DE29812771U1

DE29812771U1 - Mechanische Antriebseinrichtung

Info

Publication number: DE29812771U1
Application number: DE29812771U
Authority: DE
Original assignee: BREUER INGEBORG
Current assignee: BREUER INGEBORG
Priority date: 1998-07-17
Filing date: 1998-07-17
Publication date: 1998-10-08
Anticipated expiration: 2008-07-18

Description

I ·

Mechanische Antriebseinrichtung
Beschreibung:

Mechanische Antriebe sind in den verschiedensten Ausfuhrungen bekannt. So wird beispielsweise mechanische Energie in elastischen Elementen gespeichert aus Metall, wie z.B. Uhrwerke mit Federaufzug oder aus gummielastischen Elementen, wie z.B. Gummiantriebe.

Die verschiedensten Ausfuhrungen von Gummiantrieben sind seit langem bekannt. Meist werden derartige Antriebe in Spielzeugen verwendet, beispielsweise in Flugmodellen. Das Funktionsprinzip ist immer das gleiche. Die notwendige Antriebsenergie wird dabei in einem Elastomerkörper über einfachen Zug oder Verdrallung desselben erzeugt, gespeichert und dann bei Bedarf wieder abgegeben, wobei sich der Elastomerkörper entspannt. Nachteilig bei diesen Lösungen ist, daß mit dem Entspannen das abgegebene Drehmoment stetig nachläßt. Nachteilig sind auch der große Platzbedarf für gespannte Gummiseile und die dafür notwendige mechanisch sehr stabile Konstruktion.

In DE 3400379 wird ein Propeller-Trampolin beschrieben, bei dem ein Gummimotor benutzt wird. Dieser Gummimotor besteht aus mehreren untereinander mittels Zahnräder verbundenen Gummisträngen. Die in den Gummisträngen gespeicherte Muskelkraft wird nach Auslösen der Bremsvorrichtung abrupt auf den Propeller übertragen und hebt das Trampolin vom Boden ab. Technisch wird der Gummimotor durch diese Anordnung kompakter, indem das Seil in Stücke zerteilt, nebeneinander gelagert und über Zahnräder wieder miteinander so verbunden wird, daß die gesamte Länge des Gummiseiles zur Wirkung kommt.

Bei dieser Lösung ist das abgegebene Drehmoment nicht konstant. Weiterhin ist diese Lösung sehr kompliziert und nur auf kleine Längen anwendbar.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen mechanischen Antrieb unter Ausnutzung des Gummimotor-Prinzips zu schaffen, bei dem über den gesamten Zeitraum der Kraftabgabe ein konstantes Drehmoment zur Verfugung steht.

Erfindungsgemäß wird dies mit den Merkmalen des Hauptanspruches gelöst. Weitere Ausgestaltungsmerkmale sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Der erfindungsgemäße mechanische Antrieb besteht aus mindestens einem gummielastischen länglichen Körper, der unter Vorspannung auf einen ersten Wickelkörper aufgewickelt ist, von diesem abläuft und sich auf einen zweiten Wickelkörper unter geringerer Vorspannung wieder aufwickelt, wobei die beiden Wickelkörper untereinander gekoppelt sind und gleiche oder unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Dabei können die Wickelkörper in einer Achse liegen oder beliebig zueinander angeordnet sein. Die Kopplung der Wickelkörper erfolgt über Zahnräder oder sonst geeignete Mittel, wie z.B. mindestes eine Kette oder einen Riemen. Dabei sind diese Mittel im Zusammenwirken mit den Durchmessern der Wickelkörper so gestaltet, daß, auf die Aufwickellänge bezogen, ein Übersetzungsverhältnis größer 1:1 realisiert wird. Die Energie ist an den Achsen der Wickelkörper, an diesen selbst oder an einer weiteren, mit den Wickelkörpern gekoppelten Achse, abnehmbar.

Diese Antriebsvorrichtung in Art eines Gummimotors wird entgegen der Richtung des selbsttätigen Ablaufes aufgezogen. Dabei wird der gummielastische Körper um einen bestimmten Prozentsatz seiner Länge gedehnt, in ihm Energie gespeichert. In der anderen Richtung entspannt sich der gummielastische Körper, und es entsteht ein Antrieb durch die frei werdende Energie.

Der gummielastische Körper wird beim Auf- bzw. Abwickeln über eine Spannvorrichtung geführt, die den gummielastischen Körper beim Aufziehen der Antriebseinrichtung zusätzlich dehnt und dafür sorgt, daß dieser zusätzlich und in der Stärke einstellbar gespannt werden kann.

Beispielsweise wird der gummielastische Körper von einem Wickelkörper, der die Form einer Spule mit einem kleinen Durchmesser besitzt, auf einen Wickelkörper, der ebenfalls die Form einer Spule besitzt und einen größeren Durchmesser als der andere aufweist, umgewickelt. Beide Wickelkörper sind im Übersetzungsverhältnis 1:1 miteinander verbunden. Bei diesem mechanischen Aufwickelvorgang wird der gummielastische Körper durch den größeren Durchmesser des zweiten Wickelkörpers gedehnt. Eine zusätzliche Dehnung erfahrt der gummielastische Körper durch die zwischen den Spulen angeordnete Spannvorrichtung.

