DE2848651C2

DE2848651C2 - Druckmittelbetriebener Stellantrieb

Info

Publication number: DE2848651C2
Application number: DE19782848651
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Karl 7593 Ottenhöfen Renzland
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-11-07
Filing date: 1978-11-07
Publication date: 1984-03-01
Also published as: DE2848651A1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen druckmittelbetriebenen Stellantrieb mit einem elastisch verformbaren Balg als Druckraum zur Erzeugung einer Zugkraft, mit flachen Zuggliedern, die in zwei parallelen geraden Haltegliedern zum Abgriff der Zugkraft gefaßt sind, wobei diese Zugglieder durch das Füllen des schlauchförmig ausgebildeten Balges quer zur Zugkraftrichtung urt_ quer zur Längserstreckung de: Halteglieder auseinanderdrängbar sind.

Ein Stellantrieb der vorgenannten Art ist aus der GB-PS 13 36 793 bekannt Bei diesem Stellantrieb sind die Zugglieder aus elastischem Material ausgeführt das durch einen Balg in der einen Ausführungsform in Vertiefungen eines umgebenden starren Körpers eingedrückt werden, wodurch an den Haltegfiedern eine Zugkraft auftritt In der anderen Ausführungsform entfällt der umgebende starre Körper und die Zugglieder aus elastischem Material werden durch den unter Druck gesetzten Balg so ausgelenkt daf an den Haltegliedern eine Zugkraft abgenommen werden kann. Bei diesem vorbekannten Stellantrieb können nur geringe Kräfte erzeugt werden. Der hier erzielbare Wirkungsgrad ist gering und der Steilantrieb hat nur eine verhältnismäßig geringe Belastbarkeit Auch die Rückstellkraft ist bei diesem Stellantrieb gering, so daß nur geringe Hubwege erreichbar sind. In der DE-OS 27 11 699 ist ein druckmittelbetriebener Stellantrieb zur Erzeugung einer Kraft mit einem in parallelen Gliedern gefaßten auffüllbaren Balg beschrieben. Diese Druckschrift beschreibt ausführlich eine Ausführungsform der ais Halteglieder ausgeführten Endverschlüsse. Dieser Stellantrieb dient als Hubkissen in erster Linie zum Ausüben einer Druckkraft zum Füllen des Balges mit einem Druckmittel. Eine Zugkraft kann an den Haltegliedern nur in geringem Maße abgenommen werden. Die DE-OS 19 37 402 beschreibt einen Fluidmuskel. Hier wird zin in ringförmigen Haltegliedern gehaltener schlauchförmiger Balg verwendet der schraubenförmige Versteifungselemente besitzt Gesonderte Zugglieder sind hier nicht vorhanden. Sie sind durch die Versteifungselemente in dem Balg ersetzt Dieser vorbekannte Fluidmuskel hat eine geringe Rückstellkraft und nur einen kleinen Hubweg. Dadurch ergibt sich auch ein geringer Wirkungsgrad. In den FR-PS 9 51 885 und 9 51 941 sind Stellantriebe beschrieben, in denen die Zugkraft dadurch erzeugt wird, daß mehrere hintereinander geschaltete, schlauchförmige Bälge unter Druck gesetzt werden, die sich nach außen frei ausdehnen können, wodurch die Halteglieder zueinander hin bewegt werden. Diese Stellantriebe haben den Nachteil, daß die Balgaußenflächen nicht durch Zugglieder abgedeckt sind. Dadurch ist die erzeugbare Zugkraft durch die Balgfestigkeit begrenzt Der Wirkungsgrad dieser Stellantriebe ist gering. Das gleiche gilt schließlich auch für den in der FR-PS 20 76 768 beschriebenen Stellantrieb, der ebenfalls einen freiliegenden Baig besitzt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, bei einem Stellantrieb der voi bekannten Art den Wirkungsgrad zu verbessern, die Handhabbarkeit zu erleichtern und die Belastbarkeit zu vergrößern.

