WO2005100822A1 - Vorrichtung zur bewegungsumwandlung. an- und abtrieb von sechsgliedrigen gelenkringen - Google Patents

Vorrichtung zur bewegungsumwandlung. an- und abtrieb von sechsgliedrigen gelenkringen Download PDF

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Oliver Conradt
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H21/00—Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides
    • F16H21/46—Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides with movements in three dimensions
    • F16H21/52—Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides with movements in three dimensions for interconverting rotary motion and oscillating motion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F31/00—Mixers with shaking, oscillating, or vibrating mechanisms
    • B01F31/44—Mixers with shaking, oscillating, or vibrating mechanisms with stirrers performing an oscillatory, vibratory or shaking movement
    • B01F31/449—Stirrers constructions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F31/00—Mixers with shaking, oscillating, or vibrating mechanisms
    • B01F31/70—Drives therefor, e.g. crank mechanisms

Definitions

  • Movement conversion device Input and output of six-link rings
  • the present invention relates to a device for converting rotational and oscillatory movements into the inversion movement of a six-link joint ring with any characteristic angle or vice versa for converting the inversion movement of a six-link joint ring with any characteristic angle into rotational and oscillatory movements according to the preamble of patent claim 1.
  • HERMANI DETTWILER patented devices for converting the energy of flowing water or wind into torque in 1987, which are also mounted according to the principle of the diagonal of the reversible cube belt (EP 0 283 439 B1).
  • GT BENNETT [1] and R. BRICARD [2] already pointed out multi-jointed articulated rings with forced running before Schatz. Bricard goes back to the realization that a six-membered joint ring, in which two successive joint axes are perpendicular to each other and whose six distances k is a closed spatial one Form hexagon is inevitable and it applies
  • the diagonal length of a joint ring with any characteristic angle generally varies during the inversion movement. Only in the case of the invertible cube with a characteristic angle of 90 ° is it a constant diagonal length [3].
  • the present invention has for its object to provide a device fen, which can convert the constant, but according to the amount, any rotational speed into the inversion movement of a six-membered articulated ring with any characteristic angle, in both directions.
  • the axis of symmetry of the joint ring should remain fixed in space except for any possible parallel displacements.
  • La-c schematically the six-membered articulated ring of the invertible cube with a characteristic angle ⁇ - 90 °
  • FIG. 3 schematically shows the fixed planes of symmetry, the fixed axis of symmetry and the oval joint axis center point curves of the six-membered joint ring with a characteristic angle ⁇ - 90 °,
  • Fig. 8 is a schematic elevation of a second embodiment of the spherical ring bearing plate.
  • La-c show the six-link hinge of the reversible cube with the six center points 1, 2, 3, 4, 5, 6, the six links or working levers 7, 8, 9, 10, 11, 12 and the six link axes 13, 14, 15, 16, 17, 18.
  • ⁇ is exactly 90 °.
  • 1c shows that the joint axes 13, 15, 17 and the joint axes 14, 16, 18 each intersect at one point and these two intersection points define the threefold axis of symmetry 19.
  • the six working levers of the six-link ring are each provided with two triangular driver elements.
  • the driver element 20 is defined by the joint axis 15 and the joint axis center 2, the driver element 21 by the joint axis 14 and the joint axis center 3.
  • the driver elements of the other working levers are fastened accordingly.
  • the hinge ring consists of the six hinge axis center points 1, 2, 3, 4, 5, 6, the six links or working levers 7, 8, 9, 10, 11, 12 and. six hinge axes 13, 14, 15, 16, 17, 18.
  • FIG. 2b shows that the hinge axes 13, 15, 17 and the hinge axes 14, 16, 18 each intersect at one point and these two points of intersection define the threefold axis of symmetry 19
  • the driver elements 20 and 21 of FIG. 2a are also fastened in the general case by a joint axis and a center of the joint axis. They cut themselves in the working lever 8 and enclose the characteristic angle ⁇ . All other work levers are equipped with two driver elements.
  • the joint axes 13 and 16, 14 and 17, 15 and 18 are at any time as a whole and in pairs in the plane of symmetry 22, 24 and 23 respectively.
  • Fig. 4 shows the six-link joint ring with any characteristic angle ⁇ using the example ⁇ - 65 °. If the inversion movement of the articulation ring is carried out in such a way that the axis of symmetry 19 and the planes of symmetry 22, 23, 24 remain spatially fixed, then all articulation axis center points describe oval paths 25 which lie in the planes of symmetry. The joint axes as a whole are also in one plane of symmetry at all times.
