DE3506707A1

DE3506707A1 - Hydro-pneumatischer kraftwandler

Info

Publication number: DE3506707A1
Application number: DE19853506707
Authority: DE
Inventors: Rudolf M. 8411 Lorenzen Schachtner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-02-26
Filing date: 1985-02-26
Publication date: 1985-11-07

Description

Beschreibung
Hydro - Pneumatischer Kraftwandler Die Erfindung , Hydro- Pneumatischer Kraftwandler, betrifft ein,je nach Kraftbedarf, hydraulisch und/oder pneumatisch betätigtes Bauelement, bei dem durch die praktische Anwendung und/oder Ausnützung der physikalischen Gesetze, des Krafteckes, der Streckenlast und der Druckverteilung in Gasen und/oder Flüssigkeiten, sehr große Kraftübersetzungen erreicht werden.
Anwendbar ist diese Erfindung überall dort, wo nur kurze wege, aber große Kräfte erforderlich sind. Z.B. Klemm- und Spannvorrichtungen. Die vorgegebene Kraftübersetzung soll einerseits die Verwendung von relativ kleinen Bäuelementen bei mittlerem und großem Kraftbedarf ermöglichen, andererseits verhindern, daß für diesen Zweck komplette Hydraulikeinheiten eingesetzt werden müssen.
Die Funktion des Hydro - Pneumatischen Kraftwandlers beruht darauf, daß der Flüssigkeits- und/oder Gasdruck, der in der Druckblase aufgebaut wird, wobei der Druckanker als Befestigung, Zentrierung und zur Verminderung des erforderlichen Volumens des Arbeitsmediums dient, als Streckenlast an die Gurte und/oder Seile abgegeben wird.
Die Streckenlast dieser Zugmittel wird funktionsbedingt nach dem physikalischen Gesetz des Krafteckes an die Befestigungs- und damit an die übertragungselemente (Zuganker) weitergegeben. Die Kraftübersetzung ist abhängig von dem Druck in der Druckblase,deren Länge, der Anzahl der Zugelemente (Gurte/Seile) und dem Winkel der Zugelemente zur gedachten Mittelachse des Kraftwandlers.
Bei der Ausführung 5 Hydro - Pneumatischer Kraftwandler nach Anspruch 1, werden Druckblase, Druckanker und Federn durch sternförmig angeordnete Zylinder ersetzt, wodurch die Kraftübersetzung dann nach der Anzahl und Kraft der Zylinder, sowie in Abhängigkeit des Winkels der Zugelemente (Seile) zur gedachten Mittelachse des Kraftwandlers erfolgt.
Beschreibung -Z-Es ist bekannt, daß mit hydraulischen Zylindern sehr hohe Kräfte erzeugt werden können. Dazu ist es aber auch erforderlich durch spezielle Pumpen sehr hohe Drücke zu erzeugen. Pneumatische Zylinder hingegen werden ab bestimmten Größenverhältnissen unhandlich und unwirtschaftlich.
Oftmals sind z.B. an Werkzeug- und Bearbeitungsmaschinen zum Spannen von Werkstücken größere Kräfte erforderlich.
Die herkömmlichen Pneumatikelemente sind dazu in der Regel nicht mehr einsetzbar, weshalb zusätzlich eine komplette Hydraulikeinheit angebaut wird.
Durch den Hydro - Pneumatischen Kraftwandler kann dies jedoch entfallen, da bei kurzen Arbeitswegen dessen Krafterzeugung mittels Druckluft völlig ausreicht.
Ein weiteres Einsatzgebiet sind die Bewegungsabläufe von Robotern und/oder Handhabungsautomaten dort sitzt funktionsbedingt der Angriffspunkt der Bewegungskaäfte oft am ungünstigen (kürzeren) Teil des Hebels, was zu größerem Kraftaufwand und damit zu Problemen bei der Auslegung der Pneumatikelemente führt. Hier bietet diese Erfindung eine echte Abhilfe.
Ein weiterer Vorteil liegt in der raschen Arbeitsweise, geringer, erforderlicher Druck und schnelle ent- bzw. belüftbarkeit, des Kraftwandlers.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Einsetzbarkeit der Pneumatik zu erweitern, und die Kosten, die durch den Einbau von zusäSliehen Hydraulikeinheiten entstehen, zu verhindern, bzw. bedeutend zu senken.
Diese Aufgabe wird durch den Hydro - Pneumatischen Kraftwandler mit den Merkmalen des Anspruches 1 und den Unteransprüchen 2 bis 5 gelöst.
Beschreibung Drei Ausführungsbdspiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.
Es zeigt die Zeichnung Nr. 1 eine mögliche Ausführung des Hydro - Pneumatischen Kraftwandlers nach Unteranspruch 2.
Beschreibung: Durch das Rohr (Teil8) strömt das Arbeitsmedium (Vorgespannte Gase oder Flüssigkeiten) in die Versorgungsbohrungen des Druckankers (Teil 12) und füllt die Druckblase (Teil 11).
Der sich in der Druckblase aufbauende Arbeitsdruck wird als Streckenlast (entsprecheS der Länge der Druckblase) an die Seile (Teil 7) übermittelt. Die Seile (Teil7) , deren Zugkraft abhängig ist von der Aufblähung der Druckblase (Wirkwinkel des Krafteckes),geben die Zugkräfte über die Klemmvorrichtung (Teil 2,3 und 4) an die Zuganker (Teil 1) weiter. Die Kraftübertragung von Teil 1 an die gewünschten Angriffpunkte erfolgt über genormte und/oder spezielle Maschinenelemente.
Damit der Druckanker während des Arbeitshubes von Teil 1 in der gewünschten Position verbleibt, wird er durch die Federn (Teil 6) und durch die Teile 5 und 8 zentriert.
Die Teile 9 und 10 dienen zum Klemmen der Druckblase (Teil 11) auf dem Druckanker (Teil 12).
Beschreibung-Die Zeichnung Nr. 2 zeigt eine mögliche Ausführung des Hydro -Pneumatischen Kraftwandlers nach Unteranspruch 3.
Beschreibung: Durch das Rohr (Teil 10) strömt das Arbeitsmedium (Vorgespannte Gase oder Flüssigkeiten) in die Versorgungsbohrungen des Druckankers (Teil 5) und füllt die Druckblase (Teil 6) . Der sich in der Druckblase aufbauende Arbeitsdruck wird als Strecken- bzw. Flächenlast an die Gurte (Teil 4) übermittelt. Die Gurte (Teil 4) , deren Zugkraft abhängig ist von der Aufblähung der Druckblase (Teil 6) (Wirkwinkel des Krafteckes), geben die Zugkräfte über die Klemmvorrichtung (Teil 2 und 3) an die Zuganker (Teil 1) weiter. Die Kraftübertragung von Teil 1 an die gewünschten Angriffspunkte erfolgt über genormte und/oder spezielle Maschinenelxmente .
Damit der Druckanker während des Arbeitshubes von Teil 1 in der gewünschten Position verbleibt, wird er durch die Federn (Teil 9) und durch die Teile 11 und 10 zentriert.
Die Federn (Teil 9) bewirken außerdem die jeweilige Rückkehr der beweglichen Teile des Kraftwandlers in seine Grundposition nach Beendigung des Arbeitshubes.
Die Teile 7 und 8 dienen zum Klemmen der Druckblase (Teil 6) auf dem Druckanker(Teil 5).
Beschreibung Die Zeichnung Nr. 3 zeigt eine mögliche Ausführung des Hydro - Pneumatischen Kraftwandlers nach Unteranspruch 4.
Beschreibung: Durch die mittige Bohrung im Zuganker(eil 6) strömt das Arbeitsmedium (Vorgespannte Gase oder Flüssigkeiten) in die Versorgungsbohrungen des Druckankers (Teil 1) und füllt die Druckblase (Teil 2). Der sich in der Druckblase aufbauende Arbeitsdruck wird als Strecken- bzw. Flächenlast an die Gurte (Teil 5) übermittelt. Die Gurte (Teil 5), deren Zugkraft abhängig ist von der Aufblähung der Druckblase (Teil 2) (Wirkwinkel des Krafteckes), geben die Zugkräfte über die Klemmvorrichtung (Teil 7 und 8) an die Zuganker (Teil 6 und 9) weiter. Die Kraftübertragung von Teil 6 und 9 an die gewünschten Angriffspunkte erfolgt über genormte und /oder spezielle Maschinenelemente.
Damit der Druckanker und alle übrigen beweglichen Teile während des Arbeitshubes in der gewünschten Position verbleiben, wird der Druckanker (Teil 1) in Teil 6 verschraubt, wobei zugleich die Druckblase (Teil 2) bereits einseitig geklemmt wird. Die Zentrierung von Teil 9 erfolgt über die bolzenartige, einseitige Verbigerung des Druckankers(?eil 1; Die Teile 3 und 10 dienen zum Klemmen der zweiten Seite der Druckblase (Teil 2).
Die Druckfeder (Teil 11) und deren Gegenlager (Teil 4) sorgen für die Nullstellung des Kraftwandlers nach Beendigung des Arbeitshubes.

