DE10125457A1

DE10125457A1 - Neues Konzept zur Stromerzeugung

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Publication number: DE10125457A1
Application number: DE2001125457
Authority: DE
Inventors: Hans Kuenne
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-05-25
Filing date: 2001-05-25
Publication date: 2003-03-20

Abstract

Neues Konzept zur Stromerzeugung. DOLLAR A Durch einen in die Fahrbahn einer Straße eingelassenen Mechanismus wird durch Überfahren von mechanischen Antriebswellen über Getriebeübersetzungen ein Generator angetrieben und somit Elektrizität erzeugt. DOLLAR A Die zu erzeugende Elektrizitätsmenge hängt von der Menge der sogenannten Kanäle ab, sie ist beliebig zu erweitern. DOLLAR A Eine Beeinträchtigung des Fahrzeugverkehrs wird durch entsprechenden mechanischen Gegendruck ausgeschlossen.

Description

Wer die Zukunft entscheidend mitbestimmen will muß sich in diese Richtung bewegen.
Ein harter Wettbewerb in der Globalisierung der Märkte finden neue Ideen und Konzepte.
Ich stelle mich dieser Herausforderung.
Die modernsten Produktionssysteme, mit Marktkompetenz und Investitionen in hohem Ausmaß erweitern die zukünftigen Möglichkeiten für technologische und strategische Anforderungen.
Entwicklungen entscheidend mitbestimmen und Dynamisch vorantreiben ist mein erstes Anliegen.
Was heute optimal erscheint muß morgen verbessert werden, denn Prozesse und Anforderungen unterliegen dem ständigen Wandel.
So zum Beispiel in England, dort werden Teilstrecken von Superhighways an Konzerne vermietet. Die Firmen nutzen diese Flächen zur Erforschung von verschiedenen Straßenbelägen, Farbmarkierungen, Lichtschranken, Reifenabrieb und Werbungen.
Auch Fahrleitbänder sind eingelassen zur Erforschung für den führerlosen Transport.
Durch meine Erfindung ergibt sich die Möglichkeit, auf diesem Wege Strom zu erzeugen mit Hilfe des rollenden Verkehrs.
Der Trafic wird sich in 6 Jahren (so eine Studie) in der BRD verdoppeln. Das zwingt zur Verbreiterung der Autobahnen aber auch zu Gebühren.
Ob von Rußland nach Frankreich, Italien nach Schweden, Holland nach Polen oder - oder, der Transport - Verkehr führt immer durch die BRD.
Ich sehe darin eine positive Entwicklung was meine Idee anbetrifft. Nachstehend die Beschreibungen meiner Skizzen und die daraus resultierenden Möglichkeiten, die Funktions-Architektur gewinnbringend anzuwenden! Das Zeitgeschehen zu Anfang des Dritten Jahrtausends fordert Prozesse des Umdenkens! Die Vorausschau der Ökologischen Wissenschaft setzt Zeichen zur Regulierung bisheriger Lebensabläufe! Der Denk-Prozess Gewinn und Verlust ohne Berücksichtigung der Naturbedingungen Hinterlassenschaften, die ein hohes Maß am Kosten für die Nachwelt bergen!
Produktion, Gebrauch und Verbrauch eng miteinander zu verbinden, in Bezug auf die Natur und deren Abläufe hat ein hohes maß an Priorität!
Beim Kohleabbau (Tagebau) anfallende Aushöhlungen der Landstriche und die damit in Verbindung stehende Absenkungen des Grundwasserspiegels, die Staubabtragungen bei natürlicher Windbewegung. Das Veränderungsverhalten der Tierwelt, der für ewige Zeiten verlorene Baumbestand sind die fünf Fakten, bei dem der Schaden größer ist als der Nutzen. Bei der atomaren Stromerzeugung liegen die Verhältnisse in einem anderen Rahmen. Hierbei liegt das Negativ in der Entsorgung. Bei meiner Erfindung - elektrische Energie zu erzeugen - fallen die Nebenerscheinungen, wie bei der Kohle-Energie oder Atom-Energie erst gar nicht an.
Und die Strommenge, die hierbei erzeugt werden kann, hängt von der Länge der Anlage ab. Die kinetische Energie-Umsetzung vom fließenden Autoverkehr bis hin zur Elektrizitätserzeugung lässt für die Umwelt nur positive Merkmale erkennen.
Die Drucklast, die ein Auto mit seinem Eigengewicht fortlaufend auf die Straße bringt, habe ich in meinen Überlegungen - Strom zu erzeugen - aufgenommen. Immer mit dem Gedanken, Lastdruck ist vorhanden, habe ich den Mechanismus zusammengestellt, den fortlaufend vorhandenen Druck in Rotation zu verwandeln! Die negative Begleiterscheinung Gegendruck habe ich durch meine Konstruktion mechanisch ausgeglichen.

1. Materialaushub einer Fahrbahndecke

90° zur Fahrtrichtung wird auf die Fahrbahndecke eine Leitschiene für das Betonschneidegerät befestigt, ein Garant für eine exakte Schnittlinie.
Das Betonschneidegerät fährt mit 2 Kreissägen versetzt rechts und links in eine Richtung schneidend, entsprechend dem Einbaumaß der Kanäle mit Winkelstellung.
Maßgebend für den Schneidvorgang ist das Ausmaß des Kanals, also die obere Breite sowie die Tiefe des Dreieck-Ausschnittes. Diese Aushub-Variante ist schnell und kosten Sparend.

Der Neubau einer Fahrbahndecke

Bei einer neuen Trassenführung zum Bau einer Straße, oder einem totalen Aushub zur Schaffung eines neuen Untergrundes auch für Autobahnen liegen die Bedingungen günstiger zum Einbau der Kanäle.
Die ausgehobene Fläche wird mit Beton-Fertigteile belegt deren Aussparungen die Aufnahme der Kanäle ermöglicht. Die Kanal-Abstände werden mit auswechselbaren Fundamenten belegt. Bei einer Fahrbahndecken-Erneuerung bleibt die Linie der einzelnen Kanäle bauseitig unverändert.
Die oberen Beton-Fertigteile zwischen den Kanallinien können bei Unebenheiten durch Verschleiß mühelos ausgewechselt werden.
Hinzuzufügen ist, daß die auswechselbaren Beton-Fertigteilplatten passend zwischen den Kanälen an der Unterseite mittellinisch 2 Nocken haben zum Beispiel 50 × 50 × 50 cm, die in die Aussparungen des Beton Fundamentes Platz finden. Dadurch wird eine Verschiebung der oberen Beton-Fertigteile, die der unterschiedlichen Fahrdruck auslöst, vermieden.

2. Das Grundfundament

Das Grundfundament aus Frischbeton oder als Beton-Fertigteil liegt auf Frostschutztiefe auf. Länge, Breite und Bauhöhe richten sich nach der Beschaffenheit und den Baumaßen von Straßen wie Landschaften I. Ordnung, Schnellstraßen, Umgehungsstraßen und Autobahnen mit unterschiedlicher Anzahl der Fahrspuren.
Entsprechend der Anzahl von Fahrspuren und den Abständen zwischen den Kanälen richtet sich die Bemaßung der Beton-Fertigteile nach den Vorgaben. Zeichnung Nr. 2 Neubau des Grundfundamentes mit Fahrbahnaufbau 1 Fahrbahn Ebene
2 Straßenbelag
3 Beton Fertigteil austauschbar
4 Neoprene Lager
5 Oberer Bereich des Betonfundamentes mit Beton Nocke
6 V 2A Blech zur Aufnahme der Schutzabdeckung
7 Ober u. Unter-Kanal
8 Schürze
9 Beton Aussparung

3. Das Fahrbahn-Beton-Fertigteil

Das Fahrbahn-Beton-Fertigteil liegt zwischen den Arbeitskanälen in den Aussparungen des Grundfundamentes auf ein eingelassenes Neoprene-Lager.
Bei einer Erneuerung der Fahrbahndecke werden die Fertigteile zwischen den Arbeitskanälen mühelos ausgewechselt.
Eingelassene Vorrichtungen für das Anheben der Fertigteile sind kein Hindernis für den Fahrbetrieb.

4. Der Kanal

Der Kanal ist der Leitstrang zur Umsetzung der kenetischen Energie von Straßenfahrzeugen bis hin zur Stromerzeugung.
Das von außen aufgenommende Kraftpotenzial wirkt auf das mechanische Zusammenspiel innerhalb des Kanals ein und setzt so die Rotation der Arbeitswellen und somit die Generatorwelle in Gang. Der Aufbau des Kanals ist so konstruiert, dass die Verschleißteile, die im Oberteil des Kanals fest verankert sind, in sehr kurzer Zeit ausgewechselt werden und ein neues Oberteil den Arbeitsablauf fortsetzt.
Der Kanal besteht aus korrosionsfreiem Material und gliedert sich wie folgt auf:
Unterkanal
Material: V 2A 4 mm
Ausführung: dreieckig
Maße: Schenkellänge 100 mm, 60 mm breit
die Abkantung ist beidseitig 4 cm nach innen gebogen, die Bohrungen von 11 mm Durchmesser und angeschweister Mutter zur Aufnahme des Oberteils.
Der Unterkanal ist festsitzend.
Der Kanal birgt beidseitig an der Fläche der Innenwände sogenannte Passkonsolen zur Aufnahme der Stoßdämpfer entsprechend den Maßen:
Oberkanal
Material: V 2A 4 mm
Ausführung: Rombuit
Maße: Schenkellänge 100 mm, 60 mm breit, untere Breite 60 mm nach innen gebogen, obere Breite 120 mm + 10 + 10 nach außen gebogen 90°.
Die untere Abkantung nach innen hat je mtr eine Bohrung für die Schraubbefestigung passend zum Oberteil.
Die obere Abkantung ist nach außen 90°, je 10 cm mit zusätzlicher Lasche zur Aufnahme der wasserabweisenden Abdeckung.
Endlang der Innenwandfläche des Oberkanals sind längsseits Winkeleisen V 2A 20 × 20 angebracht zur Aufnahme der abgewinkelten Druckstauplatten - 2.5 cm von der Oberkante aus abwärts. Nachfolgend Winkeleisen 5 cm abwärts zur Aufnahme der Stützfeiler.
Auf der unteren Abkantung nach innen sind im mtr - Abstand Ösen für die Befestigung der Konsolen angebracht, die nach oben zur Mitte hin die Lagerschalen für die Arbeitswellen halten!

Zeichnung Nr. 1 Der Kanal Einbau der Stoßdämpfer

Zeichnung Nr. 1a Die Einbauteile des Kanals

Zeichnung Nr. 1b Die Arbeitsweise der Zahnstange

Zeichnung Nr. 1c Kanal Stützplatte mit Aufnahmeschaft und Stoßdämpfer

1 Stützplatte
2 Antriebswelle
3 Stoßdämpfer
4 Aufnahmeschaft
Zeichnung Nr. 4d Schutzbleche 1 Fahrtrichtung
2 Luftspalt
3 Stützbleche

Zeichnung Nr. 4.1.d Kanal mit Stützplatte

Zeichnung Nr. 4e Die Schutzabdeckung mit Befestigung

5. Die Entwässerung

Entlang den Fahrbahnränder z. B. an Autobahnen liegen die Einlaufschächte an Mittelstreifen und Außenrändern zur Aufnahme des Regen- und Schneewassers.
Betonkanäle in Frostschutztiefe nehmen das Wasser zur Weiterleitung auf mittels Betonaufsätze.
Die Arbeitskanäle quer zur Fahrbahn liegend haben eine Bautiefe von 20 cm unterhalb der Fahrbahnfläche. Die Entwässerungsausläufe dieser Kanäle münden in einem korrisionsfreiem Rohr längs zur Fahrbahn liegend und endet jeweils im Betonaufsatz und somit in den Entwässerungskanal.
Zwischen dem 4. und 5. Arbeitskanal ist an den Fahrbahnrändern der Betonaufsatz installiert.
Zur Aufnahme des Regenwassers, zugleich auch die Entwässerung der Kanäle einer jeden Batterie mit einbeziehend. Zeichnung Nr. 1 Die Entwässerung 1 Kanal frostschutztiefe
2 Regenwassereinlauf 1
3 Regenwassereinlauf 2
4 Seiteneinlauf
5 Einlaufrost
6 Arbeitskanalentwässerung
7 Gefälleprofil

6. Der Kraftauslöser

Der beste Garant für eine stete Auf- und Abbewegung ist der rollende Verkehr. Zur Erläuterung meiner Idee nehme ich einen Mittelklassewagen.
Dessen Bereifung hat einen Durchmesser von 620 mm. Dieser drückt beim Überfahren der Kanäle gleichzeitig die Druckschienen nach unten, bis genau zur Nivelierlinie der Fahrbahndecke. Im Bruchteil von Sekunden verläßt das Auto den Kanal zum nächsten Kanal und immer auf gleicher Fahrbahnebene so, das keine Unebenheiten die Fahrweise des fließenden Verkehrs beeinträchtigt.
Mit dem Moment, wo die Achse mit beiden Rädern den Kanal verläßt, schnellt die Fahrbahn-Druckschiene des Kanals aufwärts in die Ausgangsstellung mittels Stoßdämpfer zurück so, daß der Vorgang jeden Moment wiederholt werden kann. Die Achsen eines Autos liegen 2,50 mtr im Abstand.
Danach errechnet sich folgender Wert: Geschwindigkeit in Zeitmeter:

100 km/h 0,09 sek, a. 2,50 mtr

80 km/h 0,1125 sek, a. 2,50 mtr

60 km/h 0,15 sek, a. 2,50 mtr
Ich nehme einmal an, daß eine Fahrgeschwindigkeit von 80 km/h vorgeschrieben ist, danach läßt sich das Überqueren von einer Schiene des Kanals durch 3 Fahrzeuge wie folgt rechnen:
Eine Batterie besteht aus mehreren Arbeitskanälen folgend eingebaut so, dass der fließende Verkehr fortlaufend die Arbeitswellen bedient und somit die Rotation der Generatorwelle gewährleistet.
In Abhängigkeit vom Verkehrsaufkommen sollte man die Möglichkeit nutzen, einige Arbeitskanäle schaltbar zu konstruieren, so dass die Generatorwelle nicht überlastet wird, oder die überschüssige Rotation auf einen zweiten Generator leiten.
Wenn zum Beispiel eine Batterie aus 8 Kanälen besteht die je 2,50 mtr auseinanderliegen, die wiederum von 4 Fahrzeugen = 8 Achsen bedient werden auf 20,00 mtr Länge, so lässt sich daraus die Umdrehungszahl der Generatorwelle in Zeit berechnen.
Mehrere folgend eingebaute Batterien, die je über einen Generator verfügen, leisten so einen hohen Energieschub, das die Kosten der Erstellung gegenüber dem Ertrag geringfügig erscheinen.

8 Kanäle a 120 mm breit = 00,96 mtr

Zwischenräume a 2,50 mtr breit = 20,00 mtr

20,96 mtr

1 PKW = 2 Achsen 80 km/h 20,96 mtr = 1,863 sek
Um nun die Generatorwelle auf ein annehmbares Maß zu bringen, werden die Zwischenräume der Arbeitswellen um je 1,00 mtr gekürzt. Hinzu kommt dann noch die Ankopplung der Motorbremse, das Getriebe und anschließend der Generator mit einer Arbeitslänge von insgesamt 13,00 mtr. 7 Zwischenräume der Arbeitswellen von je 1,50 mtr gleich 10,50 mtr

8 Kanäle von je 120 mm Breite gleich 0,96 mtr

gleich 11,46 mtr

1 PKW = 2 Achsen 80 km/h 11,46 mtr = 0,4584 sek

Zeichnung Nr. 6 er Kraftauslöser 1 Der Stoßdämpfer
2 Der Aufnahmeschaft
3 Die Antriebswelle
4 Die Stützbleche
5 Die Schutzabdeckung

7. Die Drehwellen

Die einzelnen Wellen sind Leitfaden der Energie.
Durch die von mir vorgegebene Konstruktion ist die Arbeitsweise der Drehwellen unterteilt in Arbeitswellen (quer zur Fahrbahn liegend) die das Kraftpotential aufnehmen und umsetzen.
Folgend die Generatorwelle (längs zur Fahrbahn liegend) die, die Rotation der Arbeitswellen über Getriebe zum Generator weiterleitet. Durch den Einfluss der Außentemperatur auf das Material unterliegen die Drehwellen einer veränderlichen Größe, der Ausdehnungs-Koeffezient!
Die Längen der Wellen habe ich in meinen Überlegungen unterbrochen und durch den Einsatz von Hardy-Scheiben wieder zusammen gefügt, und so den Ausdehnungs-Koeffezient in seiner Wirkungsweise mit einbezogen!
Eine Berechnung der Rotation, die auf den Generator einwirkt kann man aus dem Stegreif nicht aufnehmen, weil hierbei verschiedene Faktoren eine zu wichtige Rolle spielen, z. B.:

1. Die Länge der Generatorwelle entspricht den Abständen der Arbeitskanäle.
2. Die Fahrgeschwindigkeit richtet sich nach dem Verkehrsaufkommen und diese wiederum nach den Abständen der Arbeitskanälen zur zur Aufnahme der Druckkraft.
3. Durch Übersetzungen zwischen Arbeitswellen und Generatorwellen lässt sich die Rotation steuern.
4. Alle Wellen haben einen Durchmesser von 30 mm bei 2500/U.

Wellen sind umlaufende Maschinenelemente. Sie übertragen Drehmomente, die durch Zahnräder oder Kupplungen eingeleitet werden. Wellen werden auf Verdrehung und Biegung beansprucht.
Die einzelnen Wellen sind Leitfäden der Energie!
Durch die von mir vorgegebene Konstruktion ist die Arbeitsweise der Drehwellen unterteilt in Arbeitswellen (quer zur Fahrbahn liegend) die das Kraftpotenzial aufnehmen und umsetzen.
Folgend die Generatorwelle (längst zur Fahrbahn liegend) die, die Rotation der Arbeitswellen über Getriebe zum Generator weiterleiten.
Durch den Einfluß der Außentemperatur auf das Material unterliegen die Drehwellen einer veränderlichen Größe, dem Ausdehnungs-Koeffezient! Die Längen der Wellen habe ich in meinen Überlegungen unterbrochen und durch den Einsatz von Hardy-Scheiben wieder zusammen gefügt, und so den Ausdehnungs-Koeffezienten in seiner Wirkungsweise mit einbezogen! Eine Berechnung der Rotation, die auf den Generator einwirkt, kann man aus dem Stegreif nicht aufnehmen, weil hierbei verschiedene Faktoren eine zu wichtige Rolle spielen, z. B.:

1. Die Länge der Generatorwellen entspricht den Abständen der Arbeitskanälen
2. Die Fahrgeschwindigkeit richtet sich nach dem Verkehrsaufkommen und diese wiederum nach den Abständen der Arbeitskanälen zur Aufnahme der Drucklast.
3. Durch Übersetzungen zwischen Arbeitswellen und Generatorwellen lässt sich die Rotation steuern.
4. Alle Wellen haben einen Durchmesser von 30 mm. Bei 2500/U/min bei 80 km/h je Fahrzeug wären diesen Vorgaben zu Grunde legend 25 Jouten gegeben.
5. Durch die Wirkungsweise einer Übersetzungs-Variante der Generatorwelle könnte die Energieausbeute noch erhöht werden

8. Der Stoßdämpfer

Der Einbau der Stoßdämpfer findet im Unter-Kanal Platz. Er ist als Einrohr- Stoßdämpfer ausgebildet. Bei dieser Bauart wird die Reibungswärme direkt an die Umgebungsluft abgegeben. Durch die ständige Auf- und Abwärtsbewegung der Schutzabdeckung wird Luft in den Kanal geleitet. Diese Zugluft wirkt wie beim Auto die Fahrwindkühlung.
Ein konstanter Schwingungsdruck von 2 cm kann bei einem Baumaß von 15 cm Breite und 20 cm Tiefe keine merkliche Überlastung bringen weil die Umgebungs- Kühlluft ständig erneuert wird.
Die Oberfläche des Stoßdämpfers 20 × 15 cm ist gegen eine einseitige Belastung geschützt, indem eine Ballastverteilung in Form einer abgestumpften Pyramide seitlich festsitzend den Druck aufnimmt.

Der Zweirohr Stoßdämpfer

Der vom Kolben in den oberen und unteren Arbeitsraum unterteilte Arbeitszylinder ist im umgebenen Ringraum teilweise mit Öl gefüllt.
Beim Einfedern des Rades wird der Kolben im Arbeitsraum nach unten gedrückt und über die Kolbenventile strömt Öl vom unteren in den oberen Arbeitsraum. Zugleich gelangt das von der eintauchenden Kolbenstange verdrängte Öl über das Bodenventil in den Ringraum.
Das Bodenventil bietet dem Öl einen höheren Widerstand als das Kolbenventil und bestimmt dadurch die Dämpfung.
Beim Ausfedern bewegt sich der Kolben im Arbeitsraum nach oben und über die geöffneten Kolbenventile wird Öl vom oberen in den unteren Arbeitsraum gedrückt. Gleichzeitig strömt Öl über das Bodenventil aus dem Ringraum in den unteren Arbeitsraum.
Zweirohr-Stoßdämpfer sind preiswerter in der Herstellung, haben jedoch Infolge der isolierenden Wirkung des Ringraums lediglich eine indirekte und daher schlechte Wärmewirkungsabfuhr.

Der Einrohr Stoßdämpfer

Beim Einrohr - oder auch Gasdruck - Stoßdämpfer genannt, wird die Reibungswärme direkt an die Umgebungsluft abgegeben. Der Stoßdämpfer arbeitet ähnlich wie der Zweirohrstoßdämpfer, besitzt jedoch nur ein Rohr.
Dieses ist bei der Trennkolbenausführung nicht vollständig mit Öl gefüllt, sondern unterhalb des beweglichen, dichten Trennkolbens befindet sich ein komprimiertes Gas. Diese Bauart ist durch die erforderliche Fertigungsgenauigkeit teurer in der Herstellung als der Zweirohrstoßdämpfer.
Er hat jedoch den Vorteil, dass keine Ölverschlammung auftritt und daher auch bei hoher Beanspruchung die Dämpferwirkung voll erhalten bleibt!

9. Die Schutzabdeckung

Das Material besteht aus einer leinendurchwebten Gummimatte, 12 mm stark, einseitig aufgerauht, ähnlich wie dem Transportband im Braunkohleabbau. Die Gummimatte ist an der Verkehrsanrollenden Seite an der Kanalabkantung angenietet, dann folgt eine Erhöhung von 20 mm quer zur Fahrtrichtung, gestützt durch die Stahlstempel gegen eine in der Mitte der Matte eingelassenes Stahlband zur Verstärkung der Druckpunkte.
Die verbleibenden 60 mm enden an der Verkehrsabrollenden Seite in der Abkantung des Kanals, die als Schiebetasche ausgebildet ist.
Hier ist die Matte so eingebettet, das mittels Langloch eine Verschiebung in die gestreckte Lage möglich ist, ohne Verwalkung.
Wenn der Kanal an der Fahrbahndecke eine offene Breite von 120 mm misst, dann hat die darüber liegende Schutzabdeckung bei 20 mm Erhöhung in der gestreckten Lage 10 mm Ausdehnung.
Beim Überrollen durch den Auto-Verkehr wird die Matte in die gestreckte Lage gedrückt, so das ein Hub von 20 mm entsteht.
Beim Abrollen des Reifens schnellt der Stahlstempel mittels Stoßdämpfer nach oben und drückt so die Matte wieder in die Ausgangsstellung zurück.
Das Fahrverhalten des Verkehrs bleibt so unverändert.
Zeichnung Nr. 9
Zeichnung Nr. 9a

10. Die Schutzbleche

Durch die ständige Auf- und -Abwärtzbewegungen der Kanalabdeckung, die eine lichte Breite von 120 mm überspannt, würde der rollende Autoverkehr in diese Spalte einknicken und das Fahrverhalten stark beeinflussen. Um diesen vorhersehbaren Zustand auszuschließen, sind im oberen Bereich des Kanals unterhalb der Taschenleisten Stützbleche angebracht. Getragen von Konsolen, die ein durchbiegen mittels Druck der rollenden Last verhindert. Die Bauhöhe der Stützbleche ist so errechnet, dass die Abdeckung des Kanals in gestreckter Lage genau dem Nivell der Fahrbahn entspricht.
Winkeleisen entlang der Innenwände des Kanals geben den Blechen und Konsolen halt. Die Stützbleche sind der Fahrspur entsprechend mit Luftspalten versetzt in Schrägbauweise angebracht so, damit die entweichende Luft beim Überfahren keine Geräusche verursacht. Die Stützbleche mit einer Breite von 30 cm haben folgend eine Luftspalte von 15 cm, sind vorgefertigt an Winkeleisen montiert entsprechend den Maßen der Fahrspur. Die 15 cm Luftspalten ermöglichen den Freiraum für die Arbeitsstempel, aber auch eine Durchlüftung der Arbeitskanäle sowie eine gute Zugluftkühlung für die Stoßdämpfer.
Die Stützbleche reihen sich auf in Abschnitte, d. h. jeder Arbeitskanal erhält eine geschlossene Baulinie von Stützblechen.
Wie in der Skizze ersichtlich, sieht die Unterseite der Baulinie wie folgt aus: die Breite der Fahrspur entspricht der Länge der Winkeleisen in der sich die Bleche und Luftspalten aufreihen. Die Verstärkerleisten der Bleche zur Mitte hin dienen den Stützfeilern. Die Pfeiler können auch durch V 2A-Winkeleisen entsprechend der Länge wie die Bauhöhe ersetzt werden.
Schutzbleche, auch Stützbleche genannt bedingen folgenden Einbau:
beide Schenkel des Einbaukanals sind an der Innenseite mit je zwei Winkeleisen bestückt, die als Montageleisten Stabilität geben. Diese Leisten nehmen die Abstützungen der Fahrbahnbleche auf und ebenfalls die Haltebügel der Kugellager für die Arbeitswellen.
Material: V 2A
Abmessungen: Winkeleisen 50 × 50 × 5 beidseitig an den Schenkeln der Innenseite der Kanalwände geschweißt.
Zeichnung Nr. 10 Anordnung der Fahrbahnbleche und deren Abstützung

11. Die Generatorwelle

Im Trennbereich zwischen den beiden Fahrtrichtungen auf Autobahnen verläuft die Generatorwelle. Diese, eingebettet in einem Schutzkanal auf Lagerschalen laufend, nimmt die seitlich einfließende Rotation der Arbeitswellen auf. Die Bestückung der Welle mit Zahnkränzen in einem Abstand entsprechend der Arbeitswellenabstände können durch Zahnradübersetzung eine Beschleunigung der Rotation der Generatorwelle bewirken.
Die Endstirnräder der Arbeitswellen münden beidseitig greifend auf die Generatorwelle.
Der Zusammenschluss von Arbeitswellen-Endritzel und Generatorwellen- Schneckenrad findet in einem Getriebekasten Platz.
Dem Generator ist das Getriebe, sowie eine Rotorbremse vorgeschaltet. Bei all zu hohem Verkehrsaufkommen muß zum Schutz vor mechanischer Überlastung die Rotation der Wellen gebremst werden.
Der Einfluß auf die Leistung hat der fließende Verkehr nicht alleine, sondern auch die Anzahl der Batterien in Folge!
Ausgehend von 8 Arbeitskanälen mit einem Abstand von je 2,50 mtr plus 2 × 10 cm Kanalabkantung würde die Länge der Generatorwelle auf 2,70 mtr × 7 Zwischenräume gleich 18,90 mtr fordern. Hinzu kämen dann noch die Ankopplung der Motorbremse, das Getriebe und anschließend der Generator. Zusammenhängend würden für eine Batterie 20,20 mtr anfallen.
Um nun die Generatorwelle auf ein annehmbares Längenmaß zu bringen, indem die Zwischenräume der Arbeitswellen um je 1,00 mtr gekürzt werden, dadurch würden 7,00 Längenmaß für die Generatorwelle eingespart, also von 20,20 mtr auf 13,20 mtr Arbeitslänge gleich Baumaß.
Zeichnung Nr. 11, 11a, 11b

12. Lageranordnung für Drehwellen

Bei der Lagerung von Wellen wird ein Lager meist als Festlager, das andere als Loslager eingebaut. Beide Lager werden durch radiale Kräfte belastet. Das axial nicht bewegliche Festlager nimmt zudem die gesamte Axialkraft auf, während sich das Loslager bei Ausdehnung der Welle in Achsrichtung verschieben kann. Dadurch wird ein Verspannen der Wälzkörper in den Laufringen verhindert. Zylinderrollenlager ohne Anlaufborde und Nadellager können axiale Verschiebungen in den Lagern selbst ausgleichen.

Umlaufverhältnis

Bei nicht zerlegbaren Wälzlagern, die als Loslager wirken sollen, muß ein Laufring axial verschiebbar sein. Voraussetzung dafür ist eine Spielpassung zwischen diesem Laufring und der Welle oder dem Gehäuse. An welcher Stelle eine Spielpassung vorhanden sein darf, hängt vom Umlaufverhältnis ab. Unter einem Umlaufverhältnis versteht man die Bewegung eines Laufringes im Verhältnis zur Lastrichtung. Man unterscheidet Umfanglast und Punktlast!

Umfanglast

liegt vor, wenn bei einer Umdrehung des Lagers jeder Punkt der Laufringbahn einmal belastet wird. (siehe Zeichnung Innenring) Laufringe, die eine Umfanglast aufnehmen, müssen um so fester gefügt werden, je größer die Belastung ist. Bei einer Spielpassung zwischen den Teilen würde der Laufring in Umfangs- Richtung wandern, Laufring und Gegenstück würden dadurch beschädigt. Punktlast Zeichnung 12
Zeichnung 12a

13. Die Zahnradtriebe

Verzahnungsarten

Beim ineinander greifen zweier Zahnräder wälzen sich die Zahnflanken aufeinander ab. Sie sollen dabei möglichst wenig gleiten, damit Verschleiß, Erwärmung und Geräuschentwicklung gering bleiben.
Die Zahnflanken müssen so geformt sein, dass bei jeder Zahnstellung das Übersetzungsverhältnis und damit die Umfangsgeschwindigkeiten auf den Teilkreisen beider Räder im Verlauf einer Umdrehung gleich bleiben. Diese Bedingungen lassen sich erfüllen, wenn der Krümmungsverlauf der Zahnflanken einer Evolvente entspricht.

Normalverzahnung

Bei Zahnrädern bewegen sich die Berührungspunkte der Zähne von Antriebs- und Abtriebsrad auf einer Geraden, der Eingriffslinie. Die Eingriffslinie ist um den Eingriffswinkel (a) zur Tangente im Berührungspunkt der Teilkreise geneigt. Eine Verzahnung mit einem Eingriffswinkel a = 20° nennt man Normalverzahnung. Der Eingriffswinkel der Verzahnung ist der halbe Flankenwinkel. Das Bezