DE69914208T2

DE69914208T2 - Handpumpe oder kompressor

Info

Publication number: DE69914208T2
Application number: DE69914208T
Authority: DE
Inventors: Julian Claude Jesmond Peck
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-10-01
Filing date: 1999-09-09
Publication date: 2004-11-25
Anticipated expiration: 2019-09-10
Also published as: ATE257909T1; CN1129711C; WO2000020757A1; AU5752599A; US6925927B2; US20040028540A1; EP1117931B1; DE69914208D1; CN1320195A; EP1117931A1; JP2002526718A

Description

Diese Erfindung betrifft eine handbetriebene Pumpe oder einen Kompressor, die für den Gebrauch zum Aufpumpen von Fahrradreifen und für andere Anwendungen geeignet sind, die das Komprimieren oder Bewegen von komprimierbaren Fluiden oder das Bewegen von nicht komprimierbaren Fluiden beinhalten.
Im Stand der Technik sind bereits viele handbetriebene Pumpen bekannt, die für die oben genannten Anwendungen geeignet sind. Insbesondere handelt es sich bei vielen tragbaren Fahrradpumpen um Verdrängerpumpen mit Kolbenwirkung, bei denen sich ein einzelner Kolben in einem einzelnen Zylinder hin- und herbewegt und der Benutzer direkt auf den Kolben drückt. Ich werde solche Vorrichtungen als „herkömmliche Fahrradpumpen" bezeichnen.
In die zahlreichen Entwurfsziele für eine Fahrradpumpe sollten einbezogen werden:

– kleine Größe
– geringes Gewicht
– wirtschaftliche Fertigung
– tauglich für hohe Drücke
– Geschwindigkeit der Benutzung (die Fähigkeit, einen Reifen so schnell wie möglich auf einen gewünschten Druck aufzupumpen)
– Benutzerfreundlichkeit (die Fähigkeit, einen Reifen auf einen hohen Druck aufzupumpen, ohne dass eine zu hohe manuelle Kraft erforderlich ist)
– Benutzungskomfort (z. B. die Fähigkeit, einen Reifen aufzupumpen, ohne sich nach unten zu beugen).

Ein weiteres wünschenswertes Ziel wäre es, eine Benutzung der Pumpe zu ermöglichen, die für Kinder leichter ist als für Erwachsene.
Herkömmliche Fahrradpumpen weisen einige Nachteile auf. Insbesondere erfordert die Wahl sowohl der Bohrung als auch des Hubes für den Kolben Kompromisse beim Entwurf. Zum Aufpumpen des Reifens ist eine bestimmte Menge Energie erforderlich, wobei der Benutzer bei einer herkömmlichen Fahrradpumpe Luft komprimiert, indem er direkt auf den Kolben drückt. Die zum Komprimieren der Luft genutzte Energie ist das Produkt aus Kraft und Weg. Die Kraft hängt vom Luftdruck im Reifen und von der Bohrung des Zylinders ab. Der Weg ist eine Funktion der Pumpenlänge.
Die Pumpe wird schnell zu benutzen sein, wenn sie eine große Bohrung und einen langen Hub aufweist, aber eine große Bohrung kann bedeuten, dass die auf den Kolben erforderliche Druckkraft bei hohen Drücken zu hoch werden wird und ein langer Hub die Pumpe weniger transportabel machen wird.
Weitere Nachteile von herkömmlichen Fahrradpumpen bestehen darin, dass nur die Arm- und Schultermuskeln, die nicht die stärksten Körpermuskeln sind, gebraucht werden und dass sich der Benutzer zum Gebrauch der Pumpe nach unten beugen muss.
Eine weitere Klasse von im Stand der Technik bekannten Fahrradpumpen sind diejenigen, die ich „Pumpen mit Seiltrieb" bezeichnen werde. Mit diesen wird versucht, die Nachteile von herkömmlichen Fahrradpumpen zu mildern, indem alternative Mittel zur Energieübertragung vom Benutzer auf die Pumpe selbst eingesetzt werden.
Pumpen mit Seiltrieb umfassen typischerweise ein Gehäuse, das im Allgemeinen durch den Fuß des Benutzers nach unten gehalten wird, und ein oder mehrere Seile, an denen der Benutzer zieht, um die Pumpe anzutreiben. Die vorliegende Erfindung ist eine Pumpe mit Seiltrieb.
Pumpen mit Seiltrieb sind im Prinzip unter dem Aspekt der oben aufgeführten Entwurfsziele aus mehreren Gründen besser als herkömmliche Fahrradpumpen. Erstens, beim Ziehen an einem Seil ist die zum Komprimieren der Luft verwendete Energie wiederum Kraft mal Weg, wobei jetzt aber der Weg die Länge des Seils ist, die im Bereich von einem bis zwei Metern liegen kann, ohne dass die Größe der Vorrichtung um einen entsprechenden Betrag zunimmt. Zweitens, der Benutzer kann die Vorrichtung aufrecht stehend betreiben, was bequemer ist. Drittens, der Benutzer kann seine Bein-, Arm-, Schulter- und Rückenmuskeln einsetzen, um an dem Seil zu ziehen, da dies im Wesentlichen ein Hebevorgang ist. Der menschliche Körper ist beim Heben von Dingen sehr effizient, so dass dies ein erheblicher ergonomischer Vorteil gegenüber herkömmlichen Fahrradpumpen ist.
Es sind zwei Hauptarten von Pumpen mit Seiltrieb bekannt. Die erste Art weist zwei Handgriffe auf und wird mit zwei Händen betrieben, die die Pumpe in beiden Richtungen antreibt. Ein Beispiel ist die Druckschrift US 5 180 283 (Vickery). Solche Pumpen leiden unter mehreren Nachteilen. Erstens ist es wichtig, dass die Seillänge für jeden Benutzer genau stimmt; und da einige Menschen größer sind als andere, sollte die Seillänge einstellbar gemacht werden. Zweitens wird das Seil nach der Benutzung außerhalb des Pumpengehäuses belassen. Normalerweise ist es am besten, das Seil um einen Teil der Vorrichtung aufzurollen, was jedoch etwas unbeholfen ist. Drittens, da die Anordnung im Wesentlichen symmetrisch ist, ist es für den Benutzer wünschenswert, beide Füße auf die Vorrichtung zu setzen, um sie gegen die durch die Seile auf sie aufgebrachten Zugkräfte zu stabilisieren, was aber dazu führen kann, dass der (die) Benutzerin) sein (ihr) Gleichgewicht verliert und es erforderlich machen kann, dass das Gehäuse der Vorrichtung größer wird als es sonst notwendig wäre.
