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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät bzw. eine Vorrichtung, das
bzw. die durch einen Wasserfluß bzw.
-strom gemäß der Präambel bzw.
dem Oberbegriff des Anspruchs 1 betrieben wird. Eine solche Vorrichtung
ist zum Beispiel aus der
US 3,939,862 bekannt.
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Die
Verwendung von hydraulischem Druck kombiniert mit einem geeigneten
Aktuator bzw. Stellglied (zum Beispiel ein/em Kolben) oder einem
geeigneten Motor (zum Beispiel ein Flügelzellen- bzw. Schaufelradmotor,
ein Gerotor- bzw. Rotor-Innenzahnradmotor,
ein Außenzahnradmotor
etc.) ist lange als ein direktes Mittel zum Bewegen von Objekten oder
Teilen davon verwendet worden. Eine solche Verwendung eines hydraulischen
Drucks weist drei Hauptcharakteristika auf. Zuerst ist die Hydraulikflüssigkeit
in einem geschlossenen Reservoir bzw. Tank enthalten und wird wiederverwendet.
Zweitens, infolge einer Schmierung und Druckwiderstandseigenschaften
wird die Hydraulikflüssigkeit
typischerweise ausgewählt,
dass sie ein Öl
ist. Und drittens wird der Druck durch ein elektrisch betriebenes
Gerät geliefert.
Ein Beispiel einer solchen Verwendung von einem hydraulischen Druck
ist der Spielzeughubschrauber, der in dem US-Patent Nr. 4,492,372
für Lorence
et al. offenbart wird.
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Der
Druck, der mit einem Blockieren eines Wasserflusses durch ein Hindernis
assoziiert wird, ist von der Menschheit für Jahrhunderte eingesetzt worden,
um Objekte zu bewegen; vielleicht ist das bekanntestes Beispiel
das Wasserrad Wasser-angetriebene Getreidemühlen, bei den der Wasserfluß durch einen
natürlich
vorkommenden Wasserstrom (zum Beispiel ein/en Fluß) zur Verfügung gestellt
wird.
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Für die spezifische
Anwendung von Flüssigkeits-betriebenen
Badewannenliften, die für
invalide Bewohner entworfen wer den, wird ein hydraulischer Druck
eingesetzt, der mit einem Aktuator assoziiert wird, wobei die hydraulische
Flüssigkeit
ein Haushalts-unter-Druck-gesetztes bzw. Haushaltsdruckwasser ist,
das nach einer Verwendung in den Abfluß weggeworfen bzw. weggeschüttet wird.
Beispiele schließen
die US-Patent Nrn. 3,879,770 für
Grant, 3,545,013 für
Discoe, 3,381,317 für
Daniels et al. und 5,279,004 für
Walker ein.
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Für die spezifische
Anwendung eines kombinierten Spielzeug- und Wasserbesprenklungs- bzw. berieselungsgerätes wird
ein hydraulischer Druck eingesetzt, der mit einem Schaufelradmotor
assoziiert wird, bei dem die hydraulische Flüssigkeit ein Haushaltsdruckwasser
ist, welches verwendet wird, um einen Rasen zu wässern und das Spielzeug zu betreiben,
wie in US-Patent Nr. 2,921,743 für
Westover and Larson offenbart wird.
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Das
US-Patent Nr. 5,741,188 lehrt die Verwendung von Wasserdruck als
ein einziges bzw. ausschließliches
Mittel des Betreibens von Aufsitz-Spielzeugen und Gartenwerkzeugen.
Ein Betrieb dieser Gegenstände
wird erreicht, indem hervorgerufen wird, dass ein Wasser durchfließt und damit
einen Wasser-angetriebenen Motor betreibt. Motortypen, die beschrieben
werden, schließen
einen rotierenden Motor, einen Außenzahnradmotor, einen sich
linear translatierenden bzw. verschiebenden Aktuator, und einen
rotierbaren Aktuator bzw. ein Drehstellglied ein. Im Allgemeinen
schließen
diese Motortypen jene ein, welche eine rotierende bzw. Drehbewegung
in eine verschiebende bzw. Translationsbewegung transformieren und
solche, welche eine Translationsbewegung in eine Rotationsbewegung
umwandeln. Dieses Patent lehrt nicht ein Sammeln von irgendeinem
Gegenstand außerhalb
der Erfindung, um es darin bzw. innerhalb oder in enger Nähe zu plazieren, wobei
die Erfindung den Wasser-angetriebenen Motor der Erfindung verwendet.
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Somit
ist der Umfang des Standes der Technik im Verwenden von Wasser-bassiertem
hydraulischem Druck in Kombination mit einem Aktuator oder einem
Motor auf sehr spezifische Anwendungen begrenzt.
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Geräte, welche
dazu dienen, um bequem ein flexibles Material zu speichern bzw.
aufzubewahren, zum Beispiel ein Gartenschlauch, in Windungen bzw. Wicklungen
um eine zentrale Achse einer Spule bzw. Rolle oder einer Trommel
sind gewöhnlich.
Diese Geräte
schließen
typischerweise eine rotierbare Spule (oder eine Trommel) ein, die
in der Lage ist, eine Länge
des flexiblen Schlauches unterzubringen, einen Schaft bzw. eine
Welle mit einem Handgriff und ein/em Mittel zum Anschließen des
Gerätes
an eine Wasserversorgung, so dass der Schlauch für eine Bewässerung verwendet werden kann,
während
er mit dem Gerät
verbunden ist. Als sich die Länge
und der Durchmesser des gespeicherten Schlauches erhöhen, erhöht sich
die Menge an Anstrengung, die erforderlich ist, um den Schlauch
auf die Vorrichtung nach einer Verwendung um- bzw. zurückzuspulen, besonders,
da der Schlauch allgemein mit Wasser während dieser Prozedur gefüllt ist.
