DE102004018247B3

DE102004018247B3 - Articulated mechanical linkage converts rotary movement into a series of inverted oscillatory motions for abstraction of wind or wave power

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Publication number: DE102004018247B3
Application number: DE102004018247A
Authority: DE
Inventors: Oliver Conradt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-04-15
Filing date: 2004-04-15
Publication date: 2005-09-15
Anticipated expiration: 2024-04-16
Also published as: WO2005100822A1; WO2005100822A8; WO2005100822B1; EP1735546A1

Abstract

A six-section (7-18) articulated mechanical linkage converts rotary movement into a series of inverted oscillatory motions. The mechanical linkages move at a variable characteristic angle and describe circular motion or constant but selected rotational speed.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Umwandlung von Rotations- und Schwingungsbewegungen in die Inversionsbewegung eines sechsgliedrigen Gelenkringes mit beliebigem charakteristischen Winkel oder umgekehrt zur Umwandlung der Inversionsbewegung eines sechsgliedrigen Gelenkringes mit beliebigem charakteristischen Winkel in Rotations- und Schwingungsbewegungen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The The present invention relates to a device for converting Rotation and vibration movements in the inversion movement of a six-membered joint ring with any characteristic angle or conversely, to convert the inversion motion of a six-membered one Joint ring with any characteristic angle in rotation and vibration movements according to the preamble of claim 1.

PAUL SCHATZ (1898-1979), der Begründer der Inversionskinematik, hat in dem Patent DE 589 452 C zwangläufig umstülpbare, räumliche Bewegungssysteme offenbart, die aus einzelnen in sich starren Gliedern bestehen, welche durch Gelenke zu einem Gelenkring vereinigt sind. Insbesondere hat er die Konstanz der drei Diagonalen beim sechsgliedrigen Gelenkring des umstülpbaren Würfels entdeckt, technisch zur Konstruktion verschiedener Anwendungen ausgenutzt und in Zusammenarbeit mit der Firma WILLY A. BACHHOFEN AG in Basel/Schweiz die bekannte Mischmaschine Turbula gebaut [6]. Neben der Turbula gibt es heute die Mischmaschine Inversina von der Firma BIOENGINEERING AG in Wald/Schweiz und die Oloid-Rührer zur Wasseraufbereitung von der Firma OLOID AG in Basel/Schweiz. Antriebe für solche Mischmaschinen, die alle auf der Konstanz der Diagonalen aufbauen, sind mehrere bekannt; so zum Beispiel CH 216 760 , DE 1 145 455 C , DE 1 207 750 C , WO 80/01830 A1, EP 0 176 749 A1 , EP 0 584 301 B1 , EP 0 614 028 A1 , WO 99/05435 A1 und EP 0 981 698 A1 . HERMANN DETTWILER hat 1987 Vorrichtungen zur Umwandlung der Energie von strömendem Wasser oder Wind in ein Drehmoment patentiert, die ebenfalls gemäß dem Prinzip der Konstanz der Diagonale des umstülpbaren Würfelgürtels gelagert sind ( EP 0 283 439 B1 ).PAUL SCHATZ (1898-1979), the founder of the inversion kinematics, has in the patent DE 589 452 C forcibly revolving, spatial movement systems disclosed, which consist of individual rigid members, which are united by joints to a joint ring. In particular, he has discovered the constancy of the three diagonals in the six-membered joint ring of the invertible cube, used technically for the construction of various applications and built in cooperation with the company WILLY A. BACHHOFEN AG in Basel / Switzerland, the well-known mixing machine Turbula. In addition to the Turbula, there is today the mixing machine Inversina by the company BIOENGINEERING AG in Wald / Switzerland and the Oloid stirrer for water treatment by the company OLOID AG in Basel / Switzerland. Drives for such mixing machines, all based on the constancy of the diagonal, are known several; For example CH 216 760 . DE 1 145 455 C . DE 1 207 750 C , WO 80/01830 A1, EP 0 176 749 A1 . EP 0 584 301 B1 . EP 0 614 028 A1 , WO 99/05435 A1 and EP 0 981 698 A1 , HERMANN DETTWILER patented in 1987 devices for converting the energy of flowing water or wind into a torque, which are also stored according to the principle of constancy of the diagonal of the evertable cube belt ( EP 0 283 439 B1 ).

G. T. BENNETT [1] und R. BRICARD [2] haben schon vor Schatz auf mehrgliedrige Gelenkringe mit Zwanglauf hingewiesen. Auf Bricard geht die Erkenntnis zurück, dass ein sechgliedriger Gelenkring, bei welchem je zwei aufeinanderfolgende Gelenkachsen senkrecht zueinander stehen und deren sechs Abstände l_i ein geschlossenes räumliches Sechseck bilden, zwangläufig ist, und es gilt l21 + l23 + l25 = l22 + l24 + l26 . GT BENNETT [1] and R. BRICARD [2] have already referred to multi-membered joint rings with forced flow before Schatz. Bricard goes back to the knowledge that a six-link joint ring, in which two consecutive joint axes are perpendicular to each other and whose six distances l _{i form} a closed spatial hexagon, is inevitable, and it holds l 2 1 + l 2 3 + l 2 5 = l 2 2 + l 2 4 + l 2 6 ,

Siehe zum Beispiel [4, S. 20f]. Für den Fall, dass die sechs Abstände l_i alle gleich lang sind, hat man es mit dem umstülpbaren Würfel von Schatz zu tun.See, for example, [4, p. 20f]. In the event that the six distances _i l all are of equal length, one is dealing with the invertible cube of treasure.

