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Patent Searching and Data


Title:
PNEUMATIC ACTUATOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/074885
Kind Code:
A1
Abstract:
The inventive pneumatic actuator consists of a, for example, flat plate (1) that is fixed in a reference system (9). On one side of the plate (1), a first web (2) consisting of a high-strength and low-stretch woven is attached along a number of strips (3), for example, by adhering. A second web (4), preferably made of the same material, is placed on the first web (2) and is attached to this first web (2) along the strips (3). Bubbles (7) made of an elastic plastic are inserted between the strips (3) in the areas in which the first and second webs (2, 4) are not attached. These bubbles are sealed on both sides and are each provided with a valve (8). The bubbles (7) can be filled with a compressed gas via these valves (8). This causes the second web (4) to bulge, and the resulting forces exert a bending moment onto the plate (1) whereby causing the plate to bend laterally.

Inventors:
KEREKES LASZLO (CH)
MOOR TINA (CH)
Application Number:
PCT/CH2003/000110
Publication Date:
September 12, 2003
Filing Date:
February 17, 2003
Export Citation:
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Assignee:
PROSPECTIVE CONCEPTS AG (CH)
KEREKES LASZLO (CH)
MOOR TINA (CH)
International Classes:
B60N2/90; B62D35/00; F15B11/20; F15B15/10; F15B; (IPC1-7): F15B15/10
Domestic Patent References:
WO2001072479A12001-10-04
Foreign References:
DE19617852A11997-10-30
US3973363A1976-08-10
US5469756A1995-11-28
DE19517852A11995-12-14
EP0851829A11998-07-08
CH200370A1938-10-15
Attorney, Agent or Firm:
Salgo, Reinhold C. (Wald ZH, CH)
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Claims:
Patentansprüche
1. Pneumatischer Aktuator dadurch gekennzeichnet, dass er aufgebaut ist aus einer biegeelastischen Platte (1), mindestens zwei langgestreckten, nebeneinander ange ordneten und teilweise mit der Platte (1) verbundenen flexiblen, aber wenig dehnbaren pneumatischen Druck adern, welche so an der Platte (1) befestigt und an geordnet sind, dass bei Druckgasbeaufschlagung dieser Druckadern parallel zu der Platte (1) verlaufende Tangentialkräfte entstehen, welche zu einer Biegung der Platte (1) führen.
2. Pneumatischer Aktuator nach Patentanspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass die Druckadern bestehen aus einer fle xiblen Hülle (4a, 12) aus wenig dehnbarem textilen Mate rial und einer in diese Hülle (4a, 12) eingelegten druck gasdichten Blase (7).
3. Pneumatischer Aktuator nach Patentanspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, dass die Hülle (4a) besteht aus einer ersten Bahn (2) ei nes wenig dehnbaren textilen Materials, welche auf im Wesentlichen parallel zueinander verlaufenden Strei fen (3) mit der Platte (1) verbunden ist, ferner aus einer zweiten, die erste Bahn (2) bedeckenden zweiten Bahn (4) aus einem wenig dehnbaren textilen Material, welche entlang der genannten Streifen (3) mit der er sten Bahn (2) verbunden ist,, wodurch die langge streckten Hüllen (4a) zwischen den Bahnen (2,4) ge bildet werden, die Blasen (7) in die Hüllen (4a) eingelegt sind, bei Druckgasbeaufschlagung der Blasen (7) sich die Bahnen (2,4) zwischen den Streifen (3) auswölben und damit auf die Platte (1) tangentiell verlaufende Zug kräfte ausgeübt werden, was zu einer Biegung der Platte (1) auf die Seite der Druckadern führt, wo durch eine Zuganordnung definiert ist.
4. Pneumatischer Aktuator nach Patentanspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, dass die Hülle (4a) besteht aus einer ersten Bahn (2) ei nes wenig dehnbaren textilen Materials, welche auf im Wesentlichen parallel zueinander verlaufenden Strei fen (10) mit der Platte (1) verbunden ist, ferner aus einer die erste Bahn (2) bedeckenden zweiten Bahn (4) aus einem wenig dehnbaren textilen Material, welche entlang von parallel zu den genannten Streifen (10) verlaufenden Streifen (3) mit der ersten Bahn (2) verbunden ist, wodurch die langgestreckten Hüllen (4a) zwischen den Bahnen (2,4) gebildet werden, die Blasen (7) in die Hüllen (4a) eingelegt sind, bei Druckbeaufschlagung der Blasen (7) sich die Bah nen (2,4) zwischen den Streifen (3) auswölben, und damit auf die Platte (1) tangentiell verlaufende Zug kräfte ausgeübt werden, was zu einer Biegung der Platte (1) auf die Seite der Druckadern führt, wo durch ebenfalls eine Zuganordnung definiert ist.
5. Pneumatischer Aktuator nach Patentanspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, dass die Hüllen (12) schlauchartig sind und aus wenig dehnbarem textilen Material bestehen, die Hüllen (12) auf einem Teil ihres Umfanges mit der Platte (1) verbunden sind, die Blasen (7) in die Hüllen (12) eingelegt sind und die Blasen (7) zusammen mit den Hüllen (12) die Druckadern bilden, bei Druckgasbeaufschlagung der Blasen (7) die Drucka dern aufeinander Druckkräfte ausüben, wodurch tangen tiell zur Platte (1) verlaufende Druckkräfte entste hen, was zu einer Biegung der Platte (1) auf die den Druckadern abgewandte Seite der Platte (1) führt, wo durch eine Druckanordnung definiert ist.
6. Pneumatischer Aktuator nach Patentanspruch 3 oder 4, da durch gekennzeichnet, dass pro Platte nur eine aus mehre ren Druckblasen gebildete Zuganordnung vorhanden ist.
7. Pneumatischer Aktuator nach Patentanspruch 3 oder 4, da durch gekennzeichnet, dass pro Platte mindestens zwei je aus mehreren Druckblasen gebildeten Zuganordnungen vor handen sind.
8. Pneumatischer Aktuator nach Patentanspruch 7, dadurch ge kennzeichnet, dass alle Zuganordnungen auf der gleichen Seite der Platte (1) angebracht sind.