Ein Motor, um die Kraft zuzuführen,
um diese Prozedur durchzuführen, und
zu einem geringeren Maß,
und um den Schlauch vor einer Verwendung abzuspulen, würde daher
vorteilhaft sein. Da jedoch die Vorrichtung allgemein im Freien
verwendet wird, kann eine Elektrizität, um einen Motor anzutreiben,
nicht immer verfügbar
sein. Zusätzlich
präsentiert
ein Betrieb eines elektrischen Motors in einer Nähe zu dem Gerät, durch
welches Wasser fließt,
eine potentielle Gefahr eines elektrischen Schlages bzw. Schocks.
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Da
besteht somit ein breithin erkannter Bedarf für und es würde hoch bzw. sehr vorteilhaft
sein, ein Gerät
zum Winden bzw. Aufwickeln einer Länge von flexiblem Material
in Windungen um eine Spule herum zu haben, welches sich auf ein Wasserfluß – bzw. -strom
verläßt, der
einen Motor antreibt, der in der Lage den Schlauch aufzuwickeln
oder abzuwickeln.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird da ein Wasserfluß- bzw. -strom-betriebenes
Gerät zum Wickeln
und/oder Abwickeln einer Länge
eines flexiblen Materials gemäß Anspruch
1 zur Verfügung gestellt.
Gemäß weiteren
Merkmalen in bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung, die unten beschrieben werden, schließt der Wasserstrom-betriebene
Mechanismus ein (i) einen Wasser-betriebenen Motor; (ii) einen Wassereinlaß zum Richten
eines Wassers in den Wasserfluß-betriebenen
Mechanismus, wobei der Wassereinlaß mit einer Haushaltswasserquelle
kommunikabel bzw. verbindbar ist; (iii) einen Wasserauslaß zum Richten
von Wasser aus dem Wasserfluß-betriebenen
Mechanismus; und (iv) ein Ventil zum Steuern eines Wasserflusses
durch den Wasserfluß-betriebenen Mechanismus.
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Gemäß noch weiteren
Merkmalen in den beschriebenen, bevorzugten Ausführungsformen, schließt der Wasserfluß-betriebene Mechanismus ein
Wasser-betriebenen Motor ein, der aus einer Gruppe ausgewählt wird,
die aus einem Außenzahnradmotor,
einem Schaufelradmotor einem Rotor-Innenzahnradmotor, einem rotierenden
Aktuator, einem Kolbenmotor, einem Konverter für eine Konversion von einer
linearen Bewegung in eine rotierende Bewegung, oder irgend ein anderer
hydraulischer Motor besteht.
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Gemäß noch weiteren
Merkmalen in den beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen wird das flexible
Material wenigstens teilweise auf bzw. um die Spule gewunden bzw.
gewickelt.
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Gemäß noch weiteren
Merkmalen in den beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen wird das flexible
Material aus der Gruppe ausgewählt,
die aus einem Schlauch, einem Tau bzw. Seil, einem Kabel, einer
Kette und einem Draht besteht.
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Gemäß noch weiteren
Merkmalen in den beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen wird das Ventil
aus einer Gruppe ausgewählt,
die aus einem linearen Auswahlventil und einem rotierenden Auswahlventil
besteht.
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Gemäß noch weiteren
Merkmalen in den beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen weist das Ventil
wenigstens zwei Betriebszustände
bzw. -stufen, einen offenen Betriebszustand und einen geschlossenen
Betriebszustand, auf.
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Gemäß noch weiteren
Merkmalen in den beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen weist das Ventil
wenigstens zwei Betriebszustände
auf, einen Betriebszustand, welcher Wasser in den Wasserfluß-betriebenen
Mechanismus richtet und einen Betriebszustand, welcher Wasser weg
von bzw. aus dem Wasserfluß-betriebenen
Mechanismus richtet.
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Gemäß noch weiteren
Merkmalen in den beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen richtet der Betriebszustand,
welcher Wasser weg von dem Wasserfluß-betriebenen Mechanismus richtet,
richtet Wasser in einen Kanal, der flüssigkeitsmäßig mit einem Schlauch kommunikabel
ist.
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Gemäß noch weiteren
Merkmalen in den beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen ist eine Rotationsrichtung
des Wasser-betriebenen Motors derart reversibel, dass das Aufwickeln
und ein Abwickeln der Länge
eines flexiblen Materials beide durch den Wasser-betriebenen Motor
durchführbar sind.
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Gemäß noch weiteren
Merkmalen in den beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen weist das Ventil
wenigstens drei Betriebszustände
auf, einen ersten Betriebszustand, welcher Wasser in den Wasserfluß-betriebenen
Mechanismus richtet, einen zweiten Betriebszustand, welcher Wasser
zu bzw. in einen Kanal richtet, der flüssigkeitsmäßig mit einem Schlauch kommunikabel
ist und einen dritten Betriebszustand, welcher ein geschlossener
Betriebszustand ist.
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Gemäß noch weiteren
Merkmalen in den beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen ist der Wasserauslaß flüssigkeitsmäßig mit
einem Schlauch kommunikabel.
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Gemäß noch weiteren
Merkmalen in den beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen ist der Wasserfluß-betriebener
Mechanismus flüssigkeitsmäßig mit
einer zweiten Wasserquelle kommunikabel.
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Die
vorliegende Erfindung adressiert erfolgreich die Mängel der
gegenwärtig
bekannten Konfigurationen, indem ein Gerät zum Aufwickeln/Abwickeln
einer Länge
eines flexiblen Materials in Windungen um eine Spule herum zur Verfügung gestellt wird,
welches sich auf einen Wasserfluß verläßt, um einen Motor anzutreiben,
der in der Lage ist, das flexible Material aufzuwickeln oder abzuwickeln.
Die Vorrichtung eliminiert die Notwendigkeit für einen elektrischen Motor,
wodurch die Vorrichtung in der Abwesenheit bzw. bei dem Nichtvorhandensein
einer elektrischen Energiequelle betreibbar bzw. betriebsfähig gemacht
wird, und wobei die Gefahr eines elektrischen Schocks reduziert
wird, besonderes wenn sie für „nasse
Anwendungen", wie
zum Beispiel ein Aufwickeln/Abwickeln eines Gartenwasserschlauches,
verwendet wird.
