EP1522331A1

EP1522331A1 - Pneumatic expander

Info

Publication number: EP1522331A1
Application number: EP03022755A
Authority: EP
Inventors: Rolf Eigeldinger; Hans-Jürgen Neher; Wolfgang Skobjin; Dieter Waldmann
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2003-10-10
Filing date: 2003-10-10
Publication date: 2005-04-13

Abstract

Pneumatic expander (1) comprises a main housing (2), two actuating units (4a, 4b) that can be manually adjusted relative to the housing to compress air in at least one air chamber (15) in at least one operating mode of the expander, and a control valve unit (17) that can be brought into different stable switching states without addition of energy. Preferred Features: The pneumatic expander is a mobile device.

Description

Die Erfindung betrifft einen pneumatischen Expander, also ein Sportgerät, das vergleichbar einem konventionellen Expander einsetzbar ist, jedoch auf pneumatischer Wirkweise basiert.The invention relates to a pneumatic expander, so a Sports equipment that is comparable to a conventional expander can be used, but based on pneumatic action.

Expander sind Sportgeräte, die hauptsächlich zur Stärkung der Muskulatur im Oberkörperbereich eingesetzt werden. Herkömmliche Expander sind dazu mit mechanischen Federn oder Federbändern ausgestattet, die mittels geeigneter Griffe auseinandergezogen oder zusammengedrückt werden können, wobei sie eine zu überwindende Gegenkraft aufbauen. Nachteilig bei diesen bekannten Bauformen ist die in der Regel sehr steile Federkennlinie, die zur Folge hat, dass die aufzubringende Kraft ständig zwischen Null und einem sehr hohen Wert schwankt, was einer für die Physis vorteilhaften, gleichmäßigen Anwendung entgegensteht.Expanders are sports equipment that are mainly used to strengthen the Musculature used in the upper body area. conventional Expanders are with mechanical springs or spring bands equipped, which pulled apart by means of suitable handles or can be compressed, with one build up to be overcome counterforce. A disadvantage of these known designs is the usually very steep spring characteristic, which has the consequence that the applied force constantly fluctuating between zero and a very high value, which a beneficial for the physique, uniform application opposes.

Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gesetzt, ein vergleichbar einem konventionellen Expander einsetzbares Sportgerät bereitzustellen, das bei kompakten Abmessungen und einfacher Handhabung vergrößerte Trainingserfolge liefert.The present invention has set itself the task, a comparable to a conventional expander deployable To provide sports equipment that in compact dimensions and easy handling provides increased training results.

Gelöst wird diese Aufgabe durch einen pneumatischen Expander, mit einem Hauptgehäuse, mit zwei Betätigungseinheiten, die manuell relativ zu dem Hauptgehäuse verstellbar sind, um in wenigstens einem Betriebsmodus des Expanders in mindestens einer Luftspeicherkammer Luft zu komprimieren, und mit einer Steuerventileinrichtung, die zur Vorgabe unterschiedlicher Betriebsmodi des Expanders in verschiedene, jeweils ohne Energiezufuhr stabil beibehaltene Schaltzustände verbringbar ist.This task is solved by a pneumatic expander, with a main body, with two operating units, the manually adjustable relative to the main body to in at least one operating mode of the expander in at least an air storage chamber to compress air, and with a Control valve device, the default for different Operating modes of the expander in different, each without Energy supply stable maintained switching states can be brought is.

Ein solcher pneumatischer Expander hat den Vorteil, dass er sich in einer Weise auslegen lässt, bei der die von der trainierenden Person aufzubringenden Stellkräfte nur wenig schwanken. Man kann beispielsweise in der Luftspeicherkammer ein als Luftfeder wirkendes Luftvolumen geeigneter Größe zur Verfügung stellen, das beim Bewegen der Betätigungseinheiten komprimiert wird, wobei der Druckanstieg und der Anstieg der sich aufbauenden Gegenkraft durch entsprechende konstruktive Auslegung der gerätetechnischen Parameter auf geringem Niveau gehalten werden können. Man erreicht somit bei Anwendung des pneumatischen Expanders eine relativ konstante hohe Belastung der Muskeln, was einen effektiven und schnellen Muskelaufbau fördert. Durch die Steuerventileinrichtung können bei Bedarf oder beispielsweise auf Basis eines integrierten Steuerprogramms unterschiedliche Betriebsmodi des Expanders vorgegeben werden. So ist zum Beispiel mindestens ein Betriebsmodus für das Einstellen des Gerätes bei der erstmaligen Inbetriebnahme durch eine Person möglich und können, beispielsweise unter Berücksichtigung des Trainingszustandes des Anwenders, verschiedene Trainingsmodi zur Verfügung gestellt werden. Von Vorteil ist dabei, dass die für die unterschiedlichen Betriebsmodi verantwortlichen Schaltzustände der Steuerventileinrichtung durch eine entsprechende Ausgestaltung derselben jeweils ohne Energiezufuhr stabil beibehalten werden, bis eine neuerliche Zustandsänderung gewünscht oder vorgegeben wird. Diese Maßnahme bewirkt einen stark reduzierten Energieverbrauch und sorgt auch bei einem Einsatz als Mobilgerät für eine sehr lange Nutzungsdauer. Such a pneumatic expander has the advantage that it can be interpreted in a way that the one exercising Person to be applied adjusting forces only a little vary. For example, in the air storage chamber an acting as an air spring air volume of suitable size Provide that when moving the operating units is compressed, the pressure increase and the increase in the self-building counterforce by appropriate constructive Design of the equipment parameters at a low level can be kept. One thus achieves when using the pneumatic expander a relatively constant high load muscles, resulting in effective and fast muscle growth promotes. By the control valve device can if necessary or, for example, based on an integrated control program different operating modes of the expander specified become. For example, at least one operating mode is for the setting of the device at initial start-up by a person possible and can, for example, under Consideration of the training state of the user, various Training modes are provided. From The advantage here is that for the different operating modes responsible switching states of the control valve device by a corresponding embodiment of the same be kept stable without energy supply until a new status change desired or specified becomes. This measure causes a greatly reduced energy consumption and also provides for a use as a mobile device for a very long service life.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.Advantageous developments of the invention will become apparent from the dependent claims out.

Im Innern des Hauptgehäuses befinden sich vorzugsweise mehrere Gehäusekammern, die die mindestens eine Luftspeicherkammer sowie zwei den Betätigungseinheiten zugeordnete Arbeitskammern bilden, wobei die Luftspeicherkammer über die Steuerventileinrichtung mit den beiden Arbeitskammern zur Vorgabe unterschiedlicher Betriebsmodi variabel pneumatisch verknüpfbar ist.Inside the main housing are preferably several Housing chambers containing the at least one air storage chamber and two working chambers associated with the actuating units form, wherein the air storage chamber via the control valve device with the two working chambers to specify different Operating modes variably pneumatically linkable is.

Auf diese Weise kann beispielsweise erreicht werden, dass während eines Einstellmodus Luft aus der Umgebung angesaugt und bis zum Erreichen eines vorbestimmten Druckes in die Luftspeicherkammer hineingepumpt wird, wobei in einem nachgeschalteten Trainingsmodus durch Drücken und Ziehen der Betätigungseinheiten das eingesperrte Luftvolumen immer wieder komprimiert wird und so quasi als Luftfeder wirkt.In this way it can be achieved, for example, that aspirated air from the environment during a setting mode and until reaching a predetermined pressure in the Air storage chamber is pumped in, wherein in a downstream Training mode by pressing and pulling the operating units the caged air volume over again is compressed and acts as a kind of air spring.

Die Steuerventileinrichtung befindet sich zweckmäßigerweise in einer Gehäusekammer des Hauptgehäuses. Es besteht die Möglichkeit, Bestandteilen des Hauptgehäuses unmittelbar die Funktion als Gehäuse der Steuerventileinrichtung aufzuerlegen.The control valve device is expediently located in a housing chamber of the main body. There is a possibility Components of the main housing immediately the Impose function as a housing of the control valve device.