  • FIG. 5b shows the joint ring with a parallel offset from FIG. 5a additionally provided with two driver elements per working lever. Shape, size and mutual position of the driver elements, e.g. 20 and 21, does not change compared to the joint ring without a parallel offset from FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 5c shows the articulated ring with a parallel offset from FIG. 5a embedded in the schematically indicated storage frame 26.
  • the six arms of the fixed storage frame 26 run along the symmetry planes 22, 23 and 24 of the articulation ring.
  • the hinge axis centers, e.g. 33, describe the oval, closed trajectory 25 parallel to exactly one plane of symmetry.
  • One articulated ring bearing plate 61 (see FIGS. 6 and 7) should be located within one arm of the storage rack.
  • the number is between one and six - the fixed bearing frame 26 can be adapted. So it does not always have to be six-armed.
  • the elevation is the section along the plane of symmetry 22.
  • Two joint ring bearing plates 61 can be seen.
  • the left joint ring bearing plate guides the offset member 41 of the joint ring from FIG. 5 a on the oval track 25.
  • the right joint ring bearing plate guides the opposite offset member 44 of the same joint ring.
  • the hinge axes 113, 213 and 116, 216 are also shown.
  • the drive or drive of the joint ring is described in the following only using the left gel ring bearing plate 61. The same applies to the right and all other spherical ring bearing plates.
  • the articulation ring bearing plate 61 is guided within the fixed bearing frame 26 by the rolling means 60 in such a way that it can only move back and forth in one dimension along the plane of symmetry 22. 6, this means either horizontally to the right or horizontally to the left.
  • a spherical ring bearing wheel 62 is mounted such that it can rotate about the self-rotation axis 65 such that the self-rotation axis 65 is always perpendicular to the plane of symmetry 22.
  • the articulated ring bearing wheel 62 is supported by ball bearings within the articulated bearing plate 61.
  • the joint axis 13 is mounted eccentrically and self-rotatable about the self-rotation axis 66.
  • the self-rotation axis 66 is also perpendicular to the plane of symmetry 22, ie the two axes of rotation 65 and 66 always run parallel to one another.
  • the spherical ring bearing wheel 62 consists of a belt, toothed or simple wheel 71 that has a belt, a chain or a belt
  • the right spherical ring bearing plate 61 shows a Versioa without rotary drive or driven.
  • the axes of rotation 65 of the right and left spherical ring bearing plates move during the inversion movement of the double line 67/68.
  • it shows the floor plan of a spherical ring bearing plate. The elevation is the cut along the plane of symmetry 22.
  • the rolling means 60 store the joint ring bearing plate within the fixed frame 26 (see FIGS. 6 and 7).
  • the articulated ring bearing wheel 62 is a gearwheel which is held by at least three gearwheels 70 within the articulated ring bearing plate 61 and is driven or driven by at least one gearwheel 70 as required.

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Abstract

Die vorliegende Vorrichtung wandelt Rotations- und Schwingungsbewegungen in die Inversionsbewegung eines sechsgliedrigen Gelenkringes (7, 8, 9, 10, 11, 12; Fig. 1c) mit sechs Gelenkachsen (13, 14, 15, 16, 17, 18) und beliebigem charakteristischem Winkel ψ in Hin- und Rückrichtung um. Die bekannten Anwendungen des sechsgliedrigen Gelenkringes mit charakteristischem Winkel ψ =90° (umstülpbarer Würfel nach Paul Schatz) fixieren eine Diagonale gegenüberliegender Gelenkachsenmittelpunkte, z.B. diejenige von 1 nach 4. Im Vergleich dazu wird bei der vorliegenden Vorrichtung die Symmetrieachse (19) des Gelenkringes raumfest gehalten. Die sechs Gelenkachsenmittelpunkte (1, 2, 3, 4, 5, 6) werden bezüglich senkrecht zur Symmetrieachse (19) schwingender Gelenkringlagerplatten (61, Fig. 6 und 7) von Gelenkringlagerrädern (62, Fig. 6 und 7) auf Kreisbahnen mit konstanter, aber beliebiger Umdrehungsgeschwindigkeit geführt. Die Erfindung kann als Antrieb sowohl zur Erzeugung von Wasser- und Luftströmungen wie auch als Innenmischer eingesetzt werden. Versehen mit entsprechenden Mitnehmerelementen (20, 21) läßt sie sich als Abtrieb zur Gewinnung von Wind- und Wasserenergie verwenden.