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Die
Erfindung wird hierin nur mittels eines Beispiels mit einer Bezugnahme
auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Mit einer besonderen
Bezugnahme nun auf die Zeichnungen im Detail wird betont, dass die
Besonderheiten, die gezeigt werden, nur mittels eines Beispiels
und für
Zwecke einer erläuternden
Diskussionen der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung sind bzw. bestehen, und in dem Grunde des Zurverfügungstellens
präsentiert
werden, was geglaubt wird, das nützlichste
und eine bereitwillig verstandene Beschreibung der Prinzipien und
konzeptionellen Aspekte der Erfindung zu sein. In dieser Hinsicht
wird kein Versuch unternommen, strukturelle Details der Erfindung
detaillierter zu zeigen, als für
ein fundamentales bzw. grundlegendes Verständnis der Erfindung notwendig
ist, wobei die Beschreibung mit den Zeichnungen genommen wird, die
dem Fachmann offenbar machen, wie mehrere Formen der Erfindung in der
Praxis verkörpert
sein können.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden nun anhand der nachstehenden Zeichnungen
beispielshalber beschrieben. Es zeigen
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1 eine
perspektivische Ansicht eines Gerätes des Standes der Technik
;
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2 eine
perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ;
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3 eine
perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform des Gerätes der
vorliegenden Erfindung ;
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4 eine
Querschnittsansicht eines Außenzahnradmotors
nach einem Stand der Technik, der nur für erläuternde Zwecke gezeigt wird
;
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5 eine
Querschnittsansicht eines Schaufelradmotors nach einem Stand der
Technik, der nur für
erläuternde
Zwecke gezeigt wird ;
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6 eine
Querschnittsansicht eines Rotor-Innenzahnradmotor nach einem Stand
der Technik, der zur Erläuterung
gezeigt wird ;
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7 eine
Querschnittsansicht eines Elementes nach einem Stand der Technik,
das für
eine Umwandlung einer linearen Bewegung in eine Rotationsbewegung
geeignet ist, das zur Erläuterung
gezeigt wird ;
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8 eine
Querschnittsansicht eines rotierenden Aktuators nach einem Stand
der Technik, der zur Erläuterung
gezeigt wird ;
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9 eine
Querschnittsansicht eines linearen Auswahlventils das gemäß irgend
welchen Ausführungsformen
in die Geräte
gemäß der vorliegenden
Erfindung implementiert wird ;
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l0a bis c Querschnittsansichten eines rotierenden
Auswahlventils nach einem Stand der Technik, das gemäß anderen
Ausführungsformen
in den Geräten
gemäß der vorliegenden
Erfindung in drei Betriebsmodi implementiert wird ;
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11 eine
Querschnittsansicht des rotierenden Auswahlventils von 9a bis c, das mit dem Schaufelradmotor
von 5 verbunden wird und
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12 eine
Querschnittsansicht eines Kolbenmotors, der während eines Implementierens
der Erfindung verwendbar ist.
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Die
vorliegende Erfindung ist von bzw. besteht aus einem Wasserfluß-betriebenen
Gerät zum Aufwickeln
und/oder Abwickeln einer Länge
eines flexiblen Materials. Besonders kann die vorliegende Erfindung
verwendet werden, um Materialien aufzuwickeln und/oder abzuwickeln,
die einschließen,
aber nicht begrenzt sind auf einen Schlauch, ein Tau, ein Kabel,
eine Kette und einen Draht, wobei die Energiequelle zum Aufwickeln/Abwickeln
durch einen Haushaltswasserdruck geliefert wird, der einen Wasserfluß bzw. -strom
erzeugt.
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Alle
Geräte
gemäß der vorliegenden
Erfindung werden Wasserfluß-betrieben
und obwohl sie verschiedenartige Funktionen, Designs und beabsichtigte
Verwendungen haben können,
teilen sie alle gemeinsam einen minimalen Satz von eindeutigen bzw.
einmaligen Komponenten.
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Somit
schließen
alle Geräte
zum Abwickeln und/oder Aufwickeln einer Länge eines flexiblen Materials
gemäß der vorliegenden
Erfindung ein stationäres
Element, eine Spule, die eine zentrale Achse aufweist, ein, wobei
die Spule rotierbar im Eingriff durch das stationäre Element
befindlich ist und um die Zentralachse rotierbar ist und sich ein
Wasserfluß-betriebener
Mechanismus durch das stationäre Element
zum steuerbaren Rotieren der Spule im Eingriff befindet.
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Gemäß bevorzugten
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung schließt der Wasserfluß-betriebener
Mechanismus einen Wasser-betriebenen Motor, einen Wassereinlaß zum Richten
von Wasser in den Wasserfluß-betriebenen
Mechanismus ein, wobei der Wassereinlaß mit einer Haushaltswasserquelle
kommunikabel ist, einen Wasserauslaß zum Richten von Wasser aus
dem Wasserfluß-betriebenen
Mechanismus und ein Ventil zum Steuern eines Wasserflusses durch
den Wasserfluß-betriebenen Mechanismus.
Auf ein Hineingehen bzw. Eintreten des Wasserfluß-betriebenen Motors durch
den Wassereinlaß hin,
wie er durch das Ventil gesteuert wird, zwingt der Haushaltswasserdruck
den Wasserfluß-betriebenen
Motor sich zu bewegen und der Wasser-betriebene Motor rotiert dadurch
die Spule relativ zu dem stationären
Element und um seine Achse, welche entweder eine reale Achse oder
eine virtuelle Achse sein kann.
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Gemäß bevorzugten
Ausführungsformen des
Gerätes
der vorliegenden Erfindung kann das flexible Material, ist aber
nicht notwendigerweise darauf begrenzt, ein Schlauch, ein Tau, ein
Kabel, eine Kette oder ein Draht sein.
