DE2701843A1

DE2701843A1 - Verstaerkter schlauch

Info

Publication number: DE2701843A1
Application number: DE19772701843
Authority: DE
Inventors: John A Jenkins; George K Mercer; John Oswald Wood
Original assignee: Dunlop Ltd
Current assignee: Dunlop Ltd
Priority date: 1977-01-18
Filing date: 1977-01-18
Publication date: 1978-07-20

Description

Verstärkt er Schlauch
Die Erfindung betrifft eine Servo- bzw. Rilfsvorrichtung, die zumindest ein Stück eines verstärkten Schlauches umfaßt.
Herkömmlicherweise werden Schläuche durch Schichten von Textil-bzw. Gewebe- oder Met,allverstärkungen in der Form einer Wicklung /eine aus Fäden oder durch Schicht oder Schichten aus Stoffgewebe verstärkt. Um einen Schlauch zu erhalten, der im Gebrauch stabil ist, wird eine abgestimmte bzw. ausbalancierte Verstärkungsstruktur dadurch erhalten, daß Paare von entgegengesetzt gewundenen Fadenwicklungen oder, im Fall von fliagonalstoffschichten, Paare von Stoffschichten mit gleich großen Jedoch bezüglich der Schlauchachae entgesetzt angeordneten Schneidewinkeln verwendet werden. Die Zahl von Schichtpaaren wird durch die erforderliche Festigkeit bzw. Stärke des Schlauches bestimmt.
Gemäß der Erfindung ist eine Servo- bzw. Hilfsvorrichtung vorgesehen, die zumindest ein Stück eines Schlauches und eine Vorrichtung für die Zuführung von unter Druck stehendem Fluid zu dem Inneren dieses Schlauches umfaßt, wobei der Schlauch aus einem elastomeren Material und einer Verstärkungselemente umfassenden Verstärkungsstruktur besteht, von denen sich Jedes in einer unter einem spitzen Winkel zur Schlauchachse verlaufenden Richtung erstreckt und im wesentlichen parallel zu Jedem der anderen Verstärkungselemente verläuft, wodurch das Unter drucksetzen des Schlauches eine Drehkraft bzw.
Drehbewegung zwischen den Enden des Schlauches erzeugt.
Der Winkel der Verstärkungselemente liegt vorzugsweise zwischen 40° und 60°. Eine oder mehrere Schichten von Verstärkungselementen kann vorgesehen werden und jede Schicht kann eine schrauben- bzw.
apiralförmige Wicklung oder ein Gewebe umfassen, die bzw. das so auf den Schlauch aufgelegt bzw. aufgetragen ist, daß die Wickel-Verstärkungselemente in der erforderlichen Richtung liegen. Das Gewebe ist vorzugsweise ein einschlagloses Gewebe doch kann es einige Einschlag- bzw. Einschußelemente enthalten, um so die Gewebestruktur während der Herstellung am Schlauch aufrechtzuerhalten.
Ilie Servovorrichtung kann dazu verwendet werden, irgendein gewünschtes Element zu drehen oder alternativ hierzu kann die Drehkraft dazu verwendet werden, mit Hilfe von Gelenken eine lineare Verschiebung zu bewirken. Anwendungsbeispiele für die Servovorrichtung umfassen Türschließer und insbesondere einen Türmechanismus für Fahrzeuge, bei denen durch den für das Bremsen verwendeten Kompressor bereits eine Quelle für unter Druck stehendea Fluid zur Verfügung steht.
Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt: Figur 1 den Seitenriß eines Schlauchstückes für die Einbeziehung in eine erfindungsgemäße Vorrichtung, der die Verstärkung des Schlauches wiedergibt, Figur 2 eine Querschnittsansicht einer Servovorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, Figur 3 eine Schnittansicht längs der Linie III-III aus Figur 2, Figur 4 eine Schnittansicht längs der Linie IV-IV aus Figur 2, Figur 5 eine Schnittansicht längs der Linie V-V aus Figur 2, Figur 6 eine Schnitt ansicht einer Servovorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung und Figuren 7, 8 und 9 Schnittansichten längs der Linie W-W aus Figur 6.
Gemäß Figur 1 wird ein 30,5 cm - Stück (12 inch) eines Schlauches 90 auf einer nicht dargestellten 3,8 - cm -Spindel (1,5 inch) dadurch aufgebaut, daß eine erste innere Schicht aus Gummi bzw. Kautschuk mit einer Dicke von 1,5 mm und dann eine Schicht aus Verstärkungsmaterial 91 über der inneren Schicht aufgebracht werden. Das Verstärkungsmaterial ist eine einzeln.. Lage aus gummiertem Gewebe, das parallele Fäden aus 2/140 tex - nylon mit 0,9 Enden pro Millimeter (23 ends per inch) umfaßt. Das Gewebe ist so geschnitten, daß, wenn die Gewebeschicht über die innere Lage gelegt wird, sich die wlonfäden unter einem Winkel von 550 (wie in Figur 1 dargestellt) bezüglich der Schauchachse erstrecken. Ein Leinen- bzw. Baumwollgewebestreifen wird über der Stoßfuge der Fadenschicht angeordnet, um die Kontinuität der Fadenschicht sicherzustellen.
