DE3523717A1

DE3523717A1 - Dehnzylinder mit elastisch veraenderbarer laenge

Info

Publication number: DE3523717A1
Application number: DE19853523717
Authority: DE
Inventors: Erfinder Wird Nachtraeglich Benannt Der
Original assignee: DAIMLER BERTHOLD H DR
Current assignee: DAIMLER BERTHOLD H DR
Priority date: 1985-07-03
Filing date: 1985-07-03
Publication date: 1987-01-15
Also published as: DE3523717C2

Description

Die Erfindung betrifft Dehnzylinder mit elastisch veränderbarer Länge bei sich im wesentlichen in seinen Abmessungen nicht veränderndem runden Querschnitt.

Ausgehend von den Gegenständen der DE-OS 31 10 153 und DE-OS 31 32 906 hat die Erfindung vorteilhafte und vor allem neue Anwendungsgebiete betreffende neue Weiterbildungsformen des axialelastischen Dehnzylinders zum Ziel. Ihr liegt danach die Aufgabe zugrunde, insbesondere Verwendungsmöglichkeiten bei der Energieumwandlung, bei der leckfreien Förderung fließfähiger Medien, bei der Ausführung zwei- oder dreidimensionaler Bewegungsabläufe, u.s.w., zur Verfügung zu stellen.

Diese Aufgabe wird durch Dehnzylinder der eingangs beschriebenen Art gelöst, wobei die Erfindung darin besteht, daß ein Dehnzylinder mit weiteren Dehnzylindern und bezw. oder anderen beweglichen Trennorganen zu einer Funktionseinheit zusammengefaßt oder bezw. und einzelnen Dehnzylindern oder allen Dehnzylindern der Funktionseinheit Einrichtungen bezw. Vorkehrungen funktionell zugeordnet sind, durch welche während des Dehnvorganges zwei- oder dreidimensionale Bewegungen der freien Zylinderenden ausführbar sind.

Eine große Zahl vorteilhafter Ausgestaltungs- und Weiterbildungsformen der Erfindung ergibt sich aus den Ansprüchen. Mit Hilfe der beigegebenen Zeichnungen wird die Erfindung außerdem eingehend erläutert. Es zeigt

Fig. 1 zwei ineinandersitzende Dehnzylinder mit Armierung zwischen den Zylinderwänden

