DE10024972A1

DE10024972A1 - Kurbeltrieb

Info

Publication number: DE10024972A1
Application number: DE2000124972
Authority: DE
Inventors: Klaus Plath
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-05-19
Filing date: 2000-05-19
Publication date: 2001-11-29
Also published as: WO2001088412A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kurbeltrieb. DOLLAR A Das herkömmliche Funktionsprinzip eines Kurbeltriebes besteht darin, geradlinig auftretende Kräfte, die eine relativ konstante Druckleistung besitzen, auf einen sich im Kreis von 360 Grad drehenden Hebel zu übertragen. Dabei wird der Gegendruckpunkt zum Drehpunkt des Hebels und der Hebel beschreibt dabei einen Kreis. DOLLAR A Auf diesem geschlossenen Kreisbogen von 360 Grad durchläuft der Hebel zwei Punkte, nämlich 90 Grad und 270 Grad, wo er in der Lage ist, die von ihm maximal aufgenommene Kraft maximal weiter zu übertragen. DOLLAR A Andererseits bedeutet dies, daß der Hebel über 358 Grad des Kreisbogens nicht effektiv arbeitet. DOLLAR A Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein neues Prinzip für einen Kurbeltrieb zu schaffen. DOLLAR A Erfindungsgemäß besitzt der Kurbeltrieb wenigstens einen drehbar gelagerten Ring mit wenigstens einem Drehelement zur Krafteinleitung und wenigstens eine Wirkverbindung zur konstanten Kraftweiterleitung am drehbaren Ring auf einem Hebel.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kurbeltrieb.

Bekannt ist ein Planetenradkurbeltrieb gemäss WO 88/08095. Desweiteren ist in der Zeitschrift "P. M. Reihe: Das historische Ereignis" (Nr. 2/1994. Seite 23) ein seit 1768 bekannter Kurbeltrieb erwähnt.

Aufbau des herkömmlichen Kurbeltriebs

Ein Hebelarm ist mit dem einen Ende an einer Welle fest verbunden und mit dem anderen Ende des Hebels mit einem drehbar gelagerten Kurbelzapfen verbunden.

Herkömmliches Funktionsprinzip

Dieser Kurbeltrieb vollbringt folgende physikalische Leistung: Geradlinig auftretende Kräfte, die eine relativ konstante Druckrichtung besitzen, auf einem sich im Kreis von 360 Grad drehenden Hebel zu übertragen. Dabei wird der Gegendruckpunkt (2) zum Drehpunkt des Hebels (1). Der Hebel (1) beschreibt dabei einen Kreis. Auf diesem Kreisbogen von 360 Grad durchläuft der Hebel zwei Punkte: 90 Grad und 270 Grad, wo er in der Lage ist, die von ihm maximal aufgenommene Kraft maximal weiter zu übertragen. Das bedeutet andererseits, dass der Hebel an 358 Grad eines Kreisbogens nicht effektiv arbeitet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein neues Prinzip für den Kurbeltrieb zu schaffen.

Erfindungsgemäss besitzt der Kurbeltrieb wenigstens einen drehbar gelagerten Ring (21) mit wenigstens einem Drehelement (12) zur Krafteinleitung und wenigstens eine Wirkverbindung (10) zur konstanten Krafweiterleitung am drehbaren Ring (21) auf einen Hebel (11).

Fig. 1 Darstellung zur Erläuterung der bekannten Hebeldrehung

Fig. 2 Darstellung der geradlinig verlaufenden Kräfte mit der jeweiligen herkömmlichen veränderten Hebelstellung

Fig. 3 Perspektivische Prinzip-Darstellung einer Verbindung von zwei erfindungsgemässen Kurbeltrieben zur Antriebswelle

Fig. 4 Perspektivische Prinzip-Darstellung eines Kurbeltriebes mit aussen angeordnetem Abtriebselement

Dabei wird davon ausgegangen, dass beim Stand der Technik die Kraft aus Richtung Null Grad oder 180 Grad Drehwinkel kommt. Zu verstehen ist das folgendermassen:

Fig. 1 bis 2 Im oberen Totpunkt (Null Grad) wird keinerlei nutzbare Kraft übertragen. Bei 90 Grad wird die maximale Kraft übertragen, bei 180 Grad befindet sich der untere Totpunkt und 270 Grad dann wieder die maximale Kraftübertragung. Das heisst, die Kräfte bauen von Null Grad auf 90 Grad und von 180 Grad zu 270 Grad systematisch auf, und sie bauen von 90 Grad auf 180 Grad und 270 Grad auf 360 Grad systematisch ab. Die Kraft kommt somit aus einer Richtung. Im Verlauf der Drehbewegung des Hebels baut sie auf und ab.