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Das
Ventil weist bevorzugt wenigstens zwei Betriebszustände, einen
offenen Betriebszustand und einen geschlossenen Betriebszustand
auf. In dieser Konfiguration ist der Wasser-betriebene Motor entweder
an[geschaltet] oder aus[geschaltet], abhängig auf den Betriebszustand
des Ventils hin. Somit,
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform weist
das Ventil wenigstens zwei Betriebszustände, einen Betriebszustand,
welcher Wasser in den Wasserfluß-betriebenen
Mechanismus richtet und einen Betriebszustand, welcher Wasser weg
von dem Wasserfluß-betriebenen
Mechanismus richtet, auf. In dieser Konfiguration ist der Wasser-betriebene
Motor entweder an oder aus, abhängig
auf den Betriebszustand des Ventils hin.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung richtet der Betriebszustand, welcher Wasser
weg von dem Wasserfluß-betriebenen
Mechanismus zu einem Kanal richtet, welcher flüssigkeitsmäßig mit einem Schlauch kommunikabel
ist. Eine solche Anordnung erlaubt einer einzelnen Wasserquelle,
alternativ den Motor zu betreiben oder durch den Schlauch zu fließen.
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Gemäß einer
anderen bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weist das Ventil wenigstens drei Betriebszustände auf,
einen ersten Betriebszustand, welcher Wasser in den Wasserfluß-betriebenen
Mechanismus richtet, einen zweiten Betriebszustand, welcher Wasser
zu einem Kanal richtet, der flüssigkeitsmäßig mit
einem Schlauch kommunikabel ist, und einen dritten Betriebszustand, welcher
ein geschlossener Betriebszustand ist. Eine solche Anordnung erlaubt
einer einzelne Wasserquelle alternativ den Motor zu betreiben oder
durch den Schlauch zu fließen
oder verhindert (zu werden), ein Wasser an die Vorrichtung zu liefern
bzw. die Vorrichtung mit Wasser zu versorgen.
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Gemäß bevorzugten
Ausführungen
der vorliegenden Erfindung, ist eine Rotationsrichtung des Wasser-betriebenen
Motors derart reversibel, dass das Aufwickeln und Abwickeln der
Länge eines
flexiblen Materials beide/s durch den Wasser- betriebenen Motor durchführbar sind.
Detaillierte Konstruktionsbeschreibungen Wasser-betriebenen Motoren, welche
eine solche Umkehrung vereinfachen, werden hierin nachfolgend dargelegt.
bzw. -gestellt.
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Gemäß bevorzugten
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung ist der Wasserauslaß flüssigkeitsmäßig mit einem Schlauch kommunikabel.
Eine solche Anordnung berücksichtigt
einen gleichzeitigen Betrieb des Motors und eines Zuführens von
Wasser an bzw. in den Schlauch.
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform
ist der Wasserfluß-betriebene Mechanismus
flüssigkeitsmäßig mit
der ersten Wasserquelle kommunikabel und der Schlauch ist flüssigkeitsmäßig mit
der zweiten Wasserquelle kommunikabel. Ein solche Anordnung berücksichtigt
eine unabhängige
Steuerung einer Wasserversorgung zu dem Schlauche und zu dem Wasser-betriebenen Motor.
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Für Zwecke
zum besseren Verständnis
der vorliegenden Erfindung, wie in 2 bis 11 der Zeichnungen
erläutert,
wird eine Bezugnahme zuerst auf die Konstruktion und einen Betrieb
eines herkömmlichen
(, dass heißt
eines Standes der Technik-) Gerätes
gemacht, wie in 1 erläutert wird.
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Somit
erläutert 1 eine
Vorrichtung zu Wickeln eines Schlauches, welche ein stationäres Element 500,
eine Spule (eine Trommel) 502, eine gehandhabte Welle bzw.
Handkurbel 504 zum Rotieren der Spule, einen Wassereinlaß 506,
einen Schlauch zu einer Verbindung an eine Wasserquelle 508,
und einen Gartenschlauch 510 einschließt. Ein Schlauch 510 bildet
eine Länge
eines flexiblen Materiales, das mittels der Vorrichtung aufzuwickeln/abzuwickeln
ist, und nicht einen integralen bzw. einstückigen Teil der Vorrichtung
selbst formt. Dieses Gerät
nach einem Stand der Technik dient, um einen Schlauch 510 um eine
Spule 520 herum zu wickeln, wenn eine Handkurbel 504 in
eine Richtung gedreht wird. Ein Abwickeln eines Schlauches 510 wird
entweder bewirkt, indem auf bzw. am dem Wasserausgabeende 511 eines
Schlauches 510 gezogen wird oder, indem eine Handkurbel 504 in
einer umgekehrten Richtung gedreht wird. Ein Wasser kann in einen
Wassereinlaß 506 von
einem Schlauch 508 eintreten und durch eine Leitung 510 fortschreiten,
welches flüssigkeitsmäßig mit
einem Wassereinlaß 506 (Verbindungsmechanismus
wird nicht gezeigt) verbindbar ist. Ein Wasser fließt dann
von einer Leitung 510 an einem Ende, das distal zu der
Spule 502 ist. Der wichtige Unterschied zwischen diesem
Gerät nach
einem Stand der Technik und den Geräten bzw. Vorrichtungen der
vorliegenden Erfindung besteht darin, dass ein Wasser, das durch
das Gerät
nach einem Stand der Technik fließt nicht eine Spule 502 rotieren
kann, um einen Schlauch 510 daraufzuwickeln oder einen Schlauch 510 davon
abzuwickeln. Es versteht sich für
den Fachmann, dass ein stationäres
Element 500 zum Beispiel durch eine einzelne Stange bzw.
einen einzelnen Stab verkörpert
sein kann, der durch eine zentrale Achse einer Spule 502 geht
bzw. verläuft.
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Die
obigen Terme und die Prinzipien und ein Betrieb von Wasser-betriebenen
Geräten
gemäß der vorliegenden
Erfindung können
besser mit einer Bezugnahme auf die Zeichnungen und begleitende
Beschreibungen verstanden werden, welche als Beispiele zur Verfügung gestellt
werden und deshalb nicht beabsichtigten, den Umfang bzw. Schutzbereich
der Erfindung zu begrenzen.