Bei der zweiten Art von Pumpen mit Seiltrieb wird die Pumpe nur in einer Richtung betrieben. Das Seil wird von einer Riemenscheibe weggezogen, wobei dieser Vorgang die Pumpe antreibt. Dann, wenn der Handgriff freigegeben ist, lässt eine Spiralfeder das Seil auf die Riemenscheibe zurückfedern, wobei diese durch eine Art Kupplungs- oder Sperrklinkeneinrichtung aus dem Eingriff mit der Pumpe gebracht wird. Ein Beispiel ist die Druckschrift EP 0 806 568 (Festo).
Die vorliegende Erfindung ist ein Beispiel dieser zweiten Art von Pumpen mit Seiltrieb.
Es soll angemerkt werden, dass die Anwendung der vorliegenden Erfindung nicht auf Fahrradpumpen beschränkt ist, da sie auch für andere Anwendungen zum Aufpumpen oder Bewegen von Luft oder bei nicht komprimierbaren Fluiden wie Wasser in einer Lenzpumpe oder einer ähnlichen Anwendung genutzt werden kann. Insbesondere kann die vorliegende Erfindung als Pumpe zum Verdichten von Luft zum Gebrauch in Sprühsystemen, wie häuslichen oder kommerziellen Gartensprühsystemen benutzt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Bewegen oder Komprimieren eines Fluides bereitgestellt mit:
einer Pumpe oder einem Kompressor zum Aufnehmen einer mechanischen Drehantriebskraft über eine Drehwelle, und
Antriebsmitteln zum Erzeugen der genannten Antriebskraft, wobei diese Antriebsmittel Folgendes umfassen:
ein Rotationsteil und eine Seilzugvorrichtung, die um das Rotationsteil herum verläuft, so dass das Rotationsteil rotiert, wenn ein Benutzer an einem Ende der Seilzugvorrichtung zieht, wobei die Rotation des Rotationsteils zur Erzeugung der mechanischen Drehantriebskraft verwendet wird; und
Drehmomenterzeugungsmittel zum Erzeugen eines Drehmoments, um die Seilzugvorrichtung zurückzuziehen,
wobei das Rotationsmittel und das Drehmomenterzeugungsmittel nicht beide koaxial und koplanar sind.
Im Zusammenhang mit den früher aufgeführten Entwurfszielen für Fahrradpumpen besitzt die vorliegende Erfindung gegenüber dem Stand der Technik und insbesondere gegenüber der in der Druckschrift EP 0 806 568 vorgeschlagenen Anordnung einen erheblichen Vorteil. Bei früheren Pumpen mit Seiltrieb bestand das Problem darin, dass die vorgeschlagenen Anordnungen die Pumpen zu groß, zu schwer oder zu kostspielig werden ließen, um rentabel zu sein. Die Druckschrift EP 0 806 568 zeigt, dass die Hauptfeder im inneren der Riemenscheibe aufgerollt wird, was eine nahe liegende Möglichkeit ist, um in der gesamten Anordnung Platz zu sparen. Jedoch wird in der vorliegenden Erfindung wirklich Platz gespart durch den Schritt gegen die eigene Intuition, die Feder von der Riemenscheibe zu trennen, indem der Außendurchmesser der Federtrommel vergrößert und dadurch der Innendurchmesser der Riemenscheibe verringert wird.
Der Grund, dass damit die Gesamtgröße der Vorrichtung reduziert werden kann, besteht darin, dass die Trennung der Feder von der Riemenscheibe den freien und unabhängigen Entwurf dieser beiden entscheidenden Bauteile möglich macht. Die Verwendung einer Feder mit größerem Durchmesser ermöglicht es dieser, eine größere Anzahl von Windungen vorzusehen. Jedoch würde dies in der Druckschrift EP 0 806 568 keinen Vorteil bringen, da dies den Durchmesser der Riemenscheibe erhöhen würde, was die Anzahl von Windungen des Seils für eine gegebene Durchzuglänge reduzieren würde. Nach der vorliegenden Erfindung kann zur Erhöhung der Anzahl verfügbarer Windungen der Durchmesser der Feder vergrößert und der Durchmesser der Riemenscheibe verringert werden, so dass bei einer gegebenen Durchzuglänge die Riemenscheibe eine größere Anzahl von Umdrehungen durchdrehen wird.
Um einen Fahrradreifen aufzupumpen, muss ein bestimmtes Volumen freier Luft entsprechend der Größe des Reifens und des benötigten Druckes komprimiert werden. Vorteilhaft wäre es, dies mit so wenigen Zügen des Seils wie möglich zu erreichen. Die vorliegende Erfindung erlaubt es, bei jedem Zug des Seils ein größeres Volumen freier Luft zu komprimieren oder die Größe der Zylinder zu reduzieren, ohne die durch jeden Zug des Seils übertragene Luftmenge zu verringern. Da die Zylinder einige der größten Bauteile in der Vorrichtung sind, kann die Gesamtgröße der Vorrichtung reduziert werden.
Die in der Druckschrift EP 0 806 568 vorgeschlagene Vorrichtung erlaubt es nicht, bei jedem Zug des Seils ein großes Volumen freier Luft zu komprimieren, es sei denn, dass der verwendete Zylinder groß ist. Wenn ein großer Zylinder verwendet wird, wird die Vorrichtung größer, und es wird schwierig werden, das Seil bei hohen Drücken zu ziehen.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, dass das Seil am Anfang um eine Riemenscheibe kleinen Durchmessers gewickelt wird, so dass, wenn der größte Teil des Seils von der Riemenscheibe abgewickelt wurde, bei einer gegebenen Länge des Zuges auf das Seil ein großes Luftvolumen komprimiert wird. Wenn jedoch das Seil auf die Riemenscheibe zurückschnellt, nimmt der wirksame Durchmesser der Riemenscheibe zu. Die Wirkung davon ist, dass mit dem größeren wirksamen Durchmesser bei einer gegebenen Länge des Zuges auf das Seil weniger Luft komprimiert wird.
Dies wird der Fall sein, wenn der größte Teil um die Riemenscheibe gewickelt ist, was geschehen wird, wenn sich der Handgriff in der Nähe der Vorrichtung befindet. Deshalb wird das Seil leicht zu ziehen sein und die Pumpe langsam laufen, wenn sich der Handgriff in der Nähe der Vorrichtung befindet. Dies ist vorteilhaft, weil damit das Starten der Pumpe (Überwinden von Haftreibung und Aufbau eines gewissen Anfangsmomentes) erleichtert wird und weil es die Benutzung der Pumpe für kleinere Menschen, speziell Kinder, leichter macht.
Sobald die Riemenscheibe und die Hauptwelle rotieren, besitzt das System ein gewisses Moment, wobei eine Anfangshaftreibung überwunden wurde. Deshalb ist es vorteilhaft, dass der wirksame Durchmesser der Riemenscheibe kleiner wird, wenn sich das Seil von ihr abwickelt, wodurch bewirkt wird, dass bei einer gegebenen Länge des Zuges auf das Seil mehr Luft komprimiert wird.