Fig. 2 Doppelzylinder

Fig. 3 Doppelzylinder

Fig. 4 Zwillingszylinder

Fig. 5 Pumpenkonstruktion mit zwei Dehnzylindern

Fig. 6 Dehnzylinderpumpe mit Geradeaus-Durchströmung

Fig. 7 Stoßdämper

Fig. 8 Dehnzylinder mit Kolbenpumpe

Fig. 9 Dehnzylinder-Pulsationsdämpfer mit Trennmembran

Fig. 10 Dehnzylinder mit Faltenbalg

Fig. 11 Mehrzweck-Dehnzylinderpumpe mit Kolben und Zylinder

Fig. 12 Pumpenkonstruktion mit zwei Dehnzylindern und Kolben

Fig. 13 Zylinder-Kolben-Einheit mit Dehnzylinder-Abdichtung

Fig. 14 Doppelt wirkende Dehnzylinder-Hubeinheit

Fig. 15 Dehnzylinder-Membran-Pumpe

Fig. 16 Bemessung der Armierung in der Elastomerwand

Fig. 17 Ausgestaltung und Befestigung der Zylinderenden

Fig. 18 Dehnzylinder mit Anschlag zur Kurvenführung

Fig. 19 Dehnzylinder mit Führungsschiene

Fig. 20 Dehnzylinder mit Spannelement

Fig. 21 Dehnzylinder mit Speichen, Rollen und Leitschienen

Fig. 22 gegensinnig vorgekrümmter Dehnzylinder

Fig. 23 räumlicher Manipulator

In Fig. 1 sind zwei Dehnzylinder 1 und 2 unterschiedlichen Durchmessers ineinandergesetzt und mit ihren unteren Enden an einer gemeinsamen Bodenplatte 3 befestigt. Der Zwischenraum zwischen den beiden Dehnzylindern 1 und 2 ist so bemessen, daß ein Satz Ringe 5 aus Rundstahl als Zwischenarmierung Platz findet. Die oberen Böden oder Deckel 6 und 7 berühren sich. Der Innenraum 4 weist Anschlüsse 8 auf und kann als Druckspeicher, Pulsationsdämpfer, u.s.w. dienen. Bei axialer Dehnung nimmt die Wandstärke beider Dehnzylinder ab. Während dabei der Innendurchmesser des inneren Zylinders 1 zunimmt, bleibt der des außenliegenden (2) gleich, da ein Innendruck fehlt, und er sich infolge der Längsdehnungs-bedingten Einschnürung an die Armierung 5 anlegt. Je geringer die Wandstärke des Innen- Zylinders 1 im Vergleich zu der des Außenzylinders 2 ist, umso weniger nimmt sein Innendurchmesser bei der Dehnung zu und umso höhere Fülldrücke können bei gleicher Dehnung der Anordnung erreicht werden. Deshalb ist diese Anordnung besonders für hohe Betriebsdrücke geeignet. Die Wandstärke des Innenzylinders 1 muß freilich eine Mindestdicke aufweisen, die sich aus den Eigenschaften des Elastomers und der Auslegung der Armierungselemente (Ringe, Wicklung, Werkstoff) ergibt.

Da bei den nachfolgend besprochenen Ausführungsbeispielen der Erfindung i. A. nicht näher auf die Armierung eingegangen wird, seien einige Anmerkungen hierzu vorangestellt. Dehnzylinder des axialelastischenTyps werden gegen eine Veränderung des Querschnittes durch in Umfangsrichtung orientierte, mitbewegte, dehnungsarme Armierungselemente geschützt. Man unterscheidet die gegen inneren Überdruck wirksame Zugarmierung und eine gegen äußeren Überdruck wirksame Druckarmierung. Letztere ist auch geeignet, Einschnürungen des Dehnzylinders zu begrenzen, wenn dieser durch äußere Kräfte in die Länge gezogen wird. Gegen abwechselnden Überdruck von innen und von außen wirkt eine Kombination von Zug- und Druckarmierung. Die gleiche Wirkung erzielt man auch durch eine sog. Steifarmierung, d. h. eine in die Elastomerwand eingebettete Armierung aus zug- und biege- bezw. schubsteifem Werkstoff. Im Rahmen der Erfindung werden hierfür im Zusammenhang mit der Fig. 16 Bemessungsregeln aufgestellt.

Fig. 2 zeigt in Draufsicht und im Schnitt zwei konzentrisch angeordnete und miteinander über gemeinsame Endplatten 3 und 9 verbundene Dehnzylinder 1 und 2. Die beiden Innenräume 10 und 11 haben Zuleitungen 12 und 13. Bei Dehnung eines der Zylinder 1 und 2 durch Druckfüllung dehnt sich zwangsläufig der andere mit, so daß die Anordnung als Pumpe bezw. als Drucküber- oder Untersetzer dienen kann.

Auch die Fig. 3 gibt eine Vorrichtung mit zwei konzentrischen Dehnzylindern 1 und 2 wieder. Wird der äußere Dehnzylinder 2 unter Druck gesetzt (Gas, Flüssigkeit), so dehnt er sich aus, und sein Deckel 7 hebt sich beispielsweise von Pos. a nach a′.

Der Überdruck im Raum 11 wirkt zunächst auch auf den Dehnzylinder als äußerer Überdruck. Wird der innere Dehnzylinder 1 nun mit einem Druckmedium gefüllt oder durch eine Stange 14 von b nach b′ gedehnt,so bewirkt das zugleich auch eine weitere Dehnung des Außenzylinders von a′ nach a″, übermittelt durch das darin befindliche Medium. Dessen Einfülldruck und Kompressibilität bestimmen neben den Federraten der beiden Dehnzylinder die Gesamtcharakteristik des Speichers bezw. der Feder von Fig. 3, die somit im Betrieb verstellbar ist.

Paarweise einander zugeordnete Dehnzylinder können als Pumpenkonstruktion ausgebildet werden, indem beide Zylinder als Tandem wirken, wobei dann ein Außenantrieb erforderlich ist, oder indem ein Dehnzylinder als Antrieb und der andere als Pumpe dienen kann. Einige Ausführungsbeispiele zeigen die Fig. 4 bis 6.

In Fig. 4 sind zwei auf einer Grundplatte 3 nebeneinander mit einigem Zwischenraum befestigte Dehnzylinder 1 und 2 jeweils an einer Druckleitung 15 und einer Saugleitung 16 vorzugsweise üner Einwegventile angeschlossen. Die Deckel 6 sind über Gelenke 19 an einem mittig gelagerten Schwenkbalken 20 befestigt. Wird das Balkenlager 19 mit Hilfe der Stütze 17 um die Ausfahrlänge 18 angehoben, so werden bei gleicher Dimensionierung beide Dehnzylinder um den Betrag 18 gedreht bezw. vorgespannt. 2 × 18 ist dann der Gesamthub 21 jedes der Dehnzylinder, ihre ungedehnte Länge ist mit 22 bezeichnet. Durch Schwenkbewegung des Balkens 20 um seinen Schwenkpunkt 19 wird die Pumpe betätigt. Die beiden Zylinder 1 und 2 müssen nicht gleich groß sein, sondern können in Größe und Hub voneinander abweichen bei entsprechender Anpassung des Schwenkantriebes. - Vertauscht man Druck- und Saugleitung und sorgt für Hub-abhängige Steuerung der Ventile, so kann die in Fig. 4 gezeigte Anordnung aber auch als pneumatischer bezw. hydraulischer Zweikolben-Motor dienen.

In Fig. 5 sind zwei ungleiche Dehnspeicher 1 und 2 übereinander angeordnet und durch eine gemeinsame Anschlußplatte 28 miteinander verbunden. Die einseitig verlängerten Böden 3 und 6 sind mit den Enden einer Traverse 25 so verbunden, daß beide Dehnzylinder sich gegenseitig vorspannen. Der Vorspannhub von Zylinder 1 ist größer als der von Zylinder 2, wie durch 26 und 27 angedeutet. Der untere Dehnzylinder 2 wird über die Zuleitung 8 mit einem Druckmedium abwechselnd gefüllt und entleert. Der zulässige Hub entspricht dem Vorspannhubbetrag 26 und ist zugleich Förderhub des Pumpzylinders 1.

In Fig. 6 ist eine ähnlich aufgebaute Pumpe dargestellt, bei der jedoch die beiden Dehnzylinder 1 und 2 vom Fördermedium durchströmt werden, und zwar ohne Richtungsumkehr. Die einander zugekehrten Böden 3 und 6 sind durch eine Koppelstange 30 miteinander verbunden und durch einen Schwenkhebel 31, der um sein an der Traverse 25 angeordnetes Schwenklager 19 schwingt, gemeinsam auf und ab beweglich. Der untere Dehnspeicher 2 ist mit einem Sauganschluß 24 mit Rückschlagventil ausgestattet und dient als Pumpenkammer. Das zum oberen Dehnzylinder 1 führende Verbindungsrohr 29 ist ebenfalls mit einem Rückschlagventil versehen und dient als Druckstutzen. Der Innenraum des oberen Zylinders 1 dient als Ausgleichsraum für das ihn durchflissende Fördermedium.

Bedingt durch die Art der Bewegungskoppelung verlaufen die in den Fig. 4 und 6 dargestellten Axialbewegungen der Dehnzylinder 1 und 2 nicht geradlinig, sondern auf einer zweidimensional gekrümmten Bahn.

Fig. 7 zeigt eine Dehnzylinderkonstruktion als Stoßdämpfer oder Federelement. Über einer Bodenplatte 34 ist ein schwächer dimensionierter Dehnzylinder 1, unterhalb derselben ein stärker bemessener Dehnzylinder 2 angeordnet. Durch die Öffnung 29 sind sie miteinander verbunden. Anschluß 8 gibt die Möglichkeit, die beiden Dehnzylinder nach Bedarf unter Druck zu setzen. Hierbei erfährt der obere Dehnzylinder 1 einen Vorspannhub 21, der für von oben einwirkende Kräfte K als Federhub in Bezug auf die Platte 34 zur Verfügung steht. Die dehnelastische Federkraft wird von dem unteren Dehnspeicher 2 zur Verfügung gestellt, Rückschwingungen können durch Anschläge 35 für den Deckel 6 von Dehnspeicher 1 begrenzt werden.

Fig. 8 stellt die Kombination einer Kolbenpumpe mit einem Dehnzylinder und einer Membran zu einer völlig leckfreien Dosierpumpe dar. Die Membran 36 ist mit der Stange 14 des Kolbens 37 dichtend fest verbunden und trennt zwei auf gleichem Druck befindliche Flüssigkeiten voneinander, einerseits das über die Austauschleitungen 32 bezw. über den Ringspalt zwischen Kolben 37 und Zylinder 39 eingedrungene Fördermedium, andererseits eine über Stutzen 8 eingefüllte, für das Elastomer inerte Übertragungsflüssigkeit.

Die Fig. 9 und 10 zeigen zwei Druckspeicher, vorzugsweise zur Pulsationsdämpfung. Die Speicherfunktion übernimmt jeweils ein Dehnzylinder 1. Um diesen gegen das ggf. aggressive Medium aus der Zuleitung 8 abzuschirmen, dient in Fig. 9 eine drucklos betriebene Membran 36 als Trennorgan. A und B bezw. A′ und B′ geben die leere bezw. gefüllte Positiond des Druckspeichers an.
Bei der Ausführung nach Fig. 10 a) und b) ist statt der Membran ein Faltenbalg, Faltzylinder oder Wellenzylinder 38 vorgesehen. Der Deckel des Faltenbalges kann mit dem Deckel 6 des Dehnzylinders 1 fest verbunden sein. Soll der Faltenbalg indessen drucklos betrieben werden, so ist, wie dargestellt, der Ringraum 11 zwischen Faltenbalg 38 und Dehnzylinder 1 mit einer Übertragungsflüssigkeit zu füllen. Der Hub 26 des Faltenbalges ist wegen dessen geringerem Wirkungsquerschnitt größer als der Hub 27 des Dehnzylinders 1.

Fig. 11 gibt eine Pumpe wieder, bei der ein Kolben 37 mit dem Deckel 6 eines Dehnzylinders 1 größeren Durchmessers über Koppelstangen 30 starr verbunden ist. Das Zylinder- Kolben-Aggregat 37, 39 wird dadurch betrieben, daß der Innenraum 4 des Dehnzylinders 1 über Anschluß 8 durch Druckluft expandiert wird und sich nach Druckentlastung wieder zurückdehnt. - Bei entsprechender Abänderung der Anschlüsse kann der Kolben auch hydraulisch als Antrieb dienen und der Dehnzylinder als Pumpenkammer verwendet werden. Das Druckübersetzungsverhältnis bei der jeweiligen Betriebsweise ergibt sich aus dem Verhältnis der Querschnitte von Kolben 37 und Dehnzylinder 1.

Die Pumpenanordnung nach Fig. 12 enthält erfindungsgemäße Merkmale der Fig. 6 und 8. Sie stellt eine ohne Richtungsumkehr durchströmte hermetische Kolbenpumpe dar. Um den Pumpenhub 21 auszuführen, muß die Verbindungsplatte 28 durch einen von außen wirkenden Antrieb alternierend bewegt werden.
Die Fig. 13 und 14 zeigen Beispiele für einen pneumatischen oder hydraulischen Arbeitszylinder. In Fig. 13 läuft ein Kolben 37 in einen mit zwei Anschlüssen 8, 24 versehenen Zylinder 39. Die Kolbenstange 59 ist durch eine Hülse 61 mittels eines nicht abdichtenden Gleitlagers geführt. Ein Dehnzylinder geringen Querschnitts 60 sorgt für Abdichtung nach außen dadurch, daß er einerseits an der Kolbenstange 59, andererseits an dem kolbenstangenseitigen Boden des Zylinders 39 befestigt ist. Die Fig. 13 zeigt den Dichtzylinder 60, der sich wie der Kolben 37 bewegt, in der am weitesten gedehnten Position.

Die Ausführung der Fig. 14 hat ebenfalls zwei Druckkammern mit den Anschlüssen 8, 24 zur druckabhängigen Bewegung der Kolbenstange 59. Statt es Kolbens 37 weist sie jedoch einen Dehnzylinder 66 auf, der einen wesentlich größeren Durchmesser aufweist als der Dichtungs-Dehnzylinder 60 und in dem starren Zylinder 39 untergebracht ist. Der eine Boden des Antriebszylinders 66 fällt mit dem kolbenstangenabgewandten Boden 3 des Zylinders 39 zusammen, der andere, von der Kolbenstange 59 zentral durchdrungene Boden ist mit dieser dichtend fest verbunden. Der Zylinder 39 weist an seinem einen Boden ein Gleitlager 51, an dem gegenüberliegenden Boden eine Führungshülse 62 für die Kolbenstange 59 auf.