Das Hauptgehäuse ist zweckmäßigerweise mit einer Bedieneinheit ausgestattet, die über Anzeige-, Bedien- und/oder elektronische Steuermittel verfügt. Die elektronischen Steuermittel können ein Steuerprogramm beinhalten, das beispielsweise zeitabhängig oder in Abhängigkeit vom Trainingsfortschritt eine vorgegebene Variation des Schaltzustandes der Steuerventileinrichtung hervorruft. Die Anzeigemittel können beispielsweise dazu dienen, Dauer und Erfolg der Trainingssitzung zu visualisieren. The main housing is expediently with a control unit equipped with display, control and / or electronic Control means has. The electronic control means may include a control program, for example time-dependent or depending on the training progress a predetermined variation of the switching state of the control valve device causes. The display means may, for example serve, duration and success of the training session to visualize.

Es besteht die Möglichkeit, die Steuerventileinrichtung so auszubilden, dass das Umschalten zwischen den einzelnen Schaltzuständen manuell zu erfolgen hat. Dies gestattet die Realisierung eines Gerätes, das im Extremfall völlig ohne elektrische Energie auskommt. Die erforderlichen Einstellungen können beispielsweise anhand einer Trainingstabelle vorgenommen werden.It is possible, the control valve device so train that switching between the individual Switching states must be done manually. This allows the Realization of a device, which in extreme cases completely without electrical energy gets by. The required settings can for example be made on the basis of a training table become.

Bei einer komfortableren Ausführungsform ist die Steuerventileinrichtung zum elektrisch aktivierten Umschalten zwischen den einzelnen Schaltzuständen ausgebildet. Zum Umschalten kann beispielsweise eine einen Elektromotor aufweisende Antriebseinrichtung vorgesehen werden. Da die elektrische Energie jedoch nur zum Umschalten benötigt wird, und nicht zum Aufrechterhalten des jeweils eingeschalteten Schaltzustandes, reicht die übliche Kapazität portabler Energiequellen, beispielsweise Batterien oder Akkus, für eine sehr lange Betriebsdauer des Gerätes.In a more comfortable embodiment, the control valve means for electrically activated switching between formed the individual switching states. To switch For example, an electric motor having a drive device be provided. Because the electrical energy However, only needed to switch, and not to Maintaining the switched-on switching state, ranges the usual capacity of portable energy sources, for example Batteries or rechargeable batteries, for a very long service life of the device.

In diesem Zusammenhang ist die Steuerventileinrichtung zweckmäßigerweise mit einem oder mehreren Steuerventilen ausgestattet, die nach der Veränderung ihres Schaltzustandes den neuen Schaltzustand ohne weitere Energiezufuhr beibehalten. Dies lässt sich als passive Schaltstellung bezeichnen. Realisierbar wäre dies zum Beispiel durch den Einsatz eines oder mehrerer Schieberventile, das bzw. die alle benötigten Ventilfunktionen beinhaltet bzw. beinhalten. Der Energieverbrauch ist hier nur auf die eigentliche Stellbewegung beschränkt.In this context, the control valve device is expediently equipped with one or more control valves, after the change of their switching state the maintain new switching state without further energy supply. This can be described as a passive switching position. feasible For example, this would be through the use of one or more several slide valves, the or all required valve functions includes or include. The energy consumption here is limited only to the actual positioning movement.

Bevorzugt ist die Steuerventileinrichtung mit mehreren Steuerventilen ausgestattet, die zur Vorgabe der gewünschten Schaltzustände mit unterschiedlichen Schaltmustern betätigbar sind. Für eine solche Bauform eignen sich vor allem Steuerventile mit einer 2/2-Ventilfunktionalität, die sich auch durch einen sehr einfachen Aufbau auszeichnen. Zur Betätigung der Steuerventile besitzt die vorhandene Antriebseinrichtung zweckmäßigerweise ein entsprechend den gewünschten Schaltmustern codiertes Betätigungsglied, das in unterschiedlichen Steuerstellungen positionierbar ist, in denen es, dem jeweils wirksamen Schaltmuster entsprechend, mit den Ventilgliedern der Steuerventile zusammenwirkt. Auf diese Weise kann beispielsweise eine lineare oder rotative Nockensteuerung verwirklicht werden. Jedenfalls beschränkt sich der Energieverbrauch auch bei einer solchen Bauform nur auf die kurzzeitige Stellbewegung des codierten Betätigungsgliedes.Preferably, the control valve device is provided with a plurality of control valves equipped to specify the desired Switching states with different switching patterns can be actuated are. Above all, control valves are suitable for such a design with a 2/2 valve functionality, too characterized by a very simple structure. For operation the control valves has the existing drive device suitably one according to the desired switching patterns coded actuator, which in different Control positions can be positioned in which it, the respectively effective switching pattern accordingly, with the valve members the control valves cooperates. In this way, for example realizes a linear or rotary cam control become. In any case, the energy consumption is limited even with such a design only on the short-term Actuating movement of the coded actuator.

In Verbindung mit einer Ausgestaltung, bei der die Steuerventile in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind und über in die gleiche Richtung weisende, mit den Ventilgliedern bewegungsgekoppelte Antriebsstößel verfügen, ist das Betätigungsglied vorzugsweise schieberartig ausgebildet und zum Positionieren in den unterschiedlichen Steuerstellungen rechtwinkelig zur Verstellrichtung der Ventilglieder über die mit diesen bewegungsgekoppelten Antriebsstößel verfahrbar.In conjunction with an embodiment in which the control valves are arranged in a common plane and over in pointing the same direction, motion coupled with the valve members Actuator, is the actuator preferably formed slider-like and for positioning rectangular in the different control positions to the adjustment of the valve members on the with these motion-coupled drive ram movable.

Damit gegebenenfalls vorhandene elektronische Steuermittel jederzeit über den aktuellen Schaltzustand informiert sind, verfügt der pneumatische Expander zweckmäßigerweise über Positionserfassungsmittel zur Erfassung der Steuerstellungen des Betätigungsgliedes.With it possibly existing electronic control means are always informed about the current switching state, the pneumatic expander expediently has position detection means for recording the control positions of the actuator.

Bei den Steuerventilen handelt es sich vorzugsweise um 2/2-Wege-Sitzventile, die federbelastet in eine Grundstellung vorgespannt sind, aus der sie durch das Betätigungsglied bei entsprechender Aktivierung auslenkbar sind. The control valves are preferably 2/2-way poppet valves, the spring loaded in a basic position are biased from which they come through the actuator at appropriate activation are deflected.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

Fig. 1: eine Seitenansicht des pneumatischen Expanders,
Fig. 2: einen Längsschnitt durch den Expander aus Fig. 1 gemäß Schnittlinie II-II aus Fig. 3, ohne Darstellung der zur Betätigung vorgesehenen Handgriffe, wobei die interne Kanalführung der besseren Übersichtlichkeit wegen abweichend von den aus Fig. 3 ersichtlichen tatsächlichen Gegebenheiten abgebildet ist,
Fig. 3: einen Querschnitt durch den pneumatischen Expander gemäß Schnittlinie III-III aus Fig. 2,
Fig. 4: ein Funktionsschaltbild des pneumatischen Expanders, wobei der umrahmte Bereich eine in bevorzugter Weise ausgestattete Steuerventileinrichtung wiedergibt,
Fig. 5: eine Einzeldarstellung einer bevorzugten Bauform der Steuerventileinrichtung und
Fig. 6: den in Fig. 5 markierten Ausschnitt VI in vergrößerter Darstellung.

The invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. In this show:

Fig. 1: a side view of the pneumatic expander,
Fig. 2: 3 shows a longitudinal section through the expander of FIG. 1 according to section line II-II from FIG. 3, without showing the handles provided for actuation, wherein the internal channel guide is shown for the sake of better clarity in deviation from the actual conditions shown in FIG.
Fig. 3: a cross section through the pneumatic expander according to section line III-III of Fig. 2,
Fig. 4: 5 is a functional diagram of the pneumatic expander, wherein the framed area represents a control valve device which is preferably equipped,
Fig. 5: a single representation of a preferred design of the control valve device and
Fig. 6: the marked in Fig. 5 section VI in an enlarged view.

