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Der Gegenstand des Gebrauchsmusters ist der Wasserantriebsmechanismus.
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Von der Patentbeschreibung Nr.
US 3027863 A ist ein Wasserantrieb bekannt, bei dem der Angriffsvektor der Radschaufeln senkrecht zu der Bewegungsrichtung des Wasserfahrzeuges ist, unabhängig von dem Drehmoment der Antriebsräder, auf den Arbeitselemente befestigt sind. Bei dieser Lösung sind die Radschaufelgestelle auf an den Kreisumfängen angebrachten Wälzlagern befestigt, wodurch die Lager während der Antriebsarbeit sehr überbeansprucht sind und der Wirkung der Torsionskräfte unterworfen sind, die sich einerseits aus der Differenz der Höhe ergeben, auf der Lager jeweils auf zwei verschiedenen Radschaufelnseiten befestigt sind sowie andererseits aus der Wirkung der Wasserwiderstandskraft im Verhältnis zu der Radschaufel. Diese Torsionskräfte, die sich auf Stäbe bei einer großen Umdrehungsgeschwindigkeit des Antriebs und/oder bei großen durch den Antrieb übertragenen Kräften auf Lager auswirken, bewirken schnelleren Verschleiß der Lager.
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Aus der Patentbeschreibung Nr.
FR 1066833 A ist ein Antrieb bekannt, bei dem Radschaufeln direkt auf Stäben montiert sind, die aus den Antriebsrädern herausgeführt sind und bei dem die Radschaufeln gleichzeitig die Funktion des Gestells ausüben. Die Folge dessen, dass die Radschaufeln senkrecht zum Wasserspiegel direkt auf den Stäben aufgestellt sind, ist die Tatsache, dass beinahe die gesamte während der Arbeit auf die Radschaufel wirkende Kraft auf den tiefer gelegenen Stab umgelagert wird, wodurch es zu seiner beträchtlichen Überbeanspruchung kommt. Das Aufstellen der Radschaufel direkt auf dem Stab ruft auch die Notwendigkeit hervor, eine lange Rasschaufel anzuwenden bzw. die Notwendigkeit, den tiefer gelegenen Stab im Wasser während der Antriebsarbeit tauchen zu lassen. Dies bedarf wiederum des Energieaufwands, der bei der Anwendung der Gestellkonstruktion mit Stäben, die im Wasser während der Antriebsarbeit nicht getaucht werden, sondern über dem Wasserspiegel bleiben, zu vermeiden wäre.
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Das Ziel der Ausarbeitung des vorliegenden Gebrauchsmusters ist es, einen stabil arbeitenden Antriebsmechanismus, auch bei großen Umdrehungsgeschwindigkeiten der Antriebsräder und beim Übertragen von beträchtlichen Kräften dadurch zu erlangen, dass Arbeitselemente in Form von Radschaufeln auf Gestellen, die auf aus den Antriebsrädern herausgeführten Stäben montiert sind, befestigt werden. Arbeitselemente in Form von Radschaufeln sind auf den Führungsstäben auf ihren beinahe kompletten Längen dadurch gestützt, dass die Führungsstäbe in lange Büchsen hineingeführt sind. Dadurch bekommen sie festen Halt, der den auf die Radschaufeln während der Arbeit im Wasser wirkenden Torosionskräften entgegenwirkt. Das Ziel der Ausarbeitung des vorliegenden Gebrauchsmusters ist es auch, die Gestelle und die Büchsen der Führungsstäbe so anzubringen, dass die auf die Radschaufeln während der Arbeit wirkenden Belastungen auf das Gestell und auf die beiden Führungsstäbe gleichmäßig, insbesondere ohne übermäßige Belastung von irgendeinem der Führungsstäbe, übertragen werden.
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Der Gegenstand des Gebrauchsmusters ist ein Wasserantriebsmechanismus, der aus einem Befestigungsrahmen, zwei Halbachsen, zwei Antriebsrädern, Führungsstäben, Gestellen, Radschaufeln besteht und sich dadurch charakterisiert, dass die Halbachsen der Antriebsräder des Mechanismus komplanar parallel im Verhältnis zueinander verschoben sind, und die Gestelle sind auf einem Paar von benachbarten gegenüberliegenden Führungsstäben, deren Wirkungsebene parallel zu der Ebene der Längsschnittachsen der Halbachsen ist und die an den Umfängen der gegenüberliegenden Antriebsräder, senkrecht zu der Ebene der Antriebsräder, in der Arbeitszone zwischen den Antriebsrädern unbeweglich befestigt sind, drehmontiert, und zu den Gestellen sind Radschaufeln parallel zueinander, unter gleichbleibendem Winkel zum Wasserspiegel, unabhängig von dem Drehmoment der Antriebsräder unbeweglich befestigt.