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2 und 3 zeigen,
wie eine Hinzufügung
eines Wasserfluß-betriebenen
Mechanismus 520 zu einem stationären Element 500 in
eine Vorrichtung nach einem Stand der Technik in eine Vorrichtung
im Einklang bzw. in Gemäßheit mit
den Lehren der vorliegenden Erfindung transformieren kann.
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Somit
zeigt 2 eine Verbindung 518 (ein gestrichelter
Pfeil) eines separaten Wasserfluß-betriebenen Mechanismus 520,
der auf einem stationären
Element 500 betreibbar bzw. betriebsfähig montierbar ist. 2 zeigt
ebenso, wie ein Schlauch 508 an einen Wasserfluß-betriebenen
Mechanismus 520 mittels eines Verbinders 522 verbunden
werden kann.
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3 zeigt
eine einstückige
Konstruktion eines Wasserfluß-betriebenen
Mechanismus 520 als ein Teil eines stationären Elementes 500.
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Mit
Bezugnahme nunmehr auf 4 bis 8 werden
Beispiele nach einem Stand der Technik von Wasserfluß-betriebenen
Motoren gezeigt, die für
eine Verwendung in Wasserfluß-betriebenen Mechanismen
geeignet sind, welche (eine oder mehrere) in einem Gerät gemäß der vorliegenden
Erfindung implementiert werden können,
welche aber bloß für erläuternde
Zwecke gezeigt werden.
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4 zeigt
ein rotierende Element in der Form eines Außenzahnradmotors, der hierin
nachfolgend als Motor 20 bezeichnet wird.
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Ein
Motor 20 schließt
eine Häusung
bzw. ein Gehäuse 22 ein,
dass sich mit einem ersten Getriebe 24 und einem zweiten
Getriebe 26 im Eingriff befindet. Das Gehäuse 2[2]
ist mit einem Wassereinlaß 28 und
einem Wasserauslaß 30 geformt
bzw. ausgestaltet. Die Getriebe 24 und 26 und
ein Gehäuse 22 werden
derart in der Größe aus-
bzw. festgelegt und angeordnet, dass ein Wasser, das durch einen
Einlaß 28 gezwungen
wird, einen Druck auf die Getriebe 24 und 26 derart
anlegen bzw. ausüben
würde,
dass sie gezwungen werden, zu rotieren, wie durch die Pfeile 32 angezeigt
wird. Eines der Getriebe 24 und 26, sagen wir
ein Getriebe 24, wird festmäßig bzw. befestigterweise,
wie durch einen Stift 31 angezeigt wird, mit einer Leerlauf-
bzw. Freiwelle 34 verbun den, welche selbst durch ein Gehäuse 2[2]
untergebracht wird, wohingegen das andere Getriebe, sagen wir 26, befestigterweise,
wie durch einen Stift 33 angezeigt wird, mit einer Motorwelle 36 verbunden
wird, welche selbst rotierbar durch ein Gehäuse 2[2] untergebracht wird.
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Der
Betrieb eines Motors 20 ist wie folgt. Wen ein Ventil (wird
nicht gezeigt), welches einen Wassereinlaß 28 steuert, geöffnet wird,
tritt ein Wasser in ein Gehäuse
2[2] über
einen Einlaß 28 ein
und ein Druck wird in einem Raum 38 aufgebaut, der zwischen
den Getrieben 24 und 26 und einem Gehäuse 22 geformt
bzw. ausgebildet wird. Dieser Druck, der somit aufgebaut wird, zwingt
die Getriebe 24 und 26 zu rotieren, wie durch
die Pfeile 32 angezeigt wird, und als ein Ergebnis rotiert
eine Motorwelle 36, und ein bewegbares Element (wird nicht
gezeigt), das dazu verbunden ist, rotiert damit. Diese Rotation dient,
um eine Spule 502 (2) entweder
direkterweise zu rotieren oder durch einen Mechanismus eines Zwischengerätes wie
zum Beispiel ein Band bzw. Zugkraftorgan oder ein Getriebe.
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Es
ist für
einen gewöhnlichen
Fachmann klar, dass die Rotationsrichtung eines Motors 20 bestimmt
werden kann, indem geeignete Positionen für einen Wassereinlaß 28 und
für einen
(–)Auslaß 30 ausgewählt werden.
Es versteht sich weiter, dass, indem man Ventile hat, welche alternativ
funktionieren können,
als dass sie ein Wasser hinein oder heraus[fließen] erlauben, ein Auslaß 30 ebenso
als ein Einlaß funktionieren
kann und ein Einlaß 28 ebenso als
ein Auslaß funktionieren
kann, um ein Auswählen der
Rotationsrichtung zu ermöglichen.
Eine solche Anordnung macht die Rotationsrichtung des Wasser-betriebenen
Motors derart umkehrbar, dass das Aufwickeln und Abwickeln der Länge eines
flexiblen Materials beide/s durch den Wasser-betriebenen Motor durchführbar sind.
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Wie
von dem gewöhnlichen
Fachmann verstanden wird, können
andere Wasser-betriebenen Motoren ähnlich zu einem Motor 20 verwendet
werden. Beispiele von Wasser-betriebenen Motoren werden weiter in 5 bis 8 veranschaulicht.
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5 zeigt
einen anderen Typ eines Wasser-betriebenen Motors in der Form eines
Schaufelradmotors, der hierin nachfolgend als Motor 40 bezeichnet
wird.
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Ein
Motor 40 schließt
ein Gehäuse 42 ein, das
einen Raum 52 definiert, um im Eingriff mit einem Rotor 44 derart
befindlich zu sein, dass der Durchmesser eines Raumes 52 größer als
der Durchmesser eines Rotors 44 ist und eine asymmetrische
Lücke bzw.
ein asymmetrischer Spalt 53 zwischen einem Rotor 44 und
einem Gehäuse 42 geformt
wird. Ein Gehäuse 42 wird
mit einem Wassereinlaß 48 und einem
Wasserauslaß 50 geformt.