9. Pneumatischer Aktuator nach Patentanspruch 7, dadurch ge kennzeichnet, dass die Zuganordnungen alternierend zuein ander auf beiden Seiten der Platte (1) angebracht sind, wodurch sich bei gleichzeitiger Druckbeaufschlagung der Zuganordnung eine mehrfach Sförmige Biegung der Platte (1) ergibt.
10. Pneumatischer Aktuator nach Patentanspruch 7, dadurch ge kennzeichnet, dass die Zuganordnungen auf beiden Seiten der Platte (1) angebracht sind und alternierend zueinan der mit Druckgas beaufschlagt werden können, so dass sich die Platte (1) wahlweise auf die eine oder andere Seite biegen kann.
11. Pneumatischer Aktuator nach Patentanspruch 5, dadurch ge kennzeichnet, dass pro Platte nur eine aus mehreren Druckblasen gebildete Druckanordnung vorhanden ist.
12. Pneumatischer Aktuator nach Patentanspruch 5, dadurch ge kennzeichnet, dass pro Platte mindestens zwei je aus meh reren Druckblasen gebildeten Druckanordnungen vorhanden sind.
13. Pneumatischer Aktuator nach Patentanspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass alle Druckanordnungen auf der glei chen Seite der Platte (1) angebracht sind.
14. Pneumatischer Aktuator nach Patentanspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckanordnungen zueinander auf beiden Seiten der Platte (1) angebracht sind, wodurch sich bei gleichzeitiger Druckbeaufschlagung der Druck anordnung eine mehrfach Sförmige Biegung der Platte (1) ergibt.
15. Pneumatischer Aktuator nach Patentanspruch 7, dadurch ge kennzeichnet, dass die Druckanordnungen auf beiden Seiten der Platte (1) angebracht sind und alternierend zueinan der mit Druckgas beaufschlagt werden können, so dass sich die Platte (1) wahlweise auf die eine oder andere Seite biegen kann.
16. Pneumatischer Aktuator nach Patentanspruch 3 oder 4, und 6, dadurch gekennzeichnet, dass pro Platte (1) mindestens je eine Zuganordnung und eine Druckanordnung vorhanden und an der Platte (1) befestigt sind.
17. Pneumatischer Aktuator nach Patentanspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuganordnung und die Druckanord nung auf der gleichen Seite der Platte (1) angebracht sind, welche sich bei gleichzeitiger Druckgasbeaufschla gung der Zuganordnung und der Druckanordnung mindesten einfach Sförmig biegt.
18. Pneumatischer Aktuator nach Patentanspruch 3 oder 4, und 5, dadurch gekennzeichnet, dass pro Platte (1) mindestens je eine Zuganordnung und eine Druckanordnung vorhanden und an der Platte (1) befestigt sind.
19. Verwendung von pneumatischen Aktuatoren gemäss Patentan spruch 6 oder 11 als pneumatisch aktivierbare Seitenstüt zen eines Fahrzeugsitzes (13), dadurch gekennzeichnet, dass auf jeder Seite eines Sitzpolsters (14) ein pneumati scher Aktuator (17) angeordnet und an einem Sitzrah men (16) als einem festen Bezugssystem (9) befestigt ist, der pneumatische Aktuator (17) eine im drucklosen Zu stande des pneumatischen Aktuators (17) gebogenen Platte (1) aufweist, welche im drucklosen Zustande auf einem Seitenpolster (15) anliegen kann, die pneumatische Aktuatoren (17) mit Druckgas beauf schlagt werden können und sich so vom Seitenpolster (15) wegbiegen und mindestens teilweise über die Oberschenkel (18) einer fahrenden Person legen und diese seitlich stützen können.
20. Verwendung des pneumatischen Aktuators gemäss Patentan spruch 11 als pneumatisch aktivierbarer Frontspoiler (22) eines Automobils mit einem vorderen Stossfänger (23) und einer dahinter angeordneten Bucht (24) zur Aufnahme des drucklosen Frontspoilers (22), dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein pneumatischer Aktuator auf der Unter seite des Automobils entlang des Stossfängers (23) am einen Ende der Platte (1) befestigt ist, wobei die Druckanordnungen auf der Oberseite jeder Platte (1) angeordnet und befestigt sind, der mindestens eine pneumatische Aktuator mindestens, in der normalen Fahrtrichtung des Automobils, vorne mit einer Schürze (25) aus einem elastischen Kunst stoff versehen und überzogen ist zum Schutze des pneumatischen Aktuators, der mindestens eine pneumatische Aktuator sich bei Druckgasbeaufschlagung nach vorne und unten biegt und damit die Form und Funktion eines Frontspoilers an und übernehmen kann, der mindestens eine pneumatische Aktuator sich bei Wegnahme des Gasdruckes durch die Elastizität der Platte (1) in die Bucht (24) zurückbiegt.
21. Frontspoiler (22) nach Patentanspruch (20), dadurch ge kennzeichnet, dass er aus mindestens drei pneumatischen Aktuatoren besteht, welche mit einer gemeinsamen Schürze (25) aus elastischem Kunststoff überzogen sind.
22. Verwendung des pneumatischen Aktuators gemäss Patentan spruch 11 als pneumatisch aktivierbarer Heckspoiler eines Automobils mit einem Kofferraum und einer in dessen Be reich angeordneten Bucht (24) zur Aufnahme des drucklosen Heckspoilers, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein pneumatischer Aktuator am Rande der Bucht (24) am einen Ende der Platte (1) befestigt ist, wobei die Druckanordnung auf der Unterseite je der Platte (1) angeordnet und befestigt ist, der mindestens eine pneumatische Aktuator mindestens oben mit einer Schürze (25 aus einem elastischen Kunststoff versehen und überzogen ist, der mindestens eine pneumatische Aktuator sich bei Druckgasbeaufschlagung nach oben und vorne biegt und damit die Form und Funktion eines Heckspoilers an und übernehmen kann, der mindestens eine pneumatische Aktuator sich bei Wegnahme des Gasdruckes durch die Elastizität der Platte (1) in die Bucht (24) zurückbiegt.
Description:
Pneumatischer Aktuator Die vorliegende Erfindung betrifft einen pneumatischen Aktua- tor nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Pneumatische Aktuatoren ohne Pneumatikzylinder sind explizite oder auch implizite mehrere bekannt, so z. B. aus DE 195 17 852 (D1), aus EP 0 851 829 (D2) und der PCT-Anmeldung PCT/CH02/00370 (D3), die beiden letzteren von derselben An- melderin wie der vorliegenden Erfindung.