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Es ist vom Vorteil, wenn der Wasserantriebsmechanismus enthält die Antriebsräder, die im Verhältnis zueinander mit den Ebenen um die Breite des Gestells plus Betriebsspiel verschoben sind.
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Es ist vom Vorteil, wenn der Wasserantriebsmechanismus enthält die Antriebsräder, die mit den Büchsen der Antriebsräder unbeweglich verbunden sind, die ihrerseits mit den mit Ketten zusammenwirkenden Zahnrädern verbunden sind.
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Es ist vom Vorteil, wenn der Wasserantriebsmechanismus enthält die Halbachsen der Antriebsräder, die in den Büchsen der Antriebsräder montiert sind.
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Es ist vom Vorteil, wenn der Wasserantriebsmechanismus enthält die Halbachsen der Antriebsräder, die in den Büchsen der Antriebsräder unbeweglich und in den Büchsen des Befestigungsrahmens drehmontiert sind.
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Es ist vom Vorteil, wenn der Wasserantriebsmechanismus enthält die Halbachsen der Antriebsräder, drehmontiert in den Büchsen der Antriebsräder und unbeweglich montiert im Befestigungsrahmen, insbesondere in den Büchsen des Befestigungsrahmens.
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Es ist vom Vorteil, wenn der Wasserantriebsmechanismus enthält die Halbachsen der Antriebsräder, miteinander verbunden in der Arbeitszone zwischen den Antriebsrädern.
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Es ist vom Vorteil, wenn der Wasserantriebsmechanismus enthält die Führungsstäbe, die in die Gestelle von gegenüberliegenden Seiten einspuren.
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Es ist vom Vorteil, wenn der Wasserantriebsmechanismus enthält die Führungsstäbe, die in den Büchsen der Führungsstäbe, die auf den Gestellen unbeweglich montiert sind, drehmontiert sind.
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Es ist vom Vorteil, wenn der Wasserantriebsmechanismus enthält die Gestelle in einer größeren Anzahl als 1, insbesondere 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 12, die vor allem an dem Umfang des Antriebsrades in gleichmäßigen Abständen angebracht sind.
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Es ist vom Vorteil, wenn der Wasserantriebsmechanismus enthält die Radschaufeln, die an einem der Enden des Gestells, unterhalb des Gestells wasserspiegelseitig unbeweglich befestigt sind.
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Es ist vom Vorteil, wenn der Wasserantriebsmechanismus enthält die Radschaufeln, die an das Gestell zwischen den Büchsen der Führungsstäbe unbeweglich befestigt sind.
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Es ist vom Vorteil, wenn der Wasserantriebsmechanismus enthält die Radschaufeln, die an das Gestell so unbeweglich befestigt sind, dass ein Teil der Radschaufel sich oberhalb des Gestells befindet.
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Es ist vom Vorteil, wenn der Wasserantriebsmechanismus enthält Radschaufelnpaare, die an die Enden des Gestells unbeweglich befestigt sind.
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Es ist vom Vorteil, wenn der Wasserantriebsmechanismus enthält die Radschaufeln, die an das Gestell mit Hilfe von seitlichen Befestigungen unbeweglich befestigt sind.
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Es ist vom Vorteil, wenn der Wasserantriebsmechanismus enthält die Büchsen der Führungsstäbe, die als geschlossenes Profil mit Kreisquerschnitt gestaltet sind.
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Es ist vom Vorteil, wenn der Wasserantriebsmechanismus enthält die Büchsen der Führungsstäbe aus Blech, das um die Führungsstäbe umgewickelt ist.
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Es ist vom Vorteil, wenn der Wasserantriebsmechanismus enthält die Gestelle mit Öffnungen.