Description

Vorrichtung zur Bewegungsumwandlu-ng. An- und Abtrieb von sechsgliedrigen Gelenkringen
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Umwandlung von Rotations- und Schwingungsbewegungen in die Inversionsbewegung eines sechsgliedrigen Gelenkringes mit beliebigem charakteristischen Winkel oder umgekehrt zur Umwandlung der Inversionsbewegung eines sechsgliedrigen Gelenkringes mit beliebigem charakteristischen Winkel in Rotations- und Schwingungsbewegungen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
PAUL SCHATZ (1898-1979), der Begründer der Inversionskinematik, hat in dem Patent DE 589 452 C zwangläufig umstülpbare, räumliche Bewegungssysteme offenbart, die aus einzelnen in sich starren Gliedern bestehen, welche durch Gelenke zu einem Gelenkring vereinigt sind. Insbesondere hat er die Konstanz der drei Diagonalen beim sechsgliedrigen Gelenkring des umstülpbaren Würfels entdeckt, technisch zur Konstruktion verschiedener Anwendungen ausgenutzt und in Zusammenarbeit mit der Firma WILLY A. BACHHO- FEN AG in Basel/Schweiz die bekannte Mischmaschine Turbnlc, gebaut [6]. Neben der Turbula gibt es heute die Mischmaschine Inυersina von der Firm-a BIOENGINEERING AG in Wald/Schweiz und die Oloid-Rührer zur Wasseraufbereitung von der Firma OLOID AG in Basel/Schweiz. Antriebe für solche Mischmaschinen, die alle auf der Konstanz der Diagonalen aufbauen, sind mehrere bekannt; so zum Beispiel CH 216 760, DE 1 145 455 C, DE 1 207 750 C, WO 80 / 01830 AI, EP 0 176 749 AI, EP 0 584 301 Bl, EP 0 614 028 AI, WO 99 / 05435 AI und EP 0 981 698 AI. HERMANI DETTWILER hat 1987 Vorrichtungen zur Umwandlung der Energie von strömendem Wasser oder Wind in ein Drehmoment patentiert, die ebenfalls gemäß dem Prinzip der Konstanz der Diagonale des umstülpbaren Würfelgürtels gelagert sind (EP 0 283 439 Bl). G. T. BENNETT [1] und R. BRICARD [2] haben schon vor Schatz auf mehrglied- rige Gelenkringe mit Zwanglauf hingewiesen. Auf Bricard geht die Erkenntnis zurück, dass ein sechgliedriger Gelenkring, bei welchem je zwei aufeinanderfolgende Gelenkachsen senkrecht zueinander stehen und deren sechs Abstände k ein geschlossenes räumliches Sechseck bilden, zwangläufig ist, und es gilt
Figure imgf000004_0001
Siehe zum Beispiel [4, S. 20f]. Für den Fall, dass die sechs Abstände alle gleich lang sind, hat man es mit dem umstülpbaren Würfel von Schatz zu tun. Auch in einer anderen Richtung ist der sechsgliedrige Gelenkring des umstülpbaren Würfels verallgemeinerbar. Schatz [6, S. 50ff] und KENNETH H. HUNT [5] haben darauf hingewiesen, dass bei einem sechsgliedrigen Gelenkring mit einheitlichen Abständen ≡ l der Winkel zwischen zwei aufeinanderfolgenden Gelenkachsen nicht notwendig 90° sein muss. Wenn dieser sogenannte charakteristische Winkel zwischen je zwei aufeinanderfolgenden Gelenkachsen innerhalb eines Gelenkringes einheitlich einen beliebigen Wert zwischen 60° und 120° annimmt, so behält letzterer seinen Zwanglauf bei und kann vollständig invertiert, d.h. umgestülpt werden. Die Diagonalenlänge eines Gelenkringes mit beliebigem charakteristischen Winkel varriiert im Allgemeinen während der Inversionsbewegung. Nur im Fall des umstülpbaren Würfels mit charakteristischem Winkel 90° hat man es mit einer konstanten Diagonalenlänge zu tun [3]. Die bisher bekannten inversionskinematischen Vorrichtungen gehen im Wesentlichen auf die Kinematik des umstülpbaren Würfels zurück und nutzen die Konstanz der Diagonalen, um den (halben) Gelenkring zu lagern. In der Regel weisen sie zwei parallele, gegenläufig drehende Antriebsachsen auf mit der Drehwinkelbeziehung tan ß = — cot α- . Δ