In D1 wird ein Verfahren beschrieben, welches der einfachen Herstellung pneumatischer und fluidischer Miniaturmanipulato- ren aus Folien dienen soll. Die Wirkungsweise dieser Manipu- latoren beruht auf der durch aufblasbaren und sich dadurch verkürzenden Luftkammern resultierenden Zugkraft, welche in einem stabilisierenden pneumatischen Stützelement ein Biege- moment erzeugt und zu einer Krümmung des Manipulators auf die Seite der aufgeblasenen Kammern hin führt.

Die Wirkungsweise von D2 und D3 beruht grundsätzlich-wie auch jene von Pneumatikzylindern-auf der Volumenzunahme ei- nes pneumatischen Elementes, meist verbunden mit einer Druck- zunahme mindestens in diesem Elemente selbst.

In D2 geht es um einen pneumatischen adaptiven Flügel, dessen Wölbung mittels pneumatischer Elemente geändert werden kann, so wie um eigentliche pneumatische Aktuatoren zur Betätigung der Querruder.

D3 beschreibt einen Aktuator zur Betätigung von klappenarti- gen Bauteilen, wobei das klappenartige Bauteil auch selbst als Aktuator eingesetzt werden kann.

Der Nachteil des in D1 als ein erstes Ausführungsbeispiel be- schriebenen Manipulators besteht vor allem darin, dass die Oberflächenspannung bei derart kleinen Biegeradien sehr ge- ring ist und nur äusserst kleine Kräfte mit Hilfe eines der- gestalten Manipulators ausgeübt werden können, ohne dass das pneumatische Stützelement einknickt und dadurch jegliche Fä- higkeit, Druckkräfte aufzunehmen, verliert. In D1 ist erklär- termassen von Mikromanipulatoren die Rede, welche nicht für eine grossmassstabliche Anwendung im Makrobereich und mit

Kräften im Bereich von einem oder mehreren Newton geeignet sind.

