DE102005003766A1 - Antriebseinheit für Pyramide - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für Pyramiden, insbesondere erzgebirgische Weihnachtspyramiden, auf denen gestalterische Elemente angeordnet sind, zu weihnachtlichen Dekorationszwecken. DOLLAR A Aufgabe ist es, eine Antriebseinheit für erzgebirgische Pyramiden zu schaffen, die eine gegenläufige Bewegung einzelner Pyramidenebenen ermöglicht und neue interessante optische Wirkungen für den Betrachter erzielt. DOLLAR A Erfindungsgemäß sind bei der neuartigen Pyramide, die aus Pyramidengestell, zentral angeordneter Welle einschließlich Wellenlager und mit der Welle verbundener Pyramidenebene oder -ebenen besteht, als Antriebseinheit mindestens zwei gegenläufige Flügelräder übereinander angeordnet. Dabei ist mindestens ein Flügelrad über eine gelagerte Hohlwelle mit einer oder mehreren Pyramidenebenen verbunden. Ein weiteres Flügelrad, das auf einer zentral angeordneten Welle befestigt ist, kann wahlweise leer mitlaufen oder mit einer oder mehreren anderen Pyramidenebenen oder dem Pyramidenfuß verbunden sein. Auf neuartige Art und Weise ist mindestens ein Flügelrad in hängender Position oben gelagert, das bedeutet, sein Gewicht wird über ein oberes Lager, das im Pyramidenkopf angeordnet ist, auf das Pyramidengestell übertragen. Ein weiteres anderes Flügelrad ist in abstützender Position auf einer unteren Pyramidenebene geführt. Dieses kann auch im Fußteil des Pyramidengestells unten gelagert sein. Dadurch wird ein völlig neuer optischer Effekt bei erzgebirgischen Pyramiden ...

