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Dokumentenidentifikation DE4440018A1 15.05.1996
Titel Verfahren und Einrichtung zur Erzeugung von Kraft bzw. Drehmoment (bionischer Motor)
Anmelder Wimmer, Ulrich, Dipl.-Ing. (FH), 84518 Garching, DE
Erfinder Wimmer, Ulrich, Dipl.-Ing. (FH), 84518 Garching, DE
Vertreter Petra, E., Dipl.-Ing., Pat.-Anw.; Will, W., Rechtsanw., 85598 Baldham
DE-Anmeldedatum 09.11.1994
DE-Aktenzeichen 4440018
Offenlegungstag 15.05.1996
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.05.1996
IPC-Hauptklasse F03B 17/02
Zusammenfassung Es wird ein Verfahren und eine Einrichtung zur Erzeugung von Kraft bzw. Drehmoment beschrieben, bei denen der Auftrieb eines in einem Behälter 1 befindlichen Arbeitskörpers 2 in einer Flüssigkeit 4 ausgenützt wird.
Die entstehende Auftriebskraft wird dabei durch die Führung eines am unteren Ende des Arbeitskörpers 2 befestigten Seiles 7 über eine am Boden des Behälters 1 angebrachte Umlenkrolle 5 in eine nach unten gerichtete Zugkraft umgewandelt.
Diese Zugkraft kann durch die Regelung des Zu- bzw. Abflusses der Flüssigkeit 4 vom Behälter 1 in einen Vorratsbehälter 13 mittels einer Pumpe 15 und/oder eines Ventils 14 über einen Schlauch 11 in gewünschter Weise variiert werden.
Ein Anwendungsgebiet ist die Positionierung beweglicher Teile wie sie etwa Industrieroboter aufweisen.

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erzeugung von Kraft bzw. Drehmoment nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und auf eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 13.

Zur Zeit sind verschiedene Verfahren und Einrichtungen zur Erzeugung von Kraft bzw. Drehmoment und/oder Bewegungsenergie bekannt.

So wird in der DE-OS 28 37 269 A1 eine Einrichtung beschrieben, bei dem der Auftrieb eines Körpers in einem Strömungsmittel, dessen Zu- und Ableitung durch eine Pumpe oder Ventile geschieht, für den Antrieb verschiedener Vorrichtungen dient. Diese bekannte Einrichtung eignet sich durch die starre Auf- und Abbewegung jedoch nur für sehr einfache Vorrichtungen und läßt sich wechselnden Erfordernissen oder Einsatzbedingungen nicht anpassen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Einrichtung obiger Gattung anzugeben, die ermöglichen, daß die Erzeugung von Kraft bzw. Drehmoment entsprechend den jeweiligen Erfordernissen einfach und kostengünstig sichergestellt wird, und zudem eine einfache Positionierung der bewegten Teile verwirklicht wird.

Diese Aufgabe wird durch ein gattungsgemäßes Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine gattungsgemäße Einrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst.

Demgemäß ist beim erfindungsgemäßen Verfahren wesentlich, daß der Auftrieb des Arbeitskörpers entsprechend der auf ihn wirkenden Kraft oder nach einem variablen Programm durch die Regelung des Zu- bzw. Abflusses des flüssigen Mediums geregelt wird. Als Regelgrößen dienen hierbei im wesentlichen einzeln oder in Kombination die Seilkraft, die Auftriebskraft, die Lage des Arbeitskörpers, die Geschwindigkeit und die Beschleunigung des Arbeitskörpers. Durch eine Steuerung lassen sich so Kraft bzw. Drehmoment und Position den jeweiligen Erfordernissen entsprechend regeln.

Von Vorteil ist dabei, wenn der Arbeitskörper einen modularen Aufbau aufweist, der durch Auswechslung der Module eine Anpassung der maximal möglichen Auftriebskraft ermöglicht, die Module entsprechend dem gewünschten Kraft- bzw. Drehmomentverlauf geformt sind, und wenn am Arbeitskörper durch auswechselbare Gewichte eine jeweils gewünschte konstante Abtriebskraft erzeugt wird.

Vorteilhaft ist darüber hinaus, wenn eine Veränderung des Behälterquerschnitts möglich ist, so daß die Steigung der Kraft- bzw. Drehmomentkennlinie einfach verändert werden kann.