Während der Hebel (1) gemäss Fig. 1 und 2 sich dreht, drehen sich die Antriebskräfte (3) des Hebels nicht mit. Damit aber die erfindungsgemässen Bedingungen für einen optimalen Hebel gegeben sind, müssen sich auch die Kräfte und die Richtung aus der die Kräfte kommen, im Kreis von 360 Grad mitdrehen, damit sie auf den Hebel in einem Winkel von 90 Grad (4) einwirken können.

Es wird davon ausgegangen, dass ein Teil von der auf den Hebel wirkenden Kraft vom Hebelarm selbst aufgenommen wird, ohne diese Kraft direkt in Drehbewegung umzusetzen. Damit wird der Kurbeltrieb so ausgebildet, dass der neue Hebelarm (11) nicht 360 Grad dreht und keinen Kraftübertragungshebel auf das Achszentrum besitzt.

Ein Kurbelbolzen (12) wird durch ein Gelenk (13) mit einem drehbar gelagerten Ring (21) verbunden und dreht diesen Ring (einen Kreis von 360 Grad). Das Neue daran ist, dass dieser Ring ein- oder mehrfach gelagert ist, um die einwirkenden Kräfte, die vom Kurbelbolzen (12) auf das Achszentrum (15) wirken, zu verlagern.

Dieser mehrfach drehbar gelagerte Ring (21) besitzt keinen Hebel der mit dem Achszentrum (15) direkt verbunden ist. Somit gibt es keinen Hebel der einen Kreisbogen von 360 Grad beschreibt wie das beim herkömmlichen Kurbeltrieb der Fall ist, und es entfällt die Übertragung von Kraft auf das Achszentrum (15), welche sich beim herkömmlichen Prinzip permanent auf- und abbaut. Die zu übertragende Kraft wird jetzt direkt vom Ring (21) abgenommen. Das kann an allen Kontaktpunkten von 360 Grad erfolgen. Das dazu neu erforderliche Kraftabnahmeelement (14) - das können sein Zahnrad, Keilriemenscheibe, Ritzel - mit seinem eigenen Radius und Achsdrehpunkt (16) und den daraus entsprechenden Hebelarm (11) tritt jetzt an die Stelle des nicht mehr existierenden Hebels im Achszentrum (15) und übernimmt die Kraftübertragung für den Kurbeltrieb.

Der neue Hebel (11) beschreibt nun nicht mehr gemeinsam mit dem Kraftaufnahmepunkt einen Kreis von 360 Grad. Kraftübertragungspunkt (10) und Hebefarm (11) bleiben an einer Stelle als entscheidende Element der Neuentwicklung.

Also: Kraftübertragungspunkt (10) des neuen Hebels (11) verändert sich nicht. Die Richtung, aus der die Kraft auf den Hebel wirkt, ist konstant und beträgt nahezu 90 Grad zum Hebelarm und gewährleistet so eine maximale Übertragungsleistung.

Die neuen Konstruktionselemente dieses Prinzips sind Grundlage neuer technischer Anwendungsmöglichkeiten. Durch seine neue Konstruktion besitzt der Kurbeltrieb ein eigenes Übersetzungsverhältnis, eine Übertragung in ein separates Getriebe ist nicht in jedem Fall notwendig. So für den Fall, wo auftretende kleine Kräfte in hohen Drehzahlen vorhanden sind, und eine direkte Übertragung der Kraftabgabe wünschenswert ist.

Der umgekehrte Fall ist eben so möglich: Langsame Drehzahlen mit grossen Kräften in hohe Drehzahlen zu übersetzen.