Der in seiner Gesamtheit mit Bezugsziffer 1 bezeichnete pneumatische Expander ist ein zu Trainingszwecken, insbesondere für den Muskelaufbau, einsetzbares Sportgerät, das vom Anwender im Regelfall zweihändig betrieben wird.The designated in its entirety by reference numeral 1 pneumatic Expander is for training purposes, in particular for muscle building, usable sports equipment, by the user usually operated with two hands.

In der aus der Zeichnung ersichtlichen bevorzugten Bauform besitzt der Expander ein längliches Hauptgehäuse 2, dessen Längsachse bei 3 strichpunktiert angedeutet ist, sowie zwei Betätigungseinheiten 4a, 4b, die beide in Richtung der Längsachse 3 relativ zu dem Hauptgehäuse 2 verstellbar und insbesondere verschiebbar sind. Die Betätigungseinheiten 4a, 4b können insbesondere in einander jeweils entgegengesetzten Richtungen bewegt werden, sodass sie sich entweder voneinander entfernen oder einander annähern. Ihre möglichen Bewegungen, die parallel zueinander verlaufen, sind bei 5a, 5b durch Doppelpfeile angedeutet.In the apparent from the drawing preferred design the expander has an elongate main housing 2, whose Longitudinal axis is indicated by dash-dotted lines at 3, and two Actuators 4a, 4b, both in the direction of the longitudinal axis 3 relative to the main housing 2 adjustable and in particular are displaceable. The actuators 4a, 4b especially in each other opposite each other Directions are moved so that they are either different from each other remove or approach each other. Your possible movements, which run parallel to each other, are at 5a, 5b by Double arrows indicated.

Das Hauptgehäuse 2 besitzt ein als Hohlkörper konzipiertes längliches Zentralteil 6, an das stirnseitig unter Abdichtung zwei Gehäusedeckel 7a, 7b angesetzt sind. Das Zentralteil 6 hat rohrförmigen Charakter und ist von mehreren linear verlaufenden Kanälen 8 durchsetzt, die parallel zur Längsachse 3 ausgerichtet sind und zu den beiden Stirnflächen 12a, 12b des Zentralteils 6 ausmünden. Die Mündungen sind dort durch die beiden Gehäusedeckel 7a, 7b abgedeckt, sodass sich zur Umgebung hin abgeschlossene Gehäusekammern 13 ergeben, die in Längsrichtung des Hauptgehäuses 2 verlaufen und in diesem längsseits nebeneinander angeordnet sind. Zwei bevorzugt unmittelbar nebeneinander angeordnete Gehäusekammern 13 bilden eine erste und eine zweite Arbeitskammer 14a, 14b. Eine weitere Gehäusekammer 13 bildet eine Luftspeicherkammer 15. Und schließlich fungiert eine vierte Gehäusekammer 13 zur Aufnahme einer noch zu erläuternden Steuerventileinrichtung 17 und sei daher als Steuerkammer 16 bezeichnet.The main housing 2 has a designed as a hollow body elongated central part 6, to the front side under sealing two housing cover 7a, 7b are attached. The central part 6 has tubular character and is of several linearly extending Passed through channels 8, parallel to the longitudinal axis of the third are aligned and to the two end faces 12a, 12b of the Open the central part 6. The estuaries are there through the covered two housing cover 7a, 7b, so that the environment closed housing chambers 13 result in the Longitudinal direction of the main housing 2 and run in this are arranged alongside each other. Two preferred immediately form juxtaposed housing chambers 13 a first and a second working chamber 14a, 14b. Another Housing chamber 13 forms an air storage chamber 15. And Finally, a fourth housing chamber 13 acts to accommodate a yet to be explained control valve means 17 and is therefore referred to as control chamber 16.

Bei Bedarf wäre auch eine größere Anzahl von Gehäusekammern 13 möglich. Auf diese Weise könnten beispielsweise mehrere zueinander parallele Luftspeicherkammern definiert werden.If necessary, a larger number of housing chambers would be 13 possible. In this way, for example, several mutually parallel air storage chambers are defined.

Die beiden Betätigungseinheiten 4a, 4b sind bevorzugt identisch ausgebildet. Sie durchsetzen jeweils unter Abdichtung einen der beiden Gehäusedeckel 7a, 7b und tauchen koaxial in eine der beiden Arbeitskammern 14a, 14b ein, sodass sie dem-entsprechend als erste und zweite Betätigungseinheiten 4a, 4b bezeichnet werden.The two actuating units 4a, 4b are preferably identical educated. They enforce each under sealing one of the two housing cover 7a, 7b and dive coaxial in one of the two working chambers 14a, 14b, so that they accordingly as first and second actuator units 4a, 4b be designated.

Jede Betätigungseinheit 4a, 4b besitzt einen unter Abdichtung in der zugeordneten Arbeitskammer 14a, 14b verschiebbar angeordneten Kompressionskolben 18. An diesem greift einenends eine Betätigungsstange 22 an, die den zugeordneten Gehäusedeckel 7a, 7b durchsetzt und außerhalb des Hauptgehäuses 2 mit einem Krafteinleitungsabschnitt 23 versehen ist. Bei ihm handelt es sich insbesondere um einen ergonomisch gestalteten Handgriff, der sich mit einer Hand ergreifen lässt, um die zum Ausführen der Bewegungen 5a, 5b erforderlichen Betätigungskräfte aufbringen zu können.Each actuating unit 4a, 4b has a seal slidably disposed in the associated working chamber 14a, 14b Compression plunger 18. This one engages an actuating rod 22, which the associated housing cover 7a, 7b interspersed and outside of the main housing. 2 is provided with a force introduction portion 23. With him it is in particular an ergonomically designed Handle that can be grabbed with one hand, around the to perform the movements 5a, 5b required actuating forces to be able to raise.

Durch den Kompressionskolben 18 wird eine jeweilige Arbeitskammer 14a, 14b in einen der Betätigungsstange 22 entgegengesetzten vorderen Kompressionsraum 24 und einen von der Betätigungsstange 22 durchsetzten, dem zugehörigen Krafteinleitungsabschnitt 23 zugewandten hinteren Kompressionsraum 25 unterteilt. Über in die Gehäusewandung 26 des Hauptgehäuses 2 integrierte Fluidkanäle 27, deren Verlauf teilweise gestrichelt angedeutet ist, stehen sämtliche Kompressionsräume 24, 25 fluidisch mit der Steuerventileinrichtung 17 in Verbindung. Diese Steuerventileinrichtung 17 kommuniziert ihrerseits über einen ebenfalls in der Gehäusewandung 26 verlaufenden Fluidkanal 27' mit der Luftspeicherkammer 15.By the compression piston 18 is a respective working chamber 14a, 14b in one of the actuating rod 22 opposite front compression space 24 and one of the operating rod 22 enforced, the associated force introduction section 23 facing rear compression space 25th divided. About in the housing 26 of the main housing. 2 integrated fluid channels 27, whose course partially dashed is indicated, are all compression spaces 24, 25 fluidly connected to the control valve device 17 in connection. This control valve device 17 in turn communicates via a likewise running in the housing 26 Fluid channel 27 'with the air storage chamber 15th

Auf diese Weise sind die Luftspeicherkammer 15 und die beiden Arbeitskammern 14a, 14b über die ebenfalls im Hauptgehäuse 2 angeordnete Steuerventileinrichtung 17 pneumatisch verknüpfbar. Die Art der Verknüpfung bestimmt den aktuellen Betriebsmodus des pneumatischen Expanders. Bevorzugt ist die Steuerventileinrichtung 17 so ausgebildet, dass sie zur Vorgabe unterschiedlicher Betriebsmodi des Expanders in verschiedene Schaltzustände verbracht werden kann. Die Auslegung ist dabei insbesondere so getroffen, dass die Steuerventileinrichtung 17 den jeweils eingestellten Schaltzustand ohne Energiezufuhr stabil beibehält. Dies gestattet einen äußerst energiesparenden Betrieb, was dem bestimmungsgemäßen Einsatz des pneumatischen Expanders als Mobilgerät überaus förderlich ist, weil bei kabellosem Betrieb die Kapazität an Bord befindlicher Energiespeicher 28 eine lange Betriebsdauer ohne Austausch oder Nachladen zulässt.In this way, the air storage chamber 15 and the two Working chambers 14 a, 14 b on the also in the main body. 2 arranged control valve device 17 pneumatically linkable. The type of link determines the current operating mode pneumatic expander. The control valve device is preferred 17 designed so that they are different from the default Operating modes of the expander in different Switching states can be spent. The design is included in particular so made that the control valve device 17 each set switching state without power supply stable retains. This allows a very energy efficient Operation, which the intended use of the pneumatic Expanders as a mobile device is extremely conducive, because for wireless operation, the capacity on board Energy storage 28 a long service life without replacement or reloading.