Die Kombination eines Dehnzylinders mit einem starren Druckraum zeigt auch die in Fig. 15 dargestellte Pumpe. Der durch eine Schraubenfeder 33 vorgespannte Dehnzylinder 1 wird durch pulsierenden Überdruck in dem mit Zuleitung 8 versehenen Behälter 50 angetrieben. Die resultierende Pumpenwirkung in dem Innenraum 4 des Dehnzylinders 1 wird durch die wiederum drucklos betriebene Membran 36 auf das Fördermedium übertragen. Der Antrieb des Dehnzylinders 1 kann alternativ auch mechanisch über die Stange 14 erfolgen. In diesem Fall kommen die Vorspannfeder 33 und das Außengehäuse 50 zur Vereinfachung in Wegfall. In dieser Ausführung kann die in Fig. 15 dargestellte Anordnung aber auch als Hydromotor betrieben werden. Hierbei wird der Dehnzylinder 1 durch rhytmisch wechselnden Druck einer über Anschlüsse 15, 16 zu- resp. abgeführten Druckflüssigkeit hin- und her bewegt und überträgt seine Axialbewegung auf die Hubstange 14, die eine Kurbel antreiben kann. Wiederum hat die Membran 36 die Aufgabe, eine Berührung des Elastomers des Dehnzylinders 1 mit der Druckflüssigkeit, z. B. Hydrauliköl zu verhindern.

Es wurde gefunden, daß es zur Vermeidung vorzeitiger Schädigung des Elastomers bei im Innern eingebetteter Armierung bestimmte geometrische Relationen einzuhalten gilt. Diese werden anhand von Fig. 16 erläutert, die einen Wandabschnitt eines Dehnzylinders 1 darstellt. Die Dicke der unbelasteten Gummiwand sei t _G, der in radialer Richtung gemessene Durchmesser der Armierungselemente d _R (57), während ihr axial gemessener Durchmesser d _A (56) sei. Der axiale Abstand der Armierungselemente 52 sei s _o (58). Vorteilhaft soll das Verhältnis t _G : d _R größer sein als 2 bis 3, das Verhältnis s _o : d _A soll größer sein als 1 und vorzugsweise größer als 2. Ferner sind Anordnungen bevorzugt, bei denen t _G:d _R × s _o : d _A größer als 3 ist.

Die Fig. 17 gibt Abmessungsvorschläge für die Verbindung der Zylinderkörperenden mit den Endabdeckungen aus Metall oder Kunststoff entsprechender Festigkeit. 53 ist die Wandstärke des Dehnzylinders 1. Vorteilhaft ist das Maß 54 etwa gleich wie 53, und das Maß 55 etwa doppelt so groß. Soll der gebildete Flansch ganz aus Elastomer bestehen und durch einen Spannring gehalten werden, so ist es zur sicheren Aufnahme der Dehnkräfte vorteilhaft, wenn das Maß 63 ebenfalls etwa gleich groß ist wie 53. Benutzt man anstelle oder zusätzlich zu einer Einspannung eine Vulkanisationsverbindung beispielsweise mit einem Ring der Breite 55, so kann dessen Dicke 63 den statischen Erfordernissen entsprechend auch geringer sein als das Maß 53. Übrignes kann es zweckmäßig sein, einen Flansch nach außen und den entgegengesetzten Flansch in das Innere des Dehnschlauches zu richten.

Fig. 18 bis 23 zeigen Vorkehrungen zur Ausführung mehrdimensionaler Bewegung von Dehnzylindern. Fig. 18zeigt einen Dehnzylinder 1 mit Deckel 6, an dem eine Stange mit Anschlußöse befestigt ist. Ein Anschlag 53 ist so angebracht, daß er nach einem zunächst geraden Anfangshub des Dehnzylinders 1 mit dessen Deckel 6 in Kontakt kommt und dadurch eine weitere Dehnung auf dieser Seite des Dehnzylinders verhindert. Bei fortgeführter Drucksteigerung in dem Dehnzylinder 1 führt der Deckel 6 eine seitliche Neigung aus. Die verschiedenen Positionen der Anschlußöse werden durch a, b und c markiert.