Auch eine Kombination von verschiedenen Drehzahlen ist möglich, indem zwei oder mehrere Kontaktstellen am Ring (10) geschaffen werden. Je nach technischen Erfordernissen können die Kontaktstellen (10) angebracht werden, wobei das Kraftabnahmeelement (14) mit seinem jeweiligen Radius (11) das Übersetzungsverhältnis bestimmt. Dieser Kurbeltrieb besitzt durch seinen neuen Hebel (11) eine bessere und kontinuierliche Kraftübertragung. Aus diesem Grund kann auf einen stark beanspruchten Bau des üblichen Kurbeltriebs verzichtet werden. Die Lagerung des herkömmlichen Kurbeltriebs ist in Folge hoher Beanspruchung durch die auf sie wirkenden Kräfte kompliziert. Der Einsatz von Lagerschalen ist dann oft nur noch möglich. Bei dem neuen Kurbeltrieb können je nach Belastung Rollenlager zum Einsatz kommen. Dadurch werden Reibungskräfte verringert. Das trägt zu einer besseren Kraftübertragung bei.

Claims

1. Kurbeltrieb, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein drehbar gelagerter Ring (21) wenigstens ein Drehelement (12) zur Krafteinleitung aufweist und wenigstens eine Wirkverbindung (10) zur konstanten Kraftweiterleitung am drehbaren Ring (21) auf einen Hebel (11) vorgesehen ist.

2. Kurbeltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehelement (12) achsparallel am drehbaren Ring (21) angeordnet ist.

3. Kurbeltrieb nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abtrieb (10) an der konvexen Aussenfläche des drehbaren Ringes (21) angeordnet ist.

4. Kurbeltrieb nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abtrieb (10) an der konkaven Innenfläche des drehbaren Ringes (21) vorgesehen ist.

5. Kurbeltrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der drehbare Ring (21) einfach gelagert ist.

6. Kurbeltrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der drehbare Ring (21) mehrfach gelagert ist.

7. Kurbeltrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehelement (12) am drehbaren Ring (21) drehbar gelagert ist.

8. Kurbeltrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abtrieb (10) seitlich am drehbaren Ring (21) vorgesehen ist.

9. Kurbeltrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadruch gekennzeichnet, dass der drehbare Ring (21) Zusatzelemente für den Ausgleich von Flieh- und Massenkräften aufweist.

10. Kurbeltrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftübertragung vom Ring (21) auf das Kraftaufnahmeelement (14) an jedem einzelnen Punkt eines Kreises von 360 Grad übertragen werden kann.

11. Kurbeltrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (21) zur Kraftübertragung

a) Zähne besitzt oder
b) Aussparungen zur Riemenübertragung oder
c) Druckwalzen oder
d) eine Kombination a) bis c) aufweist

12. Kurbeltrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftabnahme durch ein separat gelagertes Element (14) erfolgt.

13. Kurbeltrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Achsmittelpunkt (15) nicht identisch mit dem Achsmittelpunkt des Kraftabnahmeelements (16) ist.

14. Kurbeltrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung von mehreren Kurbeltrieben und deren auftretenden Wirkkräfte durch eine oder mehrere Wellen (17 und 19) mit Kraftaufnahmeelementen (14) und Übertragungselementen (18) vorgesehen sind.

15. Kurbeltrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftübertragung in das Achszentrum (15) durch ein zusätzliches Übertragungselement (18) möglich ist; wobei dieses zusätzliche Kraftübertragungselement direkt vom Kraftabnahmeelement (14) antreibbar ausgebildet ist.

16. Kurbeltrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Nutzung der Kraft im Achszentrum (15) mehrere Kraftübertragungselemente (14) eingesetzt werden, um das Übertragungsspiel der Kräfte zu optimieren.

17. Kurbeltrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aufgenommene Wirkkraft mit einem Winkel von zirka 90 Grad auf den Kraftübertragungshebel des Aufnahmeelementes (14) wirkt.

18. Kurbeltrieb nach Anspruch 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass durch Bau und Konstruktion sich ein jeweils anderes Übersetzungsverhältnis einstellt.