Erfindungsgemäß besteht die Lösung dieser Aufgabe darin, daß der Balg aus undehnbarem Material besteht, seine Seitenflächen bei nicht druckbaaufschiagtem Balg in an sich bekannter Weise ungefaltet aufeinander liegen und der Balg im maximal aufgeblasenen Zustand in den wesentlichen Teilen seiner Länge sich der Kreiszylinderform weitgehend annähert, wobei die stirnseitigen Balgenden dann im freiliegenden Zustand halbkugelfcrmige Kappen über aem Balgquerschnitt bilden, daß der Balg sich von dem einen Halteglied zürn anderen Halteglied erstreckt, wobei diese Hälteglieder parallel, zur Achse der kreiszylindrischen Balgieile und quer zur Zugkraft für das seitliche Auseinanderdrängen der freiliegenden Zugglieder beim Füllen des Balges mit

Druckmittel über die entsprechende ganze Seitenlänge der Zugglieder befestigt sind, und daß der gesamte Stellantrieb zwischen den Haltegliedern über deren ganzen Abstand quer zur Zugrichtung elastisch verformbar ist.

Durch die Erfindung ist ein druckmittelbetriebener Stellantrieb mit einem elastisch verformbaren Balg als Druckraum zur Erzeugung einer Zugkraft geschaffen, der im entleerten Zustand eine flache Form besitzt. Dadurch ist es möglich mit einem guten Wirkungsgrad to einen großen Hub auszuführen, bei dem hohe Zugkräfte erzeugt werden. Die Handhabbarkeit dieses Stellantriebes ist dadurch gegenüber den vorbekannten Stellantrieben überraschend verbessert worden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Lmteransprüchen.

Nachfolgend sind Ausführungsbeispieie r-rr Erfindung beschrieben, die in der Zeichnung •i.'g^'sWt sind. In der Zeichnung ist

Fig. 1 eine perspektivische Darr:'-ing einer Ausfüh- jo rungsform eines Stellantriebes

F i g. 2 eine perspektivisch· ' '^-stellung einer zweiten Ausführungsform eines Stellantriebes,

Fig.3 e^!ne perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eiaes Stellantriebes mit parillel zu den Haltegliedern verlaufenden Abschnitten der Zugglieder und sialomförmig hindurchgeführtem Balg,

F i g. 4 eine perspektivische Darstellung einer anderen Ausführungsform eines Stellantriebes, bei dem die in den Haltegliedern gefaßten Seitenwände des Balges als 3i> Zugglieder dienen,

F i g. 5 eine perspektivische Darstellung einer weiterentwickelten Ausführungsform des Stellantriebes der Fig.4, bei der der Balg durch parallel zu den Haltegliedern verlaufende Steppnähte in eine Anzahl v, von Einzelkammern unterteilt ist und

Fig.6 eine Schnittdarstellung des Stellantriebes der F i g. 5 längs der Linie I-II in der F i g. 5.

Der allgemein mit 1' in Fig. 1 bezeichnete druckmittelbetriebene Stellantrieb besteht aus einem unteren 4u Halteglied 2, einem dazu parallel angeordneten oberen Halteglied 2' In den Haltegliedern 2 und 2' sind die Seitenwände eines kreiszylinderförmigen Balges 3 gefaßt. Weiterhin sind in den Haltegliedern 2 und 2' die Endkanten von Zuggliedern 1 Defestigt, die die beiden -r> äußeren Seiten des Balges überdecken. An einem stirnseitigen Balgende 3" ist eine Zuleitung 4 angebracht. Über ein nicht gezeigtes Ventil kann in den Balg ein Druckmit'el eingefüllt und unter Druck gesetzt sowie aus dem Balg abgesaugt werden. Bei entleertem ·,» und nicht druckbeaufschlagtem Balg liegen dessen innere Seitenflächen 3' aufeinander. In dieser Stellung haben die Halteglieder 2 ir>d 2' den größten Abstand voneinander. Die ebenfalls in den Haltegliedern befestigten Zugglieder 1 bestehen in dieser Ausiüh- ;> rungsiorm des Stellantriebes Γ aus flexiblen, undehnbaren Bändern. Diese Bänder können beispielsweise aus Federstah) ausgebildet sein, so daß der Balg 3 auf den beiden Außenflächen von Federplatten abgedeckt ist. Die Federplatten sind dabei so ausgeführt, daß sie die beiden Halteglieder bei druckfreiem Balg in die Endstellung drücken, in der sie den größten Abstand voneinander haben. Wenn nun über das Ventil und durch die Zuleitung in das Innere des Balges ein Druckmittel eingefüllt und unter Druck gesetzt wird, nimmt der Balg seine Kreiszylinderform an. Dadurch werden die Zugglieder 1 nach außen verdrängt und die Halteglieder 2 und 2' zueinander hin bewegt, wobei an den Haltegliedern eine Zugkraft abgenommen werden kann. In der Kreiszylinderform bilden die stirnseitigen Balgenden 3" im freiliegenden Zustand halbkugelförmige Kappen über dem Balgquerschnitt.