Hierauf wird eine äußere Abdeckschicht aus Kautschuk aufgebracht und der Sckuch in herkömmlicherweise ausgehärtet bzw. vulkanisiert.
Der sich ergebende Schlauch besitzt eine nicht ausbalancierte bzw. nicht abgeglichene Verstärkungsstruktur und wenn dieser Schlauch mit einem Fluid z. B. Wasser oder Druckluft durch ein an dem einen Ende des Schlauches befestigt es Ansatz- bzw. Paßstück unter Druck gesetzt und am anderen Ende des Schlauches mit einem Pfropfen versehen wird, dann dreht sich das freie Ende des Schlauches. Diese Drehung wird dadurch bewirkt, daß sich das Verstärkungsmaterial unter dem Einfluß des Fluids in wirksamer Weise abspult.
Bei iem zweiten Beispiel wird ein dem obigen Aufbau ähnlicher Aufbau verwendet, außer daß das Verstärkungsmaterial eine einzelne Lage aus gummiertem Gewebe ist, das parallele Stahlfäden mit 0,8 Enden pro Millimeter (20 ends/inch) umfaßt. Die Stahlfäden umfassen einen Satz von drei miteinander verflochtenen Gruppen, von denen jede aus drei miteinander verflochtenen Stahlfäden besteht, wobei jeder Stahlfaden einen Durchmesser von 0,15mm besitzt und der Gewebewinkel 570 bezüglich der Längsachse des Schlauches beträgt.
Wird ein 25-¢m-Stück (10 inch) eines solchen Schlauches einem Innendruck von 3,5 kg/cm2 (50 lb f/in2) ausgesetzt, eo ergibt sich ein wirksames Drehmoment zwischen den Enden von ca. 138 ci kg (10 lb ff), ), das bis zu einem Drehwinkel von 600 im wesentlichen konstant bleibt.
In einem dritten Beispiel ist ein 12,5-cm-Stiick (5 inch) eines Schlauches auf einer 3,8-cm-Spindel (1,5 inch) dadurchaifgebaut, daß eine erste innere Lage aus Gummi bzw. Kautschuk mit einer Ecke von 1,5 Millimetern und dann eine gummierte Lage aus parallelen Nylonfäden aus 2/140 tex-Nylon mit 0,9 Enden pro Millimeter (23 ends/inch) aufgebracht werden, wobei die Fäden so angeordnet sind, daß sie sich zur Achse des Schlauches unter einem Winkel von 500 erstrecken. Hierauf wird eine gummierte Stahlfadenlage mit 0,8 Enden pro Millimetern (20 ends/ineh) auf den Schlauch aufgebracht, wobei sich die Fäden unter einem Winkel von 550 zur Schlauchachse erstrecken. Hierauf wird eine 1,5 fl dicke äußere Gummi- bzw. Kautschukschicht aufgebracht und der Schlauch vulkanisiert.
Ein 12,5-cm-Stück (5 inch) des obigen Schlauches, das einen äußeren ntrchmesser von 5,08 cm (2 inches) besitzt, ergibt, wenn es anem inneren Druck von 7 kg/cm2 (100 lb f/in2) ausgesetzt wird, ein Drehmoment von ca. 550 kg. cm (40 lb f ft), das bis zu einem Drehwinkel von 90° im wesentlichen konstant ist.
Um das Aufschwellen des Schlauches zu verringern und auch um den Schlauch zu schützen, kann ein Metallrohr um den Schlauch herum angeordnet werden. Das Metallrohr bewirkt einen Abfall des abgegebenen Drehmoments von 550 es kg auf 456 cm.kg (von 40 auf 33 lb f ft) bei dem obigen Schlauch, wenn dieser einem Druck von 7,0 kg/cm2 (100 lb f/in2) ausgesetzt wird; doch wird durch dieses Metallrohr die Lebensdauer des Schlauches erhöht. Das Metallrohr kann durch eine Vielzahl von Metallringen ersetzt werden, wodurch sich ein gewisses Ausmaß an Flexibilität ergibt.
Der zwischen den Verstärkungselementen und der Schlauchachse vorgesehene Winkel kann irgendein spitzer Winkel sein, doch liegt er vorzugsweise zwischen 400 und 600. Weiterhin kann der Abstand zwischen einander benachbarten Verstärkungselementen in Abhängigkeit von der Wandfestigkeit verändert werden, die erforderlich ist, um dem beim Betrieb der Vorrichtung verwendeten Druck Stand zu halten.
Es kann irgendein Fluid dazu verwendet werden, den Schlauch unter Druck zu setzen, beispielsweise Luft, Wasser, oder Hydraulikfluid, je nach dem welche Versorgungsquelle für unter Druck stehendes Fluid zurVerfügung steht.