Für die Festlegung der Drehwinkel α- und ß siehe [3]. Allen diesen Vorrichtungen haftet die grundsätzliche Problematik an, dass erstens die Symmetrieachse des Gelenkrings eine taumelnde Bewegung ausführt und dadurch eine unruhige Gesamtbewegung entsteht, die zu hohen Belastungen des raumfest gehaltenen Gestells führt, und dass zweitens die beiden Antriebsachsen ungleichförmige Umdrehungsgeschwindigkeiten aufweisen. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaf- fen, die konstante, dem Betrag nach jedoch beliebige Umdrehungsgeschwindigkeiten in die Inversionsbewegung eines sechsgliedrigen Gelenkringes mit beliebigem charakteristischen Winkel umwandeln kann und zwar in Hin- und Rückrichtung. Die Symmetrieachse des Gelenkringes soll dabei bis auf eventuell vorhandene Parallelverschiebungen raumfest bleiben. Weiter sollen alle sechs Glieder des Gelenkringes als Arbeitshebel einsetzbar sein und je nach Einsatzgebiet entsprechend modifiziert oder mit Zusatzelementen versehen werden. Die Lösung der gestellten Aufgabe ist im unabhängigen Patentanspruch 1 wiedergegeben. Bevorzugte Ausführungsvarianten ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen 2-7. Die unabhängigen Patentansprüche 8 und 9 betreffen bevorzugte Verwendungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Anhand der Zeichnungen werden der Erfindungsgegenstand und seine Komponenten näher erläutert. Es zeigen:
Fig. la-c schematisch den sechsgliedrigen Gelenkring des umstülpbaren Würfels mit charakteristischem Winkel φ — 90°,
Fig. 2a-b schematisch den sechsgliedrigen Gelenkring mit beliebigem charakteristischen Winkel am Beispiel φ = 65°,
Fig. 3 schematisch die raumfesten Symmetrieebenen, die raumfeste Symmetrieachse und die ovalen Gelenkachsenmittelpunktskurven des sechsgliedrigen Gelenkringes mit charakteristischem Winkel φ — 90°,
Fig. 4 schematisch die raumfesten Symmetrieebenen, die raumfeste Symmetrieachse und die ovalen Gelenkachsenmittelpunktskurven des sechsgliedrigen Gelenkringes mit beliebigem charakteristischem Winkel am Beispiel φ = 65°,
Fig. 5a schematisch den sechsgliedrigen Gelenkring mit beliebigem charakteristischen Winkel und beliebigem Parallelversatz der Gelenkachsen am Beispiel φ = 90°,
Fig. 5b schematisch den sechsgliedrigen Gelenkring mit beliebigem charakteristischen Winkel, beliebigem Parallelversatz der Gelenkachsen und die sechs Glieder bzw. Arbeitshebel versehen mit Mitnehmerelementen am Beispiel φ = 90°, Fig. 5c schematisch den sechsgliedrigen Gelenkring mit beliebigem charakteristischen Winkel und beliebigem Parallelversatz der Gelenkachsen innerhalb des raumfesten Lagergestells am Beispiel φ = 90°,
Fig. 6 einen teilweisen Aufriss (Schnitt entlang einer Symmetrieebene) eines ersten Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bewegungsumwandlung für den Fall φ = 90° versehen mit dem Grundriss einer Gelenkringlagerplatte,
Fig. 7 einen teilweisen Aufriss (Schnitt entlang einer Symmetrieebene) eines ersten Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bewegungsumwandlung für den Fall eines beliebigen charakteristischen Winkels am Beispiel φ = 65° versehen mit dem Grundriss einer Gelenkringlagerplatte,
Fig. 8 einen schematischen Aufriss eines zweiten Ausführungsbeispieles der Gelenkringlagerplatte.
Für die gesamte weitere Beschreibung gilt, dass die Bezugszeichen aller Figuren eindeutig festgelegt sind. Es müssen deshalb nicht in jeder Zeichnung alle Bezugszeichen (neu) erklärt werden.