Description

• Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für Pyramiden, insbesondere erzgebirgische Weihnachtspyramiden mit einem Pyramidengestell mit Pyramidenfuß, einer zentral gelagerten Pyramidenwelle, daran angeordneten Flügelrad und einer Pyramidenebene oder mehreren sich drehenden und oder stehenden Pyramidenebenen auf denen gestalterische Elemente (insbesondere Figuren, Dekorationselemente und Figurengruppen) angeordnet sind, verschiedenster Größe und Bauweise zu weihnachtlichen Dekorationszwecken.
• Erzgebirgische Weihnachtspyramiden bestehen in der Regel aus Holz und sind als Laubsägearbeiten und/oder Drechselarbeiten und/oder Schnitzarbeiten gefertigt. Es sind allerdings auch Kunststoff-, Glas- oder Metallausführungen bekannt, ebenso gibt es insbesondere erzgebirgische Pyramiden aus diesen Materialien, wobei diese vorrangig für eine Außenaufstellung vorgesehen sind.
• Der Antrieb im Innenbereich wird traditionell über Flügelräder realisiert, die durch aufsteigende warme Luft, die mittels einer bestimmten Anzahl räumlich verteilten brennenden Kerzen erzeugt wird. Als Antriebseinheit für Pyramiden ist jeweils eine oben geführte und unten gelagerte Pyramidenwelle mit der ein in eine Richtung drehendes Flügelrad verbunden ist, bekannt. Solche Flügelräder bestehen aus einer Flügelnabe in denen entweder schrägstehende Schlitze in einem bestimmten Winkel angeordnet sind in denen die Pyramidenflügel eingesteckt werden, oder einer Nabe, in die auf einer Ebene gleichmäßig verteilte Bohrungen eingebracht sind und die Pyramidenflügel mittels konischer Stifte eingesteckt werden. Diese zweite Lösung hat den Vorteil, dass sich die einzelnen Flügel des Flügelrades in ihrem Anstellwinkel einstellen lassen, wodurch die Drehgeschwindigkeit reguliert werden kann. Die Nabe ist auf eine zentral angeordnete Welle aufgesteckt, an der eine oder mehrere übereinander liegende Pyramidenebenen angeordnet sind. Die Achse ist unten im Pyramidenfuß auf einem Pyramidenlager mit möglichst geringem Reibungswiderstand gelagert. Als Pyramidenlager werden vorrangig konkav gewölbte Glas oder Keramiklager verwendet. Unmittelbar unterhalb der Flügelnabe ist die Achse des weiteren in einem Pyramidengestell gehalten und geführt.
• Es sind allerdings auch neuere Ausführungen, insbesondere für Ausführungen mit mehreren sich drehenden Pyramidenebenen bekannt, wo der Antrieb zusätzlich bzw. vorrangig oder auch allein über versteckt angeordnete elektromotorische Antriebe erfolgt. Auch für größere Pyramiden ab ca. einem Meter Bauhöhe oder die mit relativ schweren Figuren Bestückt sind werden zunehmend elektrische Antriebe zur Erzeugung der Drehbewegung eingesetzt.
• Aus völlig anderen Anwendungsgebieten und Einsatzzwecken für andere Aufgabenstellungen sind bereits gegenläufige allerdings horizontal wirkende Windräder bekannt. Zum einen sind solche Lösungen im Fachgebiet der Windenergieerzeugung beschrieben. Ein weiterer Anwendungsfall ist aus der DE 297 10 575 U1 ersichtlich. In dieser technischen Lösung ist ein Doppel-Windrad zu Zier- und Spielzwecken beschrieben, bei dem jeweils zwei voneinander unabhängig gelagerte Windräder, die mit einer Vielzahl von Flügelprofilen versehen sind, durch eine entgegengesetzte Orientierung der Flügelprofile in entgegengesetzten Drehsinn drehbar sind. Mit dieser Lösung soll ein neuer optischer Reiz für den Betrachter geschaffen werden. Allerdings sind solche Lösungen für Pyramiden in dieser Art nicht geeignet.
• Aufgabe der Erfindung ist es, eine Antriebseinheit für erzgebirgische Pyramiden zu schaffen, die eine gegenläufige Bewegung einzelner Pyramidenebenen ermöglicht und damit auch einen neuen Bewegungsablauf für Figuren, Dekorationselemente und Figurengruppen schafft und neue interessante optische Wirkungen für den Betrachter erzielt.
• Die Lösung dieser Aufgabe ist Gegenstand der in den selbständigen Ansprüchen offenbarten Erfindung. Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