Als allgemeine Richtlinie seien für mit einer Stahlfadenverstärkung aufgebaute Schläuche folgende Eigenschaftscharakteristika angegeben: Durchmesser der Fadenschicht in cm (in inch 5 7,5 10 12,5 15 2 3 4 5 6) Konstantes drehmoment bei 7 kg/cm in kg-cm 485 1590 3880 7600 12450 (bei 100 posi in lbs-ft 35 115 280 550 900) Länge des für die Abgabe dieses Drehmoments benötigten Schlauches (a) bis 90° Drehung in cm 15g4 17,8 20,3 25,4 30,5 (in inch 6 7. 8 10 12 ) (b) bis 1800 Drehung in cm 30,5 35,7 43,2 50,8 61 (in inch 12 14 17 20 24 ) Beim Aufbau des Schlauches wird eine solche Gummidicke bzw. -stärke verwendet, daß das Anschwellen des Schlauches bei 7 kg/cm2 (100 p.s.i) den ursprünglichen Durchmesser um nicht mehr als 25 % vergrößert.
In jedem Fall ist der Lagenwinkel 550 bezüglich der Längsachse des Schlauches. Andere Winkel, z. B. 500 oder 600 ergeben unterschiedliche Charakteristika.
Gemäß einer ersten Ausführungsform umfaßt die in Figur 2 dargestellte Servo- bzw. Betätigungsvorrichtung, die zum Drehen des Betätigungsarmes einer 'Pür-Betätigungsvorrichtung dient, zwei Stücke 1 und 2 eines nicht abgeglichenen Schlauches der oben beschriebenen Art, die an der einen Seite eines Türbetätigungsarmes 3 so befestigt sind, daß das eine Ende eines Jeden Schlauches mit dem Betätigungsarm 3 in Eingriff steht und das andere Ende eines jeden Schlauches an einem von zwei nicht drehbaren Endverbindungstücken befestigt ist. Eine nicht drehbare, hohle zylindrische Welle 5 ist so angeordnet, daß sie sich in axialer Richtung durch die beiden Schläuche 1 und 2 und durch einen Zentralblock 6 erstreckt, der am Betätigungsarm 3 befestigt ist. Jedes Ende der Welle 5 weist einen sich axial erstreckenden Durchgang 7 auf, der zu einem Kanal 8 führt, der sich senkrecht zur Wachse der Welle erstreckt und den Durchgang 7 mit dem zwischen den Inneren des Schlauches 1 und dem Äußeren der Welle 5 eingeschlossenen Raum bzw. Hohlraum 10 verbindet. Jeder der Durchgänge ist mit einer Versorgungsquelle (nicht dargestellt) für Druckluft verbunden und ermöglicht es auf diese Weise, den innerhalb der Schläuche 1 bzw. 2 umgrenzten Hohln'a 10 mit Druckluft zu versorgen.
Einfelheiten des Zusammenbaus und des Aufbaus der beiden 8chläuche und ihrer Verbindung mit dem Zentralblock 6 des Betätigungselementes 3 sind für Jeden Schlauch dieselben und daher wird im folgenden nur ein solcher Schlauch beschieben.
Das nicht drehbare Endverbindungsstück 4 besitzt einen sich in axialer Richtung erstreckenden Durchgang, durch den hindurch sich die Welle 5 erstreckt und in dem sie mittels eines Gewindeeingritts eines mit einem Außengewinde versehenen Teiles 12 der Welle und eines entsprechend mit einem Innengewinde versehenen Teils 13 des Durchgangs befestigt ist. Ein Yerriegelungsring 14 ist auf das Ende 15 der Welle 5 80 aufgeschraubt, daß er an einem Ende 16 des Endverbindungsstückes 4 anliegt. Das andere Ende 17 des Endverbindungsstückes 4 sitzt im Paßsitz im Ende 18 des Schlauches 1, wobei der Schlauch an einer an dem Endverbindungsstück 4 angebrachten ringförmigen Schulter 19 anliegt und auf luftdichte Weise an dem Endverbindungsstück mittels einer Klammer bzw. Kleie bzw.
Schelle 20 befestigt ist, die eine Schneckengetriebeschelle sein kann. Das gegenüberliegende Ende 21 des Schlauches 1 ist mittels einer Schelle 24 auf einem ähnlich geformten Teil 22 eines Endverbindungsstückes befestigt, das einen Drehmoment-bzw. Drehblock 23 bildet. Der Drehblock 23 ist in zusammenwirkender Weise mit dem Zentralblock 6 mittels zweier Stifte 25 und 26 verbunden, von denen jeder in einen von zwei gewölbten bzw. gebogenen Schlitzen 27 und 28 (Fig. 4) angeordnet ist, die in dem Ende des Drehblocks 23 vorgesehen sind, das sich vom Schlauch 1 weg erstreckt. Die Stifte 25 und 26 sind so angeordnet, daß sich Jeder in einer von zwei sich axial erstreckenden Bohrungen 31 und 32 befindet, die im Zentralblock 6 vorgesehen sind. Der Drehblock 23 und der Zentralblock 6 besitzen einen im wesentlichen kreisförmigen Quer schnitt und das mit den Schlitzen 27 und 28 versehene Ende des Drehblocks 23 besitzt denselben Durchmesser wie die benachbarte Stirnfläche des Zentralblocks 6. Wie in Fig. 4 dargestellt, ist der Drehblock 23 so angeordnet, daß er sich bezüglich des Zentralblocks 6 um die sich axial erstreckenden Stifte 25 und 26 axial dreht, wobei das Ausmaß der Drehung durch die Länge der gebogenen Schlitze 27 und 28 begrenzt ist. Der Drehblock besitzt einen zentrai3Fgeordneten, sich in axialer Richtung erstreckenden Durchgang, durch den hindurch sich die nicht drehbare Welle 5 erstreckt.