Der Nachteil der in D1, D2 und D3 beschriebenen Aktuatoren im weitesten Sinne besteht vor allem darin, dass beim Betätigen des Aktuators auftretende Druckkräfte-im Sinne des Schlie- ssens von Kraftvektor-Polygonen-nur durch die, wiederum durch Luftdruck bewirkte, Härte eines ebenfalls pneumatischen Elementes aufgenommen und kompensiert werden können, insbe- sondere als diese letztgenannten pneumatischen Elemente er- findungsgemäss im Wesentlichen aus druckluftbeaufschlagten textilen Bauteilen bestehen. Die aufzunehmenden Druckkräfte sind damit grundsätzlich auf F = p-A beschränkt, wo F = Kraft [in N] p = Luftdruck [in N/m 2] A = Querschnittfläche des Bauteils [in m2] Die durch D2 beschriebene Erfindung besteht im Wesentlichen aus einem luftdichten textilen Schlauch, welcher parallel zur Schwenkachse eines schwenkbaren klappenartigen Bauteils ein- gebaut ist. Wird dieser Schlauch durch Druckluft beauf- schlagt, so nimmt seine Querdimension zu. Durch plattenartige bewegliche Bauteile, welche längs am genannten Schlauch an- liegen, wird dessen Querausdehnung aufgenommen und als Kraft bzw. Drehmoment auf das klappenartige Bauteil übertragen. Der Nachteil des in D2 geschilderten Aktuators liegt in seiner Begrenztheit des Einsatzes auf alle solchen Probleme, wo das klappenartige Bauteil selbst als Lösung verwendet werden kann, oder wo dessen einfache Schwenkbarkeit leicht-durch weitere Schub-, Zug-oder Drehmittel-in weitere Bewegungen oder Betätigungen umgesetzt werden kann.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt in der Schaffung eines vielfach formbaren, modifizierbaren und einsetzbaren pneumatischen Aktuators, bei welchem die das Vektorpolygon schliessenden Reaktionskräfte nicht durch weitere pneumati- sche Elemente übernommen wird oder werden muss.

Die Lösung der gestellten Aufgabe ist wiedergegeben im Pa- tentanspruch 1 hinsichtlich ihrer wesentlichen Merkmale, in den weiteren Patentansprüchen hinsichtlich weiterer vorteil- hafter Ausbildungen.

Anhand der beigefügten Zeichnung wird der Erfindungsgedanken mit Hilfe mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen Fig. la ein erstes Ausführungsbeispiel im Schnitt im in- aktiven Zustande, Fig. 1b das Ausführungsbeispiel von Fig. la im aktivier- ten Zustande, Fig. Ic das Ausführungsbeispiel von Fig. la in einer Per- spektive, Fig. 2 eine Variante zu Fig. la, b, c, Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel im Schnitt, Fig. 4 eine weitere Variante zu Fig. la, b, c, Fig. 5 eine Draufsicht auf ein drittes Ausführungsbei- spiel im inaktiven Zustande, Fig. 6 eine Perspektive des dritten Ausführungsbeispiels im aktivierten Zustande, Fig. 7a ein viertes Ausführungsbeispiel im Schnitt im in- aktiven Zustande, Fig. 7b das Ausführungsbeispiel von Fig. 7a im aktivier- ten Zustande im Schnitt, Fig. 8 ein fünftes Ausführungsbeispiel im aktivierten Zustande im Schnitt,

Fig. 9 ein sechstes Ausführungsbeispiel im aktivierten Zustande im Schnitt, Fig. 10a eine Variante zum Ausführungsbeispiel von Fig. la im inaktiven Zustande im Schnitt, Fig. 10b das Ausführungsbeispiel von Fig. 10a mit mittle- rem Druck aktiviert, im Schnitt, Fig. 10c das Ausführungsbeispiel von Fig. 10b mit höherem Druck aktiviert, im Schnitt, Fig. 11 ein Awendungsbeispiel des Ausführungsbeispiels von Fig. 10a, b, c, Fig. 12a ein siebtes Ausführungsbeispiel im drucklosen Zu- stande, Fig. 12b das Ausführungsbeispiel von Fig. 12a im aktivier- ten Zustande der einen Seite, Fig. 12c das Ausführungsbeispiel von Fig. 12a im aktivier- ten Zustande der anderen Seite, Fig. 13a ein achtes Ausführungsbeispiel im inaktiven Zu- stande, im Schnitt, Fig. 13b das Ausführungsbeispiel von Fig. 13a im aktivier- ten Zustande der einen Seite, Fig. 14 ein Ausführungsbeispiel hinsichtlich der Verwen- dung von Aktuatoren gemäss Fig. 7 in einer Drauf- sicht im inaktiven Zustande, Fig. 15 ein Schnitt durch das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 14 im aktivierten Zustande, Fig. 16a ein Anwendungsbeispiel des Aktuators gemäss Fig.

3 im drucklosen Zustande,

Fig. 16b das Ausführungsbeispiel von Fig. 16a im aktivier- ten Zustande, Fig. 17 eine Erweiterung des Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 7, Fig. 18 eine Erweiterung des Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 4.

Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des Erfindungsge- dankens im Querschnitt, Fig. la im inaktiven, Fig. 1b im ak- tiven druckluftbeaufschlagten Zustande, Fig. lc eine perspek- tivische Darstellung von Fig. la.

Im Aufbau besteht dieses erste Ausführungsbeispiel aus einer im Wesentlichen ebenen Platte 1 konstanter Dicke aus einem steifen, jedoch biegeelastischen Material, wie beispielsweise Federstahl, GFK, CFK. Auf diese Platte 1 ist-beispielsweise durch Kleben-eine erste Bahn 2 eines hochfesten und deh- nungsarmen textilen Gewebes aus beispielsweise Aramidfasern befestigt. Die Befestigung erfolgt vorzugsweise, jedoch nicht ausschliesslich, entlang mehrerer-hier fünf-Streifen 3.