In Fig. 19 ist der Dehnzylinder 1 über Führungsstücke 41 mit der Führungsschiene oder -kurve derart verbunden, daß das freie Dehnzylinderende in seinen Bewegungen der Führungsschiene 40 folgt.

In Fig. 20 ist ein axialelastischer Dehnzylinder dargestellt, der sich bei Erhöhung des Fülldruckes gleichzeitig dehnt und und seitlich krümmt. Dies wird dadurch erreicht, daß zwischen der Oberfläche des Dehnzylinders 1 und seiner Außenarmierung 52 ein Spannelement 42 verlegt ist, welches die beiden Böden des Dehnzylinders 1 miteinander verbindet. Der Bewegungsablauf des Zylinderendes kann durch die Plazierung des Spannelementes bezw. einer Kombination von Spann- Hilfsmitteln in weiten Bereichen verändert bezw. beeinflußt werden.

Fig. 21 zeigt mögliche Ausführungsformen zum Erzielen einer Kreisbahn des freien Zylinderendes. Dadurch entstehen hermetische, selbstrückstellende Schwenkantriebe für Pneumatik und Hydraulik. So kann der Dehnkörper 47 auf einer Grundplatte 64 befestigt sein, in der in einiger Entfernung vom Mittelpunkt 65 der Dehnzylindergrundfläche ein Schwenkpunkt oder Schwenklager 45 vorgesehen ist. Von diesem gehen eine oder mehrere mit dem Dehnkörper oder mit der Außenarmierung bezw. dem Zylinderende verbundene schwenkbare Speichen 46 aus, die den Dehnkörper bei seiner Bewegung führen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, Leitrollen oder Gleitelemente 44 an dem Dehnzylinder anzubringen, die durch Leitschienen oder Gleitflächen 43 geführt werden. Die Führung des freien Endes sowie aller Abschnitte des Dehnzylinders kann auch durch Kombination der zuvor beschriebenen Einrichtung bewirkt werden. In jedem Fall muß, wie in Fig. 21 durch die Anordnung der Leitschienen 43 verdeutlicht wird, auch dafür Sorge getragen werden, daß der Schwenkzylinder unter der Einwirkung von Gegenkräften auf sein bewegliches Ende nicht aus der Schwenkebene heraus ausweichen kann.

Fig. 22 weist auf die Möglichkeit hin, bei einem an Speichen 46 geführten Dehnkörper 47 diesem in seiner voll gedehnten Lage eine gerade zylindrische Form zu geben. Dies wird dadurch erreicht, daß der Dehnkörper 47 gegensinnig vorgekrümmt an den Speichen 46 befestigt wird.

Einen räumlichen Manipulator zeigt Fig. 23. Mehrere Dehnzylinder 1 greifen ggf. starr an den Ecken eines Manipulierrahmens 48, 49 an und bringen diesen durch unterschiedlich starke Füllung der einzelnen Zylinder in die gewünschte Position.

BEZUGSZEICHENAUFSTELLUNG

1.

Dehnzylinder, Dehnspeicher

2.

Dehnzylinder, Dehnspeicher

3.

Bodenplatte

4.

Innenraum

5.

Zwischenarmierung

6.

Deckel

7.

Deckel

8.

Anschluß

9.

Deckel

10.

Innenraum

11.

Ringraum

12.

Anschluß

13.

Anschluß

14.

Hubstange

15.

Leitung, Druckleitung

16.

Leitung, Saugleitung

17.

Ständer

18.

Ausfahrlänge

19.

Schwenkpunkt

20.

Schwenkbalken

21.

Hub

22.

Ausgangslänge

23.

Druckanschluß

24.

Sauganschluß

25.

Traverse, Säule

26.

Hub

27.

Hub

28.

Anschlußplatte

29.

Verbindungsrohr, Verbindungsleitung

30.

Koppelstange

31.

Koppelhebel, Schwenkhebel, Antriebshebel

32.

Ausgleichsleitung

33.

Druckfeder, Schraubenfeder

34.

Basis

35.

Anschlag

35.

Membran

37.

Kolben

38.

Faltenbalg, Wellenzylinder

39.

Zylinder, starr

40.

Führungsschiene, Führungskurve

41.

Führungsstück

42.

Spannelement

43.

Leitschiene

44.

Leitrolle, Gleitstück

45.

Schwenkpunkt, Schwenklager, Achse

46.

Speiche

47.

Dehnkörper, gekrümmter Dehnzylinder

48.

Verbindungsstange

49.

Verbindungsstange

50.

Behältnis

51.

Gleitlager

52

. Armierung

53

. Gummidicke

t _G

, Wanddicke des Dehnzylinders

54

. Abschrägungshöhe

h _i

55

. Flanschbreite

T

, Berührungsbreite

56

. Querschnittlänge

d _A

57

. Querschnittbreite

d _R

58

. lichter Abstand

s _o

59

. Kolbenstange

60

. Dichtzylinder, Dehnzylinder mit geringem Durchmesser

61

. Hülse mit Gleitstange

62

. Führungshülse

63

. Flanschdicke, Dicke des Gummiflansches oder Halteringes

64

. Grundplatte

65

. Flächenmittelpunkt

66

. Dehnzylinder mit größerem Durchmesser, Antriebszylinder

Claims

1. Dehnzylinder mit elastisch veränderbarer Länge bei sich im wesentlichen in seinen Abmessungen nicht veränderndem Querschnitt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Dehnzylinder (1) mit einem oder mehreren weiteren Dehnzylindern (1, 2) bezw. beweglichen Trennorganen (36, 37, 38) zu einer Funktionseinheit zusammengefaßt oder/und dem Dehnzylinder oder mehreren bezw. allen Dehnzylindern der Funktionseinheit Einrichtungen bezw. Vorkehrungen zugeordnet sind, durch welche während des Dehnvorganges zwei- oder dreidimensionale Bewegungen der freien Dehnzylinderenden ausführbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei unterschiedlich große Durchmesser aufweisende Dehnzylinder (1, 2) vorgesehen sind, deren Durchmesser so bemessen sind, daß der Innendurchmesser des großen Dehnzylinders (2) größer ist als der Außendurchmesser des kleinen Dehnzylinders (1), beide Dehnzylinder (1, 2) konzentrisch zueinander auf einer gemeinsamen Bodenplatte (3) montiert sind und der Innenraum (10) des kleinen Dehnzylinders sowie des Ringraum (11) zwischen den Dehnzylindern (1, 2) jeweils eigene Anschlüsse (12, 13) aufweisen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Dehnzylinder (1, 2) einen gemeinsamen Deckel (9) haben.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die entspannte Höhe des inneren Dehnzylinders (1) kleiner ist als die des äußeren Dehnzylinders (2) derart, daß zwischen dem Deckel (6) des inneren Dehnzylinders (1) und dem Deckel (7) des äußeren Dehnzylinders (2) ein einen freien Raum lassender Abstand besteht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Dehnzylinder (1, 2) einander derart zugeordnet und so untereinander gekoppelt sind, daß die Dehnung des einen Dehnzylinders (1, 2) das Zusammenziehen des anderen Dehnzylinders (2, 1) zur Folge hat.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß beide Dehnzylinder (1, 2) jeweils über einen Anschluß (23) mit einer vorzugsweise gemeinsamen Zuleitung (15) und über je einen Anschluß (24) mit einer vorzugsweise gemeinsamen Abteilung (16) verbunden sind, wobei die Anschlüsse (23, 24) durch Ventile gesichert sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Dehnzylinder (2) Antriebszylinder, der anderen Dehnzylinder (1) Arbeitszylinder, vorzugsweise Pumpenzylinder, mit Sauganschluß (24) und Druckanschluß (23) ist, beide Zylinder eine gemeinsame Anschlußplatte (28) haben und der Antriebszylinder (2) mit seiner einseitig verlängerten Bodenplatte (3) an einem Ende, der Pumpenzylinder (1) mit seinem einseitig verlängerten Deckel (6) am anderen Ende einer starren Säule oder Traverse (25) unter gegenseitiger Vorspannung der Dehnzylinder (1, 2) befestigt sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß beide Dehnzylinder (1, 2) an den einander zugekehrten Enden fest aneinander gekoppelt sind, durch eine Leitung (29) miteinander in Verbindung stehen, die beiden einander abgekehrten Deckel gegeneinander durch einen Rahmen oder Traverse (25) unter Vorspannung der Dehnzylinder (1, 2) festgelegt sind und je einen Leistungsanschluß (23, 24) besitzen und die einander zugekehrten Enden der Dehnzylinder (1, 2) gemeinsam durch mechanische oder andere Antriebsmittel rhytmisch hin- und herbewegbar sind.

9. Dehnzylinder mit Vorkehrungen zur Ausführung zwei- oder dreidimensionaler Bewegungen, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderwand des Dehnzylinders (1, 2) einen über ihren Querschnitt zum Teil erhebliche örtliche Unterschiede aufweisenden Elastizitätsmodul oder/und Wandstärke besitzt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß einseitig am Ort ihrer Anwendung die Dehnmöglichkeit der Zylinderwand begrenzende oder erschwerende Spannelemente in die Wand eingelegt, im Innern des Dehnzylinders (1) verlaufen und an dessen Böden (3, 6) befestigt oder außen innerhalb oder außerhalb der Armierung (52) angeordnet sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Dehnzylinder (1, 2) mit unterschiedlich großen Durchmessern ineinandergesetzt und ihre Durchmesser so bemessen sind, daß zwischen ihnen ein ringförmiger Zweischenraum (11) gebildet wird, im Zwischenraum (11) die Armierung (5) untergebracht ist und außerdem an den für eine Erhöhung der zur Dehnung erforderlichen Kraft und/oder für die Begrenzung der Dehnfähigkeit vorgesehenen Stellen im Zwischenraum (11) Spannelemente angeordnet sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 bezw. 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannelemente (42) Fäden, Drähte oder Bänder praktisch ohne Dehnbarkeit sein.

13. Vorrichtung nach Anspruch 10 bezw. 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannelemente Zugfedern sind.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung von Spannelementen (42) an zwei oder mehr Stellen am Umfang erfolgt, wobei die Spannelemente (42) in ihrer Wirkung vorzugsweise unterschiedlich bemessen sind.

15. Vorrichtung, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Anschläge (33) bezw. Führungselemente so angebracht sind, daß das mit entsprechenden Führungsstücken ausgestattete freie Ende des Dehnzylinders im Sinn einer Richtungsänderung oder Torsion um die Achse des Dehnzylinders (1) beeinflußbar ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zwei- oder dreidimesional gekrümmt verlaufende Führungsbahn, -schiene oder dergl. (40), entlang welcher das freie Ende des Dehnzylinders (1) mittels mit diesem verbundener Führungsstücke (41) in zwei- oder dreidimensionaler Bewegung führbar ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen vorzugsweise gekrümmt vorgeformten Dehnkörper (47), der mit einer seiner Grundflächen an einer Grundplatte (64) oder dergl. befestigt ist, einen Schwenkpunkt oder Schwenkzapfen (45) in der Grundplatte (64) in einer Entfernung vom Mittelplunkt (65) der Dehnkörpergrundfläche, die dem festgelegten Krümmungsradius der Bewegungsbahn entspricht und eine dem Schwenkpunkt (45) mit dem freien Ende des Dehnkörpers (47) verbindende, ggf. als Platte ausgebildete Speiche (46).

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß von einem gemeinsamen Schwenkzapfen (45) ausgehend, vorzugsweise in gleichmäßigen Winkelabständen mehrere bewegbare Speichen (46) zur gleichmäßigen Führung des Dehnkörpers (47) vorgesehen sind.

19. Vorrichtung nach Anspruch 17 bezw. 18 sowie Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der - vorzugsweise vorgeformte - mit Leitrollen oder Gleitstücken (44) besetzte Dehnkörper (47) entlang einer zwei- oder dreidimensional gekrümmt verlaufenden Führungsbahn (43) bewegbar ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, vorzugsweise 3 oder 4 einzeln oder gemeinsam pneumatisch oder hydraulisch betreibbare Dehnzylinder (1) im Raum verteilt mit ihren Grundplatten (3) jeweils ortsfest montiert sind und ihre freien Enden an einem Rahmen (48, 49), Plattform oder dergleichen angreifen.