WO1996035877A1

WO1996035877A1 - Fluidisches betätigungsorgan

Info

Publication number: WO1996035877A1
Application number: PCT/CH1996/000174
Authority: WO
Inventors: Branislav Previsic
Original assignee: Ati Alternative Technische Innovation Ag
Priority date: 1995-05-09
Filing date: 1996-05-07
Publication date: 1996-11-14
Also published as: EP0778923A1; JPH10502990A

Abstract

Das erfindungsgemässe Betätigungsorgan ist aufgebaut aus einer Vielzahl von Tragelementen (4), welche ihrerseits strukturiert sind in eine Platte (2) und einen Schaft (3). Die genannte Vielzahl von Tragelementen (4) ist aufgebaut auf ein Gestell (1) und so aufgereiht, dass sich ein Stapel ergibt. In der Richtung der Achse des genannten Stapels erstrecken sich beispielsweise drei Pumporgane (5), die einerseits am Gestell (1), anderseits an der obersten Platte (2) verankert und dort auch verschlossen sind. Die oberste Platte (2) trägt ferner ein Organ (9), das beispielsweise ein Werkzeug, ein Messgerät oder dergleichen sein kann. Dort, wo eine Platte (2) auf dem Schaft (3) des darunterliegenden Tragelementes aufliegt, befindet sich ein Kissen (12) aus einem Elastomer, das eine relative Winkelverschiebung zwischen zwei benachbarten Tragelementen (4) zulässt. In das Gestell (1) münden drei Fluid-Leitungen (7). Wird nun ein Pumporgan (5) über die entsprechende Leitung (7) mit Druck beaufschlagt, so baucht es zwischen den Platten (2) aus und verkürzt sich dabei. Dies hat zur Folge, dass sich das Betätigungsorgan auf die Seite des mit Druck beaufschlagten Pumporgans (5) biegt. Die Druckversorgung jedes einzelnen Pumporgans ist unabhängig steuerbar; daher ist auf einer kugelähnlichen Rotationsfläche jeder Punkt mit dem Organ (9) erreichbar.

Description

Fluidisches Betätigungsorgan

Die vorliegende Erfindung betrifft ein . fluidisches Betäti¬ gungsorgan nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, wel- ^' ches auf einer kugelähnlichen Rotationsfläche im wesentlichen an jeden Punkt gesteuert werden kann.

Fluidische - hydraulische oder pneumatische - Betätigungsor¬ gane oder Stellglieder sind in vielen Ausführungen bekannt. Sie beruhen zumeist auf translatorischen und/oder rotatori- sehen Bewegungen oder Kombinationen von solchen: Hydraulikzy¬ linder und Hydraulikmotoren sind die Prototypen hievon. Kom¬ plexere Betätigungsorgane sind oft aus diesen genannten Pro¬ totypen zusammengesetzt- Bestimmte Aufgaben sind jedoch mit solchen genannten Zusa - mensetzungen entweder unlösbar, oder dann sehr aufwendig.

Aus US 5,085,283 und US 5,148,877 sind Vorrichtungen bekannt, die gelenkig gestaltet sind und es ermöglichen, Drehmomente bezüglich der momentanen und lokalen Drehachse zu übertragen. Diese Vorrichtungen - aus beiden genannten Dokumenten - kön- nen durch äussere Kräfte, also passiv, gekrümmt werden und dabei um ihre eigene, gekrümmte, Achse gedreht werden. Die Aufgabe, die mit der vorliegenden Erfindung gelöst werden soll, besteht in der Schaffung eines fluidischen Betätigungs¬ organs, das aus einer Vielzahl im wesentlichen gleicher, axial aneinander gereihter Körper besteht und welches durch gezielte Anwendung von fluidischen Drucken in eine vorbe¬ stimmte Gesamtkrümmung gebracht werden kann.