• Erfindungsgemäß sind bei der neuartigen Pyramide, die aus Pyramidengestell, zentral angeordneter Welle einschließlich Wellenlager und mit der Welle verbundener Pyramidenebene oder -ebenen besteht, als Antriebseinheit mindestens zwei gegenläufige Flügelräder übereinander angeordnet. Dabei ist mindestens ein Flügelrad über eine gelagerte Hohlwelle mit einer oder mehreren Pyramidenebenen verbunden. Ein weiteres Flügelrad, das auf einer zentral angeordneten Welle befestigt ist, kann wahlweise leer mitlaufen oder mit einer oder mehreren anderen Pyramidenebenen oder dem Pyramidenfuß verbunden sein. Auf neuartige Art und Weiße ist mindestens ein Flügelrad in hängender Position oben gelagert, dass bedeutet sein Gewicht wird über ein oberes Lager, dass im Pyramidenkopf angeordnet ist, auf das Pyramidengestell übertragen. Ein weiteres anderes Flügelrad ist in abstützender Position auf einer unteren Pyramidenebene geführt. Dieses kann auch im Fußteil des Pyramidengestells unten gelagert sein. Dadurch wird ein völlig neuer optischer Effekt bei erzgebirgischen Pyramiden erzielt. Im Zusammenhang mit den zur Erwärmung der Luft dienenden, räumlich verteilt angeordneten Kerzen wird durch die gegenläufige Bewegung der Flügel der übereinander angeordneten Flügelräder ein interessantes Schattenspiel im Aufstellungsraum der Pyramide in Abhängigkeit von den vorliegenden Beleuchtungsverhältnissen erzeugt. Im Gegensatz zu den bisher bei Pyramiden üblichen einzigen möglichen Bewegungsrichtung einer, oder wenn angeordnet, mehrere Pyramidenebenen ist es durch die Erfindung erstmals möglich unterschiedliche Pyramidenebenen in entgegengesetzter Richtung sich drehen zu lassen. Wenn die erwärmte nach oben steigende Luft die Flügel des unteren Flügelrades passiert, wird die Strömungsgeschwindigkeit erhöht, wodurch sich das obere Flügelrad schneller dreht. Durch ein Verstellen des Anstellwinkels der einzelnen Flügel kann dann eine individuelle Abstimmung der Geschwindigkeiten der Flügelräder und den damit verbundnen Pyramidenebenen ohne Probleme vorgenommen werden.
• Bei mehreren gegenläufigen, übereinander angeordneten Flügelrädern, ist es vorteilhaft, wenn jeweils die übereinander angeordneten Hohlwellen der Antriebseinheit am unteren Ende mit weiteren speziellen Lagern versehen sind, wobei die Lager sich immer auf der jeweils nächsten Hohlwelle abstützen.
• In einer anderen sehr speziellen Ausgestaltung der Antriebseinheit für eine Pyramide kann zwischen den sich entgegengesetzt drehenden Flügelrädern noch eine stehende oder auch sich drehende Pyramidenebene angeordnet sein. Hier ist dann auch noch die Möglichkeit gegeben, eine Pyramide mit drei nicht direkt übereinander angeordneten Flügelrädern auszubilden, wobei wieder die beiden oberen Flügelräder direkt übereinander angeordnet werden können, während das dritte Flügelrad von den anderen beabstandet ist und auch an zusätzlichen Verstrebungen mit dem Pyramidengestell verbunden und gelagert sein kann. Dies bedingt auch eine spezielle ringartige Lagerung dieses Flügelrades ist aber konstruktiv relativ aufwändig. Die beschriebene Konstruktionsweise kann hier auch beliebig variiert werden.
• Vorteilhaft bei der Ausführung als Hängepyramide mit zwei gegenläufigen Flügelrädern ist es, wenn eine Hohlwelle sich unten im Pyramidenfuß oder in einer Pyramidenebene oder auf einem Ringlager abstützt. Die Hängepyramide ist dabei an der zentralen Welle aufgehangen. Auch diese Ausführung bedingt einen erhöhten Fertigungsaufwand und ist eher für Sonderanfertigungen geeignet.
