Projekt Hexagon-Mechanismus

Symmetrieparametrisierung

Durch die mathematische Entdeckung der Symmetrieparametrisierung des umstülpbaren Würfels war die Grundlage gegeben, neue Maschinen in der Inversionstechnik zu konzipieren und zu bauen. Bei allen Varianten des Hexagon-Mechanismus wird die Symmetrieachse und nicht die konstante Raumdiagonale des umstülpbaren Würfels raumfest gehalten.

Paul Schatz, Begründer der Inversionstechnik

Paul Schatz (1898-1979), der Begründer der Inversionstechnik, hat Ende der 1920er Jahre die Konstanz der Raumdiagonalen beim sechsgliedrigen umstülpbaren Würfelgürtel entdeckt und technisch zur Konstruktion verschiedener Anwendungen ausgenutzt. Bekannt sind vor allem der Innenmischer Turbula, welcher von der Firma Willy A. Bachofen AG Maschinenfabrik (Basel) gefertigt und vermarktet wird. Neben der Turbula gibt es heute den Innenmischer Inversina (Bioengeneering AG, Wald) und die Oloid-Rührer zur Wasseraufbereitung (Inversions-Technik GmbH, Basel). Sie benutzen alle die Konstanz der Raumdiagonalen des umstülpbaren Würfelgürtels.

Dynamisch erzeugte Ruhe

Durch die vollkommen symmetrische Lagerung des umstülpbaren Gelenkrings gleichen sich beim Hexagon-Mechanismus zu beliebigen Gürteldrehzahlen die beteiligten Einzelbewegungen stets so aus, dass das Gesamtsystem in Ruhe ist. Das ist die neue fundamentale Eigenschaft des Hexagon Mechanismus.

Prototyp I

Der erste Prototyp des Hexagon-Mechanismus wurde 2005 an der TU Hamburg-Harburg gebaut. (Mängel: Totpunkte, hohe Reibungsverluste, schwache Strömung.)

Projekt Hexagon-Mechanismus

Seit Sommer 2011 arbeitet Diplomingenieur Johann Wolfesberger in der Mathematisch-Astronomischen Sektion zusammen mit Dr. Oliver Conradt an dem Projekt Hexagon-Mechanismus.

Strömungssimulation

Johann Wolfesberger hat über Simulation gezeigt, dass der Hexagon-Mechanismus eine gerichtete, pulsierende Strömung erzeugt.

Formschlüssige Getriebevarianten

In dem Projekt wurden verschiedene, formschlüssige Getriebevarianten für den Hexagon-Mechanismus entwickelt. Es ist gelungen, den Antrieb aus Standard-Maschinenbauteilen zu fertigen.

Prototyp IIA

Im Herbst 2013 wurde Prototyp IIA fertiggestellt. Der sechsgliedrige Gelenkring ist in zwei Hälften aufgegliedert, die jeweils ein Oloid tragen. Der Antrieb geschah nur über EINE Stelle am Gelenkring. Bei Betrieb unter Belastung im Wasser traten Spitzenmomente auf, welche das Getriebe nicht übertragen konnte.

Prototyp IIA mit Gehäuse

Für den Prototyp IIA wurde ein Gehäuse entwickelt, welches das Getriebe des Hexagon-Mechanismus vom Wasser fern hält.

Prototyp IIB

Im März 2014 fertiggestellt. Der Prototyp IIA wurde so erweitert, dass der sechsgliedrige Gelenkring an ZWEI gegenüberliegenden Stellen gleichzeitig angetrieben wird. Der Prototyp IIB läuft auch unter Belastung im Wasser stabil.

Positive Ergebnisse unter einfachen Versuchsbedingungen

In einem Wasserbecken mit einem Durchmesser von 2,5 m und einer Höhe von 1,3 m wurden Schubkraftmessungen durchgeführt. Die Ergebnisse sind positiv, wegen der Einfachheit der Versuchsbedingungen jedoch vorsichtig zu betrachten.

Prototyp III

Bis Sommer 2014 soll ein dritter Prototyp fertiggestellt sein und getestet werden. Prototyp III zeigt wieder die volle dreizählige Symmetrie des Hexagon-Mechanismus.

Schubkraftmessungen

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