Untersuchung des statischen und dynamischen Verhaltens ...

GRUNDLAGEN 10
Durch das einströmende Medium (Druckluft bis max. 6 bar (MAS-20 und MAS-40)
bzw. 8 bar (MAS-10)) erhöht sich der Druck im Inneren des Schlauches und das
Schlauchsegment wird in Umfangsrichtung verformt - dabei entsteht eine Zugkraft in
Axialrichtung. Die Gitterstruktur sorgt also für eine Verkürzung bei steigendem
Innendruck bis zum sogenannten neutralen Winkel des Geflechts.
Der Winkel θ beschreibt den Gitterwinkel des rautenförmig geflochtenen
Fasergeflechts (Abbildung 5).
Bei konstanter Maschengröße des Fasergeflechts kann ein Zusammenhang
zwischen Volumen einerseits und Gitterwinkel andererseits aufgestellt werden. Ein
Gitterwinkel von θ = 90° entspricht einer flachen Scheibe und ein Gitterw inkel von
θ = 0° einem langen Faden. Von diesen beiden Extrema ausgehend führt eine
Druckerhöhung immer zu einer Verkleinerung bzw. Vergrößerung des Gitterwinkels
und damit zu einer Volumenänderung.
Abbildung 5 Schematische Darstellung des Gittergeflechts [1]
Bei θ = 54,7° (Neutraler Winkel) ist das maximale Volumen u nd die maximale
Verkürzung des Muskels erreicht. Eine weitere Druckerhöhung bleibt ohne
Auswirkung auf die Verkürzung und die Ausdehnung in Umfangsrichtung. Schläuche,
deren Gitterwinkel θ = 54,7° beträgt, verändern ihre Form nicht (z.B.
Druckluftschlauch), da sich das Volumen auf Grund des Geflechts nicht mehr
vergrössern kann [1, 13, 14].
Ohne Last können mit dem Fluidic Muscle Arbeitshübe von bis zu 25% der
Nennlänge des Muskels erzielt werden [3].
STUDIENARBEIT PNEUMATISCHE MUSKELN
MARTIN HILSE & CHRISTOPH GUTBROD