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Patent Searching and Data


Title:
EQUALIZING BLOCK AND TACKLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/069728
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an equalizing block and tackle which splits the weight of the load to be lifted/lowered. The load is suspended from the rope of an interposed loose pulley on both ends of the centrically coupled pulley case. On one side of the drum the rope is wound up and on the other side, on the equalizer, the other rope end equalizes the pulley case without being braked. The equalizing rope end is suspended from the antipode, on the axis A of a fall line which rests with its circumference on the circumference of the equalizer in the point of contact B , and is protected from slipping by means of a lateral linear guide which is parallel to the Y axis. Since the axis A is not supported, the fall line can transmit the equalizing force onto the equalizer. The system remains in balance until an additional external force acts upon it that is only slightly greater than the occurring friction. In this manner, a controlled lifting/lowering is made possible. Lateral decoupling of the equalizer from the drum results in an abrupt drop of the load.

Inventors:
GAVRANOV MIRKO (DE)
Application Number:
PCT/DE2003/000295
Publication Date:
August 19, 2004
Filing Date:
February 03, 2003
Export Citation:
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Assignee:
GAVRANOV MIRKO (DE)
International Classes:
B66D3/04; (IPC1-7): B66D3/04; F03G7/10
Foreign References:
DE10134348A12003-01-30
DE3107625A11983-01-13
GB290418A1928-05-17
FR2443593A11980-07-04
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE [
1. Patentanspruch : Dadurch gekennzeichnet, dass die Last einer festen Rolle über eine lose Rolle geteilt wird, wobei eine Hälfte beweglich ist und die andere unbeweglich an der Achse des Huckepackrades hängt.
2. [.
3. 1 Patentanspruch : Wie Anspruch 1., zusätzlich dadurch gekennzeichnet, dass eine feste Rolle durch einen Ausgleicher ins Gleichgewicht gebracht wird und somit nur die Reibungskräfte des Lagers zur Überwindung bleiben.
4. [.
5. Patentanspruch : Wie Anspruch 1., zusätzlich dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleicher eine Reihe, radial angeordneter Stifte zur Übertragung der Kräfte des Anti podes enthält : 141 Patentanspruch : Wie Anspruch 1., zusätzlich dadurch gekennzeichnet, dass eine Reihe von gleich großen und gleich wirkenden Kolben, Federn oder Gewichte über eine Kurbelwelle gekoppelt und bei den entsprechenden Kräftepaare die einzelnen Kräfte abwechslungsweise ausbalanciert werden, damit die Kräftepaare eine Rotation oder eine lineare Bewegung bewirken können.
Description:
BESCHREIBUNG DER BALANCIERFLASCHENZUG Ohne Energie geht es heute nicht. Die Welt ist zu technisiert um schadlos auf Ener- gie verzichten zu können. Das bedeutet, dass die vorhandene Energie neu bewertet werden muss. Weder die Energievergeudung noch die Energiekürzung lösen dieses Problem, sondern der effiziente Energieeinsatz, (Man darf nicht mehr mit der stumpfen Axt hacken-Prediger 10 : 10.) Statt dessen jede Möglichkeit des Kraftausgleiches nutzen, um auf dieser Weise den Spareffekt zu erreichen. Oder was würde man von einem Zimmermann halten, der versuchen würde den Balken außermittig zu tragen ? Die Lasten wurden, besonders seit der Industrierevolution, nur außermittig-wie beim obigen Zimmermanns Beispiel-, gehoben und getragen. Dadurch wurde die Energie vergeudet und die Umwelt belastet. Eine Verbesserung der Lage boten die her- kömmlichen Flaschenzüge und Getriebe. Nur, das was man an Kraft gespart hat, musste man am Weg zusetzen. So blieb die Energiebilanz unverändert gleich.

Die Funktionsweise Bei einer festen Rolle hat man den Vorteil, dass man eine Last nicht von oben hoch- ziehen muss, sondern dies vom Boden tun kann. Der Kraftaufwand und der zurückge- legte Weg bleiben unverändert, nur die Richtung wirkt entgegengesetzt. Und das ist auch nur zu bewältigen solange Q<F ist. Das heißt, problematisch wird es, wenn der Ziehende weniger wiegt als die Last selbst. Dann muss er entweder die Last mindern oder die Hilfe holen. In der Praxis wendet man die zweite Option an, indem man einen Nachbar ruft, der bereitwillig zupackt um auf dieser Weise mehr Energie zuführen zu können. Eine dritte Möglichkeit besteht in der Ballastanwendung. Allerdings ist ein Ballast oder ein Gegengewicht nur bei Tara sinnvoll und nicht beim Nettogewicht.