Ein Rotor ist befestigerweise, wie durch einem Stift 54 angezeigt
wird, mit einer Motorwelle 56 verbunden, die selbst rotierbar
durch ein Gehäuse 42 untergebracht
wird. Ein Rotor 44 schließt Schaufelelemente 58 ein,
die sich zu den inneren Wänden
bzw. Innenwänden 62 des Gehäuses 42 hin
erstrecken. Jedes der Schaufelelemente 58 ist übergangsmäßig in einer
spezifischen Kavität
bzw. einem spezifischen Hohlraum 60 untergebracht, der
in einem Rotor 44 ausgeformt wird. Jede der Hohlräume 60 wird
mit einem Vorspannungsmechanismus (wird nicht gezeigt) ergänzt, der jedes
der Schaufelelemente 58 auf Innenwände 62 eines Gehäuses 42 zwingt.
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Der
Betrieb eines Motors 40 ist wie folgt. Wenn ein Ventil
(wird nicht gezeigt), das einen Wassereinlaß 48 steuert, geöffnet wird,
tritt ein Wasser in ein Gehäuse 42 über einen
Einlaß 48 ein
und ein richtungsmäßiger bzw.
gerichteter Druck wird aufgebaut und zwingt Schaufelelemente 58 und
als ein Ergebnis, einen Rotor 44 und eine Welle 56 in
die Richtung zu rotieren, die durch einen Pfeil 64 angezeigt wird.
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Es
ist für
einen gewöhnlichen
Fachmann klar, dass die Rotationsrichtung bestimmt werden kann,
indem geeignete Positionen für
einen Wassereinlaß 48 und
für einen
Wasserauslaß 50 ausgewählt werden.
Es versteht sich weiterhin, dass, indem man Ventile hat, welche
alternativ funktionieren können,
dass sie ein Wasser herein- oder heraus[fließen] erlauben, ein Auslaß 50 ebenso
als ein Einlaß funktionieren
und kann ein Einlaß 48 ebenso
als bzw. wie ein Auslaß funktionieren
kann, um ein Auswählen
der Rotationsrichtung eines Motors 40 zu ermöglichen. Eine
solche Anordnung macht die Rotationsrichtung des Wasser-betriebenen
Motors derart umkehrbar, dass das Aufwickeln und Abwickeln der Länge eines flexiblen
Materials beides durch den Wasser-betriebenen Motor durchführbar sind.
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6 zeigt
jetzt einen anderen Typ eines Wasser-betriebenen Motors in der Form
eines Rotor-Innenzahnradmotors, der hierin nachfolgend als ein Motor 70 bezeichnet
wird. Ein Motor 70 schließt ein Gehäuse 72 ein, dass rotierbar
mit einem äußeren rotierenden
Element 74 im Eingriff ist, dass mit einem Raum 75 ausgeformt
wird. Einen Innenrotor 76, der als ein Stern oder ähnliches
gestaltet bzw. geformt wird, befindet sich asymmetrisch innerhalb
eines Raumes 75 im Eingriff. Ein Gehäuse 72 wird mit einem
Wassereinlaß (wird
nicht gezeigt) und einem Wasserauslaß (wird nicht gezeigt) geformt,
wobei beide in Kommunikation mit einem Raum 75 sind. Ein Rotor 76 ist
befestigterweise, wie durch einen Stift 78 angezeigt wird,
mit einer Motorwelle 80 verbunden, die selbst rotierbar
durch ein Gehäuse 42 untergebracht
wird.
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Der
Betrieb eines Motors 70 ist wie folgt. Wenn ein Ventil
(wird nicht gezeigt), das den Wassereinlaß steuert, geöffnet wird,
tritt ein Wasser in einen Raum 75 über den Einlaß ein und
ein gerichteter Druck wird aufgebaut und zwingt ei nen Rotor 76 und als
ein Ergebnis ein äußeres rotierendes
Element 74 und eine Welle 80, in einer zuvor definierten
Richtung weg von dem gerichteten Druck, der durch das Wasser geformt
wird, das durch den Einlaß eintritt,
zu rotieren.
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Es
ist für
einen gewöhnlichen
Fachmann klar, dass die Rotationsrichtung bestimmt werden kann,
indem geeignete Positionen für
einen Wassereinlaß und
einen -auslaß ausgewählt werden.
Es versteht sich weiterhin, dass, indem Ventile ausgewählt werden,
welche alternativ funktionieren können, dass sie ein Wasser herein-
und heraus erlauben, jeder Auslaß ebenso als ein Einlaß und umgekehrt
funktionieren kann, um ein Auswählen
der Rotationsrichtung eines Motors 70 zu ermöglichen.
Eine solche Anordnung macht die Rotationsrichtung des Wasser-betriebenen
Motors derart umkehrbar, dass das Aufwickeln und ein Abwickeln der
Länge eines flexiblen
Materials beide mit bzw. durch den Wasser-betriebenen Motor durchführbar sind.
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7 zeigt
einen Typ eines Wasser-betriebenen Motors, der für eine Umwandlung einer linearen
Bewegung in eine Rotationsbewegung geeignet ist, der hierin nachfolgend
als ein Konverter 140 bezeichnet wird, welcher in den Geräten gemäß der vorliegenden
Erfindung implementiert werden kann.
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Ein
Konverter 140 schließt
erste Zylinder 142 und zweite Zylinder 144 ein,
worin jeweils translationsartig im Eingriff ein Kolben 146 bzw. 148 befindlich
ist. Die Kolben 146 und 148 werden dazwischen durch
eine Stange verbunden, die mit einer Zahnschiene bzw. -stange 152 ergänzt wird.
Eine Zahnschiene 152 ist ein Getriebekontakt mit einem
Getriebe 154, das mit einer Welle 156, wie mit
einem Stift 158 angezeigt, befestigterweise verbunden wird,
wobei eine Welle 158 rotierbar durch ein Gehäuse 160, welches
ebenso als interne bzw. innere Abdeckungen der Zylinder 142 und 144 operiert,
untergebracht wird. Ein Gehäuse 160 wird
mit einem Kanal 168 zum Unterbringen einer Stange 150 geformt.
