DE10134348A1 - Balancierflaschenzug - Google Patents

Balancierflaschenzug

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DE10134348A1
DE10134348A1 DE2001134348 DE10134348A DE10134348A1 DE 10134348 A1 DE10134348 A1 DE 10134348A1 DE 2001134348 DE2001134348 DE 2001134348 DE 10134348 A DE10134348 A DE 10134348A DE 10134348 A1 DE10134348 A1 DE 10134348A1
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DE2001134348
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Mirko Gavranov
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66DCAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
    • B66D3/00Portable or mobile lifting or hauling appliances
    • B66D3/04Pulley blocks or like devices in which force is applied to a rope, cable, or chain which passes over one or more pulleys, e.g. to obtain mechanical advantage

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

Der Balancierflaschenzug "spaltet" das Gewicht der zu hebende/sinkenden Last. Mit dem Seil einer dazwischen geschalteten losen Rolle hängt die Last an beiden Enden der zentrisch gekoppelten Flasche. An einer Seite der Trommel wickelt sich das Seil auf und an der Gegenseite, am Balancer - ohne Bremsung -, balanciert das andere Seilende die Flasche. Das balancierende Seilende hängt am Antipode, an der Achse "A" eines Läufers, welcher mit dem Umfang im Berührungspunkt "B" am Umfang des Balancers liegt, und gegen Verrutschen durch seitliche lineare Führung, parallel zur Y-Achse gesichert ist. DOLLAR A Da die Achse "A" nicht unterlegt ist, kann der Läufer die Balancekraft auf den Balancer übertragen. Das System bleibt im Gleichgewicht, bis eine zusätzliche externe Kraft einwirkt, die nur unwesentlich größer sein muß als die vorhandene Reibung. Das ist das kontrollierte Heben/Senken. Bei der seitlichen Entkoppelung des Balancers von der Trommel entsteht ein abruppter Fall der Last.