Die Lösung der gestellten Aufgabe ist wiedergegeben im kenn¬ zeichnenden Teil des Patentanspruches 1 hinsichtlich seiner Hauptmerkmale, in jenen der Patentansprüche 2 bis 22 hin¬ sichtliche weiterer vorteilhafter Ausbildungen. Anhand der beigefügten Zeichnung wird der Erfindungsgedanke an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein erstes Ausführungbeispiel eines Betätigungsor¬ gans,

Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel mit einer Platte, Fig. 3 ein Detail von Fig. 1 in betätigter Stellung,

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Betätigungsor¬ gans mit der dadurch bestrichenen Fläche,

Fig. 5 ein erstes Ausführungsbeispiel eines einzelnen Tragelementes,

Fig. 6 ein zweites Ausführungsbeispiel eines einzelnen Tragelementes,

Fig. 7 ein drittes Ausführungsbeispiel eines einzelnen Tragelementes,

Fig. 8 zwei Tragelemente gemäss Fig. 6 im Zusammenwirken,

Fig. 9 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Platte,

Fig. 10 zwei Tragelemente mit einem dritten Ausführungsbei- spiel einer Platte im Zusammenwirken,

Fig. 11 zwei Tragelemente mit einem einachsigen Gelenk im Zusammenwirken,

Fig. 12 zwei Tragelemente mit Kreuzgelenk im Zusa-mmenwir- ken,

Fig. 13 zwei Tragelemente mit einem elastischen Gelenk im

Zusammenwirken,

Fig. 14 zwei Tragelemente mit elastischem Kreuzgelenk im

Zusammenwirken,

Fig. 15 mehrere Tragelemente mit biegeelastischem Schaft im Zusammenwirken,

Fig. 16 mehrere Tragelemente mit einem Pumporgan und einer Schraubenfeder, Fig. 17 zwei Tragelemente mit längselastischem Schaft im Zusammenwirken,

Fig. 18 ein Ausführungsbeispiel mit aussenliegendem, Trag- funktion übernehmendem Element,

Fig. 19 ein Ausführungsbeispiel mit asymmetrischer Blattfe¬ der,

Fig. 20 ein Ausführungsbeispiel mit symmetrisch liegender Blattfeder.

In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines^' erfin- dungsgemässen Betätigungsorgans dargestellt. Auf einem Ge- stell 1 ist eine beispielsweise runde Platte 2 befestigt. Diese Platte 2 trägt einen, ebenfalls im Sinne eines Bei¬ spiels hohlen, Schaft 3, welcher mit der Platte 2 verbunden ist. Diese Verbindung kann entweder durch Schweissen herge¬ stellt werden oder dadurch, dass Platte 2 und Schaft 3 aus einem Stück durch Drehen, Pressen, Schmieden oder Giessen hergestellt wird. Auf dem Schaft 3 der genannten Platte 2 la¬ gert eine weitere, mit der ersten identische, weitere Platte 2, die wiederum einen Schaft 3 trägt. In dieser Weise wird eine Säule oder ein Stapel von Tragelementen 4 gebildet, wo- bei jedes solche Tragelement 4 aus einer Platte 2 und einem Schaft 3 besteht. Die Art der Lagerung einer Platte 2 auf dem unterliegenden Schaft 3 ist in den Fig. 5, 6, 7 näher erläu¬ tert. Ueber die ganze Höhe der aus Tragelementen 4 bestehen¬ den Säule erstrecken sich beispielsweise drei Pumporgane 5, welche je an der obersten und der untersten Platte 2 veran¬ kert sind.

Diese Pumporgane 5 sind bekannt, beispielsweise aus der CH- Patentanmeldung 01 298/94-3. Ein Pumporgan 5 besteht im wesentlichen aus einem inneren elastomeren Schlauch, der von einer Längsbewehrung aus wenig elastischen Fasern umgeben ist. Zum Zwecke der Stabilisierung der Fasern ist die ganze Bewehrung in eine Matrix aus einem weiteren Elastomer einge¬ bettet. Wird ein solches Pumporgan 5 mit einem Fluid gefüllt und unter Druck gesetzt, so wird es einerseits ausbauchen, anderseits aber sich verkürzen. In der voliegenden Erfindung weisen die Platten 2 - wie aus Fig. 2 ersichtlich - drei um je 120° versetzte Löcher 6 auf. Durch diese wird das Pumpor- gan 5 hindurchgezogen. Wird nun das darin enthaltene Fluid unter Druck gesetzt, so entsteht immer zwischen zwei benach¬ barten Platten 2 ein Bauch im Pumporgan; gleichzeitig wird der Abstand zwischen zwei Platten 2 verkleinert: Das obere Tragelement 4 steht schief bezüglich des unteren. Diese Situation ist in Fig. 3 dargestellt. Sind die Tragele¬ mente 4 identisch, so ergibt sich aus der Schiefstellung je¬ des einzelnen gegenüber dem unterliegenden für die ganze Säule ein Kreisbogen. Weiter in Fig. 1 sind drei Leitungen 7 dargestellt, welche zu nicht gezeichneten Fluid-Pumpen oder -Druckspeichern führen. Durch geeignetes Steuern der Fluid-Drucke in den drei Pumpor¬ ganen 5 ist es möglich, mit dem oberen Ende der Säule eine rotationssymmetrische Fläche 8 zu bestreichen, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist. Diese Fläche ist selbstverständlich abhängig von der Höhe jedes Tragelementes 4, des maximalen Schiefstellungswinkels zwischen zwei Tragelementen 4 und der genannten Anzahl solcher Tragelemente 4.