Die harmonische Technik"spaltet"das Gewicht der zu hebenden oder sinkenden Last. Mit dem Seil einer dazwischen geschalteten losen Rolle, hängt die Last an bei- den Enden der festen Rolle. An einer Seite der festen Rolle, wickelt sich das Seil auf und an der anderen Seite-ohne Bremseinwirkung, balanciert das freie Seilende die feste Rolle Durch das Drehen am Umfang der festen Rolle hebt sich die Last, und zwar für eine Umdrehung der festen Rolle um die Hälfte der aufgewickelten 030 Seilfänge [Fig. l] Die Aufhängung muss also folgende Kriterien erfüllen : l.) Sie darf nicht bremsen ! 2.) Sie darf ihre Lage nicht verändern, wie das der Fall mit dem Gegengewicht ist ; Und 3. ) muss ausgleichen, balancieren. Das bedeutet : Die Zugkraft muss oberhalb der X- Achse angreifen. Außerdem muss die Aufhängung durch eine genaue Führung parallel 035 zur Y-Achse gehalten werden. Die Achse der Aufhängung darf nicht aufliegen. Statt dessen muss sie in der senkrechten Führung schweben, um die Zugkraft des"gespalte- nen"Gewichtes, über den Läufer, auf den Umfang des Balancers übertragen zu kön- nen. So verhindert der Läufer die unerwünschte Bremsung, die zusätzlichen Kraftauf- wand erfordern würde. Dadurch wäre das angestrebte Ziel des Kraftausgleiches ver- 040 fehlt. [Fig. 2] Hier muss man im Sinne behalte, dass der Kraftausgleich nicht durch die Zufuhr zu- sätzlicher Kräfte entsteht, sondern durch die"Spaltung"des vorhandenen Gewichts der Nutzlast. Deshalb ist auch logisch, dass für einen Balancierflaschenzug nur eine Ba- lance, eine ganz genaue Lage des Läufers gegenüber der Spule geben kann ; Genauso 045 wie eine Balancierstange nur einen Gleichgewichtspunkt haben kann.

Der Aufbau Eine Last [Q] getragen von einer losen Rolle [r], hängt an einem Seil. Das Seil ist mit dem linken Ende an einer, ums Zentrum [C], horizontal gelagerten festen Rolle [r33 050 Spule genannt, aufgewickelt. Mit dem anderen Ende, an der Achse [A] eines Hucke- packrades-Läufers-, befestigt. Der Läufer berührt mit eigenem Umfang, oberhalb der X-Achse, im Punkt [B], im Einfallswinkel [a]-aus Zentrum [C] zur X-Achse gesehen-, den Umfang eines, zur Spule stirnseitig gekoppelten Balancierrades [r2]- hier Balancer genannt. [Figuren : 3 und 4] 055 Der Balancer in seinem Ring enthält eine Anzahl, radial angeordneter Stifte- Spikes- ; die mit den Rückstellfedern versehen sind. In ausgestreckter Lage, ragen ihre Köpfe aus dem äußeren Umfang des Balancers, um eine Länge, die der Furt des Antipodes entspricht (weiter als [FA] bezeichnet). Der Fuß des Spikes gleitet-im Bereich des Antipodes-, an einer schiefen Ebene. Dadurch wird die Balance erreicht.

060 Der Antipode-die Achse [A] zusammen mit dem Läufer [rs] ist nicht gelagert.

Er schwebt mit der eigenen Achse [A] in dgr senkrechten, zur Y-Achse parallel ver- laufenden, nach unten offenen linearen Führung. Dadurch überträgt er die rechte Hälfte der [Q] -Last im Berührungspunkt [B] auf den Umfang des Balancers. Diese Führung ermöglicht der rechten Hälfte der [Q], in Form einer Zuglast, parallel zur Y-Achse zu 065 wirken. [Fig. 2] Diese Zuglast zerlegt sich in eine radiale und eine horizontale Komponente. Die ra- diale Komponente wird von den Spikes auf die schiefe Ebene-Rutsche-, die an der Rückwand des Gehäuses befestigt ist, übertragen. Die horizontale Komponente wird von der senkrechten Führung übernommen.