Des weiteren ist vorteilhaft, wenn in Anpassung an die jeweilige Aufgabenstellung die Kraftübertragung wahlweise über einen oder zwei Seilzüge oder ein Getriebe mit leicht veränderbarem Übersetzungsverhältnis erfolgen kann.

Von Vorteil ist dabei auch, wenn in das Getriebe eine Bremsvorrichtung und Sensoren integriert sind, so daß sowohl ein Überschwingen beim Anfahren einer gewünschten Position vermieden bzw. minimiert als auch nach Erzeugen einer Kraft bei blockiertem Getriebe durch Aufheben der Blockierung ein Schrittmotorbetrieb simuliert werden kann.

Vorteilhaft ist dabei auch, wenn in Anpassung an die jeweilige Aufgabenstellung die Bewegung des Arbeitskörpers durch Software- und/oder Endschalter eingeschränkt werden kann.

Von Vorteil ist auch, wenn z. B. die Bewegung eines Roboterarms über einen oder zwei Bowdenzüge erfolgt, wobei durch die Befestigung eines Bowdenzugs an je einem Teil des Roboterarms in der Nähe der Drehachse ein Dreh- oder ein Schwenkarm gebildet werden kann.

Vorteilhaft wirkt sich aus, wenn der Behälter einen stetigen Abfluß für das flüssige Medium aufweist, so daß bei Unterbrechung des Zuflusses bzw. der Frequenz Null der Arbeitskörper und das System selbsttätig die Ruhepositionen anstreben. Bei einem pulsförmigem Zufluß des flüssigen Mediums mit konstanter Menge läßt sich so das Modell eines Muskels bzw. einer Muskelfaser mit der für einen Muskel typischen Betriebszuständen Ruhe, isometrische und isotonische Kontraktion sowie den Betriebsarten Einzelzuckungen und Tetanus realisieren.

Des weiteren ist von Vorteil, wenn das Verfahren zum Training der körperlichen Fitness oder für Geräte zur Rehabilitation eingesetzt wird, da unter anderem ohne Unterbrechung der Übungen die Größe und/oder Art der aktiven oder passiven Belastung manuell oder automatisch geändert werden kann, wobei dies wahlweise nach einem festen Programm oder in Abhängigkeit ausgewählter relevanter Körperfunktionen wie etwa dem Puls erfolgen kann.

Die Aufgabe wird auch durch eine Einrichtung zur Durchführung des vorbeschriebenen Verfahrens mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst.

Demgemäß ist bei der erfindungsgemäßen Einrichtung wesentlich, daß der Auftrieb des Arbeitskörpers entsprechend der auf ihn wirkenden Kraft oder nach einem variablen Programm durch die Regelung des Zu- bzw. Abflusses des Flüssigkeit geregelt wird. Als Regelgrößen dienen hierbei im wesentlichen einzeln oder in Kombination die Seilkraft, die Auftriebskraft, die Lage des Arbeitskörpers, die Geschwindigkeit und die Beschleunigung des Arbeitskörpers. Ein mögliches Einsatzgebiet für diese Einrichtung sind z. B. Entgratmaschinen bzw. Entgratroboter, deren Verbreitung durch die Schwierigkeiten der Variierung der Antriebskraft bisher gehemmt wurde.

Von Vorteil ist dabei, wenn der Arbeitskörper einen modularen Aufbau aus vorzugsweise rotationssymmetrischen bzw. dem Behälterquerschnitt angepaßten scheibenförmigen Elementen aufweist, die auf eine Stange aufgesteckt werden können, an der das Seil mittels Klemmen oder Ösen befestigt wird, und so eine Änderung der maximalen Auftriebskraft ermöglicht. Durch eine entsprechende Ausgestaltung der Elemente läßt sich dabei der Kraft- bzw. der Drehmomentverlauf in gewünschter Weise beeinflussen.

Vorteilhaft ist auch, wenn am Arbeitskörper durch leicht auswechselbare scheibenförmige Gewichte eine Abtriebskraft erzeugt wird, die so einfach veränderbar ist. Auf diese Weise läßt sich auch bei Verwendung nur eines Arbeitskörpers sowohl bei der Auf- als auch bei der Abwärtsbewegung eine Kraft bzw. ein Drehmoment erzeugen.