In Fig. 1 trägt das oberste Tragelement 4 ein Organ 9. Dieses Organ 9 kann ein Werkzeug, ein Messinstrument oder irgend eine weitere Vorrichtung sein, welche auf die geschilderte Art auf der genannten Fläche 8 verschoben oder auf ihr posi¬ tioniert werden kann und soll.

In Fig. 5, 6, 7 sind Varianten von Tragelementen 4 darge¬ stellt, die sich hinsichtlich der Formgebung der Verbindungs- fläche an Schaft 3 und Platte 2 (des oberliegenden) Tragele¬ mentes 4 unterscheiden. Jeder Schaft 3 trägt eine obere Kon¬ taktfläche 10, jede Platte 2 eine untere Kontaktfläche 11. In Fig. 5 sind die beiden Kontaktflächen 10, 11 Kugelaus¬ schnitte von identischem Krümmungsradius. Bei dieser ausge- staltung der Kontaktflächen 10, 11 ist vorgesehen, dass diese aufeinander gleiten, wozu die Kontaktflächen 10, 11 rei¬ bungsarm ausgerüstet werden können. In Fig. 6 sind die Kontaktflächen 10, 11 konisch, wobei die obere Kontaktfläche 10 einen engeren Konus aufweist, als die untere Kontaktfläche 11; insgesamt sind aber beide Koni sehr weit mit einem Oeffnungswinkel von mehr als 120°. In bezug auf die Relation der Oeffnungswinkel der Koni gilt das zu Fig. 6 gesagte auch für Fig. 7, nur ist hier der Oeff- nungswinkel wesentlich kleiner, beispielsweise < 90°. Während wie beschrieben, sphärische Kontaktflächen 10, 11 aufeinander gleiten, ist bei konischen Kontaktflächen 10, 11 vorgesehen, zwischen die Kontaktflächen 10, 11 ein Kissen 12 aus einem Elastomer einzubringen, welches mit den beiden Kontaktflächen 10, 11 verklebt ist. Die relative Beweglichkeit zweier Trag¬ elemente 4 ist dann sowohl durch die Steilheit der konischen Kontaktflächen 10, 11 als auch durch die Dicke und die Shore- härte des elastomeren Kissens 12 bestimmt.

Die Verwendung eines genannten elastomeren Kissens 12 hat einerseits den Vorteil, dass keine trockene Reibung zwischen zwei Tragelementen 4 auftritt, anderseits bewirkt es, dass bei völligem Wegfall des Fluid-Druckes in den drei Pumporga- nen 5 eine Rückstellkraft vorhanden ist, die das erfindungs- ge ässe Betätigungsorgan gerade stellt.

Fig. 9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Tragele¬ mentes 4. Während der Schaft 3 hier unverändert ist gegenüber den Darstellungen von Fig. 1 bis 3 und 5 bis 8, ist die Plat- te 2 im wesentlichen sechseckig ausgeführt. Die Löcher 6 sind hier nicht in die Platte 6 beispielsweise gebohrt, sondern bestehen einerseits aus einer halbkreisförmigen Ausnehmung in der Platte 2, anderseits aus der Innenform eines ebenfalls im wesentlichen halbkreisförmigen Bügels 13, der beispielsweise mit Schrauben 14 an der Platte 2 befestigt wird.