Auch in einer anderen Richtung ist der sechsgliedrige Gelenkring des umstülpbaren Würfels verallgemeinerbar. Schatz [6, S. 50ff] und KENNETH H. HUNT [5] haben darauf hingewiesen, dass bei einem sechsgliedrigen Gelenkring mit einheitlichen Abständen l_i ≡ l der Winkel zwischen zwei aufeinanderfolgenden Gelenkachsen nicht notwendig 90° sein muss. Wenn dieser sogenannte charakteristische Winkel zwischen je zwei aufeinanderfolgenden Gelenkachsen innerhalb eines Gelenkringes einheitlich einen beliebigen Wert zwischen 60° und 120° annimmt, so behält letzterer seinen Zwanglauf bei und kann vollständig invertiert, d.h. umgestülpt werden. Die Diagonalenlänge eines Gelenkringes mit beliebigem charakteristischen Winkel varriiert im Allgemeinen während der Inversionsbewegung. Nur im Fall des umstülpbaren Würfels mit charakteristischem Winkel 90° hat man es mit einer konstanten Diagonalenlänge zu tun [3].In another direction, the six-membered joint ring of the evertable cube is generalizable. Schatz [6, p. 50ff] and KENNETH H. HUNT [5] have pointed out that with a six-jointed joint ring with uniform distances l _i ≡ l, the angle between two successive joint axes does not necessarily have to be 90 °. If this so-called characteristic angle between any two consecutive joint axes within a joint ring uniformly assumes an arbitrary value between 60 ° and 120 °, so the latter retains its forced running and can be completely inverted, ie everted. The diagonal length of a hinge ring with any characteristic angle generally varies during inversion movement. Only in the case of the inverted cube with a characteristic angle of 90 ° is it to do with a constant diagonal length [3].

Die bisher bekannten inversionskinematischen Vorrichtungen gehen im Wesentlichen auf die Kinematik des umstülpbaren Würfels zurück und nutzen die Konstanz der Diagonalen, um den (halben) Gelenkring zu lagern. In der Regel weisen sie zwei parallele, gegenläufig drehende Antriebsachsen auf mit der Drehwinkelbeziehung

The previously known inversion kinematic devices essentially go back to the kinematics of the everting cube and use the constancy of the diagonals to support the (half) joint ring. As a rule, they have two parallel, counter-rotating drive axles with the rotational angle relationship

Für die Festlegung der Drehwinkel α und β siehe [3].For the determination the angle of rotation α and β see [3].

Allen diesen Vorrichtungen haftet die grundsätzliche Problematik an, dass erstens die Symmetrieachse des Gelenkrings eine taumelnde Bewegung ausführt und dadurch eine unruhige Gesamtbewegung entsteht, die zu hohen Belastungen des raumfest gehaltenen Gestells führt, und dass zweitens die beiden Antriebsachsen ungleichförmige Umdrehungsgeschwindigkeiten aufweisen.all These devices adhere to the fundamental problem that first, the symmetry axis of the joint ring performs a tumbling motion and As a result, a restless overall movement is created, the high loads of the space-fixed frame leads, and that second, the two Drive axles non-uniform Have rotational speeds.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaf fen, die konstante, dem Betrag nach jedoch beliebige Umdrehungsgeschwindigkeiten in die Inversionsbewegung eines sechsgliedrigen Gelenkringes mit beliebigem charakteristischen Winkel umwandeln kann und zwar in Hin- und Rückrichtung. Die Symmetrieachse des Gelenkringes soll dabei bis auf eventuell vorhandene Parallelverschiebungen raumfest bleiben. Weiter sollen alle sechs Glieder des Gelenkringes als Arbeitshebel einsetzbar sein und je nach Einsatzgebiet entsprechend modifiziert oder mit Zusatzelementen versehen werden.Of the present invention is based on the object, a device To create the constant, but in terms of magnitude any rotational speeds in the inversion movement of a six-membered joint ring with can convert any characteristic angle and that in Return direction. The axis of symmetry of the joint ring should be up to possibly existing parallel shifts remain fixed in space. Everyone should continue six members of the joint ring can be used as a working lever and depending on the field of use modified accordingly or with additional elements be provided.

Die Lösung der gestellten Aufgabe ist im unabhängigen Patentanspruch 1 wiedergegeben. Bevorzugte Ausführungsvarianten ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen 2-7. Die unabhängigen Patentansprüche 8 und 9 betreffen bevorzugte Verwendungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung.The solution of the problem is given in the independent claim 1. Be preferred embodiments will become apparent from the dependent claims 2-7. The independent claims 8 and 9 relate to preferred uses of the device according to the invention.