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Das Gebrauchsmuster wurde in der Zeichnung veranschaulicht, wo die 1 die allgemeine Ansicht des Antriebsmechanismus, die 2 die Gestalt des Mechanismus mit den mit dem Befestigungsrahmen unbeweglich verbundenen Halbachsen der Antriebsräder, die 3 die Gestalt des Antriebsmechanismus mit vier Gestellen, die 4 das Antriebsrad mit dem Zahnrad und der Halbachse des Antriebsrades, die 5 das Gestell mit der Radschaufel in der Allgemeinansicht, die 6 das Gestell mit Öffnungen, die 7 das Gestell mit der heruntergelassenen Radschaufel in seinem mittleren Teil, die 8 das mit einem Radschaufelnpaar ausgestattete Gestell, die 9 das Gestell mit den aus Blech hergestellten Führungsstabbüchsen darstellen.
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Der Wasserantriebsmechanismus besteht gemäß dem Gebrauchsmuster aus zwei Antriebsrädern, die auf dem Befestigungsrahmen mit den Halbachsen so befestigt sind, dass die Antriebsräder voneinander parallel so entfernt sind, dass zwischen ihnen sich ein Raum, die so genannte Arbeitszone, herausbildet. Die Halbachsen sind an einem gemeinsamen Befestigungsrahmen außerhalb der Arbeitszone komplanar, achsenparallel verschoben, montiert. An dem Umfang jeden Antriebsrades sind Führungsstäbe, senkrecht zu der Radebene, innerhalb der Arbeitszone unbeweglich befestigt. Auf den zusammenwirkenden Paaren der Führungsstäbe sind Gestelle drehmontiert, die die Tragkonstruktionen bilden und an die die Radschaufeln wasserspiegelseitig unbeweglich befestigt sind.
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Der Wasserantriebsmechanismus ist mit zwei Antriebsrädern 1 ausgestattet, die zueinander parallel auf Halbachsen 2 der Antriebsräder 1 montiert sind. An den Umfängen der Antriebsräder 1 sind senkrecht zu den Ebenen der Antriebsräder 1 Führungsstäbe 5 montiert. An diesen sind Büchsen 6 der Führungsstäbe 5 drehmontiert. An diesen sind wiederum Gestelle 7 fest montiert, an denen wiederum Radschaufeln 8 unbeweglich montiert sind. Die Radschaufeln 8 befinden sich wiederum im Verhältnis zum Wasserspiegel im gleichbleibenden Neigungswinkel unabhängig von dem Drehmoment der Antriebsräder 1.
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In der 1 ist der Antriebsmechanismus mit den Halbachsen 2 der Antriebsräder 1 gezeigt, die in den Büchsen 9 des Befestigungsrahmens 10 und in den Büchsen 11 der Antriebsräder 1, mit den Antriebsrädern 1 unbeweglich verbunden, montiert sind. Das Zahnrad 3, auf der Büchse 11 des Antriebsrades 1 unbeweglich montiert, ist mit Hilfe einer Kette 4 mit einer weiter untergebrachten Kraftquelle in Form von einem Motor oder Muskelnantrieb bzw. mit dem Stromerzeuger des Wasserkraftwerkes verbunden.
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Der Wasserantriebsmechanismus gemäß dem Gebrauchsmuster enthält zwei Montagevarianten für die Halbachsen 2 der Antriebsräder 1. Bei einer Mustergestaltung ist die Halbachse 2 in der Büchse 11 des Antriebsrades 1 unbeweglich montiert und in der Büchse 9 des Befestigungsrahmens 10 dagegen drehmontiert. Bei der zweiten Mustergestaltung ist die Halbachse 2 in der Büchse 11 des Antriebsrades 1 drehmontiert und in der Büchse 9 des Befestigungsrahmens 10 dagegen unbeweglich montiert.
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Bei der zweiten Mustergestaltung, bei der die Halbachsen 2 der Antriebsräder 1 mit dem Befestigungsrahmen 10 unbeweglich verbunden sind, ist es möglich, um die Konstruktion zu vereinfachen, auf die Büchse 9 des Befestigungsrahmens 10 zu verzichten und die Halbachse 2 mit dem Befestigungsrahmen 10 direkt zu verbinden. In den 2 und 3 sind die Gestaltungen des Mechanismus mit Halbachsen 2 der Antriebsräder 1 gezeigt, die mit dem Befestigungsrahmen 10 unbeweglich verbunden sind und die in den Büchsen 11 der Antriebsräder 1 drehmontiert sind. Die in der 2 gezeigten Halbachsen 2 sind zusätzlich in der Arbeitszone zwischen den Arbeitsrädern 1 miteinander verbunden, was bewirkt, dass die Antriebskonstruktion stabiler ist. An die Büchsen 11 der Antriebsräder 1 sind Zahnräder 3 unbeweglich befestigt. In den Zahnrädern 3 gibt es Öffnungen, durch die die Halbachsen 2 der Antriebsräder 1 durchgeführt sind. Die Zahnräder 3 können an einem oder an beiden Antriebsrädern 1 des Mechanismus montiert sein.