• In einer anderen Ausführung der erfindungsgemäßen Antriebseinheit ist zusätzlich zur zentralen Welle der Pyramide eine oder mehrere gelagerte und geführte Sekundärantriebswellen parallel oder schräg zur zentral angeordneten Welle im Pyramidengestell angeordnet. Diese Pyramide besteht gleichfalls, wie bekannt aus Pyramidenfuß, Pyramidengestell mit Flügelrad, zentral angeordneter Welle einschließlich Wellenlager und mit der Welle verbundener Pyramidenebene oder -ebenen. An geeigneter Stelle, d. h. vorzugsweise im Pyramidenkopfteil sind die Sekundärantriebswellen über geeignete Rutschkupplungen, Antriebsriemen, Stirnzahnräder oder schrägverzahnten Zahnräder geeigneter Dimensionierung drehbar verbunden. Mittels dieser Sekundarwelle oder mehrerer Sekundärwellen können bei Bedarf unterschiedliche Pyramidenebenen angetrieben werden, wobei diese dann gesondert drehbar gelagert und mechanisch von der zentralen Welle entkoppelt angeordnet sein müssen. Durch Anordnung eines Zwischenritzels an geeigneter Stelle kann dadurch ebenfalls eine gegenläufige Drehrichtung unterschiedlicher Pyramidenebenen erfolgen. Ein weiterer Vorteil dieser Lösung besteht darin, dass man eine beliebige Anzahl von verschiedensten Pyramidenebenen antreiben kann. Zusätzlich kann je nach Untersetzung der angeordneten, jeweils zur Drehmomentübertragung gewählten, Rutschkupplungen, Antriebsriemen Stirnzahnräder, schrägverzahnten Zahnrädern und/oder Zwischenritzel sowohl mit der zentralen Welle und/oder einer oder mehreren Pyramidenebenen verbunden sind.
• Bevorzugt sind die parallel oder schräg zur zentral angeordneten Welle angeordneten Sekundärantriebswelle oder Sekundärantriebswellen im Pyramidengestell verdeckt angeordnet. So können sie z. B. im Inneren einer seitlich außen senkrecht oder schräg angeordneten durchgehenden Pyramidenstrebe, eine Sekundärwelle einschließlich ihrer Lagerungen drehbar angeordnet sein.
• Bei mehreren voneinander entkoppelten Pyramidenebenen, die sich zudem in entgegengesetzten Richtungen drehen sollen, sind zwangsläufig eine entsprechende Vielzahl von Lagerstellen und Kupplungen mit den zwei oder mehreren Antriebswellen erforderlich. Hier können erhebliche Reibungsverluste entstehen und es ist dann vorteilhaft, dass die parallel oder schräg zur zentral angeordneten Welle angeordneten Sekundärantriebswelle oder Sekundärantriebswellen im Pyramidengestell mit einem oder mehreren elektromotorischen Antrieben verbunden und durch diese angetrieben sind.
• Die Erfindung soll nachstehend in zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.
• 1 zeigt im Schnitt den prinzipiellen Aufbau einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit einer Pyramide mit zwei gegenläufigen Flügelrädern 12 und 14
• 2 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit einer Pyramide mit drei übereinander angeordneten gegenläufigen Flügelrädern 12, 14, 16
• Bei der neuartigen Pyramide nach 1 erfolgt der Antrieb der Pyramide mit den beiden gegenläufigen, übereinander angeordneten Flügelrädern 12 und 14, die jede für sich extra über die Wellen 6 und 4 mit den beiden Pyramidenebenen 10 und 9 verbunden sind. Das Pyramidengestell 1 wird zusammengehalten mittels des Pyramidenfußes 3 und des Pyramidenkopfes 2. Auf dem Pyramidenfuß 3 sind die erforderliche Anzahl von Kerzenhaltern 15 an geeigneten Stellen angeordnet. Mittig im Pyramidenfuß 3 befindet sich das Fußlager 5, das sowohl zur Lagerung der zentralen Welle 4 als auch zur Lastabstützung aller fest mit der zentralen Welle 4 verbundenen Teile der Pyramide dient. Unten auf der zentralen Welle 4 ist ein Pyramidenteller, der die erste Pyramidenebene 9 bildet angeordnet. Auf den Pyramidentellern sind dann verschiedenste gestalterische Elemente (insbesondere Figuren, Dekorationselemente und Figurengruppen), verschiedenster Größe und Bauweise zu weihnachtlichen Dekorationszwecken wahlweise beliebig anordenbar.
• Ganz oben am Ende der zentralen Welle 4 ist eine Flügelnabe für das obere Flügelrad 13 befestigt. Das obere z. B. linksdrehende Flügelrad 14 besteht aus den oberen Flügelblättern, die mit Stiften in der Flügelnabe befestigt sind (in der Zeichnung stilisiert gezeichnet) in bekannter Bauweise. Die Flügelblätter sind von der Seite aus betrachtet, von rechts unten nach links oben steigend, schräg in der Nabe befestigt. Durch die aufsteigende warme Luft wird das obere Flügelrad 14 nach rechts bewegt, d. h. die Flügelnabe des oberen Flügelrades 13 einschließlich der zentralen Welle 4 und der darauf befestigte Pyramidenteller drehen sich links herum, sind also linksdrehend diese bisher beschriebene Anordnung entspricht der üblichen Bauweise einer erzgebirgischen Pyramide.
