CZ308820B6 - Pružinový posilovač - Google Patents

Abstract

Pružinový posilovač pro akumulaci kinetické energie sestává z hlavní hřídele (1), hnacího kola (11) této hlavní hřídele (1), spojky (6), ploché pružiny (9), prvního otočného prvku (7), druhého otočného prvku (5) a prvků pro propojení a připojení jednotlivých součástí pružinového posilovače. K prvnímu otočnému prvku (7), tvořenému ozubeným kotoučem, opatřenému čepem (12) a uloženému prostřednictvím spojky (6) a ložisek uložených v ložiskovém pouzdru (2) na hlavní hřídeli (1), je pomocí ozubu (14) vytvořeného na vnější straně ložiskového pouzdra (2) připojena svým prvním koncem plochá pružina (9), která je svým druhým koncem připojena k prvnímu otočnému prvku (7) pomocí čepu (12). Na ložiskovém pouzdru (2) je dále uložen druhý otočný prvek (5), tvořený ozubeným kolem, který je volnoběžnou spojkou (4) spojen s hlavní hřídelí (1), a k němuž je přiřazena druhá západka (10).

Description

Pružinový posilovač

Oblast techniky

Vynález se týká mechanického pohonného zařízení pro pohon různých mechanismů, kde pružina plochého průřezu při stočení spotřebuje určité množství energie a tuto energii po uvolnění vrací zpět ve formě pohonu různých mechanismů, např. hodinových strojků, hraček a jiných mechanizmů.

Dosavadní stav techniky

Doposud se ploché stočené pružiny, stáčející se většinou ručně, používají např. u hodin, hraček a jiných jednodušších mechanizmů. Zamezení jejich zpětného otáčení při navíjení pružiny se přitom zajišťuje většinou západkou na principu „rohatka-západka“. Nedostatkem těchto řešení je, že po uvolnění pružiny se vložená energie vrací zpět v opačném směru, než při jejich natáčení, což brání v rozvoji používání těchto pohonů.

Podstata vynálezu

Cílem vynálezu je vyřešení systému, který po stočení ploché pružiny v jednom směru umožňuje roztáčení této pružiny v tomtéž směru až do výchozí polohy.

Pružinový posilovač pro akumulaci kinetické energie podle tohoto vynálezu, sestávající z hlavní hřídele, hnacího kola této hlavní hřídele, spojky, ploché pružiny, prvního otočného prvku, druhého otočného prvku a prvků pro propojení a připojení jednotlivých součástí pružinového posilovače, jehož podstata spočívá v tom, že k prvnímu otočnému prvku, tvořenému ozubeným kotoučem, opatřenému čepem a uloženému prostřednictvím prvního dílu spojky a ložisek uložených v ložiskovém pouzdru na hlavní hřídeli, je pomocí ozubu vytvořeného na vnější straně ložiskového pouzdra připojena svým prvním koncem plochá pružina, která je svým druhým koncem připojena k prvnímu otočnému prvku pomocí čepu, když k hlavní hřídeli je pevně připojena druhá část spojky opatřená kolíkem pro připojení této druhé části spojky k prvnímu dílu spojky, přiřazené prvnímu otočnému prvku, který je dále opatřen první západkou, když na ložiskovém pouzdruje dále uložen druhý otočný prvek, tvořený ozubeným kolem, který je volnoběžnou spojkou spojen s hlavní hřídelí, a k němuž je přiřazena druhá západka, přičemž celá sestava pružinového posilovače je uložena ve skříni, když v jednom z dalších výhodných řešení je tato sestava konstruována jako převodová se dvěma hřídelemi s uložením prvního otočného prvku tvořeného ozubeným kolem, a otočného prvku tvořeného ozubeným kolem a opatřeného vnitřní západkou, uloženého na druhé hřídeli, přičemž spojka pro přenos síly na druhou hřídel a spojka jsou připojeny k hlavní hřídeli spojené s hnacím kolem.

Energii pro stáčení pružiny je přitom možné získat z vozidel všeho druhu, využívajících pro zpomalení pohybu vozidla brzdy nebo fyzické energie např. 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. 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.

-1 CZ 308820 B6

Pružinový posilovač pro akumulaci kinetické energie podle tohoto vynálezu umožňuje použití jak pro stávající jednoduchá zařízení tak např. i pro použití u složitějších mechanismů, jako je např. startování spalovacích motorů, pomocné pojezdové pohony dopravních prostředků apod.

Objasnění výkresů

Vynález je blíže vysvětlen na obr. 1 a 2, kde je systém řešen na jedné hřídeli a na obr. 3 a 4, kde je systém řešen jako převodový na dvou hřídelích.