Beim Ausführungsbeispiel sitzt der lediglich strichpunktiert angedeutete mindestens eine Energiespeicher 28 zweckmäßigerweise zusammen mit der Steuerventileinrichtung 17 in der Steuerkammer 16. Er kann allerdings ohne weiteres auch an anderer Stelle untergebracht werden, beispielsweise in einem durch einen Deckel 32 verschlossenen Fach einer im Bereich des Außenumfanges des Hauptgehäuses 2 vorgesehenen Bedieneinheit 33.In the embodiment of sitting only dash-dotted indicated at least one energy storage 28 expediently together with the control valve device 17 in the Control chamber 16. He can, however, readily to others Be accommodated in a place, for example in one closed by a lid 32 compartment one in the area the outer circumference of the main housing 2 provided operating unit 33rd

Die in Fig. 5 und 6 in einer besonders bevorzugten Ausstattungsvariante gezeigte Steuerventileinrichtung 17 ist zweckmäßigerweise eine selbsttragende Baueinheit, in der ihre Komponenten kompakt zusammengefasst sind. Sie hat eine längliche, schlanke Bauweise und kann somit optimal in der Steuerkammer 16 untergebracht werden. Beim Ausführungsbeispiel ist sie mit ihrer einen Stirnseite an eine Montageschnittstelle 46 an der Innenfläche des zugeordneten ersten Gehäusedeckels 7a angeflanscht.The in Figs. 5 and 6 in a particularly preferred equipment variant shown control valve device 17 is suitably a self-supporting unit in which its components compact are summarized. She has an oblong, slim design and can thus optimally in the control chamber 16 are housed. In the embodiment is she with her one end face to a mounting interface 46 on the inner surface of the associated first housing cover 7a flanged.

Im in die zugeordnete Arbeitskammer 14a, 14b eingefahrenen Zustand der Betätigungseinheiten 4a, 4b nehmen die Krafteinleitungsabschnitte 23 eine an die zugeordnete Stirnseite des Hauptgehäuses 2 weitestmöglich angenäherte, zusammengeschobene Position ein. Die in den Arbeitskammern 14a, 14b liegenden Längenabschnitte der Betätigungseinheiten 4a, 4b überlappen sich in Längsrichtung. Für beide Betätigungseinheiten 4a, 4b steht mithin ein relativ großer Hub trotz kompakter Längenabmessungen des Hauptgehäuses 2 zur Verfügung.Im in the associated working chamber 14a, 14b retracted State of the operating units 4a, 4b take the force introduction sections 23 one to the associated end of the Main body 2 as far as possible approximated, pushed together Position. The lying in the working chambers 14a, 14b Length sections of the actuator units 4a, 4b overlap in the longitudinal direction. For both actuators 4a, 4b is therefore a relatively large stroke despite compact length dimensions of the main body 2 available.

Für den Betrieb des Expanders 1, also das Zusammenschieben und Auseinanderziehen der Krafteinleitungsabschnitte 23, ist es von Vorteil, wenn die Betätigungseinheiten 4a, 4b möglichst nahe beieinander liegen. Um dies zu begünstigen, haben die beiden Arbeitskammern 14a, 14b beim Ausführungsbeispiel, wie aus Fig. 3 ersichtlich, jeweils einen länglichen, flachen Querschnitt und sind so längsseits nebeneinander angeordnet, dass ihre strichpunktiert angedeuteten Hauptausdehnungsebenen 34a, 34b parallel zueinander verlaufen. Die Arbeitskammern haben im Querschnitt bevorzugt geradlinige Längsseiten und abgerundete Schmalseiten.For the operation of the expander 1, so the pushing together and pulling the force introduction portions 23, it is advantageous if the actuator units 4a, 4b as possible lie close to each other. To favor this, have the two working chambers 14a, 14b in the embodiment, as shown in Fig. 3, each an elongated, flat Cross-section and are thus arranged alongside each other, that their main extension levels indicated by dash-dotted lines 34a, 34b parallel to each other. The working chambers have in cross section preferably straight longitudinal sides and rounded narrow sides.

Es ist dabei von Vorteil, wenn die beiden Arbeitskammern 14a, 14b im zentralen Bereich des Hauptgehäuses 2 untergebracht sind, wie dies wiederum aus Fig. 3 exemplarisch ersichtlich ist.It is advantageous if the two working chambers 14a, 14b housed in the central region of the main housing 2 are, as shown again in FIG. 3 by way of example is.

Bevorzugt hat das Hauptgehäuse 2 einen ovalen oder elliptischen Querschnitt. Die Luftspeicherkammer 15 und die Steuerkammer 16 sind zweckmäßigerweise im Bereich der beiden Hauptscheitel platziert und flankieren die beiden Arbeitskammern 14a, 14b auf einander entgegengesetzten Längsseiten.Preferably, the main housing 2 has an oval or elliptical Cross-section. The air storage chamber 15 and the control chamber 16 are expediently in the region of the two main vertices placed and flank the two working chambers 14a, 14b on opposite longitudinal sides.

Von Vorteil ist es, wenn die beiden Arbeitskammern 14a, 14b mit Bezug zum genauen Zentrum des ovalen oder elliptischen Querschnittes zu einem der beiden Nebenscheitel hin versetzt sind. Dadurch ergibt sich im Bereich des anderen Nebenscheitels ein innerhalb des ovalen oder elliptischen Umrisses liegender Bereich, de,r in vorteilhafter Weise zur Ausbildung einer zum Außenumfang des Hauptgehäuses 2 hin offenen, längsverlaufenden Aufnahmevertiefung 36 genutzt wird, in der die schon erwähnte Bedieneinheit 33 platziert ist. Zur Befestigung der Bedieneinheit 33 am Hauptgehäuse 2 sind geeignete Schrauben 37 vorgesehen, wobei allerdings auch eine andere Befestigungsart gewählt werden kann.It is advantageous if the two working chambers 14a, 14b with reference to the exact center of the oval or elliptical Cross-section offset to one of the two side vertices are. This results in the area of the other side vertex a lying within the oval or elliptical outline Area, de, r advantageously to form a open towards the outer circumference of the main housing 2, longitudinal receiving recess 36 is used in the the already mentioned operating unit 33 is placed. For fixing the operating unit 33 on the main body 2 are suitable Screw 37 provided, but also another Fastening can be selected.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, sind die Arbeitskammern 14a, 14b zweckmäßigerweise derart winkelmäßig im Innern des Hauptgehäuses 2 ausgerichtet, dass ihre Hauptausdehnungsebenen 34a rechtwinkelig zur Hauptachse 35 des Hauptgehäuse-Querschnittes verlaufen. Die Längsachsen der beiden Betätigungseinheiten 4a, 4b liegen in einer zu den beiden Hauptausdehnungsebenen 34a, 34b rechtwinkeligen Ebene 39, die zu der Hauptachse 35 parallel beabstandet verläuft.As can be seen from Fig. 3, the working chambers 14a, 14b expediently in such an angular manner in the interior of the main housing 2, that their main extension planes 34a perpendicular to the major axis 35 of the main body section run. The longitudinal axes of the two actuator units 4a, 4b lie in one of the two main extension planes 34a, 34b right-angled plane 39 leading to the main axis 35 runs parallel spaced.

Die geschilderte ovale bzw. elliptische Querschnittsform bezieht sich beim Ausführungsbeispiel auf sowohl das Zentralteil 6 als auch die beiden Gehäusedeckel 7a, 7b. Letztere könnten unter Umständen allerdings auch eine abweichende Formgebung haben.The described oval or elliptical cross-sectional shape refers in the embodiment of both the central part 6 and the two housing cover 7a, 7b. Latter could possibly also have a different one Have shape.