Description

  • Ohne Energie geht es heute nicht. Die Welt ist zu technisiert um schadlos auf Energie verzichten zu können. Das bedeutet, dass die vorhandene Energie neu bewertet werden muss. Weder die Energievergeudung noch die Energiekürzung lösen dieses Problem, sondern der effiziente Energieeinsatz. (Man darf nicht mehr mit der stumpfen Axt hacken - Prediger 10 : 10.) Statt dessen jede Möglichkeit des Kraftausgleiches nutzen, um auf dieser Weise den Spareffekt zu erreichen. Oder was würde man von einem Zimmermann halten, der versuchen würde den Balken außermittig zu tragen?
  • Die Lasten wurden, besonders seit der Industrierevolution, nur außermittig - wie beim obigen Zimmermannsbeispiel -, gehoben und getragen. Dadurch wurde die Energie vergeudet und die Umwelt belastet. Eine Verbesserung der Lage boten die herkömmlichen Flaschenzüge und Getriebe. Nur, das was man an Kraft gespart hat, musste man am Weg zusetzen. So blieb die Energiebilanz unverändert gleich.
  • Die Funktionsweise
  • Bei einer festen Rolle hat man den Vorteil, dass man eine Last nicht von oben hochziehen muss, sondern dies vom Boden tun kann. Der Kraftaufwand und der zurückgelegte Weg bleiben unverändert, nur die Richtung wirkt entgegengesetzt. Und das ist auch nur zu bewältigen solange Q<F ist. Das heißt, problematisch wird es, wenn der Ziehende weniger wiegt als die Last selbst. Dann muss er entweder die Last mindern oder die Hilfe holen. In der Praxis wendet man die zweite Option an, indem man einen Nachbar ruft, der bereitwillig zupackt um auf dieser Weise mehr Energie zuführen zu können. Eine dritte Möglichkeit besteht in der Ballastanwendung. Allerdings ist ein Ballast oder Gegengewicht nur bei Tara sinnvoll und nicht beim Nettogewicht.
  • Die harmonische Technik "spaltet" das Gewicht der zu hebenden oder sinkenden Last. Mit dem Seil einer dazwischen geschalteten losen Rolle, hängt die Last an beiden Enden der festen Rolle. An einer Seite der festen Rolle, wickelt sich das Seil auf und an der anderen Seite - ohne Bremseinwirkung, balanciert das freie Seilende die feste Rolle. Durch das Drehen am Umfang der festen Rolle hebt sich die Last, und zwar für eine Umdrehung der festen Rolle um die Hälfte der aufgewickelten Seillänge [Fig. 1].
  • Die Aufhängung muss also folgende Kriterien erfüllen: 1.) Sie darf nicht bremsen! 2.) Sie darf ihre Lage nicht verändern, wie das der Fall mit dem Gegengewicht ist; Und 3.) muss ausgleichen, balancieren. Das bedeutet: Die Zugkraft muss oberhalb der X-Achse angreifen. Außerdem muss die Aufhängung durch eine genaue Führung parallel zur Y-Achse gehalten werden. Die Achse der Aufhängung darf nicht aufliegen. Statt dessen muss sie in der senkrechten Führung schweben, um die Zugkraft des "gespaltenen" Gewichtes, über den Läufer, auf den Umfang des Balancers übertragen zu können. So verhindert der Läufer die unerwünschte Bremsung, die zusätzlichen Kraftaufwand erfordern würde. Dadurch wäre das angestrebte Ziel des Kraftausgleiches verfehlt. [Fig. 2]
  • Hier muss man im Sinne behalte, dass der Kraftausgleich nicht durch die Zufuhr zusätzlicher Kräfte entsteht, sondern durch die "Spaltung" des vorhandenen Gewichts der Nutzlast. Deshalb ist auch logisch, dass für einen Balancierflaschenzug nur eine Balance, eine ganz genaue Lage des Läufers gegenüber der Spule geben kann; Genauso wie eine Balancierstange nur einen Balancepunkt haben kann.
  • Der Aufbau
  • Eine Last [Q] getragen von einer losen Rolle [r], hängt an einem Seil. Das Seil ist mit dem linken Ende an einer, ums Zentrum [C], horizontal gelagerten festen Rolle [r3] Spule genannt, aufgewickelt. Mit dem anderen Ende, an der Achse [A] eines Huckepackrades - Läufers -, befestigt. Der Läufer berührt mit eigenem Umfang, oberhalb der X-Achse, im Punkt [B], im Einfallswinkel [a] - aus Zentrum [C] zur X-Achse gesehen -, den Umfang eines, zur Spule stirnseitig gekoppelten Balancierrades [r2] - hier Balancer genannt. [Fig. 3 und 4].
  • Der Antipode - die Achse [A] zusammen mit dem Läufer [r1] - ist nicht gelagert. Er schwebt mit der eigenen Achse [A] in der senkrechten, zur Y-Achse parallel verlaufenden, nach unten offenen linearen Führung. Dadurch überträgt er die rechte Hälfte der [Q]-Last im Berührungspunkt [B] auf den Umfang des Balancers. Diese Führung ermöglicht der rechten Hälfte der [Q], in Form einer Zuglast, parallel zur Y-Achse zu wirken. [Fig. 5] - [Wenn die Wirkungslinie der Zuglast Q/2 radial oder direkt an der Y-Achse wirken würde, es käme nicht zum Gleichgewicht, weil sie dann vom Zentrum [C] aufgefangen werden würde; Die Tangentiallage der Wirkungslinie würde auf das System überhaupt nicht wirken; Bei einer, nicht parallelen Sekantenlage der Wirkungslinie der Zugkraft, ist das Erreichen eines Gleichgewichts grundsätzlich möglich, aber wegen der komplizierten Berechnung bei der Anmeldung außer Acht gelassen.]
  • Im ersten Augenblick scheint es, dass der Läufer - da er keinen Antrieb oder Gegenlauf hat, wie z. B. beim Differentialflaschenzug der Fall ist - nicht in der Lage sei, einen Ausgleich herzustellen. Aber der Clou liegt nicht in der etwaigen Verschiebung der Kräfteverhältnisse, sondern im Ausgleich. [Fig. 6 und 7] Erst wenn das System ruht, kann man von einem effizienten Energieeinsatz reden. Erst jetzt kann man wirklich vom Kraft- und Wegersparnis reden; Denn zum Heben bzw Senken, braucht man jetzt eine Kraft, die nur unwesentlich größer sei, als die vorhandene Reibungskraft des Systems. - [Bei herkömmlichen Vorrichtungen gibt es, außer Reibungskräften noch die Differenzkraft und - wenn man auch den dazugehörigen notwendigen Weg berücksichtigt - erkennt man, dass die notwendige Aufwandskraft gleich der Lastkraft sei.]
  • Die statische Berechnung
  • Aus der statischen Gleichgewichtsforderung [-Mli +Mre = 0] kann man den notwendigen Radius des Balancers [r2] errechnen. Die Zugkraft des Antipodes wirkt im Berührungspunkt [B] und nicht in der Achsenaufhängung [A] des Antipodes. Daraus re- sultierende Exzentrizität muss bei der Berechnung berücksichtigt werden.
  • Betrachten wir es, wie sich die Zugkraft [F = Q/2] im Berührungspunkt [B] auswirkt. Aus [A] teilt sich die [F = Q/2] in 2 Komponenten, die untereinander 90° bilden. Die erste ist die Normalkraft [N], die axial wirkt und somit für die Berechnung unwirksam bleibt, da sie im [C] neutralisiert wird. Die zweite ist die Tangentialkomponente [T] - [Fig. 6]. Mit der Wirkungslinie der Zugkraft [F = Q/2] schließt sie den Einfallswinkel [α] ein.
  • Die Wirkung im [A]: T/(Q/2) = cos α (Als trigonometrische Funktion.)