Příklady uskutečnění vynálezu

Příklad 1

Na obr. 1 a 2 je schematicky znázorněna funkce stáčení a roztáčení pružiny na jedné hřídeli. Skříň 8 je pevně spojena s podvozkem dopravního prostředku. Na hlavní hřídeli 1 je ložiskové pouzdro 2 s volnoběžnou spojkou 4. Ložiskové pouzdro 2 je spojeno s druhým otočným prvkem 5, tvořeným ozubeným kolem, přizpůsobeným svým tvarem pro druhou západku 10. První otočný prvek 7, tvořený rovněž ozubeným kolem, na jehož obvodě jsou zuby přizpůsobené svým tvarem pro první západku 10, se spolu se spojkou 6 otáčí na hlavní hřídeli 1. První otočný prvek 7 je blízko svého obvodu opatřen čepem 12 na němž je uchycen druhý konec ploché pružiny 9, První konec ploché pružiny 9 je zachycen za ozub 14 vytvořeném na vnější ploše pouzdra 2 .

Po zasunutí spojky 6 do prvního otočeného prvku 7 se začne navíjet pružina 9, která současně působí jako brzda. Zpětné otáčení prvního otočného prvku 7 zajištuje první západka 10. Po natočení pružiny 9 se spojka 6 rozpojí. Spojení a rozpojení spojky 6 lze ovládat mechanicky, elektromagneticky, hydraulicky nebo jinými systémy, které rozpojí spojku automaticky. Po odjištění druhé západky 10 začne u druhého otočného prvku 5 pružina otáčet pouzdrem 2 a přes volnoběžnou spojku 4 se otáčí hlavní hřídel 1 spojená s hnacím kolem 11.

Příklad 2

Na obr. 3 a 4 je schematicky znázorněna funkce stočení a roztočení pružiny převodem na druhou hřídel 13. Skříň 8 je pevně spojena s rámem dopravního prostředku. Hnací kolo 11 je spojeno s hřídelí 1, spojkou 6 a spojkou 41 pro přenos síly na druhou hřídel 13. Na druhé hřídeli 13 je ložiskové pouzdro 2 spojené s prvním otočným prvkem 7 tvořeným ozubeným kolem většího průměru a ozubeným otočným prvkem 51 menšího průměru, ke kterému je proti zpětnému otáčení přiřazena vnitřní západka 3. Na čepu 12 je uchycen vnější konec ploché pružiny 9. Vnitřní zahnutý konec ploché pružiny 9 je zachycen za ozub 14 vytvořený na vnější ploše ložiskového pouzdra 2. Při brzdění vozidla dojde k posunutí druhé hřídele 13 k první hřídeli 1 kde se po přitlačení spojí první otočný prvek 7 se spojkou 6 , přičemž dochází k brzdění vozidla a ložiskové pouzdro 2 se začne otáčet a navíjet plochou pružinu 9. Zpětnému otáčení ploché pružiny 9 zamezuje druhá, vnitřní, západka 3 uložená proti otočnému prvku 51. Po natočení ploché pružiny 9 se spojení prvního otočného prvku 7 se spojkou 6 automaticky rozpojí. Po odjištění vnitřní západky 3 začne plochá pružina 9 otáčet otočným prvkem 51 a řetězovým převodem 24 otáčí spojku 41 pro přenos síly na druhou hřídel 13 a spolu s ní se otáčí hlavní hřídel 1 s hnacím kolem 11.

Mimo přímý a uvedený řetězový převod je pochopitelně možné použít i převod řemenový, případně převod kuželovými koly, umožňující změnu orientace uložení pružinového posilovače podle tohoto vynálezu.

- 2 CZ 308820 B6

Průmyslová využitelnost

Pružinový posilovač byl odzkoušen pro startování spalovacích motorů - agregátů. Další využití je 5 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 pružinových posilovačů byl obzvlášť efektivní 10 v porovnání se systémem KERS - rekuperace kinetické energie získané roztočením setrvačníku při brzdění, která se jinak ztrácí ve formě tepla. U pružinového posilovače je možno energii využít kdykoliv podle potřeby a bez ztrát.

Claims (3)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Pružinový posilovač pro akumulaci kinetické energie, sestávající z hlavní hřídele (1), hnacího kola (11) této hlavní hřídele (1), spojky (6), ploché pružiny (9), prvního otočného prvku (7), druhého otočného prvku (5) a prvků pro propojení a připojení jednotlivých součástí pružinového posilovače, vyznačující se tím, že k prvnímu otočnému prvku (7), opatřenému čepem (12) a uloženému prostřednictvím spojky (6) a ložisek uložených v ložiskovém pouzdru (2) na hlavní hřídeli (1), je pomocí ozubu (14) vytvořeného na vnější straně ložiskového pouzdra (2) připojena svým prvním koncem plochá pružina (9), která je svým druhým koncem připojena k prvnímu otočnému prvku (7) pomocí čepu (12), přičemž na ložiskovém pouzdru (2) je dále uložen druhý otočný prvek (5), který je volnoběžnou spojkou (4) spojen s hlavní hřídelí (1), a k němuž je přiřazena druhá západka (10).
2. 2. Pružinový posilovač podle nároku 1, vyznačující se tím, že druhý otočný prvek (5) a první otočný prvek (7) jsou tvořeny ozubenými koly stejného a/nebo různého průměru.
3. 3. Pružinový posilovač podle nároku 2, vyznačující se tím, že tento pružinový posilovač je uložen ve skříni (8) pevně spojené s rámem dopravního prostředku.