Ein weiterer Vorteil dieses Effektes ergibt sich daraus, dass Menschen unterschiedlich groß sind und kleinere Menschen, speziell Kinder, im Allgemeinen weniger kräftig sind als größere Menschen. Vorteilhafterweise wird in der vorliegenden Erfindung der wirksame Durchmesser der Riemenscheibe für Kinder größer sein wird als für Erwachsene, so dass stärkere Menschen in der Lage sein werden, ihre Kraft zu nutzen, um Reifen schneller aufzupumpen, wogegen kleinere Menschen dennoch fin den werden, dass sie genügend Kraft haben, um ihre Reifen auf hohe Drücke aufzupumpen.
Das bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung nutzt ein normales Seil mit kreisförmigem Querschnitt, wie veranschaulicht wird. Ein alternatives Ausführungsbeispiel nutzt jedoch einen um die Riemenscheibe gewundenen Riemen aus Gewebe oder Kunststoff, der so gestaltet ist, dass die Breite des Riemens etwas kleiner ist als der Spalt zwischen den Kegelscheibenhälften. Dies macht die oben genannte Wirkung berechenbarer, da sich der Riemen in einer berechenbareren Weise übereinander wickeln wird als die Weise, wie sich das kreisförmige Seil auf der Riemenscheibe über einander wickelt. Außerdem neigt das Seil dazu, die Kegelscheibenhälften seitlich zu drücken, so dass diese steif genug ausgelegt werden müssen, um dieser seitlichen Belastung standzuhalten, wogegen ein Riemen dazu neigen wird, sich flach übereinander zu wickeln, ohne eine erhebliche seitliche Belastung auf die Kegelscheibenhälften aufzubringen.
Der oben genannte Text beschreibt, wie die vorliegende Erfindung es ermöglicht, die Größe der Vorrichtung im Vergleich zu der in der Druckschrift EP 0 806 568 vorgeschlagenen Anordnung zu verringern. Mehrere Faktoren verhindern, dass die Größe der Vorrichtung über eine bestimmte Grenze hinaus verringert wird. Der wichtigste dieser Faktoren ist die Anzahl von Windungen, die sich durch die Feder ergeben können. Sie ist deshalb bei Auslegung der Vorrichtung als Mindestgröße wichtig, damit das Seil nicht um die Außenseite der Feder, wie in der Druckschrift EP 0 806 568 beschrieben, gewickelt wird. Andere Faktoren, die die Verringerung der Größe der Vorrichtung beschränken, sind Überlegungen zur Materialfestigkeit, ergonomische Überlegungen (die Größe der Fußplatte und des Handgriffes) sowie thermische Überlegungen (da eine Kompression von Luft Wärme erzeugt, die durch die Bauteile der Vorrichtung ausreichend abgeleitet werden muss).
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Pumpen- oder Kompressorvorrichtung einen zweiseitigen Kolben auf, der durch eine Kurbelwelle mit einem Lager mittig angetrieben wird, wobei die Kurbelwelle und das Lager als Nocken auf ein Paar Stößel, die aus parallelen Innenflächen des Kolbens bestehen, wirken.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst das Drehmomenterzeugungsmittel eine Rückholfeder.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfassen die Antriebsmittel ferner:
eine Riemenscheibe, die so angeordnet ist, damit sich die Seilzugvorrichtung darauf aufwickeln lässt, so dass das Ziehen eines ersten Endes der Seilzugvorrichtung eine Rotation der Riemenscheibe bewirkt.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfassen die Übertragungsmittel außerdem:
ein Freilauf-/Kupplungsmittel oder eine Sperrklinke, die so angeordnet sind, dass beim erneuten Aufwickeln keine Rotation der Riemenscheibe auf die erste Welle übertragen wird.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Drehmomenterzeugungsmittel außerdem von der Riemenscheibe in einer radialen Richtung verschoben, wobei das Drehmomenterzeugungsmittel um eine zweite Welle gewickelt ist, und wobei die Rotation der Riemenscheibe mit der Rotation der zweiten Welle über ein erstes geradeverzahntes Stirnrad, das auf der Riemenscheibe montiert ist, und ein zweites geradeverzahntes Stirnrad, das auf der zweiten Welle montiert ist, verbunden wird.
Das bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird jetzt mit Bezug auf die ersten vier begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen zeigen:
1 die vollkommen zusammengebaute Vorrichtung;
2 die zusammengebaute Vorrichtung bei Gebrauch mit heraus geführtem Schlauch und Verbindungsstück sowie gezogenem Handgriff;
3 die aus dem Gehäuse entnommene, zusammengebaute Vorrichtung ohne Schlauch und Verbindungsstück;
4 eine Darstellung der Vorrichtung gemäß 3 in zerlegter Anordnung.
Später im Text werden andere Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die weiteren begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen zeigen:
5 die aus ihrem Gehäuse entnommene, zusammengebaute Vorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel mit Kurbelwelle, ohne Schlauch und Verbindungsstück;
6 eine Darstellung der Vorrichtung gemäß 5 in zerlegter Anordnung.
Das bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird jetzt mit Bezug auf 1 bis 4 beschrieben.
1 zeigt, dass die Vorrichtung im Wesentlichen im Inneren eines „Gehäuses" 1, das ein „Unterteil" 2A und einen Deckel" 2B aufweist, aufgenommen wird. 2 stellt ein „Seil" 3 dar, das durch ein „Loch" 4 in dem Deckel 2B herausgeführt wird, wobei das äußere Ende des „Seils" 3 an einem „Handgriff" 5 befestigt ist. Der Deckel 2B ist mit einer „Fußplatte" 6 ausgeführt, die es einem Benutzer erlaubt, sie mit seinem Fuß auf dem Boden gegen die Kräfte festzuhalten, die infolge einer durch den Handgriff 5 auf das Seil 3 angewandten Zugkraft auf sie aufgebracht werden. 2 zeigt außerdem einen pneumatischen „Schlauch" 7, der mit einem „Verbindungsstück" 8 gekoppelt ist. Das Verbindungsstück 8 kann an einen Fahrradreifen angeschlossen werden und ist für ein Schrader-Ventil oder ein Presta-Ventil anwendbar. Das Verbindungsstück 8 kann außerdem ein Druckmessgerät (nicht dargestellt) enthalten.
3 und 4 zeigen die übrige Vorrichtung. Das Seil 3 ist um eine Riemenscheibe 9 gewickelt. Das eine Ende des Seils 3 ist an dem Handgriff 5 und das andere Ende an der Riemenscheibe 9 befestigt.
Die Riemenscheibe 9 ist auf einer „Freilaufkupplung" 10 befestigt, die selbst auf einer „Hauptwelle" 11 montiert ist. Die Freilaufkupplung 10 ermöglicht es, dass die Riemenscheibe 9 in Bezug zur Hauptwelle 11 in einer Richtung ungehindert rotiert, verhindert jedoch eine Rotation der Riemenscheibe 9 in Bezug auf die Hauptwelle 11 in der entgegengesetzten Richtung.
