DE10108265B4

DE10108265B4 - Stromerzeugung durch Straßenverkehr mit Hilfe mechanischer Klappen

Info

Publication number: DE10108265B4
Application number: DE2001108265
Authority: DE
Inventors: Elli Wolf
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-02-21
Filing date: 2001-02-21
Publication date: 2006-06-29
Anticipated expiration: 2021-02-22
Also published as: DE10108265A1

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist die Stromerzeugung durch Straßenverkehr gekennzeichnet durch
a) mechanische Kaappen, die durch die darüber hinweg fahrenden Kraftfahrzeuge ein Antriebsgestänge oder einem Antriebsbügel bewegen. Eingebaute Federn bringen die Klaappen jeweils nach dem Überfahren wieder in die Ausgangsposition zurück.
b) die offene Beweglichkeit des Antriebsmechanismus. Es wird ohne feste Verbindung beim Überfahren der Klaappen ein Lasthebel nach unten gedrückt, der mit einer Freilaufeinrichtung gekoppelt ist und ein Schwungrad bewegt. Beim Aufrichten der Klaappe zieht ein Mitnehmer den Lasthebel mit nach oben und bringt ihn damit wieder in die Ausgangsposition. Dabei ist es unerheblich ob ein Arbeitsgang vollständig oder nur teilweise ausgeführt wurde.
c) ein Automatikgetriebe. Da durch die Unregelmäßegkeit des Straßenverkehrs die Schwungräder ständig unterschiedliche Drehzahlen von Null bis Volllast bewältigen müssen, wird ein modifiziertes Automatikgetriebe eingesetzt, das die durch Klaappe, Antriebsgestänge, Lasthebel und Schwungrad erzeugte Drehbewegung stets auf einem kraftschlüssigen Niveau hält und zum Generator...

Description

Die Erfindung beinhaltet die Stromerzeugung durch das auf mechanische Klappen einwirkende Gewicht und die Passiergeschwindigkeit der auf abschüssigen Strecken von Autobahnen und autobahnähnlichen Bundesstraßen vorhandenen LKWs, sowie auf verkehrsreichen ebenen Bundesstraßen vor Ortseingängen.

Durch die Erfindung wird die durch Bremsmanöver verlorengehende Energie in Strom umgewandelt, d. h., dass die Erfindung eine leichte Bremswirkung auf Kraftfahrzeuge ausübt, die zur Stromerzeugung genutzt wird. Die komplexe Problematik einer solchen Anlage stellt sich folgendermaßen dar:

a) Die Fahrzeuge passieren die Anlage in unterschiedlich großen Abständen, so dass jegliche Technik ständig Drehzahlen von Null bis Volllast sowohl ansteigend als auch reduzierend kraftschlüssig bewältigen muss;
b) Die Fahrzeuge haben ein unterschiedliches Gewicht;
c) Sie fahren unterschiedliche Geschwindigkeiten, die (bei Stau) bis Null gehen können;
d) Die Anlage muss regelwidrige Aktionen der Autofahrer tolerieren, d. h. auch ein an sich verbotener Spurwechsel (Überholverbot) und die damit schräg verlaufende Fahrtrichtung oder eine überhöhte Geschwindigkeit dürfen weder an der Anlage noch an den Kraftfahrzeugen Schäden verursachen;
e) Die Anlage muss effizient sein und einen profitablen Betrieb gewährleisten; Die Erfindung bewältigt diese Probleme auf folgende Weise:

Technik:

Die Räder der Kraftfahrzeuge drücken mechanische Klappen so weit nach unten bis der jeweilige Klappenkopf eine (lärm)-gedämmte Auflagefläche erreicht. Dabei werden gleichzeitig Antriebsstangen oder Bügel niedergedrückt, die jeweils einen Lasthebel bewegen, der ein mit einer Freilaufeinrichtung gekoppeltes Schwungrad dreht. Die Oberfläche des Lasthebels soll an der Unterfläche der Antriebsstange ohne feste Verbindung spielfrei anliegen. Sobald die Vorderachse des Fahrzeugs die Klappe passiert hat, wird sie von den Federn (1) wieder in die Ausgangsposition gedrückt. Gleichzeitig wird auch der Lasthebel (6) durch einen Mitnehmer bügel nach oben gezogen. Durch die Räder der Hinterachse, bzw. durch jedes weitere Fahrzeug, werden dieselben Schritte wiederholt.