Anhand der Zeichnungen werden der Erfindungsgegenstand und seine Komponenten näher erläutert. Es zeigen:Based The drawings are the subject of the invention and its components explained in more detail. It demonstrate:

1a-c schematisch den sechsgliedrigen Gelenkring des umstülpbaren Würfels mit charakteristischem Winkel ψ = 90°, 1a c schematically shows the six-membered joint ring of the invertible cube with a characteristic angle ψ = 90 °,

2a-b schematisch den sechsgliedrigen Gelenkring mit beliebigem charakteristischen Winkel am Beispiel ψ = 65°, 2a -b schematically the six-membered joint ring with any characteristic angle on the example ψ = 65 °,

3 schematisch die raumfesten Symmetrieebenen, die raumfeste Symmetrieachse und die ovalen Gelenkachsenmittelpunktskurven des sechsgliedrigen Gelenkringes mit charakteristischem Winkel ψ = 90°, 3 schematically the space-fixed symmetry planes, the space-fixed symmetry axis and the oval joint axis midpoint curves of the six-membered joint ring with a characteristic angle ψ = 90 °,

4 schematisch die raumfesten Symmetrieebenen, die raumfeste Symmetrieachse und die ovalen Gelenkachsenmittelpunktskurven des sechsgliedrigen Gelenkringes mit beliebigem charakteristischem Winkel am Beispiel ψ = 65°, 4 schematically the space-fixed symmetry planes, the space-fixed symmetry axis and the oval joint axis midpoint curves of the six-membered joint ring with any characteristic angle on the example ψ = 65 °,

5a schematisch den sechsgliedrigen Gelenkring mit beliebigem charakteristischen Winkel und beliebigem Parallelversatz der Gelenkachsen am Beispiel ψ = 90°, 5a schematically the six-membered joint ring with any characteristic angle and any parallel offset of the joint axes using the example ψ = 90 °,

5b schematisch den sechsgliedrigen Gelenkring mit beliebigem charakteristischen Winkel, beliebigem Parallelversatz der Gelenkachsen und die sechs Glieder bzw. Arbeitshebel versehen mit Mitnehmerelementen am Beispiel ψ = 90°, 5b schematically the six-membered joint ring with any characteristic angle, any parallel offset of the joint axes and the six links or working lever provided with driving elements on the example ψ = 90 °,

5c schematisch den sechsgliedrigen Gelenkring mit beliebigem charakteristischen Winkel und beliebigem Parallelversatz der Gelenkachsen innerhalb des raumfesten Lagergestells am Beispiel ψ = 90°, 5c schematically the six-membered joint ring with any characteristic angle and any parallel offset of the joint axes within the fixed space bearing frame on the example ψ = 90 °,

6 einen teilweisen Aufriss (Schnitt entlang einer Symmetrieebene) eines ersten Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bewegungsumwandlung für den Fall ψ = 90° versehen mit dem Grundriss einer Gelenkringlagerplatte, 6 a partial elevation (section along a plane of symmetry) of a first embodiment of the motion conversion device according to the invention for the case ψ = 90 ° provided with the outline of a joint ring bearing plate,

7 einen teilweisen Aufriss (Schnitt entlang einer Symmetrieebene) eines ersten Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bewegungsumwandlung für den Fall eines beliebigen charakteristischen Winkels am Beispiel ψ = 65° versehen mit dem Grundriss einer Gelenkringlagerplatte, 7 a partial elevation (section along a plane of symmetry) of a first embodiment of the device according to the invention for the motion conversion in the case of any characteristic angle on the example ψ = 65 ° provided with the outline of a joint ring bearing plate,

8 einen schematischen Aufriss eines zweiten Ausführungsbeispieles der Gelenkringlagerplatte. 8th a schematic elevation of a second embodiment of the joint ring bearing plate.

Für die gesamte weitere Beschreibung gilt, dass die Bezugszeichen aller Figuren eindeutig festgelegt sind. Es müssen deshalb nicht in jeder Zeichnung alle Bezugszeichen (neu) erklärt werden.For the whole further description applies that the reference numerals of all figures are clearly defined. To have to Therefore, not all drawings in all drawings (new) are explained.