Die Hauptwelle 11 ist zwischen einem „Hauptlager" 12 und einem „Nebenlager" 13 angeordnet. Das Hauptlager 12 sitzt in einer „Halterung" 14, und das Nebenlager 13 wird zwischen dem Unterteil 2A und dem Deckel 2B aufgenommen, wenn diese beiden Teile zusammengebaut werden. Ein Ende der Hauptwelle 11 befindet sich im Inneren des Nebenlagers 13.
Am anderen Ende der Hauptwelle 11 ist ein „Nocken" 15 befestigt, an dem ein „Nockenlager" 16 angeordnet ist. Das Nockenlager 16 liegt exzentrisch zur Achse der Hauptwelle 11.
Das Nockenlager 16 sitzt in einer „Aussparung" 17 in der Mitte eines „Kolbens" 18. Der Kolben bewegt sich ungehindert in einem Paar „Zylinder" 19 hin und her. Die Zylinder 19 sind an der Halterung 14 angeordnet, wobei sich ihre gemeinsam genutzte Achse senkrecht zur Achse der Hauptwelle 11 befindet.
In der Nähe jedes Endes des Kolbens 18 liegt eine „Nut" 20, die so ausgeführt ist, damit sie einen „O-Ring" 21 aufnehmen kann, der zwischen dem Kolben 18 und dem Zylinder 19 eine pneumatische Abdichtung bildet.
An den äußeren Enden jedes Zylinders 19 befindet sich eine „Endkappe" 22, die ein Lufteinlassventil (nicht dargestellt), ein Auslassventil (nicht dargestellt) und Mittel zur Bildung einer pneumatischen Dichtung zwischen der Endkappe 22 und dem Zylinder 19 aufweist.
Die Endkappen 22 werden von „Schrauben" 23 festgehalten, die durch „Abstandslöcher" 24 in den Abdeckungen 22 verlaufen und in den „Gewindebohrungen" 25 der Halterung 14 befestigt werden. Die Zylinder 19 werden zwischen den Endkappen 22 und der Halterung 14 aufgenommen.
Die Endkappen 22 weisen „Austrittsöffnungen" 26 auf, die sie beide miteinander und mit dem Schlauch 7 verbinden.
Parallel zu der Hauptwelle 11 gibt es eine „zweite Welle" 27. Die Riemenscheibe 9 enthält ein „erstes Zahnrad" 28, wobei die zweite Welle 27 ein „zweites Zahnrad" 29 enthält. Die Hauptwelle 11 und die zweite Welle 27 sind so angeordnet, dass der Abstand zwischen ihnen das erste Zahnrad 28 ständig mit dem zweiten Zahnrad 29 ineinander greifen lässt.
Die zweite Welle 27 ist zwischen einer „Federlagerung" 30 und einer „Federtrommel" 31 montiert. Die Federlagerung 30 wird zwischen dem Unterteil 2A und dem Deckel 2B aufgenommen, wenn diese beiden Teile zusammengebaut sind. Die Federtrommel 31 besteht aus einem Kunststoff, der gewisse Lagereigenschaften aufweist, so dass sie ein zweites Lager für die zweite Welle 27 bewirkt.
Die „Hauptfeder" 32 ist eine Feder mit Aufrollautomatik, die im Inneren der Federtrommel 31 aufgewickelt ist. Das eine Ende der Hauptfeder 32 ist am Umfang der Federtrommel 31 und das andere Ende an der zweiten Welle 27 befestigt, so dass sie ein Drehmoment zwischen diesen beiden Bauteilen bewirkt.
Die Bauteile der oben beschriebenen Vorrichtung sind so angeordnet, dass die Freilaufkupplung 10 sperrt und eine Rotation der Riemenscheibe 9 in Bezug auf die Hauptwelle 11 verhindert, wenn der Handgriff 5 von der Riemenscheibe 9 weg gezogen wird, wobei die Rotation der zweiten Welle 27 in Bezug auf die Federtrommel 31 die Spannung in der Hauptfeder 32 erhöht. Ebenso wird die Spannung der Hauptfeder 32 gelöst, wenn der Handgriff 5 in Richtung der Riemenscheibe 9 zurück bewegt wird, was eine Rotation der Riemenscheibe 9 in Bezug auf die Hauptwelle 11 bewirkt, weil die Freilaufkupplung 10 in diese Richtung auskuppelt. Dies bewirkt, dass sich das Seil 3 wieder auf die Riemenscheibe 9 aufwickelt.
Die Vorrichtung wird so zusammengebaut, dass jederzeit eine gewisse Spannung in der Hauptfeder 32 vorhanden ist. Die Verbindung der Hauptfeder 32 mit der Rie menscheibe 9 über das erste Zahnrad 28 und das zweite Zahnrad 29 gewährleistet, dass diese Spannung immer auf das Seil 3 übertragen wird.
Es wird jetzt die Wirkungsweise dieses zum Aufpumpen eines Fahrradreifens genutzten Ausführungsbeispiels mit Bezug auf 2 bis 4 beschrieben.
Die Vorrichtung wird auf den Boden in der Nähe des aufzupumpenden Reifens gestellt und das Verbindungsstück am Ventil des Reifens befestigt. Die Vorrichtung sollte nahe genug an dem Reifen sein, damit der Schlauch nicht übermäßig gespannt wird. Der (die) Benutzer(in) stellt seinen (ihren) Fuß auf die Fußplatte, um die Vorrichtung festzuhalten und ergreift dann mit seiner (ihrer) Hand den Handgriff.
Anschließend zieht der Benutzer wiederholt an dem Handgriff, womit das Abwickeln des Seils von der Riemenscheibe bewirkt wird, gibt dann den Handgriff frei, damit die Hauptfeder das Seil zurück auf die Riemenscheibe aufwickeln kann. Wenn der Benutzer am Handgriff zieht, wickelt sich das Seil von der Riemenscheibe ab, und die Riemenscheibe treibt die Hauptwelle durch die Freilaufkupplung an. Die Hauptwelle bewirkt, dass der Nocken und die Nockenlagerung rotieren, wobei die Nockenlagerung abwechselnd auf die gegenüber liegenden Stirnflächen der mittleren Aussparung in dem Kolben wirkt, was die Hin- und Herbewegung des Kolbens in den Zylindern bewirkt. Wenn sich der Kolben zu einer Endkappe hin bewegt, wird die Luft im Zylinder zwischen dem Kolben und der Abdeckung zusammengedrückt und bewirkt das Öffnen des Auslassventils, was es ermöglicht, dass diese komprimierte Luft durch die Endkappe, die Austrittsöffnung, den Schlauch, das Verbindungsstück und das Reifenventil heraus und in den Reifen hinein strömt.