Auf die erste Bahn 2 ist eine zweite Bahn 4 aufgesetzt, wel- che mit der ersten Bahn 2 entlang der gleichen Streifen 3 be- festigt ist, durch Kleben, Nähen oder Schweissen. Wie in Fig. lc gezeigt, kann die zweite Bahn 4 mit der ersten Bahn 2 auch entlang des vorderen und hinteren Randes 5,6 der Platte 1 verbunden sein. Zwischen die Streifen 3 sind in die losen Teile der ersten und der zweiten Bahn 2,4 Blasen 7 aus einem elastischen Kunststoff eingelegt, welche beispielsweise ent- lang des Randes 5 je ein Ventil 8 aufweisen. Die Platte 1 ist hier in einem ein Bezugssystem 9 definierenden Bauteil befe- stigt.

Werden nun die Blasen 7 mit Druckluft beaufschlagt, so blähen sie sich seitlich und spannen damit die zweite Bahn 4, welche dabei die in Fig. 1b dargestellte Form annimmt. Da diese zweite Bahn 4 aus einem wenig dehnbaren textilen Material ge-

fertigt ist und ihre Länge durch die gezeigte Verformung nicht zunimmt, verkürzen sich die Sehnen durch die Blasen 7 nach Massgabe der Auswölbungen der zweiten Bahn 4 : Die Platte 1 wird gebogen. Sofern die Abstände zwischen den Streifen 3 überall gleich gross sind, ist der entstehende Bogen ein Kreissegment. Die Anordnung der Bahnen 2,4 wird also auf Zug beansprucht. Da sich die Platte 1 dabei biegt, entsteht eine Kraftkomponente senkrecht zur Fläche der Platte in Richtung der Innenseite ihrer Wölbung. Die Kraftpolygone werden ge- schlossen durch Druckkräfte in der Platte 1, welche tangenti- ell zur Platte 1 verlaufen und durch Reaktionskräfte nach der Aussenseite von deren Wölbung. Die genannte Anordnung der Bahnen 2,4 und der Blasen 7 wird charakterisierend als Zug- anordnung benannt.

Die zu Fig. 1 gemachten Vorgaben können nun vielfältig vari- iert werden : Die Abstände der Streifen 3 können ungleich ge- macht werden, womit bei kleineren Abständen grössere Krüm- mungsradien der Platte 1 entstehen ; die Blasen 7 können durch unterschiedliche Drucke beaufschlagt werden, wodurch höhere Drucke kleinere Krümmungsradien bewirken ; die Dicke der Plat- te 1 kann über deren Längsdimension geändert werden, womit die Steifigkeit der Platte 1 ändert ; je steifer die Platte 1, desto grösser der Krümmungsradius. Selbstverständlich können mehrere dieser Parameter gleichzeitig von der ursprünglichen Vorgabe abweichen, womit die Krümmungsradien über die Länge der Platte 1 praktisch beliebig variiert werden können.

Ferner kann die erste Bahn 2 so an der Platte 1 befestigt werden, wie in Fig. 2 gezeigt. Die Verbindungsstellen der er- sten Bahn 2 liegen hier auf Streifen 10, welche nicht mit den Streifen 3 zusammenfallen, längs welcher die beiden Bahnen 2, 4 verbunden sind, sondern sind im Wesentlichen dort vorgese- hen, wo die erste Bahn 2 am stärksten ausbaucht, wenn die Blasen 7 druckluftbeaufschlagt werden. Lediglich an den Enden der zwei Bahnen 2,4 fallen die Streifen 3 und 10 zusammen.

Ferner können eigentliche Sollbiegestellen der Platte 1 vor- gesehen werden, indem die Platte 1 entlang vorgesehener Lini- en, beispielsweise der Linien 3 oder Linien 10, Nuten trägt,

wodurch bereits kleinere Biegemomente eine Biegung der Platte 1 entlang dieser Sollbiegestellen bewirken.

In Fig. 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel dargestellt.

Hier sind im-in der Zeichnung-unteren Teil der Platte 1 die Bahnen 2,4 auf der einen Seite der Platte 1 angeordnet, im oberen Teil auf der anderen Seite. Beim Aufblasen der Bla- sen 7 ergibt sich dann die in Fig. 3 gezeichnete Art der S- förmigen Krümmung. Selbstverständlich können mehrere solche Seitenwechsel angeordnet werden, worauf sich eine mehrfach S- förmige Schlangenlinie ergibt. Ebenso können alle bisher be- schriebenen Alternativ-Varianten einzeln oder kumuliert ein- gebaut werden, woraus sich eine Fülle von erfindungsgemässen Lösungen ergibt.