In den Fig. 2, 5 bis 9 weist der Schaft 3 eine Bohrung 15 auf. Einerseits dient sie der Gewichtsverringerung, ander¬ seits ermöglicht sie es, Mess- und Steuerleitungen für das Organ 9 durch das ganze Betätigungsorgan durchzuführen. Für bestimmte Anwendungen mag es genügen, wenn das Organ 9 lediglich Punkte in einer Ebene erreichen kann. Fig. 10 zeigt ein solches Ausführungsbeispiel. Anstatt dreier Pumporgane 5 sind daher lediglich zwei vorhanden, deren Achsen mit der Achse des Schaftes 3 in der gleichen Ebene liegen. Die Trag¬ elemente 4 können - mit den genannten Aenderungen - im we¬ sentlichen gleich, bzw. entsprechend, ausgebildet werden. Da die Verschwenkung der Tragelemente 4 bei diesem Ausfüh- rungsbeispiel nur innerhalb einer Ebene vorgesehen ist, kön¬ nen auch die Kontaktflächen 10, 11 entsprechend modifiziert werden. Anstelle einer Kugelfläche - entsprechend Fig. 5 tritt dann eine Zylinderfläche. Die Fig. 11 bis 14 zeigen weitere Ausführungsbeispiele von Tragelementen 4, die einerseits für einachsige (also in einer Ebene liegende) anderseits für zweiachsige Bewegungen des Betätigungsorgans erfinderisch sind.

Im Ausführungsbeispiel des Tragelementes 4 gemäss Fig. 11 ist der Schaft 3 gegliedert in einen Oberteil 16 und einen Unter- teil 17. Abgesehen von zwei Vorsprüngen 18 (in Fig. 11) ist nur einer sichtbar, der andere ist verdeckt) , ist der Ober¬ teil 16 unten eben angeschnitten. Die Vorsprünge 18 haben die Form von halben Zylindern. Der Unterteil 17 ist so geformt, dass er zwei Lagerpfannen 19 für die Vorsprünge 18 bildet; seitlich von den Lagerpfannen 19 fällt der Unterteil bei¬ spielsweise um einen Winkel α ab. Damit ist die maximale Ver¬ schwenkung zweier benachbarter Tragelemente 4 definiert. Die beiden Pumporgane 5 sind dann analog zu Fig. 10 angeordnet. Im Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 12 ist der Schaft 3 ge- gliedert in drei Teile; einen Oberteil 16, einen Unterteil 17 und einen Mittelteil 20. Oberteil 16 und Unterteil 17 sind ausgeführt, wie bei Fig. 11 beschrieben. Der Mittelteil 20 ist an seiner Oberseite geformt und ausgeführt, wie der Un¬ terteil 17, an seiner Unterseite, wie der Oberteil 16. Die Achse der zylindrischen Vorsprünge 18 des Oberteils 16 steht senkrecht auf jener des Mittelteiles 20, so dass die Platte 2 des in Fig. 12 oberen Tragelementes 4 eine zweiachsige Schwenkbewegung ausführen kann bezüglich jener des unteren Tragelementes 4; es entsteht ein Kreuzgelenk. Entsprechend der Zweiachsigkeit dieses in Fig. 12 dargestellten Ausfüh¬ rungsbeispieles kann es sinnvoll und erwünscht sein, vier Pumporgane 5 einzusetzen (in Fig. 12 nicht gezeichnet) , zwei für jede Schwenkachse. Da die zwei oder vier Pumporgane 5 im Betrieb alle unter einem gewissen Minimaldruck stehen, wirken zwischen zwei Tragelementen immer Zugkräfte. Die gezeichneten Gelenke können also nicht auseinanderfallen.

Anstelle der gezeichneten - aus zylindrischem Vorsprung 18 und Lagerpfanne 19 bestehenden Gelenke können jedoch, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen, andere Drehgelenke ein¬ gesetzt werden.

Das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 13 weist ein einachsiges elastisches Gelenk auf. In der gezeichneten Ausführung ist der Schaft 3 verhältnismässig dünnwandig ausgeführt und weist zwei tiefe Einschnitte 21 auf. Die verbleibende Wandung wird um 90° verdreht und bildet so zwei Federn 22. Entsprechend der Einachsigkeit sind wiederum nur zwei Pumpor¬ gane 5 vorgesehen. Anstelle des gezeichneten elastischen Ge- lenkes kann auch ein anders ausgeführtes treten, das die gleiche Funktion übernimmt.