Nachdem der Kolben den oberen Totpunkt durchlaufen hat, beginnt er, sich von der Endkappe weg zu bewegen. Dies bewirkt, dass das Auslassventil schließt und das Einlassventil öffnet, was das Einströmen der Luft von außen in den Zylinder ermöglicht. Dies setzt sich fort, bis der Kolben den unteren Totpunkt erreicht hat, wenn das Einlassventil schließt und der Kolben beginnt, sich in Richtung der Endkappe zurück zu bewegen, wobei die Luft im Zylinder erneut zusammengedrückt wird.
Die beiden Enden des Kolbens arbeiten gegenphasig, so dass, wenn das eine Ende Luft komprimiert, das andere Ende Luft ansaugt und umgekehrt.
Außerdem wird beim Ziehen des Handgriffs durch den Benutzer die Rotation der Riemenscheibe durch das erste Zahnrad und das zweite Zahnrad auf die Federwelle übertragen. Wenn die Federwelle rotiert, erhöht sie die Spannung in der Hauptfeder. Dies setzt sich fort, bis der Benutzer das Ende des Durchzuges erreicht hat.
Am Ende des Durchzuges ist die Feder unter Spannung, wobei diese Spannung durch das erste Zahnrad und das zweite Zahnrad auf das Seil übertragen wird. Der Benutzer bewegt den Handgriff in Richtung der Vorrichtung zurück, wobei die Spannung in der Feder bewirkt, dass das Seil auf die Riemenscheibe zurückschnellt. Bei diesem Teil des Vorgangs wird die Freilaufkupplung ausgekuppelt, so dass die Hauptwelle und der Kolben beim erneuten Aufwickeln des Seils auf die Riemenscheibe außer Betrieb bleiben.
Der Benutzer kann so viele Durchzüge wie nötig machen, indem er das Seil wiederholt zieht und es durch die Feder zurückschnellen lässt, bis er überzeugt ist, dass genug Luft im Reifen ist. An der Vorrichtung kann ein Druckmesser angebracht sein, um ihn bei dieser Beurteilung zu unterstützen. Das Verbindungsstück kann anschließend von dem Schrader-Ventil oder dem Presta-Ventil abgenommen werden, womit der Vorgang des Reifenaufpumpens beendet ist.
Im Zusammenhang mit den früher aufgeführten Entwurfszielen für Fahrradpumpen besitzt die vorliegende Erfindung einen erheblichen Vorteil gegenüber dem Stand der Technik und insbesondere gegenüber der in der Druckschrift EP 0 806 568 vorgeschlagenen Anordnung. Das Problem bei früheren Pumpen mit Seiltrieb besteht darin, dass die vorgeschlagenen Anordnungen die Pumpen zu groß, zu schwer oder zu kostspielig werden ließen, um rentabel zu sein. Die Druckschrift EP 0 806 568 zeigt, dass die Hauptfeder im Inneren der Riemenscheibe aufgewickelt wird, was eine nahe liegende Möglichkeit ist, um in der gesamten Anordnung Platz zu sparen. Mit der vorliegenden Erfindung wird jedoch tatsächlich Platz gespart durch den Schritt gegen die eigene Intuition einer Trennung der Feder von der Riemenscheibe, indem der äußere Durchmesser der Federtrommel vergrößert und dadurch der Innendurchmesser der Riemenscheibe verringert wird.
Der Grund, dass damit die Gesamtgröße der Vorrichtung verringert werden kann, ist, dass die Trennung der Feder von der Riemenscheibe den freien und unabhängigen Entwurf dieser beiden entscheidenden Bauteile erlaubt. Die Verwendung einer Feder mit größerem Durchmesser ermöglicht es, diese mit einer größeren Anzahl Windungen zu versehen. Dies würde in der Druckschrift EP 0 806 568 jedoch keinen Vorteil bringen, da es den Durchmesser der Riemenscheibe vergrößern und die Anzahl von Windungen des Seils für eine gegebene Durchzuglänge verringern würde. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Durchmesser der Feder vergrößert werden, um die Anzahl von verfügbaren Windungen zu erhöhen, und der Durchmesser der Riemenscheibe kann verringert werden, so dass die Riemenscheibe für eine gegebene Durchzuglänge mit einer größeren Anzahl von Umdrehungen durchdrehen wird.
Um einen Fahrradreifen aufzupumpen, muss entsprechend der Größe des Reifens und dem benötigten Druck ein bestimmtes Volumen freier Luft komprimiert werden. Es wäre vorteilhaft, dies mit so wenigen Zügen am Seil wie möglich zu erreichen. Die vorliegende Erfindung erlaubt es, bei jedem Durchzug des Seils ein größeres Volumen freier Luft zu komprimieren oder macht eine Reduzierung der Größe der Zylinder möglich, ohne die durch jeden Zug am Seil übertragene Luftmenge zu verringern. Da die Zylinder einige der größten Bauteile in der Vorrichtung sind, lässt dies eine Reduzierung der Gesamtgröße der Vorrichtung zu.
Die in der Druckschrift EP 0 806 568 vorgeschlagene Vorrichtung erlaubt es nicht, mit jedem Durchzug des Seils ein großes Volumen freier Luft zu komprimieren, es sei denn, dass der verwendete Zylinder groß ist. Wenn ein großer Zylinder verwendet wird, wird die Vorrichtung größer, und es wird schwierig werden, das Seil bei hohen Drücken zu ziehen.
Die vorliegende Erfindung erlaubt es, das Seil anfänglich um eine Riemenscheibe mit kleinem Durchmesser zu wickeln, so dass, wenn der größte Teil des Seils von der Riemenscheibe abgewickelt wurde, bei einer gegebenen Durchzuglänge des Seils ein großes Luftvolumen komprimiert wird. Wenn das Seil auf die Riemenscheibe zurückschnellt, nimmt der wirksame Durchmesser der Riemenscheibe jedoch zu. Die Wirkung davon ist, dass mit dem größeren wirksamen Durchmesser bei einer gegebenen Länge des Durchzuges auf das Seil weniger Luft komprimiert wird.
Dies wird der Fall sein, wenn der größte Teil des Seils um die Riemenscheibe gewickelt ist, was geschehen wird, wenn sich der Handgriff nahe der Vorrichtung befindet. Deshalb wird das Seil leicht zu ziehen sein und die Pumpe langsam laufen, wenn sich der Handgriff in der Nähe der Vorrichtung befindet. Dies ist vorteilhaft, weil es den Start der Pumpe erleichtert (Überwindung von Haftreibung und Aufbau eines gewissen Anfangsmoments) und weil es die Benutzung der Pumpe für kleinere Menschen, speziell Kinder, leichter macht.