Die Fig. la-c zeigen den sechsgliedrigen Gelenkring des umstülpbaren Würfels mit den sechs Gelenkachsenmittelpunkten 1, 2, 3, 4, 5, 6, den sechs Gliedern bzw. Arbeitshebeln 7, 8, 9, 10, 11, 12 und den sechs Gelenkachsen 13, 14, 15, 16, 17, 18. Je zwei aufeinanderfolgende Gelenkachsen, also 13 und 14 oder 14 und 15 usw., schließen innerhalb eines Gelenkringes immer denselben, sogenannten charakteristischen Winkel φ ein. Im Fall des umstülpbaren Würfels ist φ genau 90°. Fig. lc zeigt, dass sich die Gelenkachsen 13, 15, 17 und die Gelenkachsen 14, 16, 18 jeweils in einem Punkt schneiden und diese beiden Schnittpunkte die dreizählige Symmetrieachse 19 festlegen. In Fig. la sind die sechs Arbeitshebel des sechsgliedrigen Gelenkringes mit jeweils zwei dreiecksförmigen Mitnehmerelementen versehen. Das Mitnehmerelement 20 wird durch die Gelenkachse 15 und den Gelenkachsenmittelpunkt 2, das Mitnehmerelement 21 durch die Gelenkachse 14 und den Gelenkachsenmittelpunkt 3 festgelegt. Entsprechend werden die Mitnehmerelemente der anderen Arbeitshebel befestigt. Die Fig. 2a-b zeigen einen sechsgliedrigen Gelenkring mit beliebigem charakteristischen Winkel φ am Beispiel φ = 65°. Auch im allgemeinen Fall besteht der Gelenkring aus den sechs Gelenkachsenmittelpun ten 1, 2, 3, 4, 5, 6, den sechs Gliedern bzw. Arbeitshebeln 7, 8, 9, 10, 11, 12 und den. sechs Gelenkachsen 13, 14, 15, 16, 17, 18. Fig. 2b zeigt, dass sich die Gelenkachsen 13, 15, 17 und die Gelenkachsen 14, 16, 18 jeweils in einem Punkt schneiden und diese beiden Schnittpunkte die dreizählige Symmetrieachse 19 festlegen. Die Mitnehmerelemente 20 und 21 der Fig. 2a werden auch im allgemeinen Fall durch jeweils eine Gelenkachse und einen Gelenkachsenmittelpunkt befestigt. Sie schneiden sich im Arbeitshebel 8 und schließen den charakteristischen Winkel φ ein. Alle anderen Arbeitshebel sind entsprechend mit zwei Mitnehmerelementen ausgerüstet.
Fig. 3 zeigt den sechsgliedrigen Gelenkring des umstülpbaren Würfels (φ = 90°) mit den Gelenkachsenmittelpunkten 1, 2, 3, 4, 5, 6, den Gelenkachsen 13, 14, 15, 16, 17, 18, der dreizähligen Symmetrieachse 19 und den drei Symmetrieebenen 22, 23, 24. Wenn die Inversionsbewegung des Gelenkringes so durchgeführt wird, dass die Symmetrieachse und die Symmetrieebenen raumfest bleiben, dann beschreiben alle Gelenkachsenmittelpunkte gleichartige ovale Bahnen 25, die in der jeweiligen Symmetriebene liegen. Die Gelenkachsen 13 und 16, 14 und 17, 15 und 18 liegen zu jedem Zeitpunkt als Ganzes und paarweise in der Symmetrieebene 22, 24 respektive 23.
Fig. 4 zeigt den sechsgliedrigen Gelenkring mit beliebigem charakteristischem Winkel φ am Beispiel φ — 65°. Wenn die Inversionsbewegung des Gelenkringes so durchgeführt wird, dass die Symmetrieachse 19 und die Symmetrieebenen 22, 23, 24 raumfest bleiben, dann beschreiben alle Gelenkachsenrαlttelpunkte ovale Bahnen 25, die in den Symmetrie- benen liegen. Auch die Gelenkachsen liegen zu jedem Zeitpunkt als Ganzes in jeweils einer Symmetrieebene .
Fig. 5a zeigt am Beispiel φ = 90° wie bei sechsgliedrigen Gelenkringen mit beliebigem charakteristischen Winkel φ die Gelenkachsen parallel versetzt werden können. Dabei muss berücksichtigt werden, dass gegenüberliegende Gelenkachsen um denselben Betrag und senkrecht zur entsprechenden Symmetrieebene parallel verschoben werden. Die Ver- satzglieder 41 und 44, 42 und 45, 43 und 46 müssen also jeweils gleich lang sein. Die Längen der Versatzglieder 41, 42 und 43 können aber jeweils beliebig vorgegeben werden. Dies schließt den Fall mit ein, dass ein oder mehrere gegenüberliegende Gelenkachsen nicht parallel versetzt werden. Durch Parallelversatz werden aus der Gelenkachse 13 aus Fig. la-c oder 2a-b die zwei parallelen Gelenkachsen 113 und 213, aus der Gelenkachse 16 die zwei parallelen Gelenkachsen 116 und 216, aus dem Gelen-kachsenmittelpunkt 1 die zwei Gelenkachsenmittelpunkte 31 und 51 und aus dem Gelenkachsenmittelpunkt 4 die zwei Gelenkachsenmittelpunkte 34 und 54. Entsprechendes gilt für die anderen Gelenkachsen 114, 214, 117, 217, 115, 215, 118, 218 und die Gelenkachsenmittelpunkte 32, 52, 35, 55, 33, 53, 36, 56. Die Länge der Arbeitshebel 7, 8, 9, 10, 11, 12 verändert sich nicht durch den Parallelversatz von Gelenkachsen.