Von Vorteil ist darüber hinaus eine Veränderung des Behälterquerschnitts durch Einsätze, so daß die Steigung der Kraft- bzw. Drehmomentkennlinie einfach verändert werden kann, wobei diese Einsätze z. B. aus am Behälterrand angebrachten Gummischläuchen bestehen können, die durch Druckluft aufgeblasen werden. Mittels einer solchen Vorrichtung, die auch nur am Boden des Behälters angebracht sein kann, läßt sich die Kraft bzw. das Drehmoment ausschließlich oder zusätzlich erzeugen.

Eine vorteilhafte Ausführungsform wird auch erhalten, wenn in Anpassung an die jeweilige Aufgabenstellung die Kraftübertragung wahlweise über einen oder zwei Soll- oder Bowdenzüge oder ein Getriebe mit leicht veränderbarem Übersetzungsverhältnis erfolgen kann. Dabei kann zum einen über die Abtriebsscheibe des Getriebes ein Seilzug geführt werden oder das am Arbeitskörper befestigte Seil gelöst und bei Bedarf ein zweites Seil dort befestigt werden.

Das Übersetzungsverhältnis des Getriebes läßt sich dabei durch auf eine Welle aufsteckbare zylindrische Scheiben, die für den An- bzw. Abtrieb verwendet werden und etwa durch eine Feder gegen einen auf der Welle ausgebildeten als Mitnehmer dienenden Anschlag gepreßt werden, sowohl durch den Wechsel der Scheiben als auch durch die Aufbringung mehrerer Scheiben verschiedenen Durchmessers, die für den Abtrieb verwendet werden können, variieren.

Des weiteren ist dabei von Vorteil, wenn anstelle des oder der Seile zur Verringerung des Schlupfs der Umschlingungswinkel des Seiles um die Rolle durch entsprechende Vorrichtungen vergrößert wird. Die relativ moderaten Verfahrgeschwindigkeiten erlauben auch eine mehrfache Umschlingung oder eine schraubenförmige Führung des Seiles. Ebenso kann natürlich statt eines Seiles auch ein Keil-, Loch- oder Zahnriemen Verwendung finden.

Von Vorteil ist dabei auch, wenn das Getriebe eine Bremsscheibe aufweist, so daß sowohl ein Überschwingen beim Anfahren einer gewünschten Position durch Bremsen oder Anhalten des Getriebes vermieden bzw. minimiert als auch nach Erzeugen einer Kraft bei blockiertem Getriebe durch Aufheben der Blockierung ein Schrittmotorbetrieb simuliert werden kann. Durch einen größeren Umfang der Scheibe, an deren Rand etwa optische oder magnetische Markierungen angebracht sind, im Vergleich zur Abtriebsscheibe läßt sich einfach eine hohe Meßgenauigkeit erzielen. Neben der Verwendung für Linearantriebe reicht das Anwendungsfeld vom Positioniertisch bis zum Antrieb für ein- oder zweiteilige Schiebetüren etwa bei Lifts, das das Einklemmen von Personen durch die Möglichkeit einer schnellen Abbremsung vermieden werden kann.

In Anpassung an die jeweilige Aufgabenstellung ist es vorteilhaft, die Bewegung des Arbeitskörpers durch Software- und/oder Endschalter, die etwa auf den Flüssigkeitspegel reagieren, einschränken zu können. Darüber hinaus können sie zum Schutz der Einrichtung dienen.

Die erfindungsgemäße Einrichtung ist durch die Art der Kraft- bzw. Drehmomenterzeugung prinzipiell für den Antrieb mechanischer Systeme mit begrenztem Arbeitsraum, wie ihn etwa Roboter aufweisen, besonders geeignet. Die Bewegung eines Roboterarms erfolgt dabei über einen oder zwei Bowdenzüge, wobei durch die Befestigung eines Bowdenzugs an je einem Teil des Roboterarmsin der Nähe der Drehachse ein Dreh- oder ein Schwenkarm gebildet werden kann. Durch die Führung des Seiles über am beweglichen Teil befindliche Rolle, die auch mehrfach umschlungen werden kann, muß der Bowdenzug nur noch am unbewegten Teil befestigt werden. Falls keine Rückstellkraft benötigt wird, kann auf die Rückführung des Seiles bzw. auf das zweite Seil verzichtet werden.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dabei, wenn der Behälter einen stetigen Abfluß für die Flüssigkeit aufweist, so daß nach einer simulierten Kontraktion der Flüssigkeitspegel und die erfindungsgemäße Einrichtung bei Fehlen äußerer Einflüsse bei Unterbrechung des Zuflusses selbsttätig die Ruheposition anstrebt. Bei einem vorzugsweisen pulsförmigen Zufluß der Flüssigkeit mit konstanter Menge läßt sich so daß Modell eines Muskels bzw. einer Muskelfaser mit der für einen Muskel typischen Betriebszuständen Ruhe, isometrische und isotonische Kontraktion sowie den Betriebsarten Einzelzuckungen und Tetanus realisieren, ebenso wie der geringe Widerstand gegen langsame von außen bewirkte Dehnung und Reflexe. Da nach einer langsamen Dehnung der Flüssigkeitspegel unter dem Niveau der Ruheposition liegen würde, kann zusätzlich ein geringer und im zeitlichen Mittel konstanter Zufluß erfolgen.

