Ebenfalls
wäre es möglich, den ersten Schalldämpfer 22 insgesamt
aus mehreren axial aneinandergesetzten Schalldämpfermodulen
auszubilden, wobei man die Anzahl der Schalldämpfermodule
entsprechend der gewünschten Baulänge des Schalldämpfers
auswählt.
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Damit
das Antriebsgas gleich von Beginn einer Aktivierung an ungehindert
in den Antriebsraum 12 einströmen kann, ist es
von Vorteil, wenn der Außenquerschnitt des ersten Schalldämpfers 22 geringer
ist als der Innenquerschnitt des Kontraktionsschlauches 4 bei
deaktiviertem Kontraktionsantrieb 1. Dies ist beim Ausführungsbeispiel
der Fall.
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Aufgrund
der unterschiedlichen Querschnittsabmessungen ergibt sich um den
Außenumfang 27 des ersten Schalldämpfers 22 herum
ein als Ringraum bezeichenbarer ringförmiger Längenabschnitt 12a des
Antriebsraumes 12. Dieser ringförmige Längenabschnitt 12a,
der also radial innen vom ersten Schalldämpfer 22 und
radial außen vom Kontraktionsschlauch 4 begrenzt
ist, bildet die Gewähr dafür, dass die am Außenumfang 27 des
ersten Schalldämpfers 22 angeordneten Gasaustrittsöffnungen
zu keiner Zeit durch den Kontraktionsschlauch 4 abgedeckt
werden. Das Antriebsgas kann sich also von Anfang an ungehindert
in den Antriebsraum 12 ausbreiten, ohne zuvor den Kontraktionsschlauch 4 radial
vom Außenumfang 27 des ersten Schalldämpfers 22 abheben
zu müssen.
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Der
ringförmige Längenabschnitt 12a beginnt
zweckmäßigerweise direkt an der inneren Stirnseite 18 des
ersten Kopfstückes 7.
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Von
Vorteil ist es, wenn der erste Schalldämpfer
22 für
den Gasaustritt ausschließlich über feinporige
Gasaustrittsöffnungen verfügt, so dass die Druckluft
mit einer diffusen Strömungscharakteristik in den Antriebsraum
12 eintritt.
Dies begünstigt eine gleichmäßige Temperaturverteilung
innerhalb des Antriebsraumes
12 und verhindert insbesondere, dass
ein eintretender Gasstrahl mit hoher Energie in Richtung zum zweiten
Kopfstück
8 gerichtet ist. Beispielsweise könnte
der erste Schalldämpfer
22 in diesem Zusammenhang
nach dem Vorbild der
DE
31 30 292 A1 ausgebildet sein, vorzugsweise jedoch ohne internen
Drosselkörper.
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Die
schalldämpfende Wirkung kann prinzipiell aber auch mit
einem Schalldämpfer des sogenannten offenen Typs erzielt
werden, wie er beispielsweise in der
DE 20 2006 003 989 U1 beschrieben
ist und der an seiner kopfseitigen Stirnfläche eine Gasaustrittsöffnung
aufweist. Speziell dann jedoch, wenn auch der Anspruch besteht,
eine gleichmäßige Temperaturverteilung zu erzielen,
wird man Schalldämpfer des Typs bevorzugen, die dem Antriebsgas für
den Durchtritt ausschließlich eine Vielzahl von Gasdurchtrittsöffnungen
mit sehr kleinem Querschnitt zur Verfügung stellen.
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Ein
in den Antriebsraum 12 hineinragender erster Schalldämpfer 22 hat
auch den Vorteil, dass das bei der Betätigung des Kontraktionsantriebes 1 abwechselnd
zu befüllende und zu entleerende Volumen reduziert wird.
Bei Bedarf kann allerdings zusätzlich zu dem ersten Schalldämpfer 22 im
Innern des Antriebsraumes 12 noch mindestens ein Füllkörper 35 angeordnet
sein, der insbesondere ausschließlich dem Zweck der Totvolumenverringerung dient.
Ein solcher optional vorhandener Füllkörper 35 ist
in 1 strichpunktiert angedeutet.
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Der
Füllkörper 35 erstreckt sich axial zwischen
der kopfseitigen Stirnfläche 32 des ersten Schalldämpfers 22 und
dem als stirnseitige Abschlusswand für den Antriebsraum 12 fungierenden zweiten
Kopfstück 8. Vorzugsweise ist nur ein einziger
solcher Füllkörper 35 vorhanden, wenngleich prinzipiell
auch eine Mehrfachanordnung möglich wäre.
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Optimal
ist die Totvolumenverringerung dann, wenn der Fullkörper 35 bereits
im deaktivierten Zustand des Kontraktionsantriebes 1 den
gesamten, sich zwischen dem ersten Schalldämpfer 22 und
dem zweiten Kopfstück 8 erstreckenden Längenabschnitt des
Antriebsraumes 12 einnimmt. In diesem Fall ist es jedoch
erforderlich, einen Füllkörper 35 mit
gummielastischen Eigenschaften zu verwenden, insbesondere einen
aus einem weichen Elastomermaterial bestehenden Füllkörper 35.