Die 1a-c zeigen den sechsgliedrigen Gelenkring des umstülpbaren Würfels mit den sechs Gelenkachsenmittelpunkten 1, 2, 3, 4, 5, 6, den sechs Gliedern bzw. Arbeitshebeln 7, 8, 9, 10, 11, 12 und den sechs Gelenkachsen 13, 14, 15, 16, 17, 18. Je zwei aufeinanderfolgende Gelenkachsen, also 13 und 14 oder 14 und 15 usw., schließen innerhalb eines Gelenkringes immer denselben, sogenannten charakteristischen Winkel ψ ein. Im Fall des umstülpbaren Würfels ist ψ genau 90°. 1c zeigt, dass sich die Gelenkachsen 13, 15, 17 und die Gelenkachsen 14, 16, 18 jeweils in einem Punkt schneiden und diese beiden Schnittpunkte die dreizählige Symmetrieachse 19 festlegen. In 1a sind die sechs Arbeitshebel des sechsgliedrigen Gelenkringes mit jeweils zwei dreiecksförmigen Mitnehmerelementen versehen. Das Mitnehmerelement 20 wird durch die Gelenkachse 15 und den Gelenkachsenmittelpunkt 2, das Mitnehmerelement 21 durch die Gelenkachse 14 und den Gelenkachsenmittelpunkt 3 festgelegt. Entsprechend werden die Mitnehmerelemente der anderen Arbeitshebel befestigt.The 1a -c show the six-membered hinge ring of the invertible cube with the six hinge axis centers 1 . 2 . 3 . 4 . 5 . 6 , the six limbs or working levers 7 . 8th . 9 . 10 . 11 . 12 and the six joint axes 13 . 14 . 15 . 16 . 17 . 18 , Two consecutive joint axes, ie 13 and 14 or 14 and 15 etc., within a joint ring always include the same, so-called characteristic angle ψ. In the case of the invertible cube, ψ is exactly 90 °. 1c shows that the joint axes 13 . 15 . 17 and the hinge axes 14 . 16 . 18 each intersect at one point and these two intersections intersect the threefold symmetry axis 19 establish. In 1a the six working levers of the six-membered joint ring are each provided with two triangular entrainment elements. The driver element 20 gets through the hinge axis 15 and the pivot axis center 2 , the driving element 21 through the hinge axis 14 and the pivot axis center 3 established. Accordingly, the driver elements of the other working levers are fastened.

Die 2a-b zeigen einen sechsgliedrigen Gelenkring mit beliebigem charakteristischen Winkel ψ am Beispiel ψ = 65°. Auch im allgemeinen Fall besteht der Gelenkring aus den sechs Gelenkachsenmittelpunkten 1, 2, 3, 4, 5, 6, den sechs Gliedern bzw. Arbeitshebeln 7, 8, 9, 10, 11, 12 und den sechs Gelenkachsen 13, 14, 15, 16, 17, 18. 2b zeigt, dass sich die Gelenkachsen 13, 15, 17 und die Gelenkachsen 14, 16, 18 jeweils in einem Punkt schneiden und diese beiden Schnittpunkte die dreizählige Symmetrieachse 19 festlegen. Die Mitnehmerelemente 20 und 21 der 2a werden auch im allgemeinen Fall durch jeweils eine Gelenkachse und einen Gelenkachsenmittelpunkt befestigt. Sie schneiden sich im Arbeitshebel 8 und schließen den charakteristischen Winkel ψ ein. Alle anderen Arbeitshebel sind entsprechend mit zwei Mitnehmerelementen ausgerüstet.The 2a -b show a six-membered joint ring with any characteristic angle ψ using the example ψ = 65 °. Also in the general case, the hinge ring consists of the six hinge axis centers 1 . 2 . 3 . 4 . 5 . 6 , the six limbs or working levers 7 . 8th . 9 . 10 . 11 . 12 and the six joint axes 13 . 14 . 15 . 16 . 17 . 18 , 2 B shows that the joint axes 13 . 15 . 17 and the hinge axes 14 . 16 . 18 each intersect at one point and these two intersections intersect the threefold symmetry axis 19 establish. The driver elements 20 and 21 of the 2a are also fixed in the general case by a respective hinge axis and a pivot axis center. They intersect in the working lever 8th and include the characteristic angle ψ. All other working levers are accordingly equipped with two driving elements.

3 zeigt den sechsgliedrigen Gelenkring des umstülpbaren Würfels (ψ = 90°) mit den Gelenkachsenmittelpunkten 1, 2, 3, 4, 5, 6, den Gelenkachsen 13, 14, 15, 16, 17, 18, der dreizähligen Symmetrieachse 19 und den drei Symmetrieebenen 22, 23, 24. Wenn die Inversionsbewegung des Gelenkringes so durchgeführt wird, dass die Symmetrieachse und die Symmetrieebenen raumfest bleiben, dann beschreiben alle Gelenkachsenmittelpunkte gleichartige ovale Bahnen 25, die in der jeweiligen Symmetriebene liegen. Die Gelenkachsen 13 und 16, 14 und 17, 15 und 18 liegen zu jedem Zeitpunkt als Ganzes und paarweise in der Symmetrieebene 22, 24 respektive 23. 3 shows the six-membered joint ring of the evertable cube (ψ = 90 °) with the pivot axis centers 1 . 2 . 3 . 4 . 5 . 6 , the hinge axes 13 . 14 . 15 . 16 . 17 . 18 , the threefold symmetry axis 19 and the three symmetry planes 22 . 23 . 24 , When the inversion movement of the joint ring is carried out so that the symmetry axis and the planes of symmetry remain fixed in space, then describe all Gelenkachsenmittelpunkte similar oval tracks 25 that lie in the respective symmetry plane. The joint axes 13 and 16 . 14 and 17 . 15 and 18 lie at all times as a whole and in pairs in the symmetry plane 22 . 24 respectively 23 ,