Jeder der Durchgänge des Endverbindungstückes 4 und des Drehblocks 23 besitzt eine ringförmige Vertiefung 38 und 39, die dazu dienen, eine 0-Ring-IEchtung 36 bzw. 37 aufzunehmen, die ihrerseits dazu dienen, mit dem Umfang bzw.
der Außenfläche der nicht drehbaren Welle 5 in Eingriff zu treten, um einen Druckverlust der Luft innerhalb des Schlauch es 1 vorbei am Endverbindungsstück 4 oder am Drehblock 23 zu verhindern.
Um das Volumen der im Schlauch 1 eingeschlossenen Inift zu vermindern, wenn dieser dem normalen atmosphärischen Druck ausgesetzt ist, ist innerhalb des Schlauches ein Zwischenstück 33 um die nicht drehbare Welle 5 herum angeordnet, um den Hauptteil des Liftraumes auszufüllen.
Der Zentralblock 6 ist an dem Betätigungsars mit Hilfe von zwei Schrauben 40 und 41 befestigt, die sich durch einen Montageflansch 42 hindurch erstrecken und in mit einem Gewinde versehenen Bohrungen 43 und 44 angeordnet sind, die in einer oberen Fläche 45 des Zentralblocks 6 (wie in Fig.3 dargestellt) vorgesehen sind. Der Block 6 ist um den Drehblock eines Jeden Schlauches 1 und 2 und auch um die nicht drehbare Welle 5 herum schwenkbar.
Wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt, umfaßt der Zentralblock zwei Endflansche 47 und 48, die einen Querschnitt aufweisen, wie er in Fig. 3 dargestellt ist. Die beiden Endflansche 47 und 48 bilden einen integralen Teil eines Querstücks bzw.
Querträgers 49. Die Endflansche und das Querstück umgrenzen, wie in Fig. 2 dargestellt, einen Spalt bzw. eine Lücke 51 zwischen den beiden Endflanschen 47 und 48, die ein Grundtragelement 50 aufnimmt. Ein zentral angeordneter, sich in axialer Richtung erstreckender Durchgang 53 und 54 ist in Jedem der beiden Endflansche 47 und 48 vorgesehen, wobei die nicht drehbare Welle 5 so angeordnet ist, daß sie mit diesen Durchgängen in Eingriff steht, so daß sich der Block 6 frei um die Welle 5 und um zwei zylindrische Hülsenlager 56 und 57 drehen kann, die so angeordnet sind, daß sich Jeweils eines von ihnen in den Durchgängen 53 bzw. 54 befindet.
Das Grundtragelement 50 umfaßt einen Montageflansch 60, der am Türrahmen (nicht dargestellt) mit Hilfe von Schrauben 61 befestigt ist. Das Grundtragelement 50 besitzt auch einen sich nach außen erstreckenden Flanschteil 62, der sich in die zwischen den Endflanschen 47 und 48 des Zentralblocks 6 definierte Lücke 51 hineinerstreckt und einen zentral angeordneten, sich in axialer Richtung erstreckenden Durchgang 63 besitzt, in dem die nicht drehbare Welle 5 angeordnet ist.
Die Welle 5 ist bezüglich des Flansches 62 des Grundtragelements mittels einer Klemmschraube 64 starr festgelegt, die in eine in dem Grundtragelement 50 vorgesehene, mit einem Gewinde versehene Bohrung 65 eingeschraubt ist und an einer Abflachung 66 anliegt, die auf der Umfangsfläche der Welle 5 vorgesehen ist. Der Eingriff der Schraube 64 mit der Welle 5 legt das Grundtragelement 50 um die Welle 5 herum starr fest und ergibt einen starren Montagepunkt für den Zentralblock 6 und dem Betätigungsarm 3. Um sicherzustellen, daß die Endflansche 47 und 48 des Zentralblocks 6 den Flansch 62 des Grundtragelementes 50 nicht verschmutzen, bzw. sich nicht mit diesem verklemmen, sind zwei ringförmige Druckunterlagscheiben 70 und 71 vorgesehen, von denen jeweils eine auf jeder Seite des Flansches 62 des Tragelementes 50 so um die Welle 5 herumgepaßt ist , daß sie mit den benachbarten Flächen der Endflansche 47 bzw. 48 in Eingriff stehen.