• Erfindungsgemäß ist aber über der zentralen Welle 4 eine weitere Hohlwelle 6 angeordnet. In dieser Hohlwelle 6 ist oben innen ein Hohlwellenlager 7 angeordnet in dem die zentrale Welle 4 mit geringer Reibung drehbar gelagert ist. Diese Hohlwelle 6 ist außen in dem Kopflager 8 mit geringer Reibung gelagert und geführt. Dieses Kopflager 8 übernimmt des weiteren die Lastabführung in den Pyramidenkopf 2. Diese Last wird wesentlich bestimmt vom Gesamtgewicht aller mit der Hohlwelle fest verbundenen Teile. Oben außen auf der Hohlwelle 6 ist die Flügelnabe des unteren Flügelrades 11 fest angeordnet. An ihr sind die Flügelblätter über geeignete Stifte des unteren Flügelrades 12 befestigt. Diese Flügelblätter sind von der Seite aus betrachtet von links unten nach rechts oben schräg stehend befestigt, d. h. das untere Flügelrad 12 ist rechtsdrehend. Damit dreht sich auch die mit der Hohlwelle 6 fest verbundene zweite Pyramidenebene 10 genau anders herum als die untere erste Pyramidenebene 9. Durch diese bei erzgebirgischen Pyramiden völlig neuartige Antriebslösung wird ein neuer bislang in dieser Weise so nicht erzielbarer optischer Effekt realisiert. Durch ein Verstellen des Anstellwinkels der einzelnen Flügelblätter kann dann eine individuelle Abstimmung der Geschwindigkeiten der Flügelräder und den damit verbundnen Pyramidenebenen ohne Probleme vorgenommen werden. Eine Drehrichtungsumkehr ist ebenfalls durch einfaches verdrehen der Flügelblätter in die entgegengesetzte Richtung einstellbar. Es ist sinnvoll in der Hohlwelle 6 innen, unten im Bereich des befestigten Pyramidentellers ein weiteres Lager anzuordnen (in 1 nicht gezeichnet) welches einen insgesamt ruhigeren Lauf des Flügelrades bewirkt.
• In 2 ist eine erfindungsgemäße Pyramide mit drei übereinander angeordneten gegenläufigen Flügelrädern 12, 14 und 16 gezeigt. Die Antriebslösung ist nahezu identisch. Über der inneren Hohlwelle 6.1 (entspricht der Hohlwelle 6 gemäß 1) ist eine weitere Hohlwelle 6.2 angeordnet. Die innere Hohlwelle 6.1 mit der zweiten Pyramidenebene 10 ist über das äußere Hohlwellenlager 7.2 in der äußeren Hohlwelle 6.2 gelagert und geführt. Das Kopflager 8 lagert deshalb nicht nur die äußere Hohlwelle 6.2, sondern führt auch die gesamte Last die sich aus dem Gesamtgewicht aller an den beiden Hohlwellen 6.1 und 6.2 angeordneten Teile ergibt, über den Pyramidenkopf 2 in das Pyramidengestell 1 ab. Um untersten Ende der dritten Welle, der Hohlwelle 6.2, ist die oberste dritte Pyramidenebene 18 als Pyramidenteller befestigt. Oben am oberen Ende der äußeren Hohlwelle 6.2 ist die Flügelnabe des dritte Flügelrades 17 befestigt. Das dritte Flügelrad 16 ist wie das obere Flügelrad 14 linksdrehend ausgebildet. Die Drehrichtung der Flügelräder 12, 14, 16 kann aber untereinander beliebig durch Verstellen der einzelnen Flügelblätter variiert werden, wodurch sich unterschiedliche Drehrichtungen und Drehgeschwindigkeiten der einzelnen drei Pyramidenebenen einstellen lassen. Während das innere Hohlwellenlager 7.1, welches lediglich zur Führung der inneren Welle 4 dient, und das äußere Hohlwellenlager 7.2 ein gebräuchliches Lager sein kann, ist es sinnvoll, vor allem als Kopflager ein Speziallager mit geringer Reibung einzusetzen, was insbesondere die durch die axial wirkende Last hervorgerufene Reibung weitgehend minimiert. Es können auch zwei unterschiedliche Lager an dieser Stelle angeordnet werden. Entscheidend dafür ist hier die Größe der Axiallast. Gleichfalls sinnvoll ist es an den unteren Enden der Hohlwellen 6.1 und 6.2 jeweils eine radiale Lagerung zu realisieren.

