CN106044527B - 提升软管和操作设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种提升软管以及一种具有这样的提升软管的负压提升设备。提升软管具有围绕纵轴线延伸的并且包围软管内腔的软管壁体，其中，所述提升软管沿着纵轴线能够可逆地变形到伸长的配置中和在软管内腔缩小的情况下能够变形到收缩的配置中。软管壁体具有许多外弯折线，软管壁体沿着所述外弯折线能够弯折用以产生收缩配置，其中，外弯折线这样彼此倾斜地分布，使得在变形到收缩的配置中时，所述软管壁体分部段地经历围绕纵轴线的扭曲。

Description

提升软管和操作设备

技术领域

本发明涉及一种提升软管以及一种操作设备。

背景技术

这类型的提升软管例如应用于软管提升机中。在此，通过负压引起提升软管缩短辅助对所抓取的对象的提升。然而，对于提升软管而言也可以考虑其他应用，例如气动致动器。在此，通过负压引起提升软管伸长可以将力施加到对象上，例如用以将负重提升或移动。

具有这种类型的提升软管的软管提升机例如在WO 2005/110907 A1或US 4,413,853中予以描述。提升软管具有：波纹管状的造型，该造型具有沿着轴向延伸交替地构成为内折叠部和外折叠部的环绕的环形折叠部，或具有带有螺旋状地围绕提升软管的纵轴线的螺旋折叠线的造型。通常，在此情况下将金属架子置入提升软管的外折叠部中，该金属架子防止提升软管聚拢。这样的提升软管的收缩比即在收缩配置中的轴向长度与在伸长的配置中的长度之比不能容易地减小到25％至30％之下，因为贴置的材料层以及必要时在外折叠部中的金属架子由于软管壁体沿着纵轴线叠合而需要一定的空间。在将提升软管使用在软管提升器中时，因此在期望的升降高度的情况下需要该设备的整个高度相当大。

发明内容

本发明的任务在于，改进收缩比并且将提升软管构造得尽可能牢固、少磨损和能成本低廉地制造。

该任务通过根据本发明的提升软管来解决，其具有软管壁体，该软管壁体围绕纵轴线延伸并且包围轴向伸展的软管内腔，其中提升软管沿着其纵轴线可逆地可变形到伸长的配置中(软管内腔的体积大)和收缩的配置(软管内腔的体积小)。

通过对软管内腔加载相对于周围环境的负压例如可以实现变形成收缩的配置(例如用作在负压提升设备中的提升软管)。另一方面，例如可以通过对软管内腔加载相对于周围环境的过压实现变形到伸长的配置中，以便例如将力施加到对象上(使用为液压致动器)。

软管壁体具有许多外弯折线，软管壁体可沿着所述外弯折线弯折或折叠用以实现收缩的配置。在此，外弯折线在软管壁体上或其中这样彼此倾斜地分布，使得在从伸长的配置形变到收缩的配置中时软管壁体的部段经历围绕纵轴线的扭曲。

沿着彼此倾斜分布的外弯折线的折叠和与此关联的对软管壁体的扭曲导致，软管壁体的从外弯折线向内折叠的区域不仅沿着纵轴线折合到软管内腔中，而且转入其中。由此，可以实现更高的收缩比。此外，根据构造，相比于通过沿着纵轴线简单折合来压缩软管壁体，材料应力更低。

此外，多个彼此倾斜的弯折线的组合导致对径向压缩的极大的稳定性。软管壁体的不期望的径向凹陷被避免。此外，材料硬度可以与彼此倾斜分布的折叠方向组合地利用来实现防止提升软管变形到收缩的配置中的复位力，这例如在用作提升软管时会是期望的。另一方面，根据构造，可以实现防止变形到伸长的配置中的复位力。

软管壁体的材料从外部弯折线分别延伸至管内部或朝向纵轴线延伸，使得在收缩的配置中形成外折叠部。由于多个外折叠部这样彼此倾斜地分布，所以可以产生高的稳定性。在需要时可以省去通过在外折叠部中分布的金属架子进行加强，其中这样的加强架子基本上可以作为可选的造型。