Bei dem Zentralteil 6 handelt es sich zweckmäßigerweise um ein Hohlprofilelement, das durch Strangpressen hergestellt wird. Es besteht insbesondere aus Aluminiummaterial. Bei der Herstellung können sowohl die Gehäusekammern 13 als auch die sich ebenfalls über die gesamte Baulänge erstreckende Aufnahmevertiefung 36 sowie zumindest teilweise die Fluidkanäle 27 direkt geformt werden. Dies ermöglicht eine sehr kostengünstige Fertigung. The central part 6 is expediently to a hollow profile element produced by extrusion becomes. It consists in particular of aluminum material. In the Manufacture can both the housing chambers 13 and the also over the entire length extending receiving recess 36 and at least partially the fluid channels 27th be formed directly. This allows a very cost effective Production.

Die Bedieneinheit 33 besitzt zum Beispiel als Tasten oder Schalter ausgeführte Bedienmittel 38, über die das Gerät einund ausgeschaltet werden kann und die bei entsprechender Ausstattung eine manuelle Vorwahl bestimmter Betriebsmodi zulassen. Darüber hinaus verfügt die Bedieneinheit 33 über beim Ausführungsbeispiel von einem alphanumerischen Display gebildete Anzeigemittel 42, die beispielsweise den aktuellen Betriebsmodus, den Trainingsfortschritt oder sonstige Daten anzeigen können. Außerdem ist die Bedieneinheit 33 bevorzugt mit elektronischen Steuermitteln 43 ausgestattet, die den Betriebsablauf überwachen und die insbesondere in der Lage sind, durch ein enthaltenes Steuerprogramm eine bestimmte Trainingsabfolge in Verbindung mit einer geeigneten Ansteuerung der Steuerventileinrichtung 17 vorzugeben.The operating unit 33 has, for example, as buttons or Switch running means 38, via which the device einund can be turned off and the corresponding equipment allow a manual preselection of certain operating modes. In addition, the control unit 33 has at Embodiment formed by an alphanumeric display Display means 42, for example, the current operating mode, show the training progress or other data can. In addition, the operating unit 33 is preferred equipped with electronic control means 43 that control the operation monitor and in particular able are a particular, by a contained control program Training sequence in conjunction with a suitable control the control valve device 17 pretend.

Während es prinzipiell möglich wäre, den pneumatischen Expander so auszulegen, dass er über nur einen Betriebsmodus verfügt, ist es zu Gunsten eines optimalen Trainingsergebnisses sehr von Vorteil, wenn unterschiedliche Betriebsmodi vorgegeben werden können, wobei diese Vorgabe in Verbindung mit einer variablen pneumatischen Verknüpfung zwischen der mindestens einen Luftspeicherkammer 15 und den beiden Antriebskammern 14a, 14b realisiert wird.While it would be possible in principle, the pneumatic expander be designed so that it has only one operating mode, it is in favor of an optimal training result very advantageous if given different operating modes can be used with this requirement in conjunction with a variable pneumatic linkage between the at least an air storage chamber 15 and the two drive chambers 14a, 14b is realized.

Wie schon erwähnt wurde, erfolgt die pneumatische Verknüpfung der Steuerventileinrichtung 17 mit den beiden Arbeitskammern 14a, 14b und der Luftspeicherkammer 15 über in die Gehäusewandung des Hauptgehäuses 2 integrierte Fluidkanäle 27, 27', sodass keine außen liegenden Fluidleitungen erforderlich sind. Eine besonders zweckmäßige Verknüpfungsart ist beim Ausführungsbeispiel gegeben und wird auch aus dem schematischen Funktionsschaubild der Fig. 4 deutlich, in dem die Steuerventileinrichtung 17 durch einen gestrichelten Rahmen angedeutet ist. As already mentioned, the pneumatic connection takes place the control valve device 17 with the two working chambers 14a, 14b and the air storage chamber 15 into the housing wall the main housing 2 integrated fluid channels 27, 27 ', so no external fluid lines required are. A particularly convenient linkage is when Embodiment given and is also from the schematic Functional diagram of Fig. 4 clearly in which the Control valve device 17 by a dashed frame is indicated.

Der die Luftspeicherkammer 15 mit der Steuerventileinrichtung 17 verbindende Fluidkanal 27' verläuft ausschließlich im ersten Gehäusedeckel 7a.The air storage chamber 15 with the control valve device 17 connecting fluid channel 27 'extends exclusively in the first Housing cover 7a.

Die Verbindung der beiden Arbeitskammern 14a, 14b mit der Steuerventileinrichtung 17 erfolgt über Fluidkanäle 27, die teilweise im Zentralteil 6 und teilweise in den Gehäusedekkeln 7a, 7b verlaufen. Dabei ist die Verknüpfung insbesondere so gewählt, dass die beiden vorderen Kompressionsräume 24 über ein erstes Kanalsystem 44 fluidisch miteinander verbunden und gemeinsam an die Steuerventileinrichtung 17 angeschlossen sind, während gleichzeitig die beiden hinteren Kompressionsräume 25 über ein zweites Kanalsystem 45 ihrerseits fluidisch miteinander verbunden und ebenfalls gemeinsam an die Steuerventileinrichtung 17 angeschlossen sind.The connection of the two working chambers 14a, 14b with the Control valve device 17 via fluid channels 27, the partly in the central part 6 and partly in the Gehäusedekkeln 7a, 7b are lost. The link is in particular chosen so that the two front compression spaces 24 fluidly connected to each other via a first channel system 44 and connected together to the control valve device 17 while simultaneously the two posterior compression chambers 25 via a second channel system 45 in turn fluidly connected to each other and also together the control valve device 17 are connected.

Da die Betätigungseinheiten 4a, 4b von entgegengesetzten Stirnseiten her in das Hauptgehäuse 2 eintauchen, sind sowohl die vorderen als auch die hinteren Kompressionsräume 24, 25 einander entgegengesetzten Stirnseiten des Hauptgehäuses 2 zugeordnet. Die gemeinsame Verbindung sämtlicher Fluidkanäle mit der Steuerventileinrichtung 17 erfolgt über die eine Montageschnittstelle 46, die ausschließlich an der die Steuerkammer 16 überdeckenden Innenfläche des ersten Gehäusedeckels 7a vorgesehen ist, sodass auch die durch den entgegengesetzten zweiten Gehäusedeckel 7b verschlossenen Kompressionsräume über geeignete Fluidkanäle 27 an die Montageschnittstelle 46 geführt werden müssen. Zu diesem Zweck erstrecken sich längs der beiden Arbeitskammern 14a, 14b in der Gehäusewandung des Zentralteils 6 verlaufende Kanalabschnitte des ersten und zweiten Kanalsystems 44, 45, die mittels Überbrückungskanälen 47 im zweiten Gehäusedeckel 7b an den betreffenden Kompressionsraum angeschlossen sind. Die längs der Arbeitskammern 14a, 14b verlaufenden Kanalabschnitte sind bevorzugt im Übergangsbereich zwischen den beiden Arbeitskammern 14a, 14b ausgebildet und verlaufen gemeinsam in einer Kanalebene 48, die parallel zu den Hauptausdehnungsebenen 34a, 34b ausgerichtet ist. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind diese Kanalabschnitte in der Fig. 2 jedoch auf einander entgegengesetzten Seiten der beiden Arbeitskammern 14a, 14b eingezeichnet. Ein solcher Kanalverlauf wäre allerdings in der Praxis durchaus ebenfalls möglich.Since the actuator units 4a, 4b of opposite Dipping end faces into the main housing 2 are both the front and the rear compression spaces 24, 25th opposite end faces of the main housing. 2 assigned. The common connection of all fluid channels with the control valve device 17 via the one mounting interface 46, which exclusively at the the control chamber 16 covering the inner surface of the first housing cover 7a is provided, so that by the opposite second housing cover 7b sealed compression spaces via suitable fluid channels 27 to the mounting interface 46th must be led. For this purpose extend longitudinally the two working chambers 14a, 14b in the housing of the Central part 6 extending channel sections of the first and second channel system 44, 45, by means of bridging channels 47 in the second housing cover 7b to the respective compression space are connected. The along the working chambers 14a, 14b extending channel sections are preferably in the transition region formed between the two working chambers 14a, 14b and extend together in a channel plane 48 which is parallel aligned to the main extension planes 34a, 34b is. For clarity, these channel sections in Fig. 2, however, on opposite one another Pages of the two working chambers 14a, 14b located. One Such a course of the canal would certainly be possible in practice also possible.