Sobald die Riemenscheibe und die Hauptwelle rotieren, besitzt das System ein gewisses Moment, wobei die Anfangshaftreibung überwunden wurde. Deshalb ist es vorteilhaft, dass sich der wirksame Durchmesser der Riemenscheibe verringert, wenn sich das Seil von ihr abwickelt, was bewirkt, dass bei einer gegebenen Länge des Durchzuges auf das Seil mehr Luft komprimiert wird.
Ein weiterer Vorteil dieser Wirkung entsteht, weil sich Menschen in der Größe unterscheiden und kleinere Menschen, speziell Kinder, im Allgemeinen weniger stark sind als größere Menschen. Vorteilhafterweise wird in der vorliegenden Erfindung der wirksame Durchmesser der Riemenscheibe für Kinder größer sein als für Erwachsene, so dass stärkere Menschen in der Lage sein werden, ihre Stärke zu nutzen, um Reifen schneller aufzupumpen, wogegen kleinere Menschen finden werden, dass sie dennoch genügend Kraft haben, um ihre Reifen auf hohe Drücke aufzupumpen.
Das bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet ein normales Seil mit einem kreisförmigen Querschnitt, wie veranschaulicht wird. Ein anderes Ausführungsbeispiel verwendet jedoch ein Riemen aus Gewebe oder Kunststoff, der um die Riemenscheibe gewickelt und so ausgeführt ist, dass seine Breite etwas kleiner ist als der Spalt zwischen den Kegelscheibenhälften. Dies macht die oben genannte Wirkung berechenbarer, da sich der Riemen in einer berechenbareren Weise übereinander wickeln wird als die Weise, wie sich das kreisförmige Seil auf der Riemenscheibe über einander wickelt. Außerdem neigt das Seil dazu, seitlich auf die Kegelscheibenhälften zu drücken, so dass diese steif genug ausgelegt werden müssen, um dieser seitlichen Belastung standzuhalten, wogegen ein Riemen dazu neigen wird, sich flach übereinander zu wickeln, ohne auf die Kegelscheibenhälften eine erhebliche seitliche Belastung aufzubringen.
Der oben genannten Text beschreibt, wie es die vorliegende Erfindung ermöglicht, die Größe der Vorrichtung im Vergleich zu der in der Druckschrift EP 0 806 568 vorgeschlagenen Anordnung zu reduzieren. Mehrere Faktoren verhindern, dass die Größe der Vorrichtung über eine bestimmte Grenze hinaus verringert wird. Der wichtigste dieser Faktoren ist die Anzahl von Windungen, die durch die Feder geliefert werden können. Sie ist deshalb bei Auslegung der Vorrichtung als Mindestgröße wichtig, damit das Seil nicht um die Außenseite der Feder, wie in der Druckschrift EP 0 806 568 beschrieben, gewickelt wird. Andere Faktoren, die die Verringerung der Größe der Vorrichtung beschränken, sind Überlegungen zur Materialfestigkeit, ergonomische Überlegungen (die Größe der Fußplatte und des Handgriffes) sowie thermische Überlegungen (da die Kompression von Luft Wärme erzeugt, die durch die Bauteile der Vorrichtung ausreichend abgeleitet werden muss).
Es werden jetzt einige andere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Obwohl in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel eine Hubkolbenpumpe beschrieben wird, ist die vorliegende Erfindung nicht auf Hubkolbenpumpen beschränkt. Insbesondere kann die Hauptwelle mit einer Drehkolbenpumpe verbunden sein. In den Ausführungsbeispiel mit einer zweispindeligen Schraubenpumpe, dem Ausführungsbeispiel mit einem Roots-Gebläse, dem Ausführungsbeispiel mit einer Zahnradpumpe und dem Ausführungsbeispiel mit rotierendem Radzahn der vorliegenden Erfindung ist die Abtriebswelle mit der einen Welle des Kompressors verbunden, wobei die andere Welle des Kompressors durch eine Gruppe von Steuerzahnrädern oder ähnlichen Mechanismen, die zwischen den beiden Wellen arbeiten, angetrieben wird.
Im Ausführungsbeispiel mit Triebkranz der vorliegenden Erfindung ist die Hauptwelle mit der Welle eines Triebkranzkompressors verbunden.
Obwohl das bevorzugte Ausführungsbeispiel eines mit zwei Zylindern ist, kann die Vorrichtung nur einen Zylinder oder mehr als zwei Zylinder aufweisen.
Im bevorzugten Ausführungsbeispiel wird ein einzelner Kolben beschrieben, der von einer Nockenlagerung angetrieben wird, die auf einem an einer Hauptwelle befestigten Nocken rotiert. In dem Ausführungsbeispiel mit Profilnocken wird der Kolben anstelle eines kreisförmigen Nockens durch einen Profilnocken angetrieben, um die Bewegung der Vorrichtung bei Rotation der Welle zu glätten. Dies hat den Vorteil, dass die periodischen Kräfte, zumindest in einem gewissen Ausmaß, ausgeglichen werden können, wodurch sich die Vorrichtung weniger ruckartig anfühlt und außerdem die Höchstbelastungen in der Vorrichtung verringert werden.
In dem Ausführungsbeispiel mit Profilkolben sind die Innenflächen der Aussparung in dem Kolben ebenfalls mit einem Profil versehen, um die Bewegung der Vorrichtung bei Rotation der Welle zu glätten, was die gleichen Vorteile bringt wie in dem Ausführungsbeispiel mit Profilnocken.
Das Ausführungsbeispiel mit Kurbelwelle der vorliegenden Erfindung weicht erheblich vom bevorzugten Ausführungsbeispiel ab und wird jetzt mit Bezug auf 5 und 6 beschrieben.
5 und 6 zeigen ein um die Riemenscheibe 9 gewickeltes Seil 3, wobei ein Ende an dem Handgriff 5 und das andere Ende an der Riemenscheibe 9 befestigt ist. Die Riemenscheibe 9 ist an einer Freilaufkupplung 10 montiert, die selbst an der Hauptwelle 11 angebracht ist. Die Freilaufkupplung 10 erlaubt der Riemenscheibe 9, bezüglich der Hauptwelle 11 ungehindert in einer Richtung zu rotieren, verhindert jedoch eine Rotation der Riemenscheibe 9 bezüglich der Hauptwelle 11 in entgegengesetzter Richtung.
Im Inneren der Federtrommel 31 ist eine Hauptfeder 32 so untergebracht, dass ein Ende der Hauptfeder 32 an der Riemenscheibe 9 und das andere Ende der Hauptfeder 32 an der Federtrommel 31 befestigt ist. Die Federtrommel 31 ist in dem Gehäuse (nicht dargestellt) angebracht, so dass die Hauptfeder 32 zwischen der Riemenscheibe 9 und dem Gehäuse ein Drehmoment erzeugt. Im Übrigen rotieren sowohl die Riemenscheibe 9 als auch die Hauptwelle 11 ungehindert in Bezug auf die Federtrommel 31.