为实现扭曲，外弯折线包括多个闭合地环绕纵轴线的环形弯折线以及数目为n的与环形弯折线相交的倾斜弯折线，其中倾斜弯折线相对于环形弯折线这样倾斜地分布，使得在软管壁体沿着倾斜弯折线和/或环形弯折线折叠时实现扭曲。尤其是，软管壁体的全部外弯折线要么是环形弯折线要么是倾斜弯折线。优选地，环绕的环形弯折线沿着纵轴线相继跟随地设置。在相继跟随的环形弯折线之间因此限定软管壁体的环形部段，其中软管壁体在相应的环形部段中沿着倾斜弯折线可折合，用以产生收缩的配置。在软管壁体沿着倾斜分布的倾斜弯折线折合时，于是软管壁体的在环形部段之上的区域相对于其在环形部段之下的区域转动。

有利地，尤其是，所有环形弯折线垂直于纵轴线分布。由此得到了提升软管的防止剪切运动的高稳定性。

在折合时或在扭曲时的材料应力通过如下方式来避免，至少在伸长的配置中所有倾斜弯折线彼此平行地分布。就此而言，倾斜弯折线尤其螺旋状地围绕软管壁体上的纵轴线。

也有利的是，所有与相应的环形弯折线相交的倾斜弯折线与这些环形弯折线在交点上夹有一致的锐角，所谓的爬升角。由此，所有倾斜弯折线同时可以无应力地折成相应的环形弯折线，这产生所期望的扭曲。爬升角越大，则扭曲角也越大，以便在倾斜弯折线折合到环形弯折线上软管壁体围绕纵轴线转动了该扭曲角。

根据一个有利的造型，(对每个环形弯折线而言)在环形弯折线上的交点中的爬升角之和总共为360°。在保持该角度和的情况下，特别无应力的折合是可能的。

在本上下文中，尤其环形弯折线并不可以理解为圆环线。更确切而言，在环形弯折线与倾斜弯折线的交点中形成角部。就此而言，提升软管与已知的波纹管形状或螺旋线形状不同。优选地，环形弯折线沿着纵轴线看具有规则的多边形的形状、尤其等边多边形的形状，其具有数目为n的角部。多边形的角部尤其与相应的环形弯折线同倾斜弯折线的交点相一致。通过规则的多边形的形状，形成围绕提升软管的纵轴线的对称性(至少在n折的轴线的意义下)。由此可以避免，提升软管在侧向起作用的剪切力的情况下表现不对称。

尤其，有利的是，爬升角为360°的n分之一，其中，n是在相应的环绕弯折线上的角部的数目。由此得到了高程度的对称性，这使得在收缩时的局部应力小并且由此使得材料应力小。已证明为特别有利的是例如具有配设的60°爬升角的环形弯折线的六边形分布。

此外有利的是，在每个交点中，相交的环形弯折线和配设的倾斜弯折线相应形成等长的腿部，其夹有锐角(上述的爬升角)。就此而言，腿部所观察的交点出来沿着相应的弯折线直至相应相邻的交点的长度对于这两个相交的弯折线是等长的。由此，可能的是，在每两个沿着纵轴线相继跟随的环形曲折线之间向下完全折叠到相交的环形弯折线上。由此形成高的收缩比。

根据一种有利的造型，环形曲折线沿着纵轴线分别彼此规则间隔地(所谓的层高度)设置。层高度反映了两个沿着纵轴线相邻的环形弯折线之间的间距。在层高度、在交点中相交的腿部(参见上文)的爬升角和长度以及必要时相应的环形弯折线的角部的数量之间存在直接关系。在收缩时，相应在两个环形弯折线之间的区域在扭曲下被折合，其中提升软管沿着纵轴线从层高度到在两个环形弯折线之间的近似在贴靠的材料层的整个高度上的伸展可以被减小。

软管壁体除了外弯折线之外优选包括多个内弯折线，软管壁体在收缩的配置中从内弯折线向外(即远离纵轴线)朝向外弯折线延伸。内弯折线的每个优选穿过两个沿着纵轴线相邻的环形弯折线的交点，其中，交点分别配设有不同的倾斜线。软管壁体的在相邻的环形弯折线之间的材料在内弯折线上形成内折叠部，其伸入到软管内腔中并且在收缩时转动进内腔中。