Beim selbsttätigen Ablauf in umgekehrter Richtung entspannt sich der gummielastische Körper und gibt die gespeicherte Energie frei, die an den Achsen der Wickelkörper abnehmbar ist. Mit Übersetzungen zwischen den Wickelkörpern, die separat zuschaltbar sind, ist ein leichteres Arbeiten möglich.

Vorteil dieses Antriebes ist das über die gesamte Arbeitszeit gleichbleibende Drehmoment und der mechanisch kompakte Aufbau.

Weiterhin sind die verschiedensten Anwendungsarten solcher Antriebe möglich, so beispielsweise als Gegengewicht für schwebende Lasten.

Bei dieser Lösung sind in einer Ausfuhrungsform mindestens zwei, vorzugsweise aber drei, auf einer Achse angeordnete Wickelkörper vorhanden. Auf dem dritten Wickelkörper ist ein Seil aufgewickelt, an dem eine Last angebracht ist. Durch das Absenken der Last wird der gummielastische Körper vom zweiten Wickelkörper auf den ersten Wickelkörper aufgewickelt und die durch die sich abwärts bewegende Last frei werdende Energie im gummielastischen Körper gespeichert. Beim Aufwärtsbewegen wird die dafür notwendige Energie durch den sich entspannenden gummielastischen Körper geliefert. Die Last kann, wenn der mechanische Antrieb auf sie abgestimmt ist, in jeder beliebigen Höhe gehalten werden. Sie ist immer im Gleichgewicht mit der Gummispannung. Zur Auf- bzw. Abwärtsbewegung der Last ist ein geringer Kraftaufwand erforderlich, da Verluste entstehen.

Damit wurde ein Gerät geschaffen, das mit seinem konstanten Drehmoment insbesondere für Spielzeugantriebe und im Modellbau vorteilhaft eingesetzt werden kann. Es ist auch in einer anderen Ausführungsform geeignet, um sich damit an schrägen bzw. senkrechten Wänden mit nur geringem Kraftaufwand abwärts und wieder aufwärts zu bewegen.

Ein derartiges Gerät arbeitet ohne jegliche Energiequellen nach dem Prinzip des Gegengewichtes, wobei das Gegengewicht durch die Kraft des gedehnten gummielastischen Körpers realisiert ist.

CS-1O5

Die erfindungsgemäße Lösung wird anhand von zwei Ausfuhrungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Lösung, wie sie beispielsweise als Gummimotor für Spielzeugantriebe oder im Modellbau genutzt werden kann.

Zwei parallel angeordnete Wickelkörper 1, 2 sind auf jeweils einer Achse 5, 5a angeordnet. An einem Ende jeder Achse 5, 5a ist jeweils mindestens ein Zahnrad 6 angeordnet, wobei die Zahnräder 6 so dimensioniert /angeordnet sind, daß sie im Eingriff stehen. Es ist möglich, mehrere Zahnräder auf jeder der Achsen 5, 5 a nebeneinander anzuordnen, wobei diese dann unterschiedliche Durchmesser besitzen. Durch Verschiebung in axialer Richtung lassen sich damit verschiedene Übersetzungsverhältnisse realisieren.

Ein gummielastischer Körper 4, vorzugsweise ein Gummiband, ist so über den ersten Wickelkörper 1 und den zweiten Wickelkörper 2 gewickelt, daß, wenn er sich von dem einen abwickelt, er sich gleichzeitig auf den anderen aufwickelt. Das Gummiband 4 wird zwischen den Wickelkörpern über eine Spannvorrichtung 10 geführt.

Die freiwerdende Energie kann von einer der beiden oder beiden Achsen 5, 5a abgenommen werden. In diesem Ausfuhrungsbeispiel ist als angetriebenes Element an der Achse 5a des Wickelkörpers 2 eine Luftschraube 12 befestigt. Der Motor wird z.B. an der Luftschraube 12 wieder aufgezogen.

In Fig. 2 ist eine Ausfuhrungsform als Schwerkraftkompensator (Gegengewicht) dargestellt. Drei miteinander verbundene und auf einer Achse 5 angeordnete Wickelkörper 1,2, 3 mit unterschiedlichen Durchmessern werden verwendet.

Auf dem ersten Wickelkörper 1 ist ein gummielastischer Körper 4 von einem Ende her teilweise aufgewickelt. Zum anderen Ende hin ist er über die Umlenkrollen 8 , 9 und der Spannverrichtung 10 auf den zweiten Wickelkörper 2 aufgewickelt. Der dritte Wickelkörper trägt an einem Seil 11 eine Last 7. Der gummielastische Körper 4 ist so aufgewickelt, daß er sich bei einer Abwärtsbewegung der Last 7 spannt. Die Spannung des gummielastischen Körpers 4 ist im wesentlichen durch seine Abmessungen und Qualität, sowie durch die Durchmesser der Wickelkörper so eingestellt, daß die Last 7 gegen die Schwerkraft im Gleichgewicht gehalten wird. Die Spannvorrichtung 10 bewirkt eine Entkopplung der Spannung auf dem ersten Wickelkörper 1 von der geringeren Gummispannung auf dem

zweiten Wickelkörper 2 und erzeugt separat und einstellbar einen Teil der Spannung des gummielastischen Körpers 4.