070 Im ersten Augenblick scheint es, dass der Läufer-da er keinen Antrieb oder Ge- genlauf hat, wie z. B. beim Differentialflaschenzug der Fall ist-nicht in der Lage sei, einen Ausgleich herzustellen. Aber der Clou liegt nicht in der etwaigen Verschiebung der Kräfteverhältnisse, sondern im Ausgleich. Erst wenn das System ruht, kann man von einem effizienten Energieeinsatz reden. Erst jetzt kann man wirklich vom Kraft- 075 und Wegersparnis reden, Denn zum Heben bzw Senken, braucht man jetzt eine Kraft, die nur unwesentlich größer ist, als die vorhandene Reibungskraft des Systems.- [Bei herkömmlichen Vorrichtungen gibt es, au#er Reibungskräften noch die Differenzkraft und-wenn man auch den dazugehörigen notwendigen Weg berücksichtigt - erkennt man, dass die notwendige A ufwancuraft gleich der Lastkraft sei, 080 Die statische Berechnung Aus der statischen Gleichgewichtsforderung bzw +Mre = 0] kann man den noten- digen Radius des Balancers [r51 errechnen. Die Zugkraft des Antipodes wirkt parallel zur Y-Achse. Da teilt sich die Kraft [Q/2] in eine radiale Komponente [F rad] und eine horizontale Komponente [F hor] Da die horizontale Komponente von der Führung des 085 Antipodes übernommen wird, bleibt sie für die Berechnung unwirksam. Die radiale Komponente kann mit der trigonometrischen Funktion ermittelt werden.

F rad. = F/sin V und dann F Bai. = F rad. X cos d3 Aus der Gleichgewichtsforderung [-Mli +Mre = 0] folgt : (Q/2) Xr3=FBat. Xr 090 rx = [(Q/2) X r3]/F Bd. oder r"= 2) X r3]/[F rad. X cos z Die Weiterentwicklung Die weitere Entwicklung der Erfindung besteht in ihrer mehrfachen Koppelung mit- 095 einander durch eine Kurbelwelle. So entsteht die Möglichkeit zur Schaffung eines Ba- lancegenerators oder eines Balancemotors. Die entsprechenden gleich wirkenden Kräftepaare können über den Balancierflaschenzug so modifiziert werden, dass ein Glied des Kräftepaares neutralisiert wird, damit das andere Glied dann ungehemmt wirken kann. [Fig. 5] 100 Die Anwendbarkeit Bei dem Gedanken über die Anwendbarkeit erschließt sich eine breite Palette der Möglichkeiten. Die Erfindung verspricht keinen Energieverzicht, sondern ihren eff7a- enten Einsatz. Überall bleiben die Reibungskräfte zur Überwindung übrig ; Und die 105 sind manchmal enorm. Nichts desto trotz ist es eine wahre Herausforderung sich vorzu- stellen, wieviel Energie durch die Anwendung des Balancierflaschenzuges übrig bleibt.

Das wird die Praxis zeigen. Die Erfindung bietet sich sowohl bei der stationären als auch bei der mobilen Anwendung an : Stationär : Baukräne, Personen-und Bauaufzüge, Elevatoren, Wagenheber. [So- 110 wohl als einfaches Hebewerkzeug als auch in Reihen gekoppelte Antriebskraft.] Als Balancegeneratoren können sie Haushalte mit dem nötigen E-Strom versorgen. Die Firmen können für jeden Betrieb getrennt, Balancegeneratoren installieren.

Mobil : In den PKWs, LKWs, Schienenfahrzeugen und Schiffen können Balance- motoren eingebaut werden. Weitere Anwendbarkeit besteht bei den verschiedenen 115 Bau-und Straßenreinigungsfahrzeugen, sowohl bei Kleingeräten wie Rasenmäher und Ähnliches.

Das Gute an Allem ist die Tatsache, dass man das Rad nicht neu erfinden braucht, sondern die vorhandenen Geräte und Fahrzeuge umrüsten kann. Natürlich geht es nicht mit einem Simsalabim, sondern mit dem entsprechenden Arbeits-und Kostenaufwand.