内弯折线优选分布为使得尤其在存在伸长的配置的情况下内弯折线形成在交点中相交的角的角平分线，通过配设给相应的交点的环形弯折线和倾斜弯折线形成其腿部。由于内弯折线是两个相交的外弯折线的角平分线，所以外弯折线彼此被相叠地折叠。尤其，内弯折线分别形成平行四边形的对角线，该平行四边形由环形弯折线和爬升弯折线限定并且其角部形成相应的交点。

一个有利的造型通过如下方式得到，软管壁体具有多个增强区，其由棱边限界，所述棱边沿着彼此相交的内弯折线、环形弯折线和倾斜弯折线分布。增强区是软管壁体的如下区域，在该区域中软管壁体与在外弯折线或内弯折线的区域中相比柔性更小。增强区例如可以通过增强板形成，该增强板沿着所述的边棱限界。增强板例如设置在软管壁体上，例如设置在内侧或外侧上。增强区优选具有多边形尤其三角形的形状，其中一边由内弯折线限定、一边由环形弯折线限定以及一边由倾斜弯折线限定。

通过内弯折线设计为，软管壁体的材料在收缩时如何折合到软管内腔中。因此，内弯折线在沿着纵轴线的投影中时看限界软管横截面。由于扭曲在软管壁体收缩时内弯折线向内朝向纵轴线转动。由此在提升软管从伸长的配置转变到收缩的配置时软管横截面连续地缩小。

提升软管的软管壁体尤其由柔性的并且不可伸展的(即，可不显著程度上伸展)材料例如由合适的塑料构成的薄膜或空气密封的纤维布组成。由此，提升软管能可逆地弯曲并且折叠，但并不在显著的程度上伸展，其中所述标准尤其涉及在针对软管提升机的应用情况中典型出现的力。

开头所述的任务有利地也通过根据本发明的操作设备尤其是负压提升设备譬如软管提升机来解决，其具有上文所描述的类型的提升软管和连接在提升软管的自由端部上的抓取设备。

附图说明

在附图中：

图1示出了根据本发明的具有根据本发明的提升软管的软管提升机；

图2示出了在基本上伸长的配置中的根据本发明的提升软管的侧视图；

图3示出了在收缩的配置中的根据图2的提升软管；

图4示出了根据图2至图3的提升软管的立体视图；

图5示出了根据图2至图4的提升软管的沿纵轴线的视图。

具体实施方式

在附图中以及在以下的描述中，针对相同的或彼此对应的特征分别使用相同的附图标记。

图1示出了软管提升机10的概图，该提升软管具有下文中还要描述的提升软管12，其中，提升软管12的端部经由操作设备14与负压抓取设备16耦联。提升软管12用其与负压抓取设备16对置的端部与支承体18连接，尤其为，提升软管12的悬挂位置20可沿着横向方向22移动。

利用负压抓取设备16可以吸取要抓取的对象(未示出)。通过经由操作设备14的合适的操作可以借助对其软管内腔(参见下文)加载负压可以使提升软管12缩短并且由此提升所抓取的对象。

图2至图5分别示出了提升软管12的部段的不同视图和不同配置。

提升软管12具有由柔性的但优选并不显著地弹性的材料构成的软管壁体24。视为整体地，软管壁体24包围轴向上沿着纵轴线26延伸的软管内腔28(其尤其在根据图4和图5的视图中可看到)。

视为整体地，提升软管12连续地可变形到伸长的配置中(类似图2)和收缩的配置中(类似图3)。在此，图2基本上示出了伸长的配置，其中，可以进一步延伸，必要时在微小的程度上。相应地基于图3必要时还可以进一步收缩。

为了能够实现形变，软管壁体24具有许多外弯折线30。软管壁体24的材料尤其具有一定的硬度，使得外弯折线30持续限定。在存在收缩的配置(类比图3)，软管壁体24的材料从外弯折线30向内延伸，使得形成外折叠部32。

在所示的例子中，所有外弯折线划分成两组，即划分为环形弯折线34和倾斜弯折线36。环形弯折线34分别围绕纵轴线26作为闭合的形状，在所示的例子中，为多边形类型(在此为六边形)。视为整体地，倾斜弯折线螺旋状地围绕纵轴线26。因此，倾斜弯折线在多个交点38中与环形弯折线相交。交点38形成多边形的环形弯折线34的角部。