Fig. 4 entspricht grundsätzlich der Darstellung von Fig. 1, jedoch ist die Platte 1 nicht an einem ihrer Enden mit dem Bezugssystem 9 verbunden, sondern in ihrer Mitte. Jede andere Befestigungsstelle ist natürlich im Erfindungsgedanken mit enthalten. Die Platte 1 wölbt sich dann rinnenförmig auf. Die Bahnen 2,4 können an der Verbindungsstelle mit dem Bezugssy- stem 9 unterbrochen sein, wie dargestellt, oder aber darüber hinweg verlaufen. Alternativ zu einer Momente übertragenden Befestigung kann auch eine gelenkige treten, so dass die Platte 1 als Ganzes noch in Bezug auf das Bezugssystem 9 schwenkbar ist. Ebenso ist es in Fig. 4 mitenthalten, die Bahnen 2,4 mit den Blasen 7 auf der in der Darstellung unte- ren Seite der Platte 1 anzubringen, so dass deren Wölbung nach unten erfolgt. Wiederum sind alle bereits beschriebenen Varianten bezüglich der Gestaltung der Platte 1 und der aus Bahnen 2,4 und Blasen 7, zusammen als pneumatische Elemente bezeichnet, im Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 4 mitenthal- ten.

Fig. 5 ist die Draufsicht auf die Platte 1 eines dritten Aus- führungsbeispiels. Die Streifen 3, bzw. Streifen 10, sind hier nicht parallel zueinander, sondern konvergent angeord- net. Die Streifen 3,10 sind hier geradlinig vorgesehen, kön- nen jedoch auch so gekrümmt sind, dass durch die beschriebe- nen Verkürzungen die vorgesehenen Biegemomente in der Platte 1 aufgebaut werden.

In Fig. 6 ist die Platte im Bezugssystem 9 so eingespannt, wie in Fig. 1 dargestellt. Einspannarten, wie zu Fig. 4 be- schrieben, gehören jedoch genauso zu diesem Ausführungsbei- spiel, wie alle Varianten betreffend die pneumatischen Ele- mente. Werden bei diesem Ausführungsbeispiel die Blasen 7 mit Druckluft beaufschlagt, so krümmt sich die Platte 1 in die Form eines Konus-Segmentes.

In Fig. 7 ist ein viertes Ausführungsbeispiel des Erfindungs- gedankens dargestellt. Fig. 7a zeigt diese im drucklosen, Fig. 7b im druckluftbeaufschlagten Zustande. Auf der Platte 1 sind eine Vielzahl schlauchartiger Hüllen 12 angeordnet aus wenig dehnbarem textilem Material, entsprechend demjenigen der Bahnen 2,4. Die Hüllen 12 sind im Wesentlichen mit ihren ganzen an die Platte 1 angrenzenden Rückflächen verbunden, sei dies durch Kleben, Schweissen oder mittels geeigneter me- chanischer Verbindung. In diese Hüllen 12, die sich im We- sentlichen über die ganze Breite der Platte 1 erstrecken, sind wiederum schlauchartige Blasen 7 mit Ventilen 8 einge- legt. Im drucklosen Zustande sind die Blasen 7 schlaff, die Platte 1 hat die ursprüngliche Form, beispielsweise eben, wie in Fig. 7a dargestellt.

Werden nun die Blasen 7 mit Druckluft gefüllt, so dehnen sie sich aus bis zu ihrer maximalen Grösse, welche durch die äu- sseren Hüllen 12 begrenzt wird. Sobald die Hüllen 12 beim Aufblasen der Blasen 7 gegenseitig Kräfte aufeinander aus- üben, bewirken sie Biegemomente in der Platte 1 und zwingen diese, falls sie ursprünglich eben ist, in die in Fig. 7b dargestellte Form. Der erzielte Krümmungsradius hängt ab von der pro gewählter Längeneinheit eingesetzten Anzahl von Bla- sen 7 mit Hüllen 12, dem ausgeübten Luftdruck und der Form der Hüllen 12, ferner von der Dicke der Platte 1, deren Mate- rial und Elastizitätsmodul. Da die Blasen 7 hier gegenseitig Druckkräfte aufeinander ausüben und über die erzeugten Biege- momente die Platte 1 von den pneumatischen Elementen weggebo- gen wird, erhalten die Druckkräfte eine auf die Innenseite der Wölbung der Platte weisende Kraftkomponente. Der Haupt- teil der Druckkräfte wird als Zugkraft in der Platte 1 kom-

pensiert. Diese Anordnung der pneumatischen Elemente wird fortan als Druckanordnung charakterisiert.

Wie anhand des ersten Ausführungsbeispiels ausgeführt, können auch bei diesem folgende Grössen variiert werden : Die Abstän- de der Blasen 7, die Dicke der Platte 1, die Drücke in den Blasen 7. Dergestalt können die Krümmungsradien über den Ver- lauf der Platte 1 den konkreten Bedürfnissen angepasst wer- den. Wiederum sind auch Sollbiegestellen der beschriebenen Art erfindungsgemäss.

Fig. 8 stellt ein fünftes Ausführungsbeispiel dar und ent- spricht im Grundgedanken jenem von Fig. 3 hinsichtlich der Anordnung der Blasen 7, mit dem Unterschied, dass diese hier auf der Krümmungsaussenseite der Platte 1 Druckkräfte aus- üben, wogegen beim Ausführungsbeispiel von Fig. 3 auf der In- nenseite der Krümmung Zugkräfte ausgeübt werden. Die Platte 1 steht hier-zur Schliessung der Kräftepolygone-unter tan- gentiell zur Platte 1 verlaufenden Zugkräften ; beim Ausfüh- rungsbeispiel gemäss Fig. 3 sind es tangentiell verlaufende Druckkräfte.