    → T = (Q/2).cos α
  • Die Wirkung im [B]: t = T/r1 (Die exzentrische Wirkung der Tangente [T])

    → t = (Q/2).cos α/r1
    → t = (Q.cos α)/2 r1
  • Aus der Gleichgewichtsforderung [-Mli +Mre = 0] folgt:


  • Die Horizontalkomponente von der Axialkraft [N] und die Horizontalkomponente von der Tangentialkraft [T] heben sich gegenseitig auf, da sie entgegengesetzt wirken. Aus der graphischen Darstellung und der rechnerischen Prüfung geht hervor, dass sich die vertikalen Komponenten von [N] und [T] addieren. Deshalb gilt im Aufhängungspunkt [A]: F = Q/2; Und im Berührungspunkt [B]: f = Q/2 r1.cos α. Aber weil die Vertikale der Normalkomponente durch die Achse [C] aufgenommen wird, kann sie nicht in die Berechnung einfließen. [Fig. 8].
  • Für die zweite Möglichkeit der Gleichgewichtsforderung [-Mli +Mre = 0], der vertikalen Komponente der Tangente [tv] [Fig. 7], muss der horizontale Abstand [a2] vom Zentrum [C] bis zur Vertikale berücksichtigt werden. Bei der [tv] muss man den Aufhängungspunkt [A] wieder analysieren und dann die erkannte Kraft auf den Berührungspunkt [B] transferieren. Also nicht die Tangente im [B] einfach auf die orthogonale Komponenten zerlegen, weil die Tangente im [B] mit der Teilung durch den Radius [r1] für die weitere Berechnung gefälscht wäre.