Die Hauptwelle 11 ist zwischen einem Paar von „Hauptlagerungen" 33 angeordnet, von denen jede einen Teil einer „Halterung" 34 bildet. Beide Halterungen 34 sind in Bezug auf das Gehäuse fixiert.
Jedes Ende der Hauptwelle 11 besitzt einen „Ausschnitt" 35, der eine D-Form bildet, um zu verhindern, dass ein Paar „Kurbeln" 36 relativ zu der Hauptwelle 11 rotieren. Die Kurbeln 36 sind auf der Hauptwelle 11 gegenphasig (um 180 Grad gedreht) zueinander angeordnet. Jede Kurbel 36 besitzt einen exzentrischen „Zapfen" 37, an dem das eine Ende einer „Verbindungsstange" 38 angeordnet ist. Das andere Ende jeder Verbindungsstange 38 sitzt drehbar in einer Aussparung (nicht dargestellt) auf der Rückseite von jedem „Kolben" 39.
Jeder Kolben 39 besitzt außerdem eine Kolbendichtung (nicht dargestellt), die der in 3 und 4 gezeigten ähnlich ist.
Jede Halterung 34 weist ferner einen „Zylinder" 40 auf, in dem sich der Kolben 39 frei hin- und her bewegt. Am Ende jedes Zylinders 40 befindet sich eine „Endkappe" 41, die an dem Zylinder 40 pneumatisch abgedichtet ist. Verbindungsbolzen (nicht dargestellt) verbinden jede Endkappe 41 mit ihrer Halterung 34 in einer Weise, die der in 3 und 4 gezeigten ähnlich ist.
Jede Endkappe 41 weist ein „Einlassventil" 42 und ein „Auslassventil" 43 auf.
Die Bauteile der oben beschriebenen Vorrichtung sind so angeordnet, dass beim Wegziehen des Handgriffs 5 von der Riemenscheibe 9 die Freilaufkupplung 10 sperrt und eine Rotation der Riemenscheibe 9 bezüglich der Hauptwelle 11 verhindert, wobei die Rotation der Hauptwelle 11 bezüglich der Federtrommel 31 die Spannung in der Hauptfeder 32 erhöht. Wenn der Handgriff 5 in Richtung der Riemenscheibe 9 zurück bewegt wird, löst die Hauptfeder 32 ebenfalls ihre Spannung, was eine Rotation der Riemenscheibe 9 relativ zur Welle 11 bewirkt, weil die Freilaufkupplung 10 in dieser Richtung auskuppelt. Dies bewirkt, dass sich das Seil 3 auf die Riemenscheibe 9 aufwickelt.
Die Vorrichtung wird so zusammengebaut, dass in der Hauptfeder 32 jederzeit eine gewisse Spannung vorhanden ist. Die Verbindung der Hauptfeder 32 mit der Riemenscheibe 9 gewährleistet, dass diese Spannung immer auf das Seil 3 übertragen wird.
Während für das Ausführungsbeispiel mit Kurbelwelle kein Gehäuse dargestellt ist, wird deutlich werden, dass die Vorrichtung im Inneren eines Gehäuses enthalten sein sollte, welches dem in 1 und 2 für das bevorzugte Ausführungsbeispiel gezeigten ähnlich ist.
Die Wirkungsweise des Ausführungsbeispiels mit Kurbelwelle ist der Wirkungsweise des bevorzugten Ausführungsbeispiels ähnlich und wird hier nicht ausführlicher beschrieben.
Es wird ersichtlich, dass es zwischen dem bevorzugten Ausführungsbeispiel und dem Ausführungsbeispiel mit Kurbelwelle zwei wesentliche Unterschiede gibt. Erstens arbeitet das bevorzugte Ausführungsbeispiel mit einem Nocken, wogegen das Ausführungsbeispiel mit Kurbelwelle mit einem System von Kurbelwellen arbeitet. Zweitens ist nach dem bevorzugten Ausführungsbeispiel die Hauptfeder in radialer Richtung von der Riemenscheibe getrennt, wogegen nach dem Ausführungsbeispiel mit Kurbelwelle die Hauptfeder in axialer Richtung von der Riemenscheibe getrennt ist. Es wird offenkundig, dass diese Konzepte in zwei anderen Möglichkeiten kombiniert werden könnten.
Erstens, es gibt die koaxiale Version des bevorzugten Ausführungsbeispiels. Diese weist einen Pumpenmechanismus mit Nockenantrieb auf, wie er in 1 bis 4 dargestellt ist. Anstatt an einer zweiten Welle, befindet sich die Hauptfeder jedoch an der Hauptwelle, wie es im Ausführungsbeispiel mit Kurbelwelle in 5 und 6 gezeigt ist.
Zweitens, es gibt das Ausführungsbeispiel mit Kurbelwelle und das Ausführungsbeispiel mit Zahnrad, wobei die in 5 und 6 gezeigte Anordnung mit Kurbelwelle mit der in 1 bis 4 dargestellten Anordnung mit Feder und Riemenscheibe kombiniert ist.
Die oben genannten Ausführungsbeispiele beschreiben Situationen, in denen die Feder entweder in axialer oder in radialer Richtung von der Riemenscheibe verschoben ist. Es wird außerdem deutlich, dass die Feder nicht nur verschoben, sondern auch um einen kleinen oder großen Winkel gedreht werden könnte. Insbesondere könnte die Feder um 90 Grad gedreht werden, so dass die Achse der Federwelle rechtwinklig zur Achse der Hauptwelle sein könnte.
In dem Ausführungsbeispiel mit Sperrklinke wird die Freilaufkupplung durch ein Sperrklinkensystem ersetzt.
In dem Ausführungsbeispiel mit Untersetzung ist die Anzahl der Zähne auf dem zweiten Zahnrad größer als die Anzahl der Zähne auf dem ersten Zahnrad. Die Wirkung davon ist, dass die Anzahl von Umdrehungen der Hauptriemenscheibe größer ist als die Anzahl von Umdrehungen der Federwelle. Dies ist ein Vorteil, da Spiralfedern im Allgemeinen nicht mehr als 30 bis 40 Windungen bereitstellen können, es jedoch wünschenswert sein kann, mehr als diese Anzahl von Seilwindungen auf der Riemenscheibe zu haben.