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Der Wasserantriebsmechanismus kann gemäß dem Gebrauchsmuster eine Anzahl von Gestellen 7 haben, die größer ist als 1, insbesondere 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 12, die vor allen in gleichmäßigen Abständen an dem Umfang des Antriebsrades 1 untergebracht sind. In der 3 ist ein Antriebsmechanismus mit vier Gestellen 7 gezeigt.
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In der 4 ist ein Antriebsrad 1 dargestellt, das im Mechanismus gemäß dem Gebrauchsmuster angewandt wird. Die Halbachse 2 des Antriebsrades 1 ist in der Büchse 11 des Antriebsrades 1 in einer Mustergestaltung unbeweglich und in der anderen Mustergestaltung drehmontiert.
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In der 5 ist eine Radschaufel 8 gezeigt, die an ein Ende des Gestells 7, unterhalb des Gestells 7, wasserspiegelseitig, unbeweglich befestigt ist. In der 6 ist die Radschaufel 8 gezeigt, die an das Gestell 7 so unbeweglich befestigt ist, dass ein Teil der Radschaufel 8 sich oberhalb des Gestells 7 befindet. Das Gestell 7 hat Öffnungen 12, die es erlauben, das Gewicht des Gestells zu reduzieren, ohne dass seine Festigkeit beeinträchtigt wird. In der 7 ist die Radschaufel 8 gezeigt, die an das Gestell 7 zwischen den Büchsen 6 der Führungsstäbe 5 unbeweglich montiert ist. In der 8 sind zwei Radschaufeln 8 gezeigt, die an die Enden des Gestells 7 unbeweglich befestigt sind. In der 5–9 sind Radschaufeln 8 gezeigt, die an die Gestelle 7 mit Hilfe von Seitenbefestigungen 13 unbeweglich montiert sind. Die in den 5–8 dargestellten Büchsen 6 der Führungsstäbe 5 sind als geschlossene Profile mit einem Kreisquerschnitt dargestellt. In der 9 sind Büchsen 6 der Führungsstäbe 5, ausgeführt in Blech, das um die Führungsstäbe 5 umgewickelt ist, dargestellt.
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Die Radschaufeln 8, Gestelle 7, Seitenbefestigungen 13 sowie Büchsen 6 der Führungsstäbe 5 sind miteinander fest verbunden. Die Büchsen 6 sind an die Zusammenarbeit mit den Führungsstäben 5 so angepasst, dass die Führungsstäbe 5 in den Büchsen 6 drehmontiert sind.
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Der Antriebsmechanismus wird dadurch in Gang gesetzt, dass die Kraft mit Hilfe der Kette 4 auf das Zahnrad 3 und weiter auf die Büchsen 11 der Antriebsräder 1, die mit den Antriebsrädern 1 fest verbunden sind, eingeführt wird. Von diesen wird die Kraft mit Hilfe von den an den Umfängen der Antriebsräder 1 fest befestigten Führungsstäben 5 auf die an ihnen drehmontierten Büchsen 6 übertragen, die mit Gestellen 7 mit fest montierten Radschaufeln 8 verbunden sind. Die Radschaufeln 8 bleiben immer unter bestimmtem gleichbleibendem Winkel zu dem Wasserspiegel und parallel zueinander und treiben das Wasserfahrzeug durch die Arbeit im Wasser beim Tauchen an. Der Antriebsmechanismus wird auch dadurch in Gang gesetzt, dass die Radschaufeln 8 im Wasserstrom getaucht werden und die Kraft auf die Antriebsräder 1 weitergeben, von den die Kraft wiederum an den Stromerzeuger des Wasserkraftwerkes weitergeben wird.
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Das Gebrauchsmuster kann in vielen Schwimmeinheiten sowie als Turbine angewendet werden, die den Stromerzeuger des Wasserkraftwerkes antreibt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 3027863 A [0002]
- FR 1066833 A [0003]