Die Stifte 25 und 26 und die gekrümmten Schlitze 27 und 28 des Drehblocks 23 des Schlauches 1 (Fig. 4) und die entsprechenden Stifte 75 und 76, die mit den gekrümmten Schlitzen 77 und 78 des Drehblocks 79 (Fig. 5) des rechten Schlauches 2 in Eingriff stehen, wirken in folgender Weise zusammen: Wenn der linke Schlauch 1 unter Druck gesetzt wird, so bewegt sich der Betätigungsarm 3 entgegen dem Uhrzeigersinn, wie in Fig. 3 dargestellt, und wenn der rechte Schlauch unter Druck gesetzt und der Druck im linken Schlauch abgelassen wird, so bewegt sich der Betätigungsarm 3 im Uhrzeigersinn, wie es längs der Schnittlinie III-III von Fig. 2 dargestellt ist. Die Anordnung der Stifte in den gekrümmten Schlitzen der Drehblöcke ist so getroffen, daß, wenn der linke Schlauch unter Druck gesetzt wird, der Drehblock 23 sich, wie in Fig.4 dargestellt, im Uhrzeigersinn dreht und die Drehung des Drehblocks 23 die Stifte 25 und 26 dazu zwingt, sich ebenfalls zu drehen und somit den Zentralblock 6 und den Betätigungsarm 3 zu drehen. Die Drehung des Zentralblocks bewirkt, daß sich die Stifte 75 und 76 auf der anderen Seite des Blockes in den Schlitzen 77 und 78 des Drehblocks 79 drehen, ohne daß der Drehblock gedreht wird, so daß sie die in Fig. 5 dargestellte Konfiguration annehmen. Ein Unterdrucksetzen des rechten Schlauches bewirkt dann, daß sich der Drehblock 79, wie in Fig. 5 dargestellt, entgegen dem Uhrzeigersinn dreht und auf diese Weise die Stifte 75 und 76 dazu zwingt, den Zentralblock 6 und den Betätigungsarm 3 in entsprechender Weise zu drücken bzw. zu drehen.
In einer zweiten, in Fig. 6 dargestellten Ausführungsrorm sind zwei Schlauchstücke, von denen Jedes eine nicht abgeglichene Verstärkungastruktur der oben beschriebenen Art besitzt, koaxial um eine zentrale, sich axial erstreckende Antriebswelle 163 herum angeordnet, wobei sich das eine Schlauchstück innerhalb des anderen befindet. Das eine Ende 162 des äußeren Schlauches 161 ist luftdicht um ein erstes Ehdpaßstück 164 herum angeklemmt, wobei dieses Endpaßstück einen Montage- bzw. Befestigungsflansch 165 besitzt, der an der Vorrichtung (nicht dargestellt) befestigt sein kann, an der die ßervo- bzw. Betätigungsvorrichtung angebracht werden soll. Das gegenüberliegende Ende 162a des äußeren Schlauches 161 ist in ähnlicher Weise an ein zweites Endansehlußstück bzw. Endpaßstück 165 angeklebt, wobei Jedes der Endpaßstücke 164 und 165 einen sich axial erstreckenden Durchgang 166 bzw. 167 besitzt, in dem die zentrale Antriebswelle 163 angeordnet ist. Der Durchgang 166 in dem Basis-Tragpaßstück 164 trägt dio Antriebswelle 163 so, daß sich die Antriebswelle frei um das Endpaßstück 164 drehen kann, während der Durchgang 167 in dem anderen Endpaßstück 165 einen quadratischen bzw. rechteckigen euerschnitt hat, um einen entsprechend geformten Endteil 168 der Antriebswelle 163 autsunehmen, 80 daß das Endpaßstück 165 in direktem Eingriff mit der Welle 163 steht.
Der innere Schlauch 160 ist kürzer als der äußere Schlauch 161 und ist an Jeden seiner Enden luftdicht jeweils an einen dritten und vierten Endpaßstück befestigt, wobei die beiden Endpaßstücke zwei Drehblöcke bzw. Drehnonentblcke 170 und 171 bilden. Der Drehblock 171 ist am Ende 173 des Schlauches 160 in der Nähe des Basis-Trag-Endpaßstückes 164 angeordnet und besitzt einen zentralen, sich in axialer Richtung erstreckenden Durchgang 174, in dem ein zylindrisches Hülsenlager 175 angeordnet ist, das die Antriebswelle 163 lagert, so daß sich die Antriebswelle bezüglich des Drehblocks 171 drehen kann. Der Drehblock 171 besitzt einen Flanschteil 176, der sich in axialer Richtung aus dem Schlauch 160 heraus erstreckt und zwei abgestufte Teile 177 und 178 besitzt, wobei der Teil 177 einen kreisförnigen Querschnitt aufweist und in einer entsprechend abgestuften Bohrung 179 angeordnet ist, die innerhalb der axial inneren Fläche ds s des Basis-Trag-Endpaßstückes 164 vorgesehen ist. Die Anordnung des einen quadratischen bzw. rechteckigen Querschnitt besitzenden Teiles 178 des Drehblocks 171 in der Bohrung 179a des Endpaßstückes 164 bewirkt, daß sich der Drehblock 171 nicht bezüglich des Endpaßstückes 164 dreht und gegen eine Verschiebung senkrecht zur Achse der Welle festgelegt ist.
Die Antriebswelle 163 ist gegen eine axiale Verschiebung bezüglich des Endpaßstückes 164 und des Drehblocks 171 mittels eines Sprengrings 180 festgelegt, der in eine in der äußeren Oberfläche der Welle vorgesehene Vertiefung bzw. Nut 181 eingreift und so angeordnet ist, daß er an der äußeren Oberfläche des Endpaßstückes 164 anliegt.