1

Pyramidengestell

2

Pyramidenkopf

3

Pyramidenfuß

4

Zentrale Welle

5

Fußlager

6

Hohlwelle

6.1

innere Hohlwelle

6.2

äußere Hohlwelle

7

Hohlwellenlager

7.1

inneres Hohlwellenlager

7.2

äußeres Hohlwellenlager

8

Kopflager

9

erste Pyramidenebene

10

zweite Pyramidenebene

11

Flügelnabe unteres Flügelrad

12

unteres Flügelrad rechtsdrehend

13

Flügelnabe oberes Flügelrad

14

oberes Flügelrad linksdrehend

15

Kerzenhalter

16

drittes Flügelrad linksdrehend

17

Flügelnabe drittes Flügelrad

18

dritte Pyramidenebene

Claims (7)

1. Antriebseinheit für Pyramide, bestehend aus Pyramidengestell mit Flügelrad, zentral angeordneter Welle einschließlich Wellenlager und mit der Welle verbundener Pyramidenebene oder -ebenen, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei gegenläufige Flügelräder übereinander angeordnet sind, mindestens ein Flügelrad über mindestens eine gelagerte Hohlwelle mit einer oder mehreren Pyramidenebenen verbunden ist und ein weiteres Flügelrad, das auf einer zentral angeordneten Welle befestigt ist, leer mitläuft oder mit einer oder mehreren anderen Pyramidenebenen verbunden ist, wobei mindestens ein Flügelrad in hängender Position oben gelagert ist und ein Flügelrad in abstützender Position auf einer unteren Pyramidenebene oder Pyramidenfuß unten gelagert ist.
2. Antriebseinheit für Pyramide, nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass bei mehreren gegenläufigen Flügelrädern jeweils die übereinander angeordneten Hohlwellen am unteren Ende mit weiteren speziellen Lagern versehen sind.
3. Antriebseinheit für Pyramide, nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Flügelrädern jeweils eine stehende oder sich drehende Pyramidenebene angeordnet ist.
4. Antriebseinheit für Pyramide, nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Hängepyramide mindestens eine Hohlwelle sich unten im Pyramidenfuß oder in einer Pyramidenebene auf einem Ringlager abstützt.
5. Antriebseinheit für Pyramide, bestehend aus Pyramidengestell mit Flügelrad, zentral angeordneter Welle einschließlich Wellenlager und mit der Welle verbundener Pyramidenebene oder -ebenen, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zur zentralen Welle eine oder mehrere gelagerte und geführte Sekundärantriebswellen parallel oder schräg zur zentral angeordneten Welle im Pyramidengestell angeordnet sind und über geeignete Rutschkupplungen, Antriebsriemen, Stirnzahnräder, schrägverzahnte Zahnräder und/oder Zwischenritzel geeigneter Dimensionierung sowohl mit der zentralen Welle und/oder einer oder mehreren Pyramidenebenen verbunden sind.
6. Antriebseinheit für Pyramide, nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass die parallel oder schräg zur zentral angeordneten Welle angeordneten Sekundärantriebswelle(n) im Pyramidengestell verdeckt angeordnet sind.
7. Antriebseinheit für Pyramide, nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die parallel oder schräg zur zentral angeordneten Welle angeordneten Sekundärantriebswelle oder Sekundärantriebswellen im Pyramidengestell mit einem oder mehreren elektromotorischen Antrieben verbunden sind.