Fig. 5b zeigt den Gelenkring mit Parallelversatz aus Fig. 5a zusätzlich versehen mit zwei Mitnehmerelementen pro Arbeitshebel. Form, Größe und gegenseitige Stellung der Mitnehmerelemente, z.B. 20 und 21, ändert sich gegenüber dem Gelenkring ohne Parallelversatz aus den Fig. 1 und 2 nicht.
Fig. 5c zeigt den Gelenkring mit Parallelversatz aus Fig. 5a eingebettet in das schematisch angedeutete Lagergestell 26. Die sechs Arme des raumfesten Lagergestells 26 verlaufen entlang den Symmetrieebenen 22, 23 und 24 des Gelenkringes. Die Gelenkachsenmittelpunkte, z.B. 33, beschreiben die ovalen, geschlossenen Bahnkurven 25 parallel zu genau einer Symmetrieebene. Innerhalb eines Armes des Lagergestells soll sich je eine Gelenkringlagerplatte 61 (siehe Fig. 6 und 7) befinden. Je nach Anzahl der vorhandenen Gelenkringlagerplatten — die Anzahl liegt zwischen eins und sechs — kann das raumfeste Lagergestell 26 angepasst werden. Es muss also nicht immer sechsarmig ausgestaltet sein.
Fig. 6 zeigt den Aufriss eines ersten Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bewegungsumwandlung für den Fall φ = 90°. Zusätzlich zeigt sie den Grundriss der linken Gelenkringlagerplatte. Beim Aufriss handelt es sich um den Schnitt entlang der Symmetrieebene 22. Man sieht zwei Gelenkringlagerplatten 61. Die linke Gelenkringlagerplatte führt das Versatzglied 41 des Gelenkringes aus Fig. 5a auf der ovalen Bahn 25. Entsprechend führt die rechte Gelenkringlagerplatte das gegenüberliegende Versatzglied 44 desselben Gelenkringes. Die Gelenkachsen 113, 213 und 116, 216 sind auch eingezeichnet. -Der An- oder Abtrieb des Gelenkringes wird im Folgenden nur anhand der linken Geleαkringlagerplatte 61 beschrieben. Entsprechendes gilt für die rechte und alle anderen Gelenkringlagerplatten. Durch die Rollmittel 60 wird die Gelenkringlagerplatte 61 innerhalb des raumfesten Lagergestells 26 so geführt, dass sie sich nur eindimensional entlang der Symmetriebene 22 hin- und herbewegen kann. Bezogen auf Fig. 6 heißt das entweder horizontal nach rechts oder horizontal nach links. Innerhalb der Gelenkringlagerplatte 61 ist ein Gelenkringlagerrad 62 um die Eigenrotationsachse 65 eigenrotierbar so angebracht, dass die Eigenrotationsachse 65 immer senkrecht zur Symmetrieebene 22 steht. In diesem Ausfϊihrungsbeispiel wird das Gelenkringlagerrad 62 durch Kugellager innerhalb der Ge- lenkrϊnglagerplatte 61 gelagert. Wiederum innerhalb des Gelenkringlagerrades 62 ist das Versatzglied 41 oder, wenn die Versatzgliedlänge senkrecht zur betrachteten Symmetrieebene 22 verschwindet, direkt die Gelenkachse 13 exzentrisch und um die Eigenrotationsachse 66 eigenrotierbar gelagert. Auch die Eigenrotationsachse 66 steht senkrecht auf der Symmetrieebene 22, d.h. die beiden Rotationsachsen 65 und 66 verlaufen immer parallel zueinander. In diesem Ausführungsbeispiel besteht das Gelenkringlagerrad 62 aus einem Riemen-, Zahn- oder einfachen Rad 71, dass über einen Riemen, eine Kette oder ein Band
63 mit dem Rotationsan- bzw. -abtrieb 64 verbunden ist. Einer der oben erwähnten Vorteile der Erfindung besteht nun darin, dass der Antrieb