Der Drehblock 170 ist am gegenüberliegenden Ende des inneren Schlauches 160 so befestigt, daß er sich um die Antriebswelle 163 mittels eines zylindrischen Hülsenlagern 182 drehen kann, das in einen sich in axialer Richtung erstreckenden, im Drehblock 170 vorgesehenen Durchgang 183 angeordnet ist.
Der Drehblock 170 besitzt einen Flanechteil 184, der sich aus dem Schlauch 160 heraus erstreckt und in zusammenwirkender Weise mit dem Endpaßstück 165 des äußeren Schlauches 161 verbunden ist.
Wie in den Fig. 7-9 dargestellt, besitzt der Flanschteil 184 des Drehblocks 170 einen sich axial nach außen erstreckenden, gebogen bzw. gekrümmt geformten Vorsprung 185, der sich in einem ausgenommenen bzw. vertieften Teil 186 befindet, der auf der axial inneren Fläche des Endpaßstückes 165 vorgesehen ist. Der Winkel, über den hinweg sich der Bogen des Vorsprungs 185 erstreckt, beträgt ungefähr 1200 um die Mitte der Welle 163 herum, während der Winkel, der von dem vom vertieften Teil 186 gebildeten Bogen überspannt wird, etwa 2100 um die Mitte der Welle herum beträgt. Aus dieser Anordnung entnimmt man, daß eine relative Drehung des Endpaßstückes 165 um den Drehblock 170 herum möglich ist, wobei der Vorsprung 185 bezüglich des ausgenommenen Teils 186 einerseits verschoben werden kann, ohne mit der sich nach innen erstreckenden Fläche 188 des Endpaßstücks 165 in Eingriff zu kommen (wie in Fig. 7 dargestellt, wenn der Vorsprung 185 im Uhrzeigersinn um 90° gedreht wird); andererseits aber, wenn der Vorsprung 185 in die sich nach innen erstreckende Fläche 188 des Endpaßstückes eingreift, so bewirkt eine Drehung des Drehblocks 170, daß der Vorsprung 185 das Endpaßstück 165 dazu zwingt, sich zu drehen (wie in Fig. 8 dargestellt, wenn der Vorsprung 185 im Uhrzeigersinn gedreht wird). Die Anordnung des Vorsprungs bzw. der Nase 185 in dem vertieften bzw. ausgenommenen Teil 186 ist so getroffen, daß ein gewisser Grad bzw. ein gewisses Maß einer freien Drehverschiebung zwischen den beiden Schläuchen möglich ist.
Die Antriebswelle 163 besitzt eine sich in axialer Richtung erstreckende Bohrung 190, die den zwischen dem inneren Schlauch und der Welle umgrenzten Raum 191 mit einer Quelle für Druckluft über den Durchgang 190 verbindet. Der zwischen der äußeren Oberfläche des inneren Schlauches 160 und der inneren Oberfläche des äußeren Schlauches 161 umgrenzte Raum 192 ist mit einer gesonderten Quelle für Druckluft über eine sich in axialer Richtung erstreckende Bohrung 193 verbunden, die sich durch das Endpaßstück 165 erstreckt. Ein Austreten von Luft aus dem inneren Raum 191 an den Drehblöcken 170 und 171 vorbei wird durch O-Ring-Dichtungen 194 und 195 verhindert, die in Schlitzen angeordnet sind, die in den sich in axialer Richtung erstreckenden Durchgängen der Drehblöcke 170 bzw. 171 vorgesehen sind. Ein Austreten von Luft aus dem vom äußeren Schlauch 161 umgrenzten Raum 192 vorbei am Drehblock 171 und dem Basis-Trag-Endpaßstück 164 wird durch einen O-Ring 196 verhindert, der zwischen der äußeren Umfangsfläche des Drehblocks 171 und der inneren Oberfläche der sich in axialer Richtung erstreckenden, im Endpaßstück 164 vorgesehenen Bohrung angeordnet ist.
Die Schläuche 160 und 161 sind so angeorlnet, daß sich die Verstärkungsfäden in jedem Schlauch in zueinander entgegengesetzten Richtungen erstrecken, d.h. jeder Schlauch befindet sich in einem nicht abgeglichenen Zustand mit einem Richtungssinn, der dem des anderen Schlauches entgegengesetzt ist.
Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: sind beide Schläuche nicht unter Druck gesetzt, so befinden sich das Endpaßstück 165 und der Drehblock 170 in der in Fig. 7 dargestellten relativen Lage. Setzt man den inneren Schlauch 160 unter Druck, so dreht sich der Drehblock 170 am einen Ende des Schlauches relativ zum Drehblock 171 am anderen Ende des Schlauches im Uhrzeigersinn in die Lage, wie sie in Fig. 8 dargestellt ist, wobei der Vorsprung bzw. die Nase 185 an der sich nach innen erstreckenden Fläche 188 des Endpaßstückes 165 anliegt. Da die Drehung des Endpaßstücks 170 lediglich um den gekrümmt geformten, ausgenommenen Teil 186 herum erfolgt, wird das Endpaßstück 165 nicht verschoben und somit ergibt sich keine Drehung der Welle 163.