In Fig.2 'St eine weitere Ausführungsform eines druckmittelbetriebenen Stellantriebes gezeigt, der allgemein mit 1" bezeichnet ist wobei diese Ausführungsform eine Weiterentwicklung des Stellantriebes der F i g. 1 ist Auch hier sind die beiden parallel zueinander verlaufenden Halteglieder 2 und 2' vorhanden. In diesen Haltegliedern 2 und 2" sind die Zugglieder 1 befestigt, die auch hier als Federplatten ausgebildet sind. Das durch die Federplatten eingeschlossene Volumen ist auf den Stirnseiten durch zwei seitlich angebrachte starre Flächen 5 abgeschlossen. Die Flächen 5 sind durch das untere Halgegfied 2 und durch eine untere starre Verstrebung 6 miteinander verbunden. Die Bewegung des Stellantriebes erfolgt durch das obere Halteglied 2' wobei das Halteglied und die Stirnkanten der Federp'atten auf den einander zugewandten starren Flächen 5 abgedichtet gleiten. Bei dieser Ausführungsform des Stellantriebes I" kann auf die Verwendung eines gesonderten Balges verzichtet werden. In einer der starren Flächen 5 ist die Zuleitung 4 vorgesehen, durch die das Druckmittel hindurchgeht Im völlig entleerten Zustand liegen die Innenflächen der Zugglieder weitgehend aufeinander. Lediglich die Zuleitung 4 hat noch eine Verbindung mit dem Druckmittelinnenraum.

Die in Fig.3 gezeigte Ausführungsform eines druckmittelbetriebenen Stellantriebes, der allgemein mit Y" bezeichnet ist, kann ebenfalls als Weiterentwicklung des Stellantriebes Y der Fig. 1 angesehen werden. Diese Ausführungsform ermöglicht einen größeren Hubweg bei gleichen Druckmittelvolumen oder bei geringerem Druckmittelvolumen einen gleichen Hubweg vie bei der Ausführungsform der Fig. I. In den beiden Haltegliedern sind die Enden der bandförmigen Zugglieder 1 befestigt. Diese Zugglieder 1 sind parallel zu den Haltegiiedern durch Steppnähte 7 miteinander verbunden. Hierdurch ergeben sich Bänderabschnitte 7". Durch diese Bänderabschnitte 7" ist ein schlauch.ormiger Balg 3 sialomförmig hindurchgeführt. Das untere Balgende steht als halbkugelförmige Kappe aber den ersten Bandabschnitt vor. Das andere Balgende steht über den letzten Bandabschnitt neben dern oberen Halteglied als halbkugelförmige Kappe \or und endet in der Zuleitung 4 für das Druckmittel.

In Fig.4 ist eine andere Ausführungsform eines druckmittelbetriebenen Stellantriebs dargestellt. Dieser allgemein mit 11 bezeichnete Stellaniieb besteht aus den beiden Haltgliedern 2 und 2", in denen die Seitenwände 3' des Balges 3 gehalten sind. Der Balg 3 ist auch hier etwa kreiszylinderförrrig ausgebildet und er hat an den Stirnseiten ebenfalls halbkugelförmige Kappen 3". Hier sird eile Zugglieder 1 der Ausführungsform der F · g. 1 weggelassen. Dafür ist der Balg aus einem M&ierial mit ausreichender Festigkeit ausgeführt. In dieser Ausführungsform des Stellantriebes ist die Zuleitung 4 in dem unteren Halteglied 2 verlegt, wobei dieses Halteglied als Endverschluß des Balges 3 ausgebildet ist.