Das sechste Ausführungsbeispiel von Fig. 9 weist in seinem unteren Teil bezüglich des Bezugssystems 9 eine Anordnung der Blasen 7 gemäss Fig. 7 auf, also eine Druckanordnung, in sei- nem oberen eine solche gemäss Fig. 1, also eine Zuganordnung, wobei in beiden Fällen die Blasen 7 auf der gleichen Seite der Platte 1 angeordnet sind, wodurch dann, wenn die Blasen 7 unter Druck gesetzt werden, die gleiche S-förmige Verformung der Platte 1 entsteht, wie in Fig. 3,8.

Wiederum können hier sämtliche bereits erwähnten Parameter variiert werden, wodurch eine Fülle von Verformungen bewirkt werden kann. Ebenfalls ist es bei den Ausführungsbeispielen gemäss Fig. 6,7, 8,9 natürlich möglich, die Platte an einer Stelle zwischen ihren Enden mit dem Bezugssystem entweder fest oder aber gelenkig zu verbinden, wie zu Fig. 3 ausge- führt.

Im Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 10a, b, c, ist die Aus- gangsform der Platte 1, wie in Fig. 10a dargestellt, im drucklosen Zustande der Blasen 7 gekrümmt, und zwar so, dass

die Anordnung von Blasen 7 und Bahnen 2,4 gemäss Fig. 1, auf die Aussenseite der Krümmung zu liegen kommen.

Durch mässigen Druck in den Blasen 7 kann die Platte 1 in die ebene Form gebracht werden, wie in Fig. 10b gezeigt, bei noch höherem Druck wird sie in die in Fig. 10c gezeigte Form gebo- gen. Bei gleicher Vorbiegung der Platte 1 gemäss Fig. 10a kann der gleiche Erfolg bewirkt werden mit einer Druckanord- nung der Blasen 7 gemäss Fig. 7, sofern die Blasen 7 auf der im Vergleich mit Fig. 10a anderen Seite der Platte 1 ange- bracht sind.

Fig. 11 ist die Darstellung eines ersten Anwendungsbeispiels der Erfindung. Sie zeigt schematisch einen Automobilsitz 13 von vorne. Dieser ist unterteilt in ein Sitzpolster 14 und zwei Seitenpolster 15, wie heute üblich. Zwischen Sitzpolster 14 und den beiden Seitenpolstern 15 ist je ein pneumatischer Aktuator 17, beispielsweise gemäss Fig. 10, eingesetzt und in einem Sitzrahmen 16, als Bezugssystem 9, verankert. Im druck- losen Zustande liegen die beiden Aktuatoren 17 an den Sitz- polstern 15 an und bilden somit einen Teil davon. Werden die Blasen 7 mit Druckluft beaufschlagt, so krümmen sich die Platten 1 nach innen, bis sie seitlich an-schematisch im Schnitt dargestellten-Oberschenkeln 18 der fahrenden Person anliegen und diese bei Kurvenfahrt des Automobils seitlich stützen.

Im siebten Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 12 sind pneumati- sche Elemente gemäss Fig. 1 oder 2 beidseitig der Platte 1 angebracht. Fig. 12a zeigt den so gestalteten pneumatischen Aktuator 17 mit Zuganordnung im drucklosen Zustand und, bei ebener Platte 1, in neutraler Mittelstellung. In Fig. 12b sind die pneumatischen Elemente der linken Seite der Platte 1 unter Druck, also aktiv, in Fig. 12c sind es die der rechten Seite. Damit entsteht ein beidseitig steuerbarer Aktuator 17.

Das achte Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 13 ist analog zu jenem von Fig. 12 aufgebaut, verwendet jedoch die pneumati- schen Elemente des Ausführungsbeispiels von Fig. 7, also eine Druckanordnung. Am oberen Ende der Platte 1 ist hier noch ei- ne Wippe 19 gelenkig angebracht, welche sich beispielsweise

über die ganze-senkrecht zur Zeichenebene verlaufende- Breite der Platte 1 erstreckt. Diese Wippe 19 weist an ihren Enden ebenfalls Gelenke 20 auf, in welchen die oberen Enden von zwei weiteren biegsamen Platten 21 gelagert sind. Diese sind an ihren unteren Enden am Bezugssystem 9 befestigt.

Werden nun die Blasen 7 auf der in Fig. 13a, b linken Seite der Platte 1 mit Druckluft beaufschlagt, so biegt sich die Platte 1 nach rechts, wie bereits zu Fig. 7b ausgeführt.

Gleichermassen biegen sich hier auch die weiteren Platten 21.

Damit ist der so ausgeführte Aktuator 17 vor mechanischen Verletzungen geschützt.

Die Ausführung mit den weiteren Platten 21 lässt sich selbst- verständlich bei allen vorangehenden Ausführungsbeispielen realisieren. Ein Aktuator 17 gemäss Fig. 13 ist beispielswei- se als Weiche bei Stück-oder Schüttgut-Fördereinrichtungen einsetzbar.