Im Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 14 sind zwei - analog zu jenem von Fig. 13 ausgeführte - elastische Gelenke vorhanden, getrennt durch einen Mittelteil 23. Dadurch entsteht ein ela- stisches Kreuzgelenk. Dieses Ausführungsbeispiel kann wieder¬ um, entsprechend der Zweiachsigkeit, mit vier Pumporganen 5 ausgerüstet werden. Auch hier können anstelle der gezeichne¬ ten anders geformte elastische Gelenke treten. Selbstverständlich können die Ausführungsbeispiele gemäss Fig. 11 und 13 auch von drei Pumporganen ^'5 in der gleichen Weise bewegt werden; die Steuerung der Fluidflüsse ist jedoch anders vorzunehmen. In Umkehrung des eben gesagten können auch die Ausführungsbeispiele gemäss Fig. 1, 3 und 5 bis 8 von vier Pumporganen 5 bewegt werden. Die in Fig. 2 und 9 dargestellten Platten 2 sind dann mit vier Löchern 6 auszurü¬ sten, anstatt mit dreien.

Fig. 15 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die individua¬ lisierten elastischen Gelenke von Fig. 13 und Fig. 14 ersetzt sind durch einen elastischen Stab 24. Dieser zieht sich durch die ganze Länge des Betätigungsorganes und ist an den Platten 2 jeweils beispielsweise durch einen Ring 25 abgestützt. Der Stab 24 kann auch als Rohr ausgebildet sein. Als Materialien für solche elastischen Rohre oder Stäbe 24 sind ara id- oder kohlefaserbewehrte Kunststoffe bekannt.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in Fig. 16 dargestellt:

Die Platten 2 sind hier mit lediglich einem Pumporgan 5 aus- gerüstet. Die Rückstellkräfte werden von einer Schraubenfeder

26 aufgebracht, die so eingestellt werden kann, dass das Be¬ tätigungsorgan nach Fig. 16 den vollen, durch das einachsige Gelenk ermöglichten, Schwenkbereich aufweist. Da die so gear¬ tete Vorrichtung auf die Gelenke immer Druckkräfte ausübt, sind Gelenke nach Fig. 11 auch hier eingesetzt. Die Schrau¬ benfeder 26 kann eine durchgehende sein, die an jeder Platte 2 fixiert ist; eine zweite erfindungsgemässe Lösung besteht darin, einzelne Schraubenfedern 26 zwischen je zwei Platten 2 zu befestigen. Das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 17 weist gegenüber den bisher gezeigten, einen zusätzlichen - axialen - Freiheits¬ grad auf. Anstelle des axial steifen Elementes (Schaft 3 mit Variationen) ist hier eine vorzugsweise harte Schraubenfeder

27 eingesetzt. Zwischen zwei Platten 2 sind vorzugsweise vier Pumporgane 5 angeordnet, die sich jeweils über die ganze

Länge des Betätigungsorganes erstrecken. Je nach den gewähl¬ ten Druckverhältnissen, kann das so gestaltete Betätigungsor¬ gan nur verschwenkt, nur verkürzt, oder in Kombination beider Bewegungsarten gesteuert werden. Die Form der Platten 2 ist nicht erfindungswesentlich. An¬ stelle von kreisrunden Platten 2 können auch, wie anhand von Fig. 9 beschrieben, andere Formen aufweisen. Polygonale For¬ men, radial verlaufende Stangen, die an den Tragelementen 4 ansetzen, sind ebenso im Sinne der Erfindung, wie andere Aus- gestaltungen, die eine steife Verbindung vom Tragelement 4 zum Angriffsort der Pumporgane 5 herstellen. Der Begriff "Platte 2" ist durchwegs in diesem erweiterten Sinne zu ver¬ stehen, als für ein Bauelement, das sich bezüglich der loka¬ len Achsenrichtung des Betätigungsorgans im wesentlichen ra- dial erstreckt. Der Begriff "Schaft 3" wird verwendet für das sich in lokaler Achsenrichtung erstreckende Bauelement. Eine Platte 2 und ein damit verbundener Schaft bilden also zusa - men ein Tragelement 4. Die unterschiedliche Ausgestaltung dieser Tragelemente 4 ist erfindungsgemäss.