In den F i g. 5 und 6 ist schließlich noch eine weitere Ausführungsform eines druckmittelbetriebenen Stellantriebes 11' dargestellt, der eine Weiterbildung der Ausführungsform der Fig.4 ist, wobei in Fig. £ ein Schnitt längs der Linie I-II in der Fig.5 dargestellt ist. Bei diesem Stellantrieb 11' sind in den beiden parallelen Haltegliedern 2 und 2' die benachbarten Seiten eines

Balges 3 gefaßt. Auch hier dient der Balg 3 gleichzeitig als Zugglied, Der Balg 3 ist durch druckmitteldichte Steppnähte 7 in eine Anzahl von Einzelkariimern T unterteilt, wobei die Steppnähte 7 nicht bis zu den Stirnenden des Balges geführt sind Zwischen den Innenflächen der Balgstirnenden und den Steppnahtenden sind Durchströmöffnungen 8 freigelassen, durch die das Druckmittel in die einzelnen Einzelkammcrn T einströmen kann. Wie bei der Ausführungsform der Fig.4 ist die Zuleitung 4 in dem unteren Halteglied 2 vorgesehen, das hier ebenfalls als Endverschluß ausgebildet ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Druckmittelbetriebener Stellantrieb mit einem elastisch verformbaren Balg als Druckraum zur Erzeugung einer Zugkraft, mit flachen Zuggliedern. die in zwei parallelen geraden Haltegliedern zum Abgriff der Zagkraft gefaßt, sind, wobei diese Zugglieder durch das Füllen des schlauchförmig ausgebildeten Balges quer zur Zugkraftrichtung und quer zur Längserstreckung der Halteglieder ausein- in anderdrängbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Balg (3) aus undehnbarem Material besteht, seine Seitenflächen (3') bei nicht druckbeaufschlagtem Balg (3) in an sich bekannter Weise ungefaltet aufeinander liegen und der Balg (3) im ;> maximal aufgeblasenen Zustand in den wesentlichen Teilen seiner Länge sich der Kreiszylinderform weitgehend annähert, wobei die stirnseitigen Balgenden (3") dann im freiliegenden Zustand halbkugelförmige Kappen über dem Balgquerschnitt bilden, ji> daß der Baig (3) sich von dem einen Halteglied (2) zum anderen Halteglied (2') erstreckt, wobei diese Halteglied'.- (2, 2') parallel zur Achse der kreiszylindrischen Balgteile (3) und quer zur Zugkraft für das seitliche Auseinanderdrängen der freiliegenden 2■". Zugglieder (1) beim Füllen des Balges (3) mit Druckmittel über die entsprechende ganze Seitenlänge der Zugglieder (1) befestigt sind, und daß der gesamte Stellantrieb (1') zwischen den Haltegliedern (2, 2') über deren ganzen Abstand quer zur so Zugrichtung elastisch verformbar ist.

2. Stellantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in Halteglieder (2, 2') gefaßten Seiten wände (3') des Balges als die Zugglieder (1) dienen.

3. Stellantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein in H<Jteg' edern (2, 2¹) gefaßter Balg (3) parallel zu den Haltegaedern (2, 2') durch Steppnähte (7) in Einzelkammern (7') unterteilt ist.

4. Stellantrieb nach Anspruch 1, wobei der Baig zwischen den Zuggliedern angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugglieder (1) aufeinanderliegend gefaßt und als Bänder ausgebildet sind.

5. Stellantrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bandförmige Zugglieder (1) parallel zu den Haltegliedern (2, 2') durch Steppnähte (7) miteinander verbunden sind und daß der Balg (3) slalomförmig durch die abgesteppten Bänderabschnitte (7") geführt ist, so daß die kreiszylindrischen Balgteile (3) zwischen den Zuggliedern (1) liegen.

6. Stellantrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet daß die Zugglieder (1) als Federplatten ausgebildet sind.

7. Stellantrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das von zwei Federplatten eingeschlossene Volumen durch zwei seitlich angebrachte starre Flächen (5) abgedichtet ist