Des weiteren ist vorteilhaft, wenn das Verfahren zum Training der körperlichen Fitness oder für Geräte zur Rehabilitation eingesetzt wird, da unter anderem ohne Unterbrechung der Übungen die Größe und/oder Art der aktiven oder passiven Belastung manuell oder automatisch geändert werden kann, wobei diese wahlweise nach einem festen Programm oder in Abhängigkeit ausgewählter relevanter Körperfunktionen wie etwa dem Puls erfolgen kann. Vorstellbar sind neben aktiv zu betätigenden Fitnessgeräten Vorrichtungen, die eine isometrische Muskeltätigkeit trainieren oder eine Muskelstreckung bzw. Dehnung bewirken.

Von Vorteil ist dabei, wenn vorzugsweise zwei Behälter zu einer Arbeitseinheit zusammengefaßt werden, wobei ein geschlossener Seilzug durch zusätzliche Umlenkrollen am oberen Ende der Behälter und/oder durch eine zweite auf dem Getriebe angebrachte Antriebsscheibe erreicht werden kann. Nach diesem Prinzip können auch beliebig viele Behälter vorzugsweise gerader Anzahl miteinander zu einer Arbeitseinheit verbunden werden.

Dabei ist vorteilhaft, wenn zumindest ein Teil der Flüssigkeit zwischen zwei oder mehreren miteinander verbundenen Behältern umgepumpt wird, da so der Vorratsbehälter verkleinert oder weggelassen werden kann. Der Flüssigkeitsfluß läßt sich dabei durch eine Spannungssteuerung regeln. Das Umpumpen erfolgt dabei vorzugsweise durch zwei am unteren Ende der Behälter befindliche Tauchpumpen mit fünfzig Prozent Einschaltdauer, die mit dem unteren Ende des jeweils korrespondierenden Behälters mit Schläuchen verbunden sind, die über das obere Ende der Behälter laufen und unterhalb des Mindestflüssigkeitspegels enden können, wenn die Pumpen im Stillstand den Flüssigkeitsstrom sperren. Ansonsten wird durch eine Entlüftung oberhalb des maximalen Flüssigkeitspegels ein unerwünschter selbsttätiger Niveauausgleich verhindert. Durch den weiteren Verlauf der Flüssigkeit innerhalb des Schlauchs bis unterhalb des minimalen Pegels erfolgt eine störungsarme Einleitung der Flüssigkeit.

Vorteilhaft wirkt sich dabei aus, wenn ein einfacher Wechsel der Flüssigkeit durch ein Abflußventil möglich ist. Bei einem Betrieb direkt an einer Wasserleitung wird laufend frisches Wasser in den Behälter nachströmen, ansonsten ist der Einsatz keimtötender Vorrichtungen etwa auf Ozon- oder UV-Basis ein zusätzlicher Beitrag zur Betriebssicherheit der Einrichtung.

Nachfolgend werden das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Einrichtung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele der Einrichtung unter Bezug auf die Zeichnung näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Einrichtung, in erster Ausführungsform,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Einrichtung, in zweiter Ausführungsform,

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Arbeitskörpers,

Fig. 4 eine Seitenansicht einer Umlenkrolle mit integriertem Getriebe und Bremsscheibe.

Fig. 5 eine Seitenansicht eines mittels zweier Seilzüge bewegbaren Scharniergelenks,

Fig. 6 eine Draufsicht eines ähnlichen mit einem über eine Rolle geführten Seil bewegbaren Gelenke, und

Fig. 7 den Kraft- bzw. Drehmoment in Abhängigkeit des Füllstandes der Flüssigkeit.