64 relativ zur Gelenkringlagerplatte 61 eine gleichförmige, dem Betrag nach jedoch beliebige Umdrehungsgeschwindigkeit aufweisen kann und alle anderen Gelenkringlagerräder 62 dann auch mit gleichförmigen Umdrehungsgeschwindigkeiten drehen. Die rechte Gelenkringlagerplatte 61 zeigt eine Versioa ohne Rotationsan- oder -abtrieb. Die Rotationsachsen 65 der rechten und linken Gelenkringlagerplatte bewegen sich während der Inversionsbewegung der Doppellinie 67/68 entlang. Fig. 7 zeigt den Aufriss eines ersten Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bewegungsumwandlung für den Fall mit beliebigem charakteristischen Winkel φ am Beispiel φ = 65°. Zusätzlich zeigt sie den Grundriss einer Gelenkringlagerplatte. Beim Aufriss handelt es sich um den Schnitt entlang der Symmetrieebene 22. Der An- oder Abtrieb des sechsgliedrigen Gelenkringes mit beliebigem charakteristi- schien Winkel verläuft im Wesentlichen wie der in der Beschreibung zu Fig. 6 geschilderte An- oder Abtrieb für den sechsgliedrigen Gelenkring mit charakteristischem Winkel φ = 90°. Es genügt daher auf die Beschreibung zu Fig. 6 zu verweisen. Neu ist, dass die Rotationsachsen 65 des rechten und linken Gelenkringlagerrades 62 nicht mehr auf der gleichen Höhe liegen, sondern sich entlang der zwei verschiedenen, zueinander parallelen Linien 67 und 68 hin- und herbewegen. Gegenüber der Fig. 6 ist in Fig. 7 auch der Kreis 69 angedeutet, den die Achse 66 des Zwischengliedes 41 relativ zur Gelenekringlagerplatte 61 beschreibt. Fig. 8 zeigt den Aufriss einer zweiten Ausführungsvariante für die Gelenkringlagerplatte 61. Die Rollmittel 60 lagern die Gelenkringlagerplatte innerhalb des raumfesten Gestells 26 (siehe Fig. 6 und 7). Das Gelenkringlagerrad 62 ist in dieser Ausführungsvariante ein Zahnrad, das von mindestens drei Zahnrädern 70 innerhalb der Gelenkringlagerplatte 61 gehalten und von mindestens einem Zahnrad 70 bei Bedarf an- oder abgetrieben wird.
Literatur
[1} BENNETT, G. T.: A new mechanism. Engineering, London, 76:777-8, 1903. London.
[2] BRICARD, R.: Legons de cinέmatique, Band 2. Gautheri-Nillars, Paris, 1927.
[3] COΝRADT, O. und K. ERΝHOFER: Variation der Diagonalen bei den umstülpbaren Modellen der Platonischen Körper. Mathematisch-Physikalische Korrespondenz, 211, 2002.
[4] ERΝHOFER, K. und W. MAAS: Umstülpbare Modelle der Platonischen Körper. Arbeitshefte der Mathematisch-Astronomischen Sektion am Goetheanum, Dornach (Schweiz), 2000. Große Reihe, Heft 2.
[5] HUNT, K. H.: Screw Axes and Mobility in Spatial Mechanisms via the Linear Complex. J. Mechanisms, 3:307-327, 1967.
[6] SCHATZ, P.: Rhythmusforschung und Technik. Verlag Freies Geistesleben, Stuttgart, 2., erweiterte Auflage, 1998.

Claims

Patentansprüche 1. Vorrichtung zur Umwandlung einer oder mehrerer Rotationsbewegungen und/oder einer oder mehrerer eindimensionaler Schwingungsbewegungen in die zwangläufige Inversionsbewegung eines sechsgliedrigen Gelenkringes (7, 8, 9, 10, 11, 12) mit charakteristischem Winkel (φ) zwischen 60° und 120° und möglichem Parallelversatz der Gelenkachsen (113, 213, 116, 216; 114, 214, 117, 217; 115, 215, 118, 218) oder umgekehrt zur "Umwandlung einer Inversionsbewegung eines sechsgliedrigen Gelenkringes (7, 8, 9, 10, 11, 12) mit charakteristischem Winkel (φ) zwischen 60° und 120° und möglichem Parallelversatz der Gelenkachsen (113, 213, 116, 216; 114, 214, 117, 217; 115, 215, 118, 218) in mehrere Rotationsbewegungen und eine oder mehrere eindimensionale Schwingungsbewegungen, welche ein raumfestes Lagergestell (26) und Gelenkringlagerplatten (61) aufweist, die jeweils ein um eine Eigenrotationsachse (65) eigenrotierbar gelagertes Gelenkringlagerrad (62) tragen, wobei • der Gelenkring (7, 8, 9, 10, 11, 12) drei Symmetrieebenen (22, 23, 24) und eine Symmetrieachse (19) aufweist, die ihre Symmetrieeigenschaften bei möglichem Parallelversatz der Gelenkachsen (13, 14, 15, 16, 17, 18) zu gleicher Länge aller Versatzglieder (41, 42, 43, 44, 45, 46) beibehalten, bei Parallelversatz der Gelenkachsen (13, 14, 15, 16, 17, 18) zu ungleicher Länge der Versatzglieder (41, 42, 43, 44, 45, 46) jedoch teilweise oder ganz verlieren, • sich die