Fig. 18 zeigt ein Ausführungsbeispiel in Analogie zu jenem von Fig. 11, jedoch unter Umkehrung der Kraftflüsse: Die zwei Pumporgane sind hier nicht aussen an einem Schaft 3 angeord¬ net, sondern im Innern eines im wesentlichen rohrförmigen Tragkörpers 31. Jeweils zwei benachbarte solcher Tragkörper 31 sind miteinander gelenkig verbunden, wie in Fig 11 schon gezeigt, nämlich dergestalt, dass an zwei einander gegenüber- liegenden Stellen des Umfanges des Tragkörpers 31 je ein zylindrischer Vorsprung 18 in eine ebenfalls zylindrische Lagerpfanne 19 eingreift. Die Pumporgane 5 sind ebenfalls an zwei Platten 2 verankert, die ihrerseits im wesentlichen in der halben Höhe des Tragkörpers 31 befestigt sind. Anstelle des aus den Elementen 18 und 18 gebildeten Gelenkes sind ebenfalls elastische Gelenke im Sinne der Erfindung, in völliger Analogie zu den in den Fig. 13 dargestellten. Eben¬ falls können die Tragkörper 31 mit zwei Paaren von je 90° versetzten Gelenken ausgerüstet sind, wie in den Fig. 12 und 14 dargestellt.

Fig. 19 ist die Darstellung einer Variante zu den Darstellun¬ gen von Fig. 16 und 17. Die Stelle eines Tragelementes wird hier von einer Blattfeder 32 eingenommen, die jeweils von Platte 2 zu Platte 2 sich erstreckt, oder, als lange Blattfe- der ausgebildet, jeweils an den Platten 2 befestigt ist. Jede Platte 2 weist ein Loch 6 zur Aufnahme eines Pumporgans 5 auf. Werden die Pumporgane mit Druck beaufschlagt, so verkür¬ zen sie sich - wie in allen Ausführungsbeispielen - und die Vorrichtung biegt sich, in der Darstellung gemäss Fig. 19, nach rechts. Eine erfindungsgemässe Möglichkeit ist jedoch auch, die Blattfeder 32 nach links gebogen einzusetzen, so dass ein Winkelbereich beidseits der gestreckten Lage der Blattfeder 32 überstrichen werden kann. In der Fig. 19 sind noch fakultative rohrförmige Elemente 33 eingetragen, die jedoch keine statische sondern nur Schutzfunktion übernehmen. In Fig. 20 ist eine Variante zum Ausführungsbeispiel von Fig. 15 dargestellt. Anstelle eines elastischen Stabes 24 ist hier ebenfalls eine Blattfeder 32 eingesetzt, die wie im vorigen Ausführungsbeispiel, an jeder Platte 2 befestigt ist. Zwei Pumporgane 5 wirken als Antagonisten, je eines auf je einer Seite der Blattfeder 32. Damit kann diese auf jede Seite gebogen werden. Die rohrförmigen Elemente 33 haben wiederum nur Schutzfunktion.

Allen Asführungsbeispielen gemeinsam ist das Vorhandensein von Elementen, die Tragfunktion übernehmen (Schäfte 3, Stäbe 24, Tragkörper 31, Blattfedern 32) und jeweils beidseitig an einer sich dazu senkrecht erstreckenden Platte 2 befestigt sind, von Elementen, die Zugfunktion übernehmen (Pumporgane 5) und auf die Platten Zugkräfte ausüben können, von Elemen¬ ten, die Rückstellkräfte aufbringen (Pumporgane 5, elastomere Kissen 12, Federn 22, Schraubenfeder 26) und von Gelenkele¬ menten (Kontaktflächen 10, 11 mit den elastomeren Kissen 12, Vorsprung 18 und Lagerpfanne 19, Feder 22, Schaft 24, Blatt¬ feder 32) .