In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Erzeugung von Kraft bzw. Drehmoment dargestellt, die aus einem Behälter 1 und einem in einer Flüssigkeit 4 schwimmenden Arbeitskörper 2 besteht. Das an dem oberen Ende des Arbeitskörpers 2 befestigte, über zwei Umlenkrollen 6 geführte Seil 7 wird durch das Gewicht 6 gespannt, wodurch ein Kippen des Arbeitskörpers 2 verhindert wird. Wird nun das Seil 7, das am unteren Ende des Arbeitskörpers 2 befestigt und über die Umlenkrolle 5 geführt ist, an der Seilklemme 3 nach oben gezogen, wird proportional zum Eintauchen des Arbeitskörpers 2 von diesem eine Auftriebskraft erzeugt, die das System wieder in den Ausgangszustand versetzen will bzw. der angreifenden Kraft entgegenwirkt.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform wird durch einen im wesentlichen geschlossenen Verlauf des Seils 7 über zwei Umlenkrollen 5 eine sichere Führung des Arbeitskörpers 2 erreicht. Darüber hinaus ermöglicht diese Konstruktion auch eine Ausnutzung der Gewichtskraft des Arbeitskörpers 2. Die Spannung des Seils erfolgt durch eine an der Zugfeder 17 befestigte Laufrolle 18. Durch die Endschalter 19, die durch den Flüssigkeitspegel im Behälter 1 betätigt werden, wird der Zu- bzw. Abfluß der Flüssigkeit 4 vom bzw. zum Vorratsbehälter 13 über die Pumpe 15 und/oder das Ventil 14 unterbrochen. Behälter 1 und Vorratsbehälter 13 sind dabei durch den Schlauch 11 miteinander verbunden, der über das Kupplungsstück 12 an das Ventil 14 und die Pumpe 15 angeschlossen ist. Durch einen herausnehmbaren oder aufblasbaren Einsatz 16 läßt sich das Verhältnis der Querschnittsflächen des Behälters 1 und des Arbeitskörpers 2 und somit die Kraft- bzw. Drehmomentkennlinie verändern.

Fig. 2 stellt einen modular aufgebauten Arbeitskörper 2 dar, der aus einer Gewindestange 21, mehreren Auftriebsmodulen 22 und Metallscheiben 23 besteht, die über die Muttern 24 zusammengehalten werden. Das oberste der Auftriebsmodule 22 ist dabei als Abstandshalter ausgeführt. An den Seilklemmen 3 wird der Arbeitskörper 2 mit dem Seil 7 oder mit zwei Seilstücken verbunden.

Fig. 4 stellt eine als Getriebe ausgebildete Umlenkrolle 5 dar. Auf einer Welle 25 ist eine Bremsscheibe 26 angebracht und eine Antriebsscheibe 27, über die das Seil 7 geführt wird, sowie mehrere Abtriebsscheiben 28 aufgeschoben, die mittels einer durch eine Mutter 24 axial abgestützte Druckfeder 29 aneinander und gegen einen auf der Welle 25 ausgebildeten Anschlag 30 gepreßt werden.

Fig. 5 zeigt ein Scharniergelenk, das durch die erfindungsgemäße Einrichtung betätigt wird. Ein an einer Achse 31 an einem Stator 35 drehbar befestigter Schwenkarm 36 wird durch einen Zug des in einem Seilmantel 32 geführten Seiles 7 aus seiner horizontalen Position bewegt. Der Seilmantel 32 ist dabei mit der Mantelhalterung 33 am Stator 35 und das Seil 7 mittels der Seilbefestigung 34 am Schwenkarm 36 befestigt.

Fig. 6 stellt ein weiteres Scharniergelenk dar, bei dem das Seil 7 über eine auf dem Schwenkarm 36 ausgebildete Rolle läuft. Wird eine Auslenkung selbsttätig z. B. durch die Gewichtskraft des Schwenkarms 36 zurückgesetzt, kann man sich mit einem am Schwenkarm 36 befestigten Seil begnügen, für beliebige Auslenkungen wird das Seil unterhalb des Stators 35 zurückgeführt.

Fig. 7 zeigt den Kraft- bzw. Drehmomentverlauf in Abhängigkeit des Füllstandes "z" der Flüssigkeit 4 bei isometrischem Betriebszustand. Die Kennlinie 37 geht dabei von einem Arbeitskörper 2 aus, bei dem Auf- und Abtriebskraft gleich groß sind. Die gestrichelte Kennlinie zeigt den maximal möglichen theoretischen Verlauf, wenn das Verhältnis der Querschnittsflächen von Behälter 1 und Arbeitskörper 2 gegen 1 geht.