Das Ausführungsbeispiel mit drei Wellen ist ein spezielles Beispiel der Ausführungsform mit Untersetzung. In der Ausführungsform mit Untersetzung besitzt das zweite Zahnrad, wie bereits beschrieben, mehr Zähne als das erste Zahnrad. Deshalb wird es einen größeren Durchmesser als das erste Zahnrad haben. Dem Ziel der Reduzierung der Gesamtgröße der Vorrichtung entsprechend wäre es besser, die Größe des ersten Zahnrades zu verringern, als die Größe des zweiten Zahnrades zu erhöhen. Dies wird jedoch zwischen der Federtrommel und der Riemenscheibe eine Beeinträchtigung verursachen, es sei denn, dass außerdem eine dritte Welle und ein drittes Zahnrad eingeführt werden. Wenn diese dritte Welle und dieses dritte Zahnrad näher an der Hauptwelle als an der Federwelle positioniert und die Zahnräder so angeordnet sind, dass sowohl das erste Zahnrad als auch das zweite Zahnrad mit dem dritten Zahnrad (jedoch nicht miteinander) ineinander greifen, dann kann die Anzahl von Umdrehungen der Hauptriemenscheibe größer als die Anzahl von Umdrehungen der Federwelle gemacht werden, ohne den Durchmesser entweder des ersten oder des zweiten Zahnrades erhöhen zu müssen.
In dem Ausführungsbeispiel mit Steuerriemen wird die Verbindung zwischen der Rotation der Hauptriemenscheibe und der Federwelle sowohl durch die Hauptriemenscheibe als auch durch die Federwelle, die Kettenräder anstelle von Zahnrädern enthält, bewirkt. Diese beiden Kettenräder werden dann miteinander durch einen Steuerriemen gekoppelt. Wie nach dem Ausführungsbeispiel mit Untersetzung, erlaubt dies, dass die Zähnezahl auf dem zweiten Kettenrad größer ist als die Zähnezahl auf dem ersten Kettenrad, so dass die Anzahl von Umdrehungen der Hauptriemenscheibe größer sein kann als die Anzahl von Umdrehungen der Federwelle.
In dem Ausführungsbeispiel mit Gummiband wird ein Gummiband verwendet, um die Hauptfeder zu ersetzen. Das Gummiband wird zwischen zwei Haken auf Spannung gehalten, von denen einer an der Federwelle befestigt und der andere mit dem Gehäuse starr verbunden ist. Das Gummiband wird verdreht, wenn sich die Haken relativ zueinander drehen, wobei zwischen den beiden Haken ein Drehmoment erzeugt wird.
In dem Ausführungsbeispiel mit Torsionsstab wird dieser verwendet, um die Hauptfeder zu ersetzen. Es ist höchst unwahrscheinlich, dass ein Torsionsstab irgendetwas wie 30 bis 40 Windungen aufnehmen könnte, so dass dieser in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel mit Untersetzung, dem Ausführungsbeispiel mit drei Wellen oder dem Ausführungsbeispiel mit Steuerriemen am besten funktionieren würde.

Claims

Vorrichtung zum Bewegen oder Komprimieren eines Fluids, die Folgendes umfasst: eine Pumpe oder einen Kompressor zum Aufnehmen einer mechanischen Drehantriebskraft über eine Drehwelle (11); und Antriebsmittel zum Erzeugen der genannten Antriebskraft; wobei die genannten Antriebsmittel Folgendes umfassen: ein Rotationsteil (9) und eine Seilzugvorrichtung (3), die um das genannte Rotationsteil herum verläuft, so dass das genannte Rotationsteil rotiert, wenn ein Benutzer an einem Ende der genannten Seilzugvorrichtung zieht, wobei die Rotation des Rotationsteils zur Erzeugung der genannten mechanischen Drehantriebskraft verwendet wird; und Drehmomenterzeugungsmittel (32) zum Erzeugen eines Drehmoments zum Zurückziehen der genannten Seilzugvorrichtung; dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Drehmittel und das genannte Drehmomenterzeugungsmittel nicht beide koaxial und koplanar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das genannte Rotationsteil eine Riemenscheibe (9) umfasst, um die die genannte Seilzugvorrichtung gewickelt ist und die rotiert, wenn an dem genannten Ende der genannten Seilzugvorrichtung gezogen wird, und wobei das genannte Antriebsmittel ferner Übertragungsmittel (10) umfasst, deren Aufgabe es ist, die Rotation der genannten Riemenscheibe auf die genannte Drehwelle (11) zu übertragen.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Bewegung der genannten Seilzugvorrichtung beim Zurückziehen keine Rotation der genannten Drehwelle bewirkt.
Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der das genannte Übertragungsmittel ein Freilauf-, Kupplungs- oder Sperrklinkenmittel umfasst, das so angeordnet ist, dass die Rotation der genannten Riemenscheibe beim Zurückziehen nicht auf die genannte Drehwelle übertragen wird.
Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der die genannte Riemenscheibe (9) und das genannte Freilauf-, Kupplungs- oder Sperrklinkenmittel koaxial auf der genannten Drehwelle (11) montiert sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1–5, bei der das genannte Drehmomenterzeugungsmittel (32) koaxial mit dem genannten Rotationsteil angeordnet ist und axial in Bezug auf das genannte Rotationsteil verschoben wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1–5, bei der das genannte Drehmomenterzeugungsmittel von der Rotationsachse des genannten Rotationsteils verschoben ist und die Vorrichtung Drehmomentübertragungsmittel umfasst, über die das genannte Rotationsteil mit dem von dem genannten Drehmomenterzeugungsmittel erzeugten Drehmoment beaufschlagt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der das genannte Drehmomentübertragungsmittel Zahnräder umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der das genannte Drehmomentübertragungsmittel ein Kettenrad und eine(n) Synchronisationsriemen oder Kette umfasst.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der das genannte Drehmomenterzeugungsmittel eine Spiralfeder, einen Torsionsstab oder ein Elastikband umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 2, 4 oder 5, bei der das genannte Drehmomenterzeugungsmittel eine Feder umfasst, die um eine zweite Welle (27) gewunden ist, die nicht koaxial mit der Rotationsachse der genannten Riemenscheibe (9) ist, und ferner ein erstes Zahnrad (28), das auf der genannten Riemenscheibe montiert ist, und ein zweites Zahnrad (29) umfasst, das auf der genannten zweiten Welle montiert ist, und über diese Zahnräder die Rotation der genannten Riemenscheibe mit der Rotation der genannten zweiten Welle gekoppelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, bei der das genannte erste Zahnrad direkt in das genannte zweite Zahnrad eingreift.
Vorrichtung nach Anspruch 11, ferner umfassend ein oder mehrere weitere Zahnräder, die zwischen dem ersten und dem zweiten Zahnrad angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1–13, bei der die genannte Seilzugvorrichtung (3) ein Kabel, ein Seil, eine Schnur, eine Leine und/oder eine Kette umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1–13, bei der die genannte Seilzugvorrichtung (3) ein Band und/oder einen Riemen umfasst.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der die/der genannte Pumpe oder Kompressor einen Kolben (18) umfasst und bei der die genannte Drehantriebskraft eine Kurbel antreibt, die einen exzentrisch montierten Zapfen trägt, der als Nocke auf ein Paar Stößel wirkt, die als Innenflächen des genannten Kolbens vorgesehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 16, bei der der genannte Kolben ein doppelendiger Kolben ist.
Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, bei der die genannten Innenflächen parallel sind.