Der innere Schlauch 160 wird weiterhin unter Druck gehalten und der äußere Schlauch unter Druck gesetzt, wobei der Druck in den beiden Schläuchen gleich groß ist, so daß im inneren Schlauch 160 keine Reaktion auftritt. Das Unterdrucksetzen des äußeren Schlauches 161 bewirkt, daß sich das Endpaßstück 165 bezüglich des Grund-Trag-Endpaßstückes 164 entgegen dem Uhrzeigersinn dreht, wie in Fig. 9 dargestellt. Die Drehung des Endpaßstückes 165, wie in Fig. 9 dargestellt, verschiebt den Vorsprung bzw. die Nase 185 des Drehblocks 170 des inneren Schlauches 160 zwangsweise entgegen dem Uhrzeigersinn, bis sie die Lage einnint, die sie in dem in Fig. 7 dargestellten neutralen Zustand eingenommen hatte. Da das Endpaßstück 165 an der Welle 163 befestigt ist, dreht die entgegen den Uhrzeigersinn erfolgende Drehung des Endpaßstückes 165 die Welle 163 entsprechend, wobei die Welle mit dem Arm des zu betätigenden Elementes mittels der an dem einen Ende der Welle vorgesehenen Keilverzahnung bzw. Nutverzahnung 198 verbunden ist.
Wird der Druck vom äußeren Schlauch 161 weggenonen, eo besteht das Druckgleichgewicht zwischen den beiden Schläuchen nicht länger fort und daher zwingt der Druck innerhalb des inneren Schlauches 160 das Endpaßstück 170 des inneren Schlauches sich im Uhrzeigersinn zu drehen und auf diese Weise das Endpaßstück 165 des äußeren Schlauches entsprechend zerangsweise zu drehen, wodurch die Drehrichtung der Welle 163 umgekehrt wird. Man sieht aus den oben beschriebenen Vorgängen, daß dadurch, daß man den Druck innerhalb des inneren Schlauches 160 aufrechterhält und wechselweise den äußeren Schlauch 161 unter Druck setzt bzw. den Druck aus ihm abläßt, die Drehrichtung der Welle 163 umgekehrt werden kann.
Um den oder die Schläuche in den oben beschriebenen Ausführungsfonen an den zugehörigen Endpaßstücken zu befestigen, kann ein hochbelastbarer Klebstoff für die Verbindung von Gummi mit Metall verwendet werden, entweder um die bereits beschriebenen Schellen bzw. Klammern zu ergänzen oder in Verbindung mit irgendeinem anderen geeigneten Band oder einer Schelle, insbesondere einem eng passenden, endlosen Band. Alternativ hierzu können die Endpaßstücke so ausgeformt werden, daß genügend Kontaktfläche zwischen dem Paßstück und dem Schlauch vorhanden ist, so daß die Verwendung eines Klebers für sich allein ausreicht, um eine feste Verbindung sicherzustellen.
Bei einem anderen, anwendbaren Verfahren kommt ein AuSpressvorgang zum Einsatz, wobei das Endpaßstück so konstruiert ist, daß es sowohl mit der Innenseite als auch der Außenseite des Schlauches in Berührung kommt. Wird das Ende des Schlauches in dieses Endpaßstück eingefügt und dieses dann durch eine hohe Kraft verformt, so wird der Schlauch fest innerhalb des Endpaßstückes verfaßt bzw. eingeklemmt.
Ein anderes Verfahren umfaßt die Verbindung eines Metallendpaßstückes mit dem Schlauch während des Aufbaus des Schlauches, wobei eine hochfeste Verbindung während des Vulkanisierschrittes erzielt wird.
In ähnlicher Weise können bei einem anderen Verfahren Endpaßstücke aus Nylon oder einem anderen nichtmetallischen Material an dem Schlauch während der Herstellung des Schlauches befestigt werden.
- Fatentansprüche -

Claims

Patentansprüche 1.Servo- bzw. Betätigungsvorrichtung mit wenigstens einem Stück eines verstärkten Schlauches, der aus elastomerem Material besteht, das durch parallele Verstärkungselemente verstärkt ist, die sich in einer unter einem spitzen Winkel zur Schlauchachse liegenden Richtung erstrecken, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß sich alle Verstärkungselemente (91) im selben Richtungssinn um die Achse des Schlauches (90) herum erstrecken, wodurch der Schlauch (90) unabgeglichen bzw. nicht ausbalanciert ist, so daß ein durch das Unterdrucksetzen des Schlauches (90) hervorgerufenes Bestreben der Verstärkungselemente (91), sich mit der Schlauchachse auszurichten, dazu führt, daß sich die Enden des Schlauches (90) relativ zueinander drehen.
2. Servovorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Verstärkungselemente (91) die Fäden einer gummierten, einschlagslosen Stoff- bzw. Gewebeschicht sind, die so geschnitten ist, daß sich die Fäden spiralförmig um die Schlauchachse herum unter einem Winkel im Bereich von 400 bis 600 erstrecken, wobei keine Verstärkungselemente vorhanden sind, die sich um die Schlauchachse herum in einer Richtung erstrecken, die der Richtung der Verstärkungselemente (91) entgegengesetzt ist.
3. Servovorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß eine Vorrichtung (10; 190; 193) vorgesehen ist, die dazu dient, ein unter Druck stehendes Fluid dem Inneren des Schlauches (1,2; 160,161) zuzuführen, wobei das Unterdrucksetzen des Schlauches (1,2;16O,161) eine Drehkraft oder Drehbewegung zwischen den Enden des Schlauches (1,2; 160,161) ergibt.
4. Servovorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Verstärkungselemente aus einer spiralförmigen Fadenwicklung (91) oder mehreren spiralförmigen Fadenwicklungen (91) bestehen, von denen die eine auf die andere gelegt ist, wobei sich ihre Fäden im wesentlichen parallel zueinander erstrecken.
5. Servovorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß jedes Ende des Schlauches (1,2;162) an einem von zwei Endpaßstücken (4,6; 164,165) befestigt ist, wobei ein erstes Endpaßstück nicht drehbar an einem Rahmenelement befestigt ist, das die Vorrichtung trägt, und das Unterdrucksetzen des Schlauches so erfolgt, daß das zweite Endpaßstück (6;164) bezüglich des ersten Endpaßstückes (4,165) gedreht wird.
6. Servovorrichtung nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die drehbaren Endpaßstücke (6) zwei solcher Schläuche (1,2) eines auf jeder Seite eines Betätigungselementes (3) in zusammenwirkender Weise verbunden sind, so daß das Unterdrucksetzen des einen Schlauches (1) das Betätigungselement (3) in der einen Richtung und das Unterdrucksetzen des anderen Schlauches (2) das Betätigungselement (3) in der anderen Richtung dreht.
7. Servovorrichtung nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Verbindung eines jeden der drehbaren Endpaßstücke mit dem Betätigungselement eine Verbindung (77,78) mit einem toten Spiel ist.
8. Servovorrichtung nach Anspruch 7, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Verbindung mit totem Spiel eines jeden der drehbaren Endpaßstücke wenigstens einen gekrümmten Schlitz (27,28) umfaßt, in den ein Stift (75,76) eingreift, der einen Teil des Betätigungselementes (3) bildet und der so angeordnet ist, daß er das Drehmoment vom Endpaßstück auf das Betätigungselement überträgt.
9. Servovorrichtung nach Anspruch 7, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß sich eiital erstreckende Welle (5) durch die beiden Schläuche, das Betätigungselement (6) und die Endpaßstücke hindurch erstreckt.
10. Servovorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß zwei Schläuche (160,161) koaxial, der eine innerhalb des anderen, um eine sich axial erstreckende Welle (163) herum getragen sind, wobei jeder Schlauch (160,161) mit einem unter Druck stehenden Fluid versorgt werden kann und mit der Welle (163) in zusammenwirkender Weise so verbunden ist, daß, wenn sowohl der innere als auch der äußere Schlauch unter Druck gesetzt werden, der äußere Schlauch (161) die Welle zwangsweise in die eine Richtung dreht, und daß, wenn der innere Schlauch (160) unter Druck gesetzt ist und der Druck vom äußeren Schlauch (161) weggenommen wird, der innere Schlauch (160) die Welle (163) zwangsweise in die entgegengesetzte Richtung dreht.
11. Servovorrichtung nach Anspruch 10, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das eine Ende (162) des äußeren Schlauches (161) an einem ersten Endpaßstück (164) und das andere Ende (162a) des Schlauches an einem zweiten Endpaßstück (165) befestigt ist, wobei das erste Endpaßstück (164) die Welle (163) so trägt, daß eine relative Drehung der Welle möglich ist, und das zweite Endpaßstüok (165) in nicht drehbarer Weise an der Welle befestigt ist.
12. Servovorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Enden des inneren Schlauches (160) an einem dritten bzw. vierten Endpaßstück (170, 171) befestigt sind, wobei die Endpaßstücke koaxial von der Welle (163) getragen werden und die Welle um die Endpaßstücke drehbar ist, und wobei weiterhin das dritte und das vierte Endpaßstück (170, 171) mit dem zweiten bzw. ersten Endpaßstück (164,165) verbunden sind.
13. Servovorrichtung nach Anspruch 12, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das vierte Endpaßstück (171) an dem ersten Endpaßstück (170) so befestigt ist, daß eine relative Drehung der beiden Endpaßstücken nicht möglich ist.
14. Servovorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß sich beim Unterdrucksetzen des inneren Schlauches (160) das dritte Endpaßstüek (170) in einer ersten Richtung relativ zum zweiten Endpaßstück (165) dreht und daß sich beim nachfolgenden Unterdrucksetzen des äußeren Schlauches (161) das zweite Endpaßstück (165) in einer zweiten entgegengesetzten Richtung dreht und das dritte Endpaßstück (170) und die Welle (162) zwingt, sich in entsprechender Weise zu drehen, und daß sich bei einer nach folgenden Wegnahme des Drucks im äußeren Schlauch (161) das dritte Endpaßstück (170) in der ersten Richtung drehtind das zweite Endpaßstück (165) und die Welle (162) zwingt, sich in entsprechender Weise zu drehen.