Zylinder 142 und 144 werden weiter mit Endabdeckungen 162 bzw. 164 ergänzt, wobei
jede der Endabdeckungen 162 und 164 einen Wassereinlaß/auslaß 170 bzw. 172 einschließt. Ein
Betreiben eines Konverters 140 erfolgt, indem der Betrieb
von Wassereinlaß/auslässen 170 und 172 gesteuert
wird, so dass eine Stange 150 und eine Zahnschiene 152 veranlaßt wird,
sich zu verschieben und deshalb ein Getriebe 154 und eine
Welle 156 zu rotieren.
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8 zeigt
einen Typ an Wasser-betriebenen Motor in der Form eines rotierenden
Aktuators, der hier nachfolgend als ein Aktuator 180 bezeichnet wird,
welcher in Geräten
gemäß der vorliegenden
Erfindung implementiert werden kann.
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Ein
Aktuator bzw. Stellglied 180 schließt ein Gehäuse 182 ein, das geformt
wird, indem es einen Innenraum 184 hat, der durch einen
Stop bzw. Anschlag 185 gestört wird, der in einen Raum 184 hervortritt.
Ein Aktuator 180 schließt ferner einen rotierenden
Zeiger 186 ein, der einen Raum 184 in erste Teile 188 und
zweite Teile 190 unterteilt. Ein rotierender Zeiger 186 ist,
wie durch einen Stift 191 angezeigt wird, befestigt an
einer Welle 192 angebracht, wobei die Welle 192 rotierbar
durch ein Gehäuse 180 untergebracht
wird. Ein Aktuator 180 schließt ferner erste/n Wassereinlaß/auslässe 194 und
zweite Wassereinlaß/auslässe 196 ein.
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Der
Betrieb eines Aktuators 180 ist wie folgt. Wenn unter-Druck-gesetztes Wasser
bzw. Druckwasser durch einen der Wassereinlässe 194 und 194,
sagen wird 194, in einen Teil, sagen wir 188,
eines Raumes 184 eintritt, werden ein Zeiger 186 und somit
eine Welle 192 gezwungen, wie durch einen Pfeil 198 angezeigt
wird, zu rotieren, und ein Wasser von einem anderen Teil, sagen
wir 190, von einem Raum 184, wird gezwungen, über einen
Wasserauslaß 196 herauszugehen
bzw. zu verlassen, wohingegen, wenn ein Druckwasser in einen anderen
Teil, sagen wir 190, eintritt, werden ein Zeiger 186 und
somit eine Welle 192 gezwungen werden, in die gegensätzliche
bzw. andere Richtung, wie durch einen Pfeil 200 angezeigt
wird, zu rotieren.
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4 bis 8,
die hierin oben beschrieben werden, zeigen somit verschiedene Beispiele
von Wasser-betriebenen Motoren, die für eine Verwendung in Wasserfluß-betriebenen
Mechanismen geeignet sind, wie sie hierin und in der Anspruchssektion,
die folgt, verwendet werden.
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Ein
Betrieben von Wasser-betriebenen Motoren, die für eine Verwendung in Wasserfluß-betriebenen
Mechanismen gemäß der vorliegenden
Erfindung geeignet sind, ist bzw. erfolgt durch einen Wasserfluß, welcher
durch ein Ventil bzw. Ventile gesteuert wird. Das Ventil bzw. die
Ventile gemäß der vorliegenden
Erfindung können
von verschiedenartigen Typen sein, verschiedenartige Funktionen
erfüllen und
gemäß verschiedenartigen
Mechanismen arbeiten, die einschließen, aber nicht begrenzt sind
auf ein lineares Auswahlventil und ein rotierendes Auswahlventil
(9 und 10).
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9 zeigt
eine mögliche
Konfiguration eines linearen Auswahlventils, das hierin nachfolgend als
ein Auswahlventil 210 bezeichnet wird. Ein Auswahlventil 210 schließt ein Gehäuse 212 ein,
dass einen Druckkolben bzw. -stempel 214 unterbringt. Ein Gehäuse 212 wird
geformt, indem es einen Druckwassereinlaß 216, eine erste
Ableitung bzw. einen ersten Ablauf 218 und einen zweiten
Ablauf 220 sowie einen ersten Druckwasserauslaß 222 und
einen zweiten Druckwasserauslaß 224 aufweist.
Ein Druckkolben 214 schließt ein zentrales Ventil 226 und
zwei periphere Ventile 228 und 230 ein. Die Ventile 228 und 230,
ein Einlaß 216,
Abläufe 218 und 220 und Druckwasserauslässe 222 und 224 sind
derart angeordnet, das drei Betriebsmodi für ein Auswahlventil 210 existieren.
In dem ersten [Betriebsmodus], blockiert ein Ventil 226 einen
Einlaß 216 und
kein Wasser fließt
durch ein Auswahlventil 210. Ein Auswahlventil 210 wird
in dem ersten Betriebsmodus durch einen Vorspannmechanismus (zum
Beispiel Federn) 232 aufrechterhalten, die diesen Modus
zu dem Grundeinstellungsmodus machen. In dem zweiten Betriebsmodus,
wird ein Druckkolben 214 über einen Hebel 234 verschoben,
der damit derart verbunden wird, dass ein Einlaß 226 in Kommunikation
mit einem Auslaß 224 kommt
und ein Abfluß 218 kommt
in Kommunikation mit einem Auslaß 222. Und schließlich wird
in dem dritten Betriebsmodus ein Druckkolben 214 über einen
Hebel 234 derart verschoben, das ein Einlaß 226 in
Kommunikation mit einem Auslaß 222 kommt
und ein Abfluß 220 kommt
in Kommunikation mit einem Auslaß 224. Druckwasserauslässe 222 und 224 werden
mit Wasser Auslässen/Einlässen von
irgend welchen der oben beschriebenen Wasser-betriebenen Motoren
(4 bis 8) kommuniziert und können somit
sowohl als Druckwasserversorger als auch als Abflüsse funktionieren.