Claims

Patentansprüc he 1. Hydro - Pneumatischer Kraftwandler füy Maschinen, technische Anlagen und/oder Vorrichtungen, der mit vorgegebener Kraftübersetzung die Druckkräfte von Flüssigkeiten und/oder Gasen in größere Zugkräfte umwandelt, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftwandler aus Seilen und/oder Zuggurten, einer Gummi oder Kunststoffblase, einem Druckanker und den Halte- bzw. Übertragungselementen zusammengesetzt ist.

Die kennzeichnenden Teile werden je für sich hergestellt.
2. Hydro - Pneumatischer Kraftwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftwandler aus Seilen, einer Druckblase, einem Druckanker, konischen Klemmringen, Druckfedern und den Befestigungs- bzw. Übertragungselementen zusammengesetzt ist.

Die kennzeichnenden Teile werden je für sich hergestellt.
3. Hydro - Pneumatischer KraftwandJer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß deS Kraftwandler aus Gurten, einer Druckblase, einem Druckanker, Klemmschellen, Druckfedern und den Befestigungs- bzw. Übertragungselementen zusammengesetzt ist.

Die kennzeichnenden Teile werden je für sich hergestellt.
4. Hydro - Pneumatischer Kraftwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der KraXtwandler aus Gurten, einer assymetrisch angeordneten Druckblase, einem Druckanker, Klemmschellen, einer Druckfeder und den Befestigungs- bzw. Ubertragungselementen zusammengesetzt ist.

Die kennzeichnenden Teile werden Je für sich hergestellt.
5. Hydro - Pneumatischer Kraftwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftwandler aus Seilen, sternförmig angeordneten Luft- oder Flüssigkeitszylindern und den Halte- bzw. übertragungselementen zusammengesetzt ist.

Die kennzeichnenden Teile werden Je für sich hergestellt.