Bezugszeichenliste

1 Behälter

2 Arbeitskörper

3 Seilklemme

4 Flüssigkeit

5 Umlenkrolle

6 Gewicht

7 Seil

8 Halteplatte

9 Boden

10 -

11 Schlauch

12 Kupplungsstück

13 Vorratsbehälter

14 Ventil

15 Pumpe

16 Einsatz

17 Zugfeder

18 Laufrolle

19 Endschalter

20 -

21 Gewindestange

22 Auftriebsmodul

23 Metallscheiben

24 Mutter

25 Welle

26 Bremsscheibe

27 Antriebsscheibe

28 Abtriebsscheibe

29 Druckfeder

30 Anschlag

31 Achse

32 Seilmantel

33 Mantelhalterung

34 Seilbefestigung

35 Stator

36 Schwenkarm

37 Kennlinie

z Füllstandshöhe


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zur Erzeugung von Kraft oder Drehmoment unter Ausnützung der Auftriebskraft eines an einem Seil befestigten und sich in einem Behälter befindlichen Arbeitskörpers, den dieser durch die Einbringung eines flüssigen Mediums erfährt, wobei der Arbeitskörper eine im wesentlichen auf- und abgehende Bewegung vollführen kann, und bei der durch die Führung des Seils über eine am unteren Ende des Behälters angebrachte Umlenkvorrichtung die nach oben gerichtete Auftriebskraft des Arbeitskörpers in eine nach unten gerichtete Zugkraft umgewandelt wird, wobei der Verlauf des Seiles einen offenen oder geschlossenen Kurvenzug beschreibt, dadurch gekennzeichnet,
    1. - daß die Seilkraft, die Auftriebskraft, die Lage des Arbeitskörpers, die Geschwindigkeit und die Beschleunigung des Arbeitskörpers einzeln oder in Kombination als Regelgröße dienen,
    2. - daß der Auftrieb des Arbeitskörpers entsprechend der auf ihn wirkenden Kraft oder nach einem variablen Programm durch die Regelung des Zu- bzw. Abflusses des flüssigen Mediums geregelt wird, und
    3. - daß die Regelung des Zu- bzw. Abflusses des flüssigen Mediums auf stetige und/oder pulsförmige Weise geschieht.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die maximal mögliche Auftriebskraft des Arbeitskörpers verändert werden kann.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verlauf der möglichen Auftriebskraft des Arbeitskörpers verändert werden kann.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch am Arbeitskörper anbringbare Gewichte oder durch eine am Arbeitskörper oder Getriebe angreifende Seilkraft eine veränderbare Abtriebskraft erzeugt wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verlauf der möglichen Auftriebskraft des Arbeitskörpers durch Änderung des Behälterquerschnitts veränderbar ist.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung der Kraft bzw. des Drehmoments direkt über einen bzw. zwei Seilzüge oder über ein Getriebe mit veränderbarer Übersetzung erfolgt.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe mit einer Vorrichtung versehen ist, die zur Abbremsung bzw. Fixierung des Getriebes verwendet werden kann und/oder als Drehwinkel- bzw. Geschwindigkeitsgeber dient.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitshub des Arbeitskörpers durch Softwareschalter einstellbar ist.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitshub des Arbeitskörpers durch feste und/oder variable Endschalter einstellbar ist.
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren nach obiger Gattung zur Steuerung mechanischer Systeme dient, die Kraftübertragung mittels Seil- bzw. Bowdenzügen erfolgt, und eine Translation oder ähnlich wie bei einem biologischen Gelenk eine Kipp- oder Drehbewegung erfolgt.
  11. 11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein im wesentlichen stetiger Abfluß des flüssigen Mediums gegeben ist und der Zufluß vorzugsweise pulsierend erfolgt, und die Frequenz und das Tastverhältnis des Zuflusses veränderbar ist.
  12. 12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren nach obiger Gattung im wesentlichen zur Erzeugung einer Gegenkraft verwendet wird.
  13. 13. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 12 mit einem an einem Seil befestigten und sich in einem Behälter befindlichen Arbeitskörper, der durch die Einbringung einer Flüssigkeit eine im wesentlichen auf- und abgehende Bewegung vollführen kann, und bei der durch die Führung des Seils über eine am unteren Ende des Behälters angebrachte Umlenkvorrichtung die nach oben gerichteten Auftriebskraft des Arbeitskörpers in eine nach unten gerichtete Zugkraft umgewandelt wird, wobei der Verlauf des Seiles einen offenen oder geschlossenen Kurvenzug beschreibt, dadurch gekennzeichnet,