4 zeigt den sechsgliedrigen Gelenkring mit beliebigem charakteristischem Winkel ψ am Beispiel ψ = 65°. Wenn die Inversionsbewegung des Gelenkringes so durchgeführt wird, dass die Symmetrieachse 19 und die Symmetrieebenen 22, 23, 24 raumfest bleiben, dann beschreiben alle Gelenkachsenmittelpunkte ovale Bahnen 25, die in den Symmetriebenen liegen. Auch die Gelenkachsen liegen zu jedem Zeitpunkt als Ganzes in jeweils einer Symmetrieebene. 4 shows the six-membered joint ring with any characteristic angle ψ using the example ψ = 65 °. When the inversion movement of the joint ring is performed so that the symmetry axis 19 and the planes of symmetry 22 . 23 . 24 remain fixed in space, then describe all axes of articulation center oval tracks 25 that lie in the symmetry planes. Also, the joint axes are at any time as a whole in each case a plane of symmetry.

5a zeigt am Beispiel ψ = 90° wie bei sechsgliedrigen Gelenkringen mit beliebigem charakteristischen Winkel ψ die Gelenkachsen parallel versetzt werden können. Dabei muss berücksichtigt werden, dass gegenüberliegende Gelenkachsen um denselben Betrag und senkrecht zur entsprechenden Symmetrieebene parallel verschoben werden. Die Versatzglieder 41 und 44, 42 und 45, 43 und 46 müssen also jeweils gleich lang sein. Die Längen der Versatzglieder 41, 42 und 43 können aber jeweils beliebig vorgegeben werden. Dies schließt den Fall mit ein, dass ein oder mehrere gegenüberliegende Gelenkachsen nicht parallel versetzt werden. 5a shows the example ψ = 90 ° as with six-membered joint rings with any characteristic angle ψ the joint axes can be offset in parallel. It must be taken into account that opposing joint axes are shifted parallel by the same amount and perpendicular to the corresponding plane of symmetry. The offset links 41 and 44 . 42 and 45 . 43 and 46 must be the same length. The lengths of the offset links 41 . 42 and 43 but can be specified arbitrarily. This includes the case where one or more opposed hinge axes are not offset in parallel.

Durch Parallelversatz werden aus der Gelenkachse 13 aus 1a-c oder 2a-b die zwei parallelen Gelenkachsen 113 und 213, aus der Gelenkachse 16 die zwei parallelen Gelenkachsen 116 und 216, aus dem Gelenkachsenmittelpunkt 1 die zwei Gelenkachsenmittelpunkte 31 und 51 und aus dem Gelenkachsenmittelpunkt 4 die zwei Gelenkachsenmittelpunkte 34 und 54. Entsprechendes gilt für die anderen Gelenkachsen 114, 214, 117, 217, 115, 215, 118, 218 und die Gelenkachsenmittelpunkte 32, 52, 35, 55, 33, 53, 36, 56. Die Länge der Arbeitshebel 7, 8, 9, 10, 11, 12 verändert sich nicht durch den Parallelversatz von Gelenkachsen.By parallel offset are from the hinge axis 13 out 1a -c or 2a -b the two parallel axes of articulation 113 and 213 , from the hinge axis 16 the two parallel joint axes 116 and 216 , from the joint axis center 1 the two pivot axis centers 31 and 51 and from the hinge axis center 4 the two pivot axis centers 34 and 54 , The same applies to the other joint axes 114 . 214 . 117 . 217 . 115 . 215 . 118 . 218 and the pivot axis centers 32 . 52 . 35 . 55 . 33 . 53 . 36 . 56 , The length of the working lever 7 . 8th . 9 . 10 . 11 . 12 does not change due to the parallel offset of joint axes.

5b zeigt den Gelenkring mit Parallelversatz aus 5a zusätzlich versehen mit zwei Mitnehmerelementen pro Arbeitshebel. Form, Größe und gegenseitige Stellung der Mitnehmerelemente, z.B. 20 und 21, ändert sich gegenüber dem Gelenkring ohne Parallelversatz aus den 1 und 2 nicht. 5b shows the joint ring with parallel offset 5a additionally provided with two driver elements per working lever. Shape, size and mutual position of the driver elements, eg 20 and 21 , changes with respect to the joint ring without parallel offset from the 1 and 2 Not.

5c zeigt den Gelenkring mit Parallelversatz aus 5a eingebettet in das schematisch angedeutete Lagergestell 26. Die sechs Arme des raumfesten Lagergestells 26 verlaufen entlang den Symmetrieebenen 22, 23 und 24 des Gelenkringes. Die Gelenkachsenmittelpunkte, z.B. 33, beschreiben die ovalen, geschlossenen Bahnkurven 25 parallel zu genau einer Symmetrieebene. 5c shows the joint ring with parallel offset 5a embedded in the schematically indicated storage rack 26 , The six arms of the space-fixed storage rack 26 run along the planes of symmetry 22 . 23 and 24 of the joint ring. The joint axis centers, eg 33 , describe the oval, closed trajectories 25 parallel to exactly one plane of symmetry.