此外，软管壁体24具有多个内弯折线42，软管壁体24沿着内弯折线距纵轴线26分别具有最小的间距。内弯折线42在收缩的配置中(类比图3)限定软管壁体24的内折叠部44。内弯折线42在分别沿着纵轴线26看的环形弯折线34的交点40之间延伸，使得相邻的倾斜弯折线36连接。

在软管壁体24折叠时，倾斜弯折线36分别折叠到相交的环形弯折线30上。软管壁体的材料在构成内折叠部44的情况下折合到软管内腔28中。由于倾斜弯折线相对于环形弯折线34倾斜地分布，所以软管壁体24的不同部段在变形到收缩的配置中(类比图3)中时经历扭曲，也就是说围绕纵轴线26转动。在此，内折叠部44和内弯折线42朝向纵轴线26转动到软管内腔28中(类比图4)。该效应在所示的例子中通过如下方式增强，所有倾斜弯折线36基本上彼此平行地分布。

在收缩时的扭曲围绕纵轴线26进行并且在图2和图5中通过圆箭头表示。扭曲尤其可以理解为围绕软管壁体24的部段的纵轴线26相对于软管壁体24的其他沿着纵轴线26间隔开的部段的转动。扭曲的转动方向尤其对应于由倾斜弯折线36与环形弯折线34所夹的锐角(爬升角度，参见下文)的张开方向。

在平行分布的并且沿着纵轴线26相邻的环形弯折线34之间可以在存在伸长的配置(以图2的方式)的情况下，层高度46可以限定为沿着纵轴线26的间距(类比图2)。层高度46在转变为收缩配置时基本上减小到在环形弯折线34之间的内折叠部44与外折叠部32之间的厚度。

在所示的实例中观察确定的环形弯折线34，不同的倾斜弯折线36在交点40中分别以爬升角度α与环形弯折线34相交。在所示的例子中，爬升角α分别是在倾斜弯折线36与环形弯折线34之间所夹的锐角，其尤其对于所有交点40在围绕纵轴线26的相同的环绕方向上张开。爬升角α与在实现收缩状态时的扭曲有关，因为倾斜弯折线36朝向环形弯折线34折叠了角度α。

在所示的对称构造中，环形弯折线34或倾斜弯折线36的在不同的交点40之间延伸的部段分别具有等长的腿部48，其中环形弯折线和倾斜弯折线夹有确定的爬升角α。倾斜弯折线36的限定爬升角α的腿部48通过如下方式可以完全折叠在环形弯折线34的形成另一腿部48的部段上。

在不同的交点38之间延伸的内弯折线42优选形成由腿部48所夹的爬升角α的角平分线。在此情况下，内弯折线42尤其可以形成例如在图2中可看到的平行四边形的对角线50，其分别由两个沿着纵轴线相继跟随的环形弯折线34和两个并排平行分布的倾斜弯折线36的在交点38之间延伸的部段限定。

如在图5中可看到的那样，在实现收缩配置时在软管内腔28中被折合的内弯折线42沿着纵轴线26观察包围软管横截面52。由于在提升软管12收缩时内弯折线42转动和折合到软管内腔28中越来越深，所以在逐步收缩时软管横截面52不断聚拢。在所示的例子中，软管横截面52具有与软管壁体的由环形弯折线34限定的外轮廓(在此：六边形对称性)相同的对称性。

为了进一步改进软管壁体24对朝向纵轴线26径向压缩的的稳定性，在内弯折线42与外弯折线30之间限定的弯折段54(类比图4)构成为增强区56，在该增强区中软管壁体24更稳定并且尤其具有更小的柔性。为此，例如增强区56可以利用在软管壁体24的组织中的树脂或塑料成本加固。内弯折线42和/或外弯折线30的区域例如可以设置有柔性的或柔软的材料(例如，硅酮)。为了构成增强区56，在软管壁体24上也可以设置相应形成的增强板。这样的增强板可以根据本发明的一般方案示例性地施加到软管壁体24上例如在朝向软管内腔28的上表面上(例如，粘合)。当然，增强板也可以施加在外表面上。

Claims (18)