Je nach Dimensionierung bzw. Ausgestaltung kann die erfindungsgemäße Anordnung für die verschiedensten Anwendungsgebiete eingesetzt werden. So sind beispielsweise die Verwendung im Rehasport und in der Physiotherapie sowie bei der Feuerwehr oder als Sportgerät, z.B. als Kletterhilfe möglich.

GO

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

1	Erster Wickelkörper
2	Zweiter Wickelkörper
3	Dritter Wickelkörper
4	Gummielastische Körper
5	Achse
5a	Achse
6	Zahnräder
7	Last
&dgr;	Umlenkrolle
9	Umlenkrolle
10	Spannvorrichtung
11	Trageseil
12	Luftschraube

Claims

Schutzansprüche

1. Mechanische Antriebseinrichtung, bestehend aus einer Umwickelvorrichtung mit mindestens zwei Wickelkörpern (1, 2) und mindestens einem auf diese Wickelkörper aufgewickelten länglichen gummielastischen Körper (4) dadurch gekennzeichnet

daß die Wickelkörper mit einem auf die Aufwickellänge bezogenen Übersetzungsverhältnis für das Umwickeln von einem Wickelkörper auf den anderen von größer als 1:1 mechanisch gekoppelt oder mit einer der mechanischen Kopplung analogen Steuerung versehen sind.
10

2. Mechanische Antriebseinrichtung, bestehend aus einer Umwickelvorrichtung mit mindestens zwei Wickelkörpern (1,2) und mindestens einem auf diese Wickelkörper aufgewickelten länglichen gummielastischen Körper (4) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet daß zwischen den Wickelkörpern eine Spannvorrichtung (10) für den länglichen gummielastischen Körper angeordnet ist.

3. Mechanische Antriebseinrichtung, bestehend aus einer Umwickelvorrichtung mit mindestens zwei Wickelkörpern (1,2) und mindestens einem auf diese Wickelkörper aufgewickelten länglichen gummielastischen Körper (4) nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet daß zwischen den Wickelkörpern mindestens eine Umlenkrolle (8) zur Führung des länglichen gummielastischen Körpers vorhanden ist.

4. Mechanische Antriebseinrichtung, bestehend aus einer Umwickelvorrichtung mit mindestens zwei Wickelkörpern (1, 2) und mindestens einem auf diese Wickelkörper aufgewickelten länglichen gummielastischen Körper (4) nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet daß eine Wickelkörperachse (5, 5a) oder der Wickelkörper selbst als Antriebswelle bzw. angetriebener Wickelkörper (3) ausgebildet ist.

5. Mechanische Antriebseinrichtung, bestehend aus einer Umwickelvorrichtung mit

mindestens zwei Wickelkörpern (1,2) und mindestens einem auf diese Wickelkörper aufgewickelten länglichen gummielastischen Körper (4) nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet daß die Wickelkörper (1, 2, 3) unterschiedliche Durchmesser aufweisen.

6. Mechanische Antriebseinrichtung, bestehend aus einer Umwickelvorrichtung mit mindestens zwei Wickelkörpern (1, 2) und mindestens einem auf diese Wickelkörper aufgewickelten länglichen gummielastischen Körper (4) nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Wickelkörper auf einer Achse fest angeordnet sind (Fig.2).

7. Mechanische Antriebseinrichtung, bestehend aus einer Umwickelvorrichtung mit mindestens zwei Wickelkörpern (1,2) und mindestens einem auf diese Wickelkörper aufgewickelten länglichen gummielastischen Körper (4) nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Wickelkörper über Zahnräder (6) miteinander verbunden sind.

8. Mechanische Antriebseinrichtung, bestehend aus einer Umwickelvorrichtung mit mindestens zwei Wickelkörpern (1,2) und mindestens einem auf diese Wickelkörper aufgewickelten länglichen gummielastischen Körper (4) nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet daß die Wickelkörper über Ketten (14) oder Riemen miteinander verbunden sind.

9. Mechanische Antriebseinrichtung, bestehend aus einer Umwickelvorrichtung mit mindestens zwei Wickelkörpern (1,2) und mindestens einem auf diese Wickelkörper aufgewickelten länglichen gummielastischen Körper (4) nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Wickelkörperdurchmesser verstellbar ist.

10. Mechanische Antriebseinrichtung, bestehend aus einer Umwickelvorrichtung mit mindestens zwei Wickelkörpern (1,2) und mindestens einem auf diese Wickelkörper aufgewickelten länglichen gummielastischen Körper (4) nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Wickelkörper (1, 2, 3) in einem Gehäuse untergebracht sind.

Hierzu zwei Blatt Zeichnungen.