Claims

Patentansprüche

1. Fluidisches Betätigungsorgan, welches durch Veränderung von Fluid-Drucken im wesentlichen an jedem Punkt auf min- destens einer kreisähnlichen Rotationsfläche gesteuert werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass

- es besteht aus einer Vielzahl von Tragelementen (4), die ihrerseits gegliedert sind in eine Platte (2) und in, sich im wesentlichen senkrecht zu den Platten (2) sich erstreckende und jeweils zwei benachbarte Plat¬ ten (2) verbindende Elemente (3, 24, 31, 32), die Tragfunktion übernehmen können,

- ein Tragelement (4) axial auf das nächste aufgesetzt ist, dergestalt, dass ein Stapel von Tragelementen entsteht,

- jede Platte (2) mindestens ein Loch (6) aufweist, die Löcher (6) aller Platten (2) koaxial angeordnet sind und ein Pumporgan (5) aufnehmen, wobei das Pumporgan mindestens aus einem mit wenig dehnbaren Fasern be- wehrter elastomerer Schlauch ist, welcher an einem Ende verschlossen ist und am anderen durch eine Lei¬ tung (7) mit einem unter steuerbarem Druck stehenden Fluid beschickt werden kann,

- die Tragelemente (4) Mittel aufweisen, durch welche zwei benachbarte Tragelemente um einen Winkel gegen¬ einander geneigt werden können und diese genannte Neigung in mindestens einer vorbestimmten Ebene stattfinden kann,

- das erste Tragelement (4) des Stapels auf einem Ge- stell (1) befestigt ist und das letzte Tragelement

(4) des Stapels ein Organ (9) trägt,

- das mindestens eine Pumporgan zwischen den Platten

(2) Bäuche bildet und sich daher verkürzt, wenn es mit Druck beaufschlagt wird. - der Stapel sich bei Verkürzen des Pumporgans (5) kreisbogenartig verformt.

2. Fluidisches Betätigungsorgan nach Patentanspruch 1, da¬ durch gekennzeichnet, dass die Länge der Tragfunktion übernehmenden Elemente (3, 24, 31, 32) im wesentlichen unveränderlich ist.

3. Fluidisches Betätigungsorgan nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils zwei benachbarte Platten (2) verbindenden und Tragfunktion übernehmenden Elemente bestehen aus jeweils einem Schaft (3) , der in der Mittelachse der Platte (2) angeordnet ist.

4. Fluidisches Betätigungsorgan nach Patentanspruch 3, da¬ durch gekennzeichnet, dass zwei benachbarte Tragelemente (4) sowohl an der Platte (2) als auch am Schaft (3) Kon- taktflächen (10, 11) aufweisen und dass die gegenseitige Neigung zweier benachbarter Tragelemente (4) eine Rela¬ tivbewegung der genannten Kontaktflächen bewirkt.

5. Fluidisches Betätigungsorgan nach Patentanspruch 4, da- durch gekennzeichnet, dass die Kontaktflächen (10, 11)

Kugelausschnitte von gleichem Krümmungsradius sind.

6. Fluidisches Betätigungsorgan nach Patentanspruch 4, da¬ durch gekennzeichnet, dass die Kontaktflächen (10, 11) von unterschiedlicher Steilheit sind und durch ein Kissen (12) aus einem Elastomer getrennt sind.

7. Fluidisches Betätigungsorgan nach Patentanspruch 4, da¬ durch gekennzeichnet, dass die Kontaktflächen (10, 11) Zylinderausschnitte von gleichem Krümmungsradius sind.

8. Fluidisches Betätigungsorgan nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils zwei benachbarte Platten (2) verbindenden und Tragfunktion übernehmenden Elemente bestehen jeweils aus einem rohrförmigen Tragkör¬ per (31) und die Platte (2) im wesentlichen in dessen In¬ nerem auf halber Höhe befestigt ist.

9. Fluidisches Betätigungsorgan nach Patentanspruch 2 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel, um zwei benach¬ barte Tragelemente (4) gegeneinanderzuneigen, in Gelenken bestehen, die jeweils im Tragfunktion übernehmenden Ele- ment (3, 31) enthalten sind.

10. Fluidisches Betätigungsorgan nach Patentanspruch 9, da¬ durch gekennzeichnet, dass die Gelenke einachsige Schar¬ niergelenke sind, deren Achsen die Längsachse des Schaf- tes senkrecht durchsetzen.

11. Fluidisches Betätigungsorgan "nach Patentanspruch 10, da¬ durch gekennzeichnet, dass jedes Tragelement ein einziges Gelenk aufweist.

12. Fluidisches Betätigungsorgan nach Patentanspruch 10, da¬ durch gekennzeichnet, dass die Achsen aller Gelenke par¬ allel laufen.