1.一种提升软管(12)，其具有围绕纵轴线(26)延伸的并且包围软管内腔(28)的软管壁体(24)，其中，所述提升软管(12)沿着纵轴线(26)能够可逆地变形到伸长的配置中和在软管内腔缩小的情况下能够变形到收缩的配置中，其特征在于，软管壁体(24)具有许多外弯折线(30)，软管壁体(24)沿着所述外弯折线能够弯折用以产生收缩配置，其中外弯折线(30)这样彼此倾斜地分布，使得在变形到收缩的配置中时所述软管壁体(24)分部段地经历围绕纵轴线(26)的扭曲。

2.根据权利要求1所述的提升软管(12)，其特征在于，所述外弯折线(30)包括许多封闭地围绕纵轴线(28)的环形弯折线(34)以及许多(n)在交点(38)中与环形弯折线(34)相交的倾斜弯折线(36)，其中倾斜弯折线(36)相对于环形弯折线(34)这样倾斜地分布，使得在软管壁体(24)折叠时实现扭曲。

3.根据权利要求2所述的提升软管(12)，其特征在于，环形弯折线(34)垂直于纵轴线(26)分布。

4.根据权利要求2或3所述的提升软管(12)，其特征在于，在伸长的配置中，所有的倾斜弯折线(36)彼此平行分布。

5.根据权利要求2或3所述的提升软管(12)，其特征在于，所有与相应的环形弯折线(34)相交的倾斜弯折线(36)都与环形弯折线(34)在交点中夹有一致的锐角的爬升角(α)。

6.根据权利要求5所述的提升软管(12)，其特征在于，针对每个环形弯折线(34)，在该环形弯折线(34)上的交点(38)中的爬升角(α)之和为360度。

7.根据权利要求2或3所述的提升软管(12)，其特征在于，环形弯折线(34)分别形成具有数目为n的角部(40)的规则的多边形。

8.根据权利要求5所述的提升软管(12)，其特征在于，爬升角(α)为360度的n分之一，其中n为一个相应的环形弯折线(34)的角部(40)的数目。

9.根据权利要求2或3所述的提升软管(12)，其特征在于，在每个交点(38)中，相交的环绕弯折线(34)和倾斜弯折线(36)相应形成等长的腿部(48)，其夹有锐角的爬升角(α)。

10.根据权利要求2或3所述的提升软管(12)，其特征在于，在伸长的配置中，环线弯折线(34)沿着纵轴线(26)与层高度(46)等距离地彼此间隔地相对设置。

11.根据权利要求2或3所述的提升软管(12)，其特征在于，软管壁体(24)包括多个内弯折线(42)，其中每个内弯折线(42)通过两个沿着纵轴线(26)相邻的环形弯折线(34)与不同的倾斜弯折线(36)的交点(38)分布。

12.根据权利要求11所述的提升软管(12)，其特征在于，每个内弯折线(42)分别形成相交的环形弯折线(34)和倾斜弯折线(36)的角平分线，相应的内弯折线(42)通过环形弯折线(34)和倾斜弯折线(36)的交点(38)分布。

13.根据权利要求11所述的提升软管(12)，其特征在于，软管壁体(24)设置增强区(46)，所述增强区由棱边限界，所述棱边沿着彼此相交的内弯折线(42)、环形弯折线(34)和倾斜弯折线(36)分布。

14.根据权利要求11所述的提升软管(12)，其特征在于，内弯折线(42)在沿着纵轴线(26)的投影中看限定软管横截面(52)，该软管横截面在提升软管(12)从伸长的配置转变到收缩的配置中时连续缩小。

15.根据权利要求7所述的提升软管(12)，其特征在于，爬升角(α)为360度的n分之一，其中n为一个相应的环形弯折线(34)的角部(40)的数目。

16.根据权利要求12所述的提升软管(12)，其特征在于，软管壁体(24)设置增强区(46)，所述增强区由棱边限界，所述棱边沿着彼此相交的内弯折线(42)、环形弯折线(34)和倾斜弯折线(36)分布。

17.一种操作设备(10)，它包括：提升软管(12)，该提升软管具有软管内腔(28)，其中提升软管(12)通过对软管内腔(28)加载负压时能够缩短；并且包括连接在提升软管(12)的一个端部上的抓取设备(16)，其特征在于，提升软管(12)根据权利要求1至16中任一项所述地构成。

18.根据权利要求17所述的操作设备，其特征在于，所述操作设备(10)是软管提升器。