Symmetrieachse (19) des Gelenkringes bezüglich des raumfesten Lagergestells (26) während der Inversionsbewegung der sechs Arbeitshebel (7, 8, 9, 10, 11, 12) in ihrer Lage nicht verändert oder sie sich parallel zu sich selbst verschiebt, • die Gelenkringlagerplatten (61) innerhalb des raumfesten Lagergestells (26) so geführt werden, dass jeder Punkt jeder Gelenkringlagerplatte eine eindimensionale Schwingungsbewegung senkrecht zur Symmetrieachse (19) und parallel zu genau einer der drei Symmetrieebenen (22, 23, 24) des Gelenkringes ausführt, • die Eigenrotationsachse (65) jedes Gelenkringlagerrades (62) in jedem Stadium der Inversionsbewegung senkrecht auf derjenigen Symmetrieebene (22, 23, 24) des Gelenkringes steht, zu welcher sich die Punkte der zugehörigen Gelenkring- lagerplatte (61) parallel hin- und herbewegen, • in jedem Gelenkringlagerrad (62) ein Versatzglied (41, 42, 43, 44, 45, 46) des Gelenkringes oder, falls die Versatzgliedlänge an diesem Gelenkringlagerrad null ist, direkt eine Gelenkachse (13, 14, 15, 16, 17, 18) des Gelenkringes exzentrisch und eigenrotierbar um eine Eigenrotationsachse (66), die parallel zu der Eigenrotationsachse (65) des Gelenkringlagerrads (62) verläuft, gelagert ist, und • bei Vorgabe einer konstanten, beliebigen Umdrehungsgeschwindigkeit eines Gelenkringlagerrades (62) bezüglich seiner Gelenkringlagerplatte (61) alle anderen Gelenkringlagerräder (62) bezüglich ihrer jeweiligen Gelenkringlagerplatten (61) ebenfalls konstante Umdrehungsgeschwindigkeiten aufweisen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Gelenkring durch genau sechs Gelenkringlagerplatten (61) innerhalb des raumfesten Lagergestells (26) geführt wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Gelenkring durch genau zwei diagonal gegenüberliegende Gelenkringlagerplatten (61) innerhalb des raumfesten Lagergestells (26) geführt wird.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenkringlagerrad (62) aus einem von zwei Kugellagern innerhalb der Gelenkringlagerplatte (61) getragenen Riemenrad, Zahnrad oder einfachen Rad (71) besteht.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenkringlagerrad (62) eine Zahnradscheibe ist, die von mindestens drei Zahnrädern (70) innerhalb der Gelenkringlagerplatte (61) gelagert wird.
6. Vorrichtung nach ein-em der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einem Arbeitshebel (7, 8, 9, 10, 11, 12) des sechsgliedrigen Gelenkringes eine Arbeitseinrichtung angeordnet ist, insbesondere ein Paddel, eine Schaufel, ein Flügel, zwei im charakteristischen Winkel aufeinanderstehende, dreieckige Mitnehmerelemente (20, 21), ein Oloid, ein Innenmischbehälter oder eine Vorrichtung zur Aufnahme eines Innenmischbehälters.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mit den einzelnen Gelenkringlagerrädern (62) jeweils Mittel zur Abnahme des Drehmomentes und/oder mit den einzelnen Gelenkringlagerplatten (61) jeweils Mittel zur Abnahme der linear schwingenden Kraft, in beiden Fällen insbesondere Stromgeneratoren, verbunden sind.
8. Verwendung mindestens einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 als Antrieb und/oder Steuerung eines Fortbewegungsmittels im Wasser oder in der Luft, zur Erzeugung einer Wasser-, Flüssigkeits- oder Gasströmung oder zum Mischen von fließfähigen Materialien.
9. Verwendung einer Vorrichtung nach Anspruch 7 zur Stromerzeugung durch Umwandlung der durch fließendes Wasser oder Wind erzeugten Inversionsbewegung der Arbeitshebel des sechsgliedrigen Gelenkringes in Rotations- und Schwingungsbewegungen, welche Stromgeneratoren betreiben.
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