CZ20136A3 - Pružinový posilovač - Google Patents

Abstract

Pružinový posilovač využívá pružiny, která je stáčena v jednom směru a v témže směru se roztáčí do výchozí polohy. Mechanismus se sestává z hřídele (1) poháněné hnacím prostředkem (11), přičemž na hřídeli (1) je uložena spojka (7) s pouzdrem (6), ke kterému je přiřazen kotouč (3) se zuby po obvodě pro západku (9). Na hřídeli je dále umístěno ložiskové pouzdro (2) s volnoběžkou (13). Ložiskové pouzdro (2) je spojeno s kotoučem (5), na jehož obvodě jsou vytvořeny zuby pro záběr se západkou (10). Kotouč (3) je dále opatřen čepem (12), ke kterému je připojena jedním koncem pružina (4). Druhý konec pružiny je pak zachycen za zub (14) na ložiskovém pouzdře (2).

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká pružiny plochého průřezu, které při stočení spotřebuje určité množství energie a tu po uvolnění vrací zpět ve formě pohonu. Jsou to například hodinové strojky, hračky a jiné mechanizmy.

Dosavadní stav techniky

Dosavadní ploché stočené pružiny, které se stáčí většinou ručně např. u hodin, hraček a jiných mechanizmů, kde jejich zpětné otáčení se zajišťuje západkou. Nedostatkem tohoto řešení je, že po uvolnění pružiny se vložená energie vrací zpět, ale v opačném směru než při natáčení.

Podstata technického řešení

Byl vyřešen systém, který po stočení pružiny v jednom směru se v tomtéž směru pružina roztáčí do výchozí polohy. Energii pro stáčení pružiny je možno získat z vozidel všeho druhu, které využívají pro zpomalení vozidla brzdy nebo např. fyzické energie u kočárků, invalidních vozíků, při jízdě z kopce atd. Získanou energii je možno využít pro zrychlení vozidla nebo jiných mechanizmů, které pružinu stočily, a to ihned nebo podle potřeby.

Přehled obrázků na výkresech

Technické řešení je blíže osvětleno na obr. Ia - lb, kde je systém řešen na jedné ose s pohonem. Na obr. 2a - 2b je systém řešen jako převodový na dvou osách.

Příklady technického řešení

Na obr. Ia - lb je schematicky znázorněna funkce stáčení a roztáčení pružiny na jedné ose. Skříň 8 je pevně spojena s podvozkem dopravního prostředku. Na hřídeli 1 je ložiskové pouzdro 2 s volnoběžkou 13. Pouzdro 2 je spojeno s kotoučem 5 na jehož obvodě jsou zuby pro západku 10. Kotouč 3 na jehož obvodě jsou zuby pro západku 9 je spojen s pouzdrem 6 které se otáčí na hřídeli 1 a je součástí spojky 7. Kotouč 3 má ještě čep 12 na němž je uchycena pružina A Vnitřní zahnutý konec pružiny 4 je zachycen za zub 14 na pouzdře 2 obr. Ia. Hřídel 1 se spojkou 7 se při jízdě otáčí. Po zasunutí spojky 7 do spojky 6 se začne otáčet kotouč 3 a navíjet pružinu 4 přičemž současně působí jako brzda. Zpětné otáčení kotouče 3 zajišťuje západka 9. Po natočení pružiny 4 se spojka7 rozpojí. Spojení a rozpojení spojky lze ovládat mechanicky, elektromagneticky, hydraulicky a jinými systémy, které rozpojí spojku automaticky. Po odjištění západky 10 obr. lb začne pružina otáčet pouzdrem 2 a přes volnoběžnou spojku 13 se otáčí hřídel 1 s kolem 11. Na obr. 2a - 2b je schematicky znázorněna funkce stočení a roztočení pružiny pomocí převodů na dvou osách. Skříň 1 je pevně spojena s rámem dopravního prostředku. Hřídel 2 je spojena s otáčecím kolem 13 kladkou 3 a řetězovou volnoběžkou 4 jako u jízdního kola. Na hřídeli 11 je ložiskové pouzdro 6 spojené s kotoučem 7 a řetězovým kolem 5 které proti zpětnému otáčení zajišťuje západka 8. Na čepu 10 je uchycen venkovní konec pružiny 9. Vnitřní zahnutý konec pružiny 9 je zachycen za zub 12 na ložiskovém pouzdře 6 obr. 2a. Při brzdění