Innerhalb eines Armes des Lagergestells soll sich je eine Gelenkringlagerplatte 61 (siehe 6 und 7) befinden. Je nach Anzahl der vorhandenen Gelenkringlagerplatten – die Anzahl liegt zwischen eins und sechs – kann das raumfeste Lagergestell 26 angepasst werden. Es muss also nicht immer sechsarmig ausgestaltet sein.Within one arm of the storage rack should each have a joint ring bearing plate 61 (please refer 6 and 7 ) are located. Depending on the number of existing articulated ring bearing plates - the number is between one and six - can the space-fixed storage rack 26 be adjusted. So it does not always have to be six-armed.

6 zeigt den Aufriss eines ersten Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bewegungsumwandlung für den Fall ψ = 90°. Zusätzlich zeigt sie den Grundriss der linken Gelenkringlagerplatte. Beim Aufriss handelt es sich um den Schnitt entlang der Symmetrieebene 22. Man sieht zwei Gelenkringlagerplatten 61. Die linke Gelenkringlagerplatte führt das Versatzglied 41 des Gelenkringes aus 5a auf der ovalen Bahn 25. 6 shows the elevation of a first embodiment of the device according to the invention for the motion conversion for the case ψ = 90 °. In addition, it shows the floor plan of the left joint ring bearing plate. The elevation is the section along the plane of symmetry 22 , You can see two articulated bearing plates 61 , The left joint ring bearing plate guides the offset member 41 of the joint ring 5a on the oval track 25 ,

Entsprechend führt die rechte Gelenkringlagerplatte das gegenüberliegende Versatzglied 44 desselben Gelenkringes. Die Gelenkachsen 113, 213 und 116, 216 sind auch eingezeichnet. Der An- oder Abtrieb des Gelenkringes wird im Folgenden nur anhand der linken Gelenkringlagerplatte 61 beschrieben. Entsprechendes gilt für die rechte und alle anderen Gelenkringlagerplatten. Durch die Rollmittel 60 wird die Gelenkringlagerplatte 61 innerhalb des raumfesten Lagergestells 26 so geführt, dass sie sich nur eindimensional entlang der Symmetriebene 22 hin- und herbewegen kann. Bezogen auf 6 heißt das entweder horizontal nach rechts oder horizontal nach links. Innerhalb der Gelenkringlagerplatte 61 ist ein Gelenkringlagerrad 62 um die Eigenrotationsachse 65 eigenrotierbar so angebracht, dass die Eigenrotationsachse 65 immer senkrecht zur Symmetrieebene 22 steht. In diesem Ausführungsbeispiel wird das Gelenkringlagerrad 62 durch Kugellager innerhalb der Gelenkringlagerplatte 61 gelagert. Wiederum innerhalb des Gelenkringlagerrades 62 ist das Versatzglied 41 oder, wenn die Versatzgliedlänge senkrecht zur betrachteten Symmetrieebene 22 verschwindet, direkt die Gelenkachse 13 exzentrisch und um die Eigenrotationsachse 66 eigenrotierbar gelagert. Auch die Eigenrotationsachse 66 steht senkrecht auf der Symmetrieebene 22, d.h. die beiden Rotationsachsen 65 und 66 verlaufen immer parallel zueinander. In diesem Ausführungsbeispiel besteht das Gelenkringlagerrad 62 aus einem Riemen-, Zahn- oder einfachen Rad 71, dass über einen Riemen, eine Kette oder ein Band 63 mit dem Rotationsan- bzw. -abtrieb 64 verbunden ist.Accordingly, the right hinge ring bearing plate performs the opposite offset member 44 same joint ring. The joint axes 113 . 213 and 116 . 216 are also marked. The drive or output of the joint ring is below only on the basis of the left joint ring bearing plate 61 described. The same applies to the right and all other joint ring bearing plates. By the rolling means 60 becomes the hinge ring bearing plate 61 within the space-fixed storage rack 26 so guided that they are only one-dimensional along the plane of symmetry 22 can move back and forth. Related to 6 This means either horizontally to the right or horizontally to the left. Inside the hinge ring bearing plate 61 is a jointed ring bearing wheel 62 around the self-rotation axis 65 self-rotatably mounted so that the self-rotation axis 65 always perpendicular to the plane of symmetry 22 stands. In this embodiment, the Gelenkringlagerrad 62 by ball bearings within the joint ring bearing plate 61 stored. Again within the hinge ring bearing wheel 62 is the offset element 41 or, if the offset link length is perpendicular to the considered plane of symmetry 22 disappears, directly the hinge axis 13 eccentric and about the self-rotation axis 66 self-rotatably mounted. Also the self-rotation axis 66 is perpendicular to the plane of symmetry 22 ie the two rotation axes 65 and 66 always run parallel to each other. In this embodiment, the Gelenkringlagerrad 62 from a belt, tooth or simple wheel 71 that about a belt, a chain or a band 63 with the rotary drive and output 64 connected is.