  • Somit wurde gezeigt, dass die Berechnungsmethode sowohl mit der Tangente, als auch mit deren vertikalen Komponente [Fig. 6 und 7], die selbe Berechnungsformel {r2 = (r3.r1)/cos α} ergibt.
  • Ein kleinerer Einfallswinkel [α] ist wirtschaftlicher als ein großer, weil die Differenz zwischen den Radien [r3] und [r2] kleiner ist.
  • Die Radien [r1] und [r3] sind frei wählbar und zwar nach den Erfordernissen der gegebenen technischen Aufgabe. Aber deren Verhältnis [S1-100] zu einander verrät ihre optimale Anwendbarkeit. Z. B. [S1], das 1 : 1-Verhältnis [r1 : r3 = 1 : 1] ergibt einen kleinen Hub; Und [S3; S10; S100] größere Hübe. Der kleine Hub ist für die maschinelle Anwendbarkeit geeignet, die größeren z. B. [S100] für Aufzüge und Elevatoren. [Fig. 9]
  • Die Weiterentwicklung
  • Um die entstehenden Reibungskräfte am Umfang des Balancers zu minimieren, bietet sich die Möglichkeit, den Berührungspunkt [B] in den Bereich eines Radius' [rx], der kleiner als [r3] oder sogar kleiner als Antriebsradius [rantr.] ist, zu wählen. Das ist die "inwendige Stellung des Balancers". Dazu muss die Zugkraft [F = Q/2] durch eine Hebelwirkung vergrößert werden. Dabei entstehen zwar zusätzliche Reibungskräfte, die aber durch die Nähe zum Zentrum [C] an Bedeutung verlieren. Dadurch kann außerdem die Geschwindigkeit der beiden Räder - des Balancers und des Läufers - angeglichen werden. [Fig. 10]
  • Die weitere Fortentwicklung der Erfindung besteht in ihrer mehrfachen Koppelung miteinander durch eine Kurbelwelle. So entsteht die Möglichkeit zur Schaffung eines Balancegenerators oder eines Balancemotors. Die entsprechenden gleich wirkenden Kräftepaare können über den Balancierflaschenzug so modifiziert werden, dass ein Glied des Kräftepaares neutralisiert wird, damit das andere Glied dann ungehemmt wirken kann. [Fig. 11]
  • Die Anwendbarkeit
  • Bei dem Gedanken über die Anwendbarkeit erschließt sich eine breite Palette der Möglichkeiten. Die Erfindung verspricht keinen Energieverzicht, sondern ihren effizienten Einsatz. Überall bleiben die Reibungskräfte zur Überwindung übrig; Und die sind manchmal enorm. Nichts desto trotz ist es eine wahre Herausforderung sich vorzustellen, wieviel Energie durch die Anwendung des Balancierflaschenzuges übrig bleibt. Das wird die Praxis zeigen. Die Erfindung bietet sich sowohl bei der stationären als auch bei der mobilen Anwendung an:
    Stationär: Baukräne, Personen- und Bauaufzüge, Elevatoren, Wagenheber. [Sowohl als einfaches Hebewerkzeug als auch in Reihen gekoppelte Antriebskraft.] Als Balancegeneratoren können sie Haushalte mit dem nötigen E-Strom versorgen. Die Firmen können für jeden Betrieb getrennt, Balancegeneratoren installieren.
    Mobil: In den PKWs, LKWs, Schienenfahrzeugen und Schiffen können Balancemotoren eingebaut werden. Weitere Anwendbarkeit besteht bei den verschiedenen Bau- und Straßenreinigungsfahrzeugen, sowohl bei Kleingeräten wie Rasenmäher und Ähnliches.
  • Das Gute an Allem ist die Tatsache, dass man das Rad nicht neu erfinden braucht, sondern die vorhandenen Geräte und Fahrzeuge umrüsten kann. Natürlich geht es nicht mit einem Simsalabim, sondern mit dem entsprechenden Arbeits- und Kostenaufwand.

Claims (3)

1. Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Last einer festen Rolle über eine lose Rolle geteilt wird, wobei eine Hälfte beweglich ist und die andere unbeweglich an der Achse des Huckepackrades hängt.
2. Patentanspruch, wie Anspruch 1, zusätzlich dadurch gekennzeichnet, dass eine feste Rolle durch einen Ausgleicher jeglicher Art ins Gleichgewicht gebracht wird und somit nur die Reibungskräfte des Lagers zur Überwindung bleiben.
3. Patentanspruch, wie Anspruch 1, zusätzlich dadurch gekennzeichnet, dass eine Reihe von gleich großen und gleich wirkenden Kolben, Federn oder Gewichte über eine Kurbelwelle gekoppelt und bei den entsprechenden Kräftepaare die einzelnen Kräfte abwechslungsweise ausbalanciert werden, damit die Kräftepaare eine Rotation oder eine lineare Bewegung bewirken.
DE2001134348 2001-07-14 2001-07-14 Balancierflaschenzug Ceased DE10134348A1 (de)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004069728A1 (de) * 2003-02-03 2004-08-19 Mirko Gavranov Der balancierflaschenzug
DE102015106912A1 (de) * 2015-05-04 2016-11-10 Carl Stahl Kromer Gmbh Federzug mit einer Druckfeder
DE102019110268B4 (de) 2019-04-18 2023-06-22 Yunus Zengin Vorrichtung zum Verändern einer Dynamik einer Drehbewegung

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004069728A1 (de) * 2003-02-03 2004-08-19 Mirko Gavranov Der balancierflaschenzug
DE102015106912A1 (de) * 2015-05-04 2016-11-10 Carl Stahl Kromer Gmbh Federzug mit einer Druckfeder
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