A «

• · · · dojde k posunutí osy 11 k ose 2 kde se po přitlačení spojí kotouč 7 s kladkou 3 přičemž dochází k brzdění vozidla a pouzdro 6 se začne otáčet a navíjet pružinu 9. Zpětné otáčení zajišťuje západka 8 proti řetězovému kolu 5. Po natočení pružiny se spojení kotouče 7 s kladkou 3 automaticky rozpojí. Po odjištění západky 8 začne pružina 9 otáčet ozubeným kolem 5 a řetězovým převodem otáčí volnoběžnou spojku 4 a spolu s ní se otáčí osa 2 s kolem 13 a to ve stejném směru jízdy vozidla. Výhodou tohoto systému je, že lze regulovat převodovým poměrem výkon pružinového posilovače. Podle ověřovacích zkoušek jednotlivých konstrukcí se získaná energie po stočení pružiny z 80% vrací zpět. Část energie se ztrácí třením otočných součástí a pružiny. Výkon lze regulovat tloušťkou, šířkou, délkou pružiny a její kvalitou. Kapacitu lze zvyšovat přidáním posilovačů vedle sebe, které budou postupně „ nabíjeny a rovněž postupně využívány. Je to jakási mechanická baterie.

Průmyslová využitelnost

Pružinový posilovač byl odzkoušen pro startování spalovacích motorů - agregátů. Setrvačná síla při vypnutí motoru natáhne pružinu tak, aby následně nastartovala motor bez elektrostartéru anebo částečně s ním podle potřeby. Další využití je např. u dětských kočárků, invalidních vozíků, dvojkolek, trojkolek, v kopcovitém terénu, kde z kopce brzdí a do kopce tlačí. Dále pružinových posilovačů je možno využít v automobilovém průmyslu všeho druhu. Zvlášť efektivní využití by bylo v městské dopravě při častém brzdění a rozjíždění by byla úspora pohonných hmot a čistější životní prostředí. U závodních automobilů, kde je neustálé brzdění a rozjíždění by systém pérových posilovačů byl obzvlášť efektivní v porovnání se systémem KERS - rekuperace kinetické energie získané roztočením setrvačníku při brzdění, která se jinak ztrácí ve formě tepla. Nevýhodou u setrvačníku je, že kinetická energie získaná jeho roztočením se postupně ztrácí. U pružinového posilovače je možno energii využít kdykoliv podle potřeby a bez ztát. Pružinový posilovač byl odzkoušen u jízdních kol, nainstalovaný v zadním kole a systém převodový, který je součástí šlapacích pedálů. Nevýhodou je zvýšení hmotnosti kola. Při železniční nebo tramvajové dopravě by i při zvýšení hmotnosti mohl být pružinový posilovač rentabilní.

Claims (3)

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Pružinový posilovač sestávající z hřídele (1) poháněné hnacím prostředkem (11),vyznačujícíse tím, že na hřídeli (1) je uložena první spojka (6,3), ke které je přiřazen první otočný prvek (3,7), k prvnímu otočnému prvku (3,7) je přiřazena západka (9,8), k prvnímu otočnému prvku (3,7) je přes ložiskové pouzdro (2,6) přiřazena pružina (4,9), která je druhým koncem spojena s prvním otočným prvkem (3,7) nebo s pevným prvkem (10), přičemž na ložiskovém pouzdru (2,6) je uložen druhý otočný prvek (5).

2 . Pružinový posilovač podle nároku 1, vyznačující se tím, že druhý otočný prvek (5) je tvořen kotoučem, ke kterému je přiřazena druhá západka (10).

3. Pružinový posilovač podle nároku 1, vyznačující se tím, že druhý otočný prvek (5) je tvořen ozubeným kolem (5) uloženým na druhé hřídeli (11), která je spojovacím prvkem (4) spojená s hřídelí (1).