13. Fluidisches Betätigungsorgan nach Patentanspruch 10, da¬ durch gekennzeichnet, dass die Achsen der Gelenke zweier benachbarter, Tragfunktion übernehmender, Elemente (3, 31) senkrecht zueinander stehen.

14. Fluidisches Betätigungsorgan nach Patentanspruch 10, da¬ durch gekennzeichnet, dass jedes Tragelement (4) zwei einachsige Scharniergelenke aufweist, deren Achsen auf¬ einander senkrecht stehen.

15. Fluidisches Betätigungsorgan nach Patentanspruch 9, da¬ durch gekennzeichnet, dass die Gelenke elastische Biege¬ gelenke sind.

16. Fluidisches Betätigungsorgan nach Patentanspruch 15, da- durch gekennzeichnet, dass jedes Tragelement (4) ein ein¬ ziges Gelenk aufweist.

17. Fluidisches Betätigungsorgan nach Patentanspruch 15, da¬ durch gekennzeichnet, dass die Achsen aller Gelenke par¬ allel laufen.

18. Fluidisches Betätigungsorgan nach Patentanspruch 15, da¬ durch gekennzeichnet, dass die Achsen der Gelenke zweier benachbarter Tragelemente (4) senkrecht zueinander ste¬ hen.

19. Fluidisches Betätigungsorgan nach Patentanspruch 15, da¬ durch gekennzeichnet, dass jedes Tragelement zwei elasti¬ sche Biegegelenke aufweist, deren Achsen aufeinander senkrecht stehen.

20. Fluidisches Betätigungsorgan nach Patentanspruch 9, da¬ durch gekennzeichnet, dass das ganze, Tragfunktion über¬ nehmende, Element (24, 32), biegeelastisch ausgestaltet ist.

21. Fluidisches Betätigungsorgan nach Patentanspruch 20, da¬ durch gekennzeichnet, dass das biegeelastische, Tragfunk¬ tion übernehmende, Element ein im wesentlichen zylindri¬ scher Schaft (24) ist,

22. Fluidisches Betätigungsorgan nach Patentanspruch 20, da¬ durch gekennzeichnet, dass das biegeelastische, Tragfunk¬ tion übernehmende, Element eine Blattfeder (32) ist.

23. Fluidisches Betätigungsorgan nach den Patentansprüchen 1 und 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (3) so¬ wohl biegeelastisch als auch längselastisch ausgebildet ist.

24. Fluidisches Betätigungsorgan nach Patentanspruch 1, da- durch gekennzeichnet, dass

- jede Platte (2) zwei Löcher (6) aufweist, die bezüg¬ lich der Längsachse des Tragelementes (4) symmetrisch angeordnet sind. - beide Scharen von genannten Löchern (6) in der Viel¬ zahl der Platten (2) je koaxial angeordnet sind,

- das fluidisches Betätigungsorgan zwei parallel zuein¬ ander angeordnete Pumporgane (5) aufweist, die unab- hängig voneinander mit Druck beaufschlagt werden kön¬ nen.

25. Fluidisches Betätigungsorgan nach Patentanspruch 1, da¬ durch gekennzeichnet, dass - jede Platte (2) drei Löcher (6) aufweist, die bezüg¬ lich der Längsachse des Tragelementes (4) symmetrisch angeordnet sind,

- beide Scharen von genannten Löchern (6) in der Viel¬ zahl der Platten (2) je koaxial angeordnet sind, - das fluidische Betätigungsorgan drei parallel zuein¬ ander angeordnete Pumporgane (5) aufweist, die unab¬ hängig voneinander mit Druck beaufschlagt werden kön¬ nen.

26. Fluidisches Betätigungsorgan nach Patentanspruch 1, da¬ durch gekennzeichnet, dass

- jede Platte (2) mehr als drei Löcher (6) aufweist, die bezüglich der Längsachse des Tragelementes (4) symmetrisch angeordnet sind, — die Scharen von genannten Löchern (6) in der Vielzahl der Platten (2) je koaxial angeordnet sind,

- das fluidische Betätigungsorgan mehrere, der Anzahl der Löcher (6) in jeder Platte entsprechende, paral¬ lel zueinander angeordnete Pumporgane (5) aufweist, die unabhängig voneinander mit Druck beaufschlagt werden können.