    1. - daß die Seilkraft, die Auftriebskraft, die Lage des Arbeitskörpers, die Geschwindigkeit und die Beschleunigung des Arbeitskörpers einzeln oder in Kombination mittels Sensoren erfaßt wird,
    2. - daß der Auftrieb des Arbeitskörpers entsprechend der auf ihn wirkenden Kraft oder nach einem variablen Programm durch die Regelung des Zu- bzw. Abflusses der Flüssigkeit geregelt wird, und
    3. - daß die Regelung des Zu- bzw. Abflusses der Flüssigkeit auf stetiges und/oder pulsförmige Weise geschieht.
  14. 14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die maximal mögliche Auftriebskraft durch einen modularen Aufbau des Arbeitskörpers aus scheibenförmigen Elementen bzw. Modulen veränderbar ist.
  15. 15. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Verlauf der möglichen Auftriebskraft durch einen modularen Aufbau des Arbeitskörpers und die Form der verwendeten Module veränderbar ist.
  16. 16. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß durch am Arbeitskörper anbringbare Gewichte, die vorzugsweise scheibenförmig sind, oder durch ein Seil, das am Arbeitskörper befestigt und über zusätzliche Umlenkrollen am unteren und oberen Ende des Behälters geführt oder direkt am Getriebe befestigt und vorzugsweise mit Gewichten versehen ist, eine veränderbare Abtriebskraft erhalten wird.
  17. 17. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Verlauf der möglichen Auftriebskraft des Arbeitskörpers durch Änderung des Behälterquerschnitts veränderbar ist, indem starre oder flexible Einsätze mit veränderbarem Querschnitt in den Behälter eingebracht werden.
  18. 18. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung der Kraft bzw. des Drehmoments direkt über einen bzw. zwei Seilzüge oder über ein Getriebe mit veränderbarer Übersetzung erfolgt.
  19. 19. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe aus einer oder mehreren auf eine Welle aufsteckbaren zylindrischen Scheiben besteht, die durch eine Feder zusammen- und gegen einen Anschlag auf der Welle gepreßt werden.
  20. 20. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verringerung des Schlupfes der Umschlingungswinkel des Seiles vergrößert bzw. das Seil mehrfach um die An- und/oder Abtriebsrolle geführt und/oder ein Keil-, Loch- oder Zahnriemen verwendet wird.
  21. 21. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß am Getriebe eine Scheibe angebracht ist, die zum Bremsen bzw. Fixieren und/oder als Drehwinkel- bzw. Geschwindigkeitsmelder des Getriebes verwendbar ist und so eine exakte Positionierung ermöglicht.
  22. 22. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitshub des Arbeitskörpers durch Softwareschalter einstellbar ist.
  23. 23. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitshub des Arbeitskörpers durch feste und/oder variable Endschalter einstellbar ist, die vorzugsweise auf den Flüssigkeitspegel ansprechen.
  24. 24. Verwendung der Einrichtung zur Steuerung und zum Antrieb mechanischer Systeme, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftübertragung mittels Seil- bzw. Bowdenzügen erfolgt und eine Translation oder ähnlich wie bei einem biologischen Gelenk eine Kipp- oder Drehbewegung bewirkt werden kann.
  25. 25. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein im wesentlichen stetiger Abfluß der Flüssigkeit gegeben ist und der Zufluß vorzugsweise pulsierend erfolgt, und die Frequenz und das Tastverhältnis des Zuflusses veränderbar ist.
  26. 26. Verwendung der Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gegenkraft erzeugt wird.
  27. 27. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zur Veränderung des Flüssigkeitspegels Druckluft verwendet wird.
  28. 28. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Behälter verwendet werden.
  29. 29. Einrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit zumindest zum Teil zwischen den Behältern umgepumpt wird bzw. ein selbsttätiger Niveauausgleich stattfindet.
  30. 30. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein einfacher Wechsel der Flüssigkeit stattfinden kann bzw. während des Betriebs erfolgt und/oder keimtötende Vorrichtungen in der Einrichtung enthalten sind.






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