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Gemäß einer
vorliegenden Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung, und wie besonders in 12 gezeigt
wird, weist ein Kolbenmotor 600 wenigstens zwei Wasser-betriebene
Kolben 602 auf, die angeordnet und konstruiert werden,
um eine Haupt- (Kröpf-
bzw. -Kurbel-) -welle 604 zu rotieren, die alternativ durch
ein Wasser betrieben werden, das dazu durch ein Verteilventilaufbau 606 gerichtet
wird, so dass eine Welle 604 rotiert wird, wobei alles
in der Technik wohl bekannt ist.
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10a bis c zeigen mögliche Konfigurationen eines
rotierenden Auswahlventils, das hierin nachfolgend als ein Auswahlventil 240 bezeichnet wird.
Ein Auswahlventil 240 schließt ein Gehäuse 240 ein, das einen
Raum 244 definiert, der in einen ersten Abschnitt 246 und
einen zweiten Abschnitt 246 durch ein rotierbares Spulenventil 250 unter teilt wird.
Ein Gehäuse 242 wird
geformt, indem es einen Druckwassereinlaß 252, einen ersten
Ablauf bzw. Abfluß 254 und
einen zweiten Abfluß 256 und
einen ersten Druckwasserauslaß 258 und
einen zweiten Druckwasserauslaß 260 aufweist.
Ein Spulenventil 250 ist durch einen Hebel 262,
der damit verbunden ist, in beiden Richtungen manuell rotierbar.
Die Orte der Abschnitte 246 und 248, eines Einlasses 252,
Abläufen 254 und 256 und
Druckwasserauslässen 258 und 260 werden
derart ausgewählt,
dass drei Betriebsmodi für
ein Auswahlventil 240 existieren. In dem ersten [Betriebsmodus],
wie in 10a gezeigt wird, blockiert
ein Spulenventil 250 einen Einlaß 252. In dem zweiten,
das in 10b gezeigt wird, sind ein Einlaß 252 und
ein Auslaß 258 über einen
Abschnitt 246 eines Raumes 244 in Kommunikation,
wohingegen ein Abfluß 256 in
Kommunikation mit einem Auslaß 260 über einen
Abschnitt 248 eines Raumes 244 ist. Und schließlich, in
dem dritten, der in 10c gezeigt wird, sind ein Einlaß 252 und
ein Auslaß 260 über einen
Abschnitt 248 eines Raumes 244 in Kommunikation,
wohingegen ein Abfluß 254 mit
einem Auslaß über einen
Abschnitt 246 eines Raumes 244 in Kommunikation
ist.
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11 zeigt
eine mögliche
Verbindung eines Auswahlventils 240 von 10a bis c mit einem Schaufelradmotor 40 aus 5,
der Wasserröhren 268 verwendet.
Wie für
einen gewöhnlichen
Fachmann offenbar ist, diktiert in beiden Fällen ein Auswählen des
Betriebsmodus eines Auswahlventils 240, wie oben unter 10a bis c beschrieben wird, die Richtung des Betriebes
eines Motors 40.
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Irgend
einer der Wasser-betriebenen Motoren, die in 4 bis 8 und 12 präsentiert werden,
oder andere ähnliche
Mechanismen können in
einer Vorrichtung der vorliegenden Erfindung implementiert werden.
Weiterhin können
jede bzw. beide der Ventile von 9 bis 10 oder irgend ein anderes Ventil verwendet
werden, um den Wasserfluß durch den
Was ser-betriebenen Motor in einem Gerät bzw. einer Vorrichtung der
vorliegenden Erfindung zu steuern.
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Es
versteht sich für
einen gewöhnlichen Fachmann,
dass verschiedenartige Type ferner in Geräten gemäß der vorliegenden Erfindung
implementiert werden können.
Somit können,
zum Beispiel, ein Frequenzmeter bzw. ein Frequenzmesser, eine Ventilsteuerung
und einen Flußratenregulator bzw.
Flußmengenregler
in irgend einer der Vorrichtungen implementiert werden, um deren
Betrieb ferner bzw. weitergehend zu steuern.
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Wie über diese
Beschreibung hinweg erwähnt
wird, sind bzw. werden Geräte
der vorliegenden Erfindung Wasserfluß-betrieben. Ein Haushaltswasserdruck
(zum Beispiel von dem Stadtwassernetz) liegt typischerweise in dem
Bereich von 1 bis 6 Atmosphären
[Druck] und reicht aus, um eine Vorrichtung der vorliegenden Erfindung
zu betreiben. Indem man sich auf Wasser verläßt, genießen die Vorrichtungen gemäß der vorliegenden
Erfindung verschiedenartige Vorteile vergleichen mit äquivalenten bzw.
gleichartigen Geräten,
die mit einem manuellen, elektrischen oder Innenverbrennungsmotor
ergänzt werden.
Geräte,
die einen elektrischen oder Innenverbrennungsmotor einschließen, sind
(i) teuer, verglichen mit den erfinderischen bzw. erfindundungsgemäßen Vorrichtungen;
(ii) geräuschvoller;
(iii) präsentieren
ein Risiko eines elektrischen Schocks und (iv) erhöhen eine
Luftverschmutzung. Geräte
gemäß der vorliegenden
Erfindung sind andererseits leicht herzustellen und können leicht
sowohl draußen
als auch drinnen (vorausgesetzt, dass sie zu einem Abfluß verbunden
werden) betrieben werden.
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Somit
ist es evident, obwohl die Erfindung in Verbindung mit spezifischen
Ausführungsformen
davon beschrieben worden ist, dass viele Alternativen, Modifikationen
und Variationen für
den Fachmann offenbar sind. Demgemäß wird es inten diert, alle
solche Alternativen, Modifikationen und Variationen zu umfassen,
die innerhalb des breiten Umfangs bzw. Schutzbereiches der angehängten Ansprüche fallen.