Fig. 14 und 15 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens hinsichtlich der Verwendung solcher bis- her beschriebener Aktuatoren 17, beispielsweise gemäss Fig.

7. Bei diesem Anwendungsbeispiel wird gezeigt, dass der Ak- tuator 17, der grundsätzlich einachsige Krümmung aufweist, auch eingesetzt werden kann, um mehrachsig gekrümmte Vorrich- tungen zu betätigen. Die hier im Sinne eines Beispiels ge- wählte Vorrichtung ist ein Frontspoiler 22 eines Automobils.

Fig. 14 zeigt die Draufsicht von oben, Fig. 15 den Quer- schnitt AA. Die grundsätzlich vorgesehene Wölbung des Frontspoilers 22 wird so wahrgenommen, dass mehrere-hier beispielsweise sieben-Aktuatoren 17 beispielsweise gemäss Fig. 7, also in Druckanordnung, entlang eines Stossfängers 23 als Bezugssystem 9 befestigt sind. Im drucklosen Zustande liegen diese Aktuatoren 17 in einer Bucht 24 des Stossfängers 23 ; die pneumatischen Elemente, ohnehin auf der obe- ren/hinteren Seite der Platten 1 liegend, sind damit vor Schmutz, Steinschlag und Nässe geschützt. Aussen/vorne sind die Aktuatoren mit einer elastischen Schürze 25 überzogen, die einerseits die Form glättet, anderseits die Aktuatoren 17 schützt.

Soll der Frontspoiler 22 nun ausgefahren werden, so werden die pneumatischen Elemente aktiviert, die Platten 1 biegen sich nach vorne/unten und dehnen gleichzeitig die elastische Schürze 25. Im Sinne der Erfindung kann hier auf der Hinter- seite des Aktuators 17 eine weitere Platte 21 mit einer Wippe 19 angebracht werden ; zusätzlich können die Platten 1, 21 seitlich durch einen elastischen Kunststoff verbunden werden, womit die pneumatischen Elemente völlig vor der Witterung ge- schützt sind.

Mit entsprechender Änderung der Form der Schürze 25 und al- lenfalls der Zahl der Aktuatoren 17 ist das Anwendungsbei- spiel selbstverständlich ebenso für Heckspoiler einsetzbar.

Die Bucht 24 ist dann in der Region eines Kofferraumes des Fahrzeuges untergebracht, und die Schürze 25 deckt in einge- fahrenem Zustande die ganze Vorrichtung glatt ab.

Fig. 16 zeigt ein Anwendungsbeispiel eines pneumatischen Ak- tuators 17, beispielsweise gemäss Fig. 3 in Zuganordnung, in welchem der Aktuator 17 ein Drehmoment erzeugen und dieses an eine weitere Vorrichtung abgeben kann. Das Anwendungsbeispiel hat nur beispielsweisen Charakter. Der Aktuator ist am Be- zugssystem 9 um eine Achse 26 schwenkbar gelagert und mittels zweier schwenkbarer Platten 27 gelenkig geführt und im druck- losen Zustand beispielsweise eben. Werden seine pneumatischen Elemente unter Druck gesetzt, so verformt sich die Platte 1, wie bereits beschrieben, S-förmig. Dies bewirkt eine Drehung der Platte 1 um die Achse 26, was durch die Drehung eines bloss symbolischen Zeigers 28 verdeutlicht wird.

Anstelle des Aktuators 17 in Zuganordnung gemäss Fig. 3 kann selbstverständlich auch einer in Druckanordnung gemäss Fig. 8 eingesetzt werden, einschliesslich aller bereits beschriebe- nen Varianten.

In Fig. 17 ist eine weitere erfindungsgemässe Anwendung des Pneumatischen Aktuators 17 dargestellt. Vorzugsweise am obe- ren Ende der Platte 1 gemäss Fig. 17, ist eine Stange 29 ge- lenkig gelagert, welche Zug-und Druckkräfte übertragen kann.

Der pneumatische Aktuator 17 in der Druckanordnung ist hier gemäss Fig. 7a, b aufgebaut, mit der Ergänzung, dass Blasen 7

mit Hüllen 12 beidseits der Platte 1 angeordnet sind. Damit kann der Aktuator 17 auf beide Seiten gebogen werden, mit dem entsprechenden Arbeitswege der Stange 29. Im Sinne der Erfin- dung sind alle Anordnungen gemäss der Fig. 1, 2,7, 10,12, 13 mit solchen Stangen 29 oder mechanisch äquivalenten Ma- schinenelementen einsetzbar. In vielen Anwendungsfällen ver- mag eine solche schematisch beschriebene Vorrichtung Pneuma- tikzylinder zu ersetzen, mit dem Vorteil, dass die zu über- windende Reibung vernachlässigbar klein ist.

Eine entsprechende Ausgestaltung des Ausführungsbeispieles gemäss Fig. 4 zeigt Fig. 18. Hier tragen beide Enden der Platte 1 je eine Stange 29 angelenkt. Die Platte 1 kann in drucklosem Zustande der Blasen 7 bereits gebogen sein wie dargestellt. Damit kann das Kraft-/Wegverhalten der Stangen 29 leicht den konkreten Bedürfnissen angepasst werden.