Der pneumatische Expander ist so ausgelegt, dass durch eine hin- und hergehende gegensinnige Verlagerung der Betätigungseinheiten 4a, 4b in der an die Arbeitskammern 14a, 14b angeschlossenen Luftspeicherkammer 15 aus der Atmosphäre zugeführte Luft komprimiert werden kann. Die hierzu erforderliche Kraft wird vom Anwender des Expanders aufgebracht, sodass sich ein Trainingseffekt einstellt.The pneumatic expander is designed so that by a reciprocating reverse displacement of the actuators 4a, 4b in the connected to the working chambers 14a, 14b Air storage chamber 15 fed from the atmosphere Air can be compressed. The required for this Force is applied by the user of the expander so that a training effect sets in.

Die Fig. 5 und 6 zeigen in Einzeldarstellung eine bevorzugte Ausführungsform der Steuerventileinrichtung 17, die unterschiedliche Schaltzustände einnehmen kann, um verschiedene Betriebsmodi des pneumatischen Expanders 1 vorzugeben. In der schematischen Darstellung der Fig. 4 ist diese Steuerventileinrichtung 17 gestrichelt umrandet dargestellt.FIGS. 5 and 6 show in a single representation a preferred Embodiment of the control valve device 17, the different Switching states can take on different Prescribe operating modes of the pneumatic expander 1. In the schematic representation of Fig. 4, this control valve device 17 shown outlined by dashed lines.

Die Steuerventileinrichtung 17 enthält mehrere Steuerventile 52, die bevorzugt zu einer Baueinheit zusammengefasst sind und die zur Vorgabe der gewünschten Schaltzustände mit unterschiedlichen Schaltmustern betätigt werden können. Die Steuerventile 52 sind bevorzugt als 2/2-Wege-Sitzventile ausgebildet und sind beim Ausführungsbeispiel vom Typ "Normalerweise Geschlossen". The control valve device 17 contains a plurality of control valves 52, which are preferably combined to form a structural unit and to set the desired switching states with different Switching patterns can be actuated. The control valves 52 are preferably designed as 2/2-way seat valves and are in the embodiment of the type "Normally Closed".

Die Anzahl der Steuerventile 52 variiert in Abhängigkeit von der gewünschten Funktionalität des Expanders 1. Beim Ausführungsbeispiel sind insgesamt sechs Steuerventile 52 vorgesehen. Daneben enthält die Steuerventileinrichtung 17 noch vier Rückschlagventile 53 und eine Drosseleinrichtung 54, die aber lediglich in Fig. 4 angedeutet sind.The number of the control valves 52 varies depending on the desired functionality of the expander 1. In the embodiment a total of six control valves 52 are provided. In addition, the control valve device 17 still contains four Check valves 53 and a throttle device 54, but are indicated only in Fig. 4.

Bei der in der Zeichnung abgebildeten bevorzugten konstruktiven Ausgestaltung sind die Steuerventile 52 in einer gemeinsamen Ebene angeordnet, wobei zwei Gruppen zu je drei in der Längsrichtung 55 der Steuerventileinrichtung 17 hintereinander angeordneter Steuerventile vorhanden sind, wobei diese beiden Dreiergruppen nebeneinander liegen. Der Schnitt der Figur 5 verläuft durch eine der Dreiergruppen. Die sechs Steuerventile 52 besitzen ein gemeinsames Steuerventilgehäuse 56, in dem die Ventilglieder 57 der einzelnen Steuerventile 52 verstellbar untergebracht sind.In the illustrated in the drawing preferred constructive Embodiment, the control valves 52 in a common Arranged level, with two groups of three each in the Longitudinal direction 55 of the control valve device 17 in a row arranged control valves are present, these two threes next to each other. The cut of the Figure 5 passes through one of the groups of three. The six Control valves 52 have a common control valve housing 56, in which the valve members 57 of the individual control valves 52 are adjustable.

Jedes Ventilglied 57 kann eine durch einen Doppelpfeil angedeutete Umschaltbewegung 58 ausführen, um wahlweise in einer in Fig. 6 links abgebildeten Grundstellung oder einer in Fig. 6 rechts abgebildeten, bezüglich der Grundstellung ausgelenkten Schaltstellung positioniert zu werden.Each valve member 57 may be indicated by a double arrow Switching movement 58 run to either in one in Fig. 6 left illustrated basic position or in FIG. 6 right, deflected with respect to the basic position Switch position to be positioned.

Die Grundstellung entspricht beim Ausführungsbeispiel einer Schließstellung, während die ausgelenkte Schaltstellung eine Offenstellung bildet. Durch eine Federeinrichtung 62 ist jedes Ventilglied in die Grundstellung vorgespannt.The basic position corresponds to the embodiment of a Closed position, while the deflected switching position a Open position forms. By a spring device 62 is each Valve link pretensioned in the basic position.

Die Umschaltkraft wird einem jeweiligen Ventilglied 57 unter Vermittlung eines mit dem Ventilglied 57 bewegungsgekoppelten Antriebsstößels 63 auferlegt. Dieser Antriebsstößel 63 ist beim Ausführungsbeispiel einstückig mit dem jeweils zugeordneten Ventilglied 57 ausgebildet, wobei er eine Längserstrekkung hat, die mit der Verstellrichtung 58 des Ventilgliedes 57 zusammenfällt.The switching force is a respective valve member 57 under Mediation of a motion-coupled with the valve member 57 Drive ram 63 imposed. This drive ram 63 is in the embodiment in one piece with the respectively associated Valve member 57 is formed, wherein it is a Längserstrekkung has, with the adjustment direction 58 of the valve member 57 coincides.

Alle Antriebsstößel 63 der sich aus den sechs Steuerventilen 52 zusammensetzenden Ventilmatrix weisen in die gleiche Richtung und enden mit in einer gemeinsamen Ebene liegenden Beaufschlagungsköpfen 64. In der Grundstellung ragen die Antriebsstößel 63 mit ihren Beaufschlagungsköpfen 64 ein Stück weit aus dem Steuerventilgehäuse 56 heraus.All drive plunger 63 is made up of the six control valves 52 composing valve matrix point in the same direction and end with sharing heads in a common plane 64. In the basic position, the drive rams protrude 63 with their Beaufschlagungsköpfen 64 a piece far out of the control valve housing 56 out.

Zur Betätigung der Steuerventile 52 ist die Steuerventileinrichtung 17 mit einer Antriebseinrichtung 65 ausgestattet. Diese ist ausgebildet, um ein elektrisch aktiviertes Umschalten zwischen den einzelnen Schaltzuständen zu ermöglichen. Die Steuerbefehle für die entsprechende Aktivierung erhält die Antriebseinrichtung 65 von den elektronischen Steuermitteln 43 der Bedieneinheit 33.To actuate the control valves 52 is the control valve device 17 equipped with a drive device 65. This is designed to be an electrically activated switching to allow between the individual switching states. The control commands for the corresponding activation receives the drive means 65 from the electronic control means 43 of the control unit 33.

Die Antriebseinrichtung 65 verfügt über ein Betätigungsglied 66, das mit den Antriebsstößeln 63 kooperieren kann und das entsprechend den gewünschten Schaltmustern 68 codiert ist. Durch einen Elektromotor 67 oder ein anderes elektrisch betätigbares Stellglied kann das Betätigungsglied in unterschiedlichen Steuerstellungen mit Bezug zu den Beaufschlagungsköpfen 64 positioniert werden, in denen es mit jeweils einem der von ihm vorgegebenen Schaltmuster 68 mit den Beaufschlagungsköpfen 64 zusammenarbeitet und dementsprechend die zugeordneten Ventilglieder 57 entweder in der Grundstellung belässt oder in die ausgelenkte Schaltstellung umschaltet.The drive device 65 has an actuator 66, which can cooperate with the drive tappets 63 and the is coded according to the desired switching patterns 68. By an electric motor 67 or another electrically actuated Actuator, the actuator in different Control positions related to the admission heads 64 are positioned, in which each one of the predetermined by him switching pattern 68 with the Beaufschlagungsköpfen 64 cooperates and accordingly the assigned Valve members 57 either in the basic position leaves or switched to the deflected switching position.