Der Füllkörper 35 kann beispielsweise
block- oder stangenförmig ausgebildet sein und verfügt
zweckmäßigerweise über eine Au ßenkontur,
die der Innenkontur des nicht kontrahierten Kontraktionsschlauches 4 entspricht.
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Aufgrund
der Gummielastizität kann der Füllkörper 35 bei
sich aneinander annähernden Kopfstücken 7, 8 deformiert
werden, ohne die Betätigungskraft des Kontraktionsantriebes 1 nennenswert
zu beeinträchtigen.
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Da
die Gasaustrittsöffnungen über den Außenumfang 27 des
ersten Schalldämpfers 22 verteilt sind, können
diese von dem an der kopfseitigen Stirnfläche 32 anliegenden
Füllkörper 35 nicht verdeckt werden.
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Durch
den zusätzlichen Füllkörper 35 kann eine
Gasersparnis beim Betrieb des Kontraktionsantriebes 1 von
bis zu 80% erzielt werden. Bedingt durch das stark reduzierte Totvolumen
ergibt sich außerdem eine größe Hubgeschwindigkeit
und außerdem auch eine zusätzliche Schalldämpfung
durch Verkleinerung des Resonanzraumes.
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An
Stelle als Hohlkörper könnte der erste Schalldämpfer 22 auch
als Vollkörper ausgebildet sein. Insbesondere wäre
es möglich, den gegebenenfalls vorhandenen mindestens einen
Schalldämpfeinsatz 28, 28a aus einem
von feinen Zwischenräumen durchsetzten Vollmaterial auszubilden.
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Anhand
des zweiten Schalldämpfers 23 wird deutlich, dass
mindestens ein Schalldämpfer wenigstens zum Teil auch im
Innern des Arbeitskanals 15 plaziert werden kann. Exemplarisch
ist der erste Schalldämpfer 22 zur Gänze
im Arbeitskanal 15 innerhalb des ersten Kopfstückes 7 untergebracht. Diese
Bauform ist in der Regel weniger vorteilhaft als diejenige des ersten
Schalldämpfers 22, weil der dem Antriebsgas zur
Verfügung gestellte Strömungsquerschnitt innerhalb
des Arbeitskanals 15 beeinträchtigt wird und möglicherweise
der Gasdurchsatz sinkt. Insbesondere dann, wenn die Ansprechzeiten
des Kontraktionsantriebes 1 anwendungsbedingt keine besondere
Rolle spielen, oder wenn das erste Kopfstück 7 zur
Vergrößerung des Strömungsquerschnittes
entsprechend großvolumiger ausgeführt wird, hat aber
auch der zweite Schalldämpfer 23 seine volle Berechtigung.
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Der
zweite Schalldämpfer 23 besteht zweckmäßigerweise
ausschließlich aus einem Schalldämpfeinsatz aus
schallabsorbierendem Material, wobei dieser Schalldämpfeinsatz
vorzugsweise hülsenförmig gestaltet ist, durchaus
aber auch aus einem gasdurchlässigen Vollmaterial bestehen
kann.
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Sofern
erforderlich kann der zweite Schalldämpfer 23 selbstverständlich
auch ein mindestens einen Schalldämpfeinsatz aufnehmendes
Gehäuse aufweisen.
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Der
zweite Schalldämpfer 23 kann in vorteilhafter
Weise patronenartig in den Arbeitskanal 15 eingesetzt sein.
Beispielsweise ist er eingepresst, jedoch wird eine lösbar
Variante bevorzugt. So kann der zweite Schalldämper 23 beispielsweise
eingeschraubt sein oder eingesteckt und mit einem Sicherungselement
lagegesichert sein. Die lösbare Variante ermöglicht
einen leichten Austausch im Falle einer Verschmutzung. Hierbei ist
es von Vorteil, wenn sich der zweite Schalldämpfer 23 in
einem sich koaxial an den äußeren Endabschnitt 16 anschließenden
Längenabschnitt des Arbeitskanals 15 befindet,
so dass er durch diesen äußeren Endabschitt 16 hindurch
bequem montiert und demontiert werden kann, ohne den Kontraktionsantrieb 1 insgesamt
zerlegen zu müssen.
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Ein
vorteilhafter Nebeneffekt des mindestens einen Schalldämpfers 22, 23 besteht
in einer Filterwirkung. Im Innern des Antriebsraumes 12 anfallende
Partikel, insbesondere durch Abrieb des Füllkörpers 35 hervorgerufen,
werden durch den Schalldämpfer 22, 23 zurückgehalten
und können somit nicht zu der Steuerventileinrichtung 3 gelangen.
Da das Antriebsgas den Schalldämpfer 22, 23 bei
getakteter Betätigung des Kontraktionsantriebes 1 abwechselnd
in einander entgegengesetzten Richtungen durchströmt, findet
eine ständige Selbstreinigung statt, die verhindert, dass
vom Schalldämpfer 22, 23 zu rückgehaltene
Partikel die Gasdurchtrittskanäle des Schalldämpfers 22, 23 verstopfen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 20314992
U1 [0002, 0003]
- - WO 00/61952 A1 [0002]
- - WO 00/61952 A [0024]
- - DE 3130292 A1 [0040]
- - DE 202006003989 U1 [0041]