Um die durch die Abstände der Fahrzeuge erzeugten unterschiedlichen Drehzahlen auf einem Niveau zu halten, das jederzeit den Kraftschluss gewährleistet, ist ein modifiziertes Automatikgetriebe (5) (Stand der Technik in Kraftfahrzeugen) anzuschließen, das die Drehbewegung zum Generator (G) transportiert.

Durch die freie Verbindung des Antriebsgestänges zum Lasthebel wird gewährleistet, dass auch ein unvollständiger Arbeitsgang (bedingt etwa durch eine Schrägfahrt bei einem an sich unzulässigen Überholvorgang) weder den Weg der Antriebsstange behindert, noch den Lasthebel blockiert. Beides kann praktisch in jeder Position sowohl nach oben als auch nach unten geführt werden.

Die Abmessungen der Klappen, sowie ihre Scheitelhöhe sind in erster Linie abhängig von der sicheren Benutzung durch die Autofahrer, wobei die Scheitelhöhe verhältnismäßig gering angesetzt werden kann, da der Kraftweg durch Umlenkhebel verlängerbar ist. Die Klappenmaße orientieren sich außerdem an der Spurbreite der jeweils für den Fahrstreifen vorgesehenen Fahrzeuge mit ausreichender Toleranz. Die Wiederholung der Klappen kann so oft erfolgen bis die Anzahl der Klappen die Summe der gesamten Höhendifferenz des Hügels ergibt. Der Abstand von Klappengruppe zu Klappengruppe muss aber einen stabilen Fahrbahnunterbau gewährleisten. Sollte ein Stau auftreten (eventuell bedingt durch einen Verkehrsunfall), so nehmen deshalb weder die Anlage noch die Fahrzeuge Schaden, da die Klappen seitlich und nach vorne abgerundet sind und alle Kanten auch in geöffnetem Zustand innerhalb der Fahrbahn verschwinden. Bei Stop-and-Go-Betrieb sinkt lediglich die Energieleistung der Kraftwerksanlage.

Alle Abmessungen sind im praktischen Versuch zu ermitteln und zu optimieren.

Problemlösungen:
Die auf Seite 1 geschilderten Aufgabenstellungen einer Verkehrskraftwerksanlage werden erfindungsgemäß folgendermaßen gelöst:

Problem a) wird gelöst durch ein angepasstes Automatikgetriebe, das, wie beim Auto, die Drehzahlen von Null bis Volllast auf einem kraftschlüssigen Niveau hält.
Problem b) muss durch das Einordnen der Fahrzeuge in bestimmte Fahrstreifen gelöst werden, wobei die rechte Fahrspur für die durch LKWs betriebene Kraftwerksanlage reserviert werden muss. Da LKWs auf bundesdeutschen Autobahnen lediglich eine Geschwindigkeit von maximal 80 km/h fahren dürfen, müsste die durch das Gefälle ansteigende Geschwindigkeit weggebremst werden. Die Kraftwerksanlage zieht diese überschüssige Energie ab. Alle übrigen Fahrzeuge fahren auf einer Spur ohne Klappen, da deren Geschwindigkeit ansteigen darf.
Problem c) wird auch hier gelöst durch das Automatikgetriebe, das Drehzahlen von Null bis Volllast auf einem kraftschlüssigen Niveau hält.
Problem d) wird gelöst durch das frei bewegliche Antriebsgestänge, das den Lasthebel in jeder Position sowohl nach oben als auch nach unten bewegen kann ohne dass es Schaden nimmt oder versagt. Die Freilaufeinrichtung sorgt in jedem Fall für einen problemlosen Antrieb des Schwungrades.
Problem e) ist durch den direkten mechanischen Antrieb gelöst, der ohne Umwege die Ausgangsdrehkraft unmittelbar umsetzt. Lediglich das Automatikgetriebe schluckt einen Teil der Energie. Der erzielbare Wirkungsgrad wird dennoch auf etwa 50 % geschätzt. Die Erfindung bringt überall dort eine positive Energiebilanz wo Kraftfahrzeuge an bestimmten Stellen abgebremst werden müssen und dabei wertvolle Energie verloren geht. Dies trifft zu auf der LKW-Spur abschüssiger Autobahnen, da diese ihre Geschwindigkeit von 80 km/h nicht überschreiten dürfen und deshalb entweder direkt bremsen müssen oder die Motorbremse durch das Wegnehmen von Gas in Aktion tritt. Die nachgiebigen Klappen üben durch die Arbeitsleistung, die sie erbringen, eine Bremswirkung aus und nutzen dabei die natürliche Energie der sogenannten ,Schiefen Ebene' zur Stromerzeugung. Entscheidend ist dabei der jeweils insgesamt nutzbare Höhenunterschied, nicht das Gefälle (in %), da auf steileren Strecken die Klappen enger gesetzt werden können und bei flacheren Strecken eben in den entsprechend weiteren Abständen. Zusätzlich geht in der Regel einer abschüssigen Strecke ein Anstieg voraus, der auf der Gegenfahrbahn in derselben Weise nutzbar ist.

Eine weitere Nutzungsmöglichkeit sind die notwendigen Bremsmanöver aller Kraftfahrzeuge vor Ortseingängen, da die gefahrene Überlandgeschwindigkeit auf 50 km/h abgebremst werden muss. Die dabei verlorengehende Energie kann durch die Erfindung in Strom umgesetzt werden. Auch hier wird die Bremswirkung der Klappen zur Energieerzeugung nutzbar gemacht. Sinnvoll ist hierbei in jedem Fall eine zweispurige Anordnung der Klappen, um zwischen LKWs und PKWs zu differenzieren.
Vorzüge dieser Engergiegewinnungsart
Die Vorzüge der Stromerzeugung durch Straßenverkehr stellen sich wie folgt dar:

a) Sie ist umweltfreundlich, da keine Rohstoffe verbrannt oder verwertet, entsorgt oder entgiftet werden müssen;
b) Sie beeinträchtigt nicht das Landschaftsbild, da sie im wesentlichen unterirdisch betrieben wird und in bereits bestehende Verkehrswege integriert werden kann.
c) Sie produziert billig, da keine Rohstoffe beschafft, aufbereitet, gelagert und transportiert werden müssen;
d) Sie ist weiträumig nutzbar, da viele verkehrsreiche Autobahnen über Hügel führen;
e) Sie ist zukunftsweisend, da es allein auf Gewicht und Geschwindigkeit der bewegten Fahrzeuge ankommt und nicht auf die Art oder Menge des verwendeten Kraftstoffes. Auch das mit Brennstoffzelle, solar- oder wasserstoffbetriebene Auto wird Kraft durch Gewicht und Geschwindigkeit erzeugen.
f) Sie ermöglicht einen preisgünstigen Anlagenbau, weil industriell gefertigte Baueinheiten (Doppelkammern) ohne großen Aufwand eingebaut werden können.
g) Sie liefert die erzeugte Energie weitgehend zuverlässig, weil extrem selten ein ganz bestimmter Autobahnabschnitt gesperrt werden muss.
e) Sie liefert ,just-in-time', nämlich tagsüber, wenn die meiste Energie gebraucht wird und kann nachts problemlos abgeschaltet werden.

3. Zusatzeinrichtungen
Die Mechanik ist in eine doppelte Betonkammer einzubauen, um ein problemloses Auswechseln der gesamten inneren Kammer zu ermöglichen.
Es ist eine Vorrichtung anzubringen, die die Klappen in die geschlossene Position bringt und arretiert, um nachts oder bei Verkehrsunfällen die Anlage außer Betrieb zu setzen. Unter den Antriebsklappen verhindert eine gut verankerte Abdeckung des Antriebsschachtes, die lediglich eine Öffnung für das Antriebsgestänge aufweist, das Eindringen von Schmutz, Regen- und Schmelzwasser in die Drehteile der Anlage.
Für die Wintermonate könnte die Anlage wie ein Fussballfeld beheizt werden.
Die Autofahrer sind durch entsprechende Schilder („Einordnen") auf die jeweils zu benutzenden Fahrspuren hinzuweisen.
Zwischen den einzelnen Fahrspuren sind reflektierende Fahrspurtrennköpfe aufzubringen, um (zusätzlich zum Verkehrsschild ,Überholverbot') ein Wechseln der Spuren innerhalb der Anlage zu vermeiden.
Die jeweils ersten Klappenpaare sind mit geringem Hub anzusetzen, um die Autofahrer zusätzlich auf das notwendige Einordnen in die richtige Fahrspur aufmerksam zu machen.
Liste der beiliegenden Zeichnungen:
1 Detailansicht Klappe von oben
2 Detailansicht Klappe von vorne mit Schnitt A-B
3 Seitenansicht Klappe Stufe I
4 Seitenansicht Klappe Stufe II
5 Vorderansicht eines Fahrstreifens
6 Detail eines Fahrstreifens von oben
7 Seitenansicht Detail
8 Draufsicht Gesamtanlage

1: Federn
2: Klappe
3: Lärmdämmschicht
4: Freilaufeinrichtung
5: Automatikgetriebe
6: Lasthebel
7: Mitnehmerbügel
8: Welle mit entsprechenden Lagern
9: Schacht für Drehmechanismus und Wartung
10: Schachtabdeckung mit Öffnungen für Antriebsgestänge
G: Generator

Claims

Gegenstand der Erfindung ist die Stromerzeugung durch Straßenverkehr gekennzeichnet durch a) mechanische Kaappen, die durch die darüber hinweg fahrenden Kraftfahrzeuge ein Antriebsgestänge oder einem Antriebsbügel bewegen. Eingebaute Federn bringen die Klaappen jeweils nach dem Überfahren wieder in die Ausgangsposition zurück. b) die offene Beweglichkeit des Antriebsmechanismus. Es wird ohne feste Verbindung beim Überfahren der Klaappen ein Lasthebel nach unten gedrückt, der mit einer Freilaufeinrichtung gekoppelt ist und ein Schwungrad bewegt. Beim Aufrichten der Klaappe zieht ein Mitnehmer den Lasthebel mit nach oben und bringt ihn damit wieder in die Ausgangsposition. Dabei ist es unerheblich ob ein Arbeitsgang vollständig oder nur teilweise ausgeführt wurde. c) ein Automatikgetriebe. Da durch die Unregelmäßegkeit des Straßenverkehrs die Schwungräder ständig unterschiedliche Drehzahlen von Null bis Volllast bewältigen müssen, wird ein modifiziertes Automatikgetriebe eingesetzt, das die durch Klaappe, Antriebsgestänge, Lasthebel und Schwungrad erzeugte Drehbewegung stets auf einem kraftschlüssigen Niveau hält und zum Generator transportiert. Das zum Einsatz kommende Automatikgetriebe kann einerseits stufenlos ohne Schaltpunkte sehr hohe Drehzahlen bewältigen und dabei den permanenten Kraftschluss gewährleisten und andererseits kann es die vom Generator benötigten Betriebsdrehzahlen ohne Ruck oder Schlag anliefern.