Einer der oben erwähnten Vorteile der Erfindung besteht nun darin, dass der Antrieb 64 relativ zur Gelenkringlagerplatte 61 eine gleichförmige, dem Betrag nach jedoch beliebige Umdrehungsgeschwindigkeit aufweisen kann und alle anderen Gelenkringlagerräder 62 dann auch mit gleichförmigen Umdrehungsgeschwindigkeiten drehen.One of the above-mentioned advantages of the invention is that the drive 64 relative to the hinge ring bearing plate 61 a uniform, but the amount of any rotational speed may have and all other Gelenkringlagerräder 62 then rotate at uniform rotational speeds.

Die rechte Gelenkringlagerplatte 61 zeigt eine Version ohne Rotationsan- oder -abtrieb.The right hinge ring bearing plate 61 shows a version without rotational drive or output.

Die Rotationsachsen 65 der rechten und linken Gelenkringlagerplatte bewegen sich während der Inversionsbewegung der Doppellinie 67/68 entlang.The rotation axes 65 The right and left articulating ring bearing plates move during the inversion movement of the double line 67 / 68 along.

7 zeigt den Aufriss eines ersten Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bewegungsumwandlung für den Fall mit beliebigem charakteristischen Winkel ψ am Beispiel ψ = 65°. Zusätzlich zeigt sie den Grundriss einer Gelenkringlagerplatte. Beim Aufriss handelt es sich um den Schnitt entlang der Symmetrieebene 22. 7 shows the elevation of a first embodiment of the device according to the invention for motion conversion for the case with any characteristic angle ψ the example ψ = 65 °. In addition, it shows the floor plan of a joint ring bearing plate. The elevation is the section along the plane of symmetry 22 ,

Der An- oder Abtrieb des sechsgliedrigen Gelenkringes mit beliebigem charakteristi schen Winkel verläuft im Wesentlichen wie der in der Beschreibung zu 6 geschilderte An- oder Abtrieb für den sechsgliedrigen Gelenkring mit charakteristischem Winkel ψ = 90°. Es genügt daher auf die Beschreibung zu 6 zu verweisen. Neu ist, dass die Rotationsachsen 65 des rechten und linken Gelenkringlagerrades 62 nicht mehr auf der gleichen Höhe liegen, sondern sich entlang der zwei verschiedenen, zueinander parallelen Linien 67 und 68 hin- und herbewegen. Gegenüber der 6 ist in 7 auch der Kreis 69 angedeutet, den die Achse 66 des Zwischengliedes 41 relativ zur Gelenekringlagerplatte 61 beschreibt.The input or output of the six-membered joint ring with any characteristic angle is substantially the same as that in the description 6 described drive or output for the six-membered joint ring with characteristic angle ψ = 90 °. It is therefore sufficient to the description 6 to refer. New is that the rotation axes 65 the right and left articulated ring bearing wheel 62 no longer at the same height, but along the two different, parallel lines 67 and 68 to move back and fourth. Opposite the 6 is in 7 also the circle 69 indicated the axis 66 of the intermediate member 41 relative to the joint ring bearing plate 61 describes.

8 zeigt den Aufriss einer zweiten Ausführungsvariante für die Gelenkringlagerplatte 61. Die Rollmittel 60 lagern die Gelenkringlagerplatte innerhalb des raumfesten Gestells 26 (siehe 6 und 7). Das Gelenkringlagerrad 62 ist in dieser Ausführungsvariante ein Zahnrad, das von mindestens drei Zahnrädern 70 innerhalb der Gelenkringlagerplatte 61 gehalten und von mindestens einem Zahnrad 70 bei Bedarf an- oder abgetrieben wird. 8th shows the elevation of a second embodiment of the joint ring bearing plate 61 , The rolling means 60 store the joint ring bearing plate within the space-fixed frame 26 (please refer 6 and 7 ). The articulated ring bearing wheel 62 is in this embodiment, a gear that of at least three gears 70 within the hinge ring bearing plate 61 held and by at least one gear 70 If necessary, it is driven on or off.

Literaturliterature

[1] BENNETT, G.T .: A new mechanism. Engineering, London, 76: 777-8, 1903. London.
[2] BRICARD, R .: Leçons de cinématique, Volume 2. Gautheri-Villars, Paris, 1927.
[3] CONRADT, O. and K. ERNHOFER: Variation of Diagonals in the umstülpbaren Models of the Platonic solids. Mathematical-Physical Correspondence, 211, 2002.
[4] ERNHOFER, K. and W. MAAS: Invertible models of the Platonic Body. Workbooks of the Mathematical-Astronomical Section at the Goetheanum, Dornach (Switzerland), 2000. Large Series, Issue 2.
[5] HUNT, K.H .: Screw Axes and Mobility in Spatial Mechanisms via the Linear Complex. J. Mechanisms, 3: 307-327, 1967.
[6] SCHATZ, P .: rhythm research and technique. Publisher Free Geistesleben, Stuttgart, 2nd, extended edition, 1998.

Claims

Device for converting one or more rotational movements and / or one or more one-dimensional oscillatory movements into the positive inversion movement of a six-membered joint ring ( 7 . 8th . 9 . 10 . 11 . 12 ) with a characteristic angle (ψ) between 60 ° and 120 ° and possible parallel displacement of the joint axes ( 113 . 213 . 116 . 216 ; 114 . 214 . 117 . 217 ; 115 . 215 . 118 . 218 ) or conversely for converting an inversion movement of a six-membered joint ring ( 7 . 8th . 9 . 10 . 11 . 12 ) with a characteristic angle (ψ) between 60 ° and 120 ° and possible parallel displacement of the joint axes ( 113 . 213 . 116 . 216 ; 114 . 214 . 117 . 217 ; 115 . 215 . 118 . 218 ) in a plurality of rotational movements and one or more one-dimensional oscillatory movements which a spatially fixed storage rack ( 26 ) and joint ring bearing plates ( 61 ), each one about a self-rotation axis ( 65 ) self-rotatably mounted articulated ring bearing wheel ( 62 ), where • the joint ring ( 7 . 8th . 9 . 10 . 11 . 12 ) three symmetry planes ( 22 . 23 . 24 ) and an axis of symmetry ( 19 ) which exhibits its symmetry properties with possible parallel displacement of the joint axes ( 113 . 213 . 116 . 216 ; 114 . 214 . 117 . 217 ; 115 . 215 . 118 . 218 ) to the same length of all displacement members ( 41 . 42 . 43 . 44 . 45 . 46 ), with parallel displacement of the joint axes ( 113 . 213 . 116 . 216 ; 114 . 214 . 117 . 217 ; 115 . 215 . 118 . 218 ) to unequal length of the offset members ( 41 . 42 . 43 . 44 . 45 . 46 ) but partially or completely lose, • the symmetry axis ( 19 ) of the joint ring with respect to the space-fixed storage rack ( 26 ) during the inversion movement of the six working levers ( 7 . 8th . 9 . 10 . 11 . 12 ) does not change in position or it shifts parallel to itself, • the joint ring bearing plates ( 61 ) within the space-fixed storage rack ( 26 ) are guided so that each point of each joint ring bearing plate a one-dimensional oscillatory motion perpendicular to the axis of symmetry ( 19 ) and parallel to exactly one of the three symmetry planes ( 22 . 23 . 24 ) performs the joint ring, • the self-rotation axis ( 65 ) of each articulated ring bearing wheel ( 62 ) at each stage of the inversion movement perpendicular to that plane of symmetry ( 22 . 23 . 24 ) of the joint ring is, to which the points of the associated joint ring bearing plate ( 61 ) parallel to each other, • in each Gelenkringlagerrad ( 62 ) an offset member ( 41 . 42 . 43 . 44 . 45 . 46 ) of the joint ring or, if the link length at this link ring bearing wheel is zero, directly a link axis ( 13 . 14 . 15 . 16 . 17 . 18 ) of the joint ring eccentrically and self-rotatable about a self-rotation axis ( 66 ) parallel to the self-rotation axis ( 65 ) of the Gelenkringlagerrads ( 62 ), is stored, and • when specifying a constant, any rotational speed of a Gelenkringlagerrades ( 62 ) with respect to its joint ring bearing plate ( 61 ) all other articulated ring bearing wheels ( 62 ) with respect to their respective articulated ring bearing plates ( 61 ) also have constant rotational speeds.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the joint ring by exactly six joint ring bearing plates ( 61 ) within the space-fixed storage rack ( 26 ) to be led.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the joint ring by exactly two diagonally opposite joint ring bearing plates ( 61 ) within the space-fixed storage rack ( 26 ) to be led.

Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the Gelenkringlagerrad ( 62 ) from one of two ball bearings within the joint ring bearing plate ( 61 ) carried pulley, gear or simple wheel ( 71 ) consists.

Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the Gelenkringlagerrad ( 62 ) is a toothed wheel, the least of three gears ( 70 ) within the joint ring bearing plate ( 61 ) is stored.

Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that at least one working lever ( 7 . 8th . 9 . 10 . 11 . 12 ) of the six-membered joint ring a working device is arranged, in particular a paddle, a blade, a wing, two mutually at a characteristic angle, triangular entrainment elements ( 20 . 21 ), an oloid, an internal mixing container or a device for receiving an internal mixing container.

Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that with the individual joint ring bearing wheels ( 62 ) means for decreasing the torque and / or with the individual joint ring bearing plates ( 61 ) are each means for decreasing the linearly oscillating force, in both cases, in particular power generators connected.

Use of at least one device after one the claims 1 to 6 as a drive and / or control of a means of locomotion in the water or in the air, to produce a water, liquid or gas flow or for mixing flowable materials.

Use of a device according to claim 7 for Generation of electricity by conversion of electricity generated by running water or wind Inversion movement of the working lever of the six-link joint ring in rotational and vibratory movements, which power generators operate.