Beim Ausführungsbeispiel ist das Betätigungsglied 66 schieberartig ausgebildet und gemäß Doppelpfeil 72 in einer zur Verstellrichtung 58 der Ventilglieder 57 rechtwinkeligen Richtung verfahrbar. Auf diese Weise kann es über die mit den Ventilgliedern 57 bewegungsgekoppelten Antriebsstößel 63 hinweg bewegt werden. Die Schaltmuster 68 sind durch eine gewisse Verteilung an Vertiefungen 73 und Erhebungen 74 gebildet, wobei ein Ventilglied 57 in der Grundstellung verbleibt, wenn es einer Vertiefung 73 gegenüberliegt, und in die ausgelenkte Schaltstellung verlagert wird, wenn ihm eine Erhebung 74 vorgelagert ist. Nimmt das Betätigungsglied 66 eine Position ein, in der es einen Antriebsstößel 63 nicht übergreift, ergibt sich ein Zustand vergleichbar einer dem Antriebsstößel 63 zugeordneten Vertiefung 73, sodass das Ventilglied 57 die Grundstellung einnimmt.In the embodiment, the actuator 66 is slide-like trained and according to double arrow 72 in a to Adjustment 58 of the valve members 57 rectangular Direction movable. This way it can be over with the Valve members 57 motion coupled drive ram 63 away to be moved. The switching patterns 68 are by a certain Distribution formed at depressions 73 and elevations 74, wherein a valve member 57 remains in the home position when it is opposed to a depression 73, and in the distracted Shift position is shifted when it is preceded by a survey 74 is. If the actuator 66 takes a position a, in which it does not overlap a drive plunger 63 results a condition comparable to a drive ram 63 associated recess 73, so that the valve member 57 the Basic position occupies.

Durch das Betätigungsglied 66 wird somit quasi eine Nockensteuerung für die Ventilglieder 57 geschaffen.By the actuator 66 is thus virtually a cam control created for the valve members 57.

Beim Ausführungsbeispiel steht das Betätigungsglied 66 mit einer sich längs des Verstellweges 72 erstreckenden Gewindespindel 75 in Schraubeingriff, die mit dem Elektromotor 67 antriebsmäßig gekoppelt ist, vorzugsweise unter Zwischenschaltung eines Getriebes 76.In the embodiment, the actuator 66 is involved a along the Verstellweges 72 extending threaded spindle 75 in screw engagement with the electric motor 67th is drivingly coupled, preferably with interposition a gear 76.

In Fig. 5 lediglich strichpunktiert angedeutete Positionserfassungsmittel 77 dienen dazu, die einzelnen Steuerstellungen des Betätigungsgliedes 66 zu erfassen und an die elektronischen Steuermittel 43 zurückzumelden. Dadurch ist ein koordinierter Betrieb möglich.In Fig. 5 only dash-dotted lines indicated position detecting means 77 serve to the individual control positions of the actuator 66 to detect and to the electronic Control means 43 report back. This is a coordinated one Operation possible.

Da lediglich für die Positionsänderung des Betätigungsgliedes elektrische Energie benötigt wird, nicht jedoch für das Halten der Ventilglieder 57 in der jeweiligen Stellung, arbeitet der pneumatische Expander äußerst energiesparend. Die Grundstellung der Ventilglieder 57 wird durch die Federeinrichtungen 62 fixiert. Die ausgelenkte Schaltstellung wird durch das den jeweiligen Antriebsstößel 63 übergreifende Betätigungsglied 66 gehalten, wobei ein unbeabsichtigtes Verstellen ausgeschlossen ist, weil die Verstellrichtung 58 der Ventilglieder 57 nicht mit der Verstellrichtung 72 des Betätigungsgliedes 66 zusammenfällt.Since only for the change in position of the actuator electrical energy is needed, but not for holding the valve members 57 in the respective position works the pneumatic expander extremely energy efficient. The basic position the valve members 57 is by the spring means 62 fixed. The deflected switching position is determined by the the respective drive rod 63 cross-actuating member 66, with an unintentional adjustment excluded is because the adjustment direction 58 of the valve members 57 not with the adjustment 72 of the actuator 66 coincides.

Bei einer kostengünstigeren Variante des pneumatischen Expanders 1 verfügt die Antriebseinrichtung 65 nicht über elektrisch aktivierbare Antriebsmittel. Die Vorgabe der Steuerstellungen des Betätigungsgliedes 66 erfolgt in diesem Falle rein manuell. An dem Betätigungsglied 66 ist dann zweckmäßigerweise ein Handhabungselement 78 vorgesehen, auf das manuell eingewirkt werden kann, um die für das Umpositionieren erforderliche Stellkraft aufzubringen.In a cheaper version of the pneumatic expander 1, the drive device 65 is not electrically powered activatable drive means. The specification of the control positions the actuator 66 takes place in this case purely manually. On the actuator 66 is then expediently a handling element 78 is provided on the manually can be acted upon, for repositioning apply required force.

Nachfolgend wird anhand der Fig. 4 eine bevorzugte Betriebsweise des pneumatischen Expanders erläutert.Hereinafter, with reference to FIG. 4, a preferred mode of operation of the pneumatic expander explained.

Anfänglich wird durch entsprechende Positionierung des Betätigungsgliedes 66 ein Schaltzustand der Steuerventileinrichtung 17 vorgegeben, die einen ersten Betriebsmodus zur Folge hat. In diesem ersten Betriebsmodus (Einstellmodus) wird durch das Einschieben der Betätigungseinheiten 4a, 4b Luft aus den vorderen Kompressionsräumen 24 verdrängt und über ein in die Offenstellung verbrachtes erstes Steuerventil 52a sowie ein mit diesem in Reihe geschaltetes erstes Rückschlagventil 53a in die Luftspeicherkammer 15 gedrückt. Das erste Rückschlagventil 53a verhindert, dass die komprimierte Luft in der Gegenrichtung zurückströmt.Initially, by appropriate positioning of the actuator 66 is a switching state of the control valve device 17 predetermined, the result of a first mode of operation Has. In this first operating mode (setting mode) by the insertion of the actuator units 4a, 4b air displaced from the front compression chambers 24 and over in the open position spent first control valve 52a and a first check valve connected in series with this 53 a pressed into the air storage chamber 15. The first Check valve 53a prevents the compressed air flows back in the opposite direction.

Werden die Betätigungseinheiten 4a, 4b aus dem Hauptgehäuse 2 herausgezogen, strömt Luft aus der Umgebung über ein zweites Rückschlagventil 53b in die vorderen Kompressionsräume 24 nach, die beim anschließenden neuerlichen Einfahren der Betätigungseinheiten 4a, 4b durch die Kompressionskolben 18 wiederum in die Luftspeicherkammer 15 verdrängt wird.Will the actuator units 4a, 4b from the main body. 2 pulled out, air flows from the environment over a second Check valve 53b in the front compression chambers 24th after, the subsequent renewal of the operating units 4a, 4b by the compression piston 18 in turn is displaced into the air storage chamber 15.

Da die hinteren Kompressionsräume 25 gleichzeitig über ein in der Offenstellung befindliches zweites Steuerventil 52b mit der Atmosphäre verbunden sind, kann die Luft bezüglich der hinteren Kompressionsräume 25 ungehindert ein- und ausströmen.Since the rear compression spaces 25 simultaneously via an in the open position located second control valve 52b with connected to the atmosphere, the air in relation to the rear compression spaces 25 freely flow in and out.

Hat sich in der Luftspeicherkammer 15 der gewünschte Druckaufbau eingestellt - dieser kann durch einen Drucksensor 71 überwacht werden -, erfolgt ein Umschalten in einen zweiten Betriebsmodus. Dieser ermöglicht einen drückenden Trainingsbetrieb des Expanders. Dabei wird die in der Luftspeicherkammer 15 komprimierte Luft über ein geöffnetes drittes Steuerventil 52c und das ebenfalls offene erste Steuerventil 52a teilweise in die vorderen Kompressionsräume 24 entspannt. Durch erneutes Einfahren der Kompressionskolben 18 wird das im System befindliche Gesamtvolumen, also dasjenige der beiden vorderen Kompressionsräume 24 und das der Luftspeicherkammer 15, um das Volumen der vorderen Kompressionsräume 24 reduziert, sodass der Druck ansteigt und der Anwender des Expanders eine entsprechende Stellkraft ausüben muss.Has in the air storage chamber 15 of the desired pressure build-up set - this can be done by a pressure sensor 71 be monitored -, switching to a second Operation mode. This allows a heavy training operation of the expander. This is the in the air storage chamber 15 compressed air via an open third control valve 52c and the likewise open first control valve 52a partially relaxed in the front compression chambers 24. By retracting the compression piston 18 is the in the system total volume, that of the two front compression spaces 24 and the air storage chamber 15 to the volume of the front compression spaces 24 reduced, so that the pressure increases and the user of the expander must exercise a corresponding force.

Ein weiterer dritter Betriebsmodus ist mit dem ersten Betriebsmodus vergleichbar, allerdings mit dem Unterschied, dass dann beim Herausziehen der Betätigungseinheiten 4a, 4b die Luft aus den hinteren Zylinderkammern 25 über ein dann offenes viertes Steuerventil 52d und das erste Rückschlagventil 53a in die Luftkammer 15 gefördert wird. Beim Hineindrükken der Betätigungseinheiten 4a, 4b wird'neue Luft aus der Umgebung über ein drittes Rückschlagventil 53c angesaugt. Die vorderen Kompressionsräume 24 stehen dabei über ein fünftes Steuerventil 52e ständig mit der Atmosphäre in Verbindung. Another third mode of operation is with the first mode of operation comparable, but with the difference that then when pulling out the actuator units 4a, 4b the air from the rear cylinder chambers 25 via a then open fourth control valve 52d and the first check valve 53 a is conveyed into the air chamber 15. When pushing back the actuators 4a, 4b will be 'new air from the Sucked environment via a third check valve 53c. The front compression spaces 24 are about a fifth Control valve 52e constantly communicates with the atmosphere.

An den dritten Betriebsmodus kann sich ein vierter Betriebsmodus anschließen, der einen ziehenden Trainingsbetrieb darstellt. Die Funktion ist analog derjenigen des zweiten Betriebsmodus, wobei nun allerdings vom Anwender des Expanders gegen den Druck in den hinteren Kompressionsräumen 25 gearbeitet werden muss. Hierbei nehmen das dritte und vierte Steuerventil 52c, 52d die Offenstellung ein.The third mode of operation may be a fourth mode of operation connect, which represents a pulling training operation. The function is analogous to that of the second operating mode, but now by the user of the expander worked against the pressure in the rear compression chambers 25 must become. Here take the third and fourth Control valve 52c, 52d, the open position.

Um das gesamte System zu entlüften, kann ein fünfter Betriebsmodus eingestellt werden, bei dem ein an die Luftspeicherkammer 15 angeschlossenes sechstes Steuerventil 52f über die Drosseleinrichtung 54 eine Verbindung zur Atmosphäre herstellt.To vent the entire system, a fifth operating mode be set, in which one to the air storage chamber 15 connected sixth control valve 52f over the throttle device 54 connects to the atmosphere.

Ein viertes Rückschlagventil 53d kann die Funktion eines Sicherheits-Überdruckventils übernehmen.A fourth check valve 53d may function as a safety relief valve take.

Innerhalb des pneumatischen Expanders bilden die beiden Arbeitskammern 14a, 14b zusammen mit den ihnen zugeordneten ersten und zweiten Betätigungseinheiten 4a, 4b jeweils praktisch eine manuell betätigbare, doppeltwirkende Pumpe, durch die Luft verdrängt wird, wobei die gegen den anstehenden Druck auszuübende Arbeit für den gewünschten körperlichen Ertüchtigungseffekt sorgt. Beide Pumpeneinheiten 14a, 4a; 14b, 4b sind über die Steuerventileinrichtung 17 an die Luftspeicherkammer 15 angeschlossen, wobei die Steuerventileinrichtung 17 aufgrund ihrer ventiltechnischen Ausstattung in der Lage ist, entsprechend dem eingestellten Schaltzustand eine bestimmte Art der Verknüpfung, auch unter Einbeziehung der Atmosphäre, vorzugeben.Within the pneumatic expander form the two working chambers 14a, 14b together with the first associated with them and second actuator units 4a, 4b, respectively a manually operated, double-acting pump, through the air is displaced, whereby the against the upcoming Pressure to perform work for the desired physical fitness effect provides. Both pump units 14a, 4a; 14b 4b are via the control valve device 17 to the air storage chamber 15 connected, wherein the control valve device 17 due to their valve equipment in the Location is, according to the set switching state one certain type of link, including the involvement of Atmosphere, pretend.

Claims

Pneumatic expander, with a main housing (2), with two actuator units (4a, 4b), the manual relative to the main housing (2) are adjustable to at least an operating mode of the expander in at least one Air storage chamber (15) to compress air, and with a Control valve device (17), the default for different Operating modes of the expander in different, each without Energy supply stable maintained switching states can be brought is.

A pneumatic expander according to claim 1, characterized in that in the main housing (2) a plurality of housing chambers (13) are arranged, which form the at least one air storage chamber (15) and two the working units (4a, 4b) associated working chambers (14a, 14b), wherein the air storage chamber (15) via the control valve means (17) with the two working chambers (14a, 14b) for setting different operating modes of the expander is variably pneumatically linkable.

Pneumatic expander according to claim 2, characterized in that the actuating units (4a, 4b) each have a in the associated working chamber (14a, 14b) displaceably arranged compression piston (18) and an outside of the main housing (2) lying force introduction portion (23).

Pneumatic expander according to one of claims 1 to 3, characterized in that the control valve device (17) in a housing chamber (13) of the main housing (2) is arranged.

Pneumatic expander according to one of claims 1 to 4, characterized in that the main housing (2) is equipped with an operating unit (33) which has display, control and / or electronic control means (42, 38, 43).

Pneumatic expander according to one of claims 1 to 5, characterized in that the control valve device (17) is designed for manual switching between the individual switching states.

Pneumatic expander according to one of claims 1 to 6, characterized in that the control valve device (17) is designed for electrically activated switching between the individual switching states.

Pneumatic expander according to claim 7, characterized by an electric motor (67) for predetermining the individual switching states.

Pneumatic expander according to one of claims 1 to 8, characterized in that the control valve device (17) has a plurality of control valves (52) which can be actuated to specify the desired switching states with different switching patterns.

Pneumatic expander according to claim 9, characterized in that the control valves (52) each have a 2/2-valve functionality.

Pneumatic expander according to Claim 9 or 10, characterized in that the control valve device (17) has a drive device (65) serving to actuate the control valves (52), which has an actuator (66) coded according to the desired shift patterns, which can be positioned in different control positions is, in which, according to the respective effective switching pattern, with the valve members (57) of the control valves (52) cooperates.

Pneumatic expander according to claim 11, characterized in that the actuating member (66) has a slide-like design and can be moved at right angles to the adjustment direction of the valve members (57).

Pneumatic expander according to claim 12, characterized in that the control valves (52) are arranged in a common plane and in the same direction, with the valve members (57) motion-coupled drive tappet (63) over which the carriage-like actuator (66 ) can extend for the purpose of actuation.

Pneumatic expander according to one of claims 11 to 13, characterized by position detection means (77) for detecting the control positions of the actuator (66).

Pneumatic expander according to one of claims 11 to 14, characterized in that the valve members (57) are biased spring loaded in a basic position, from which they are deflectable by the actuating member (66) in at least one further stable switching position.

Pneumatic expander according to one of claims 1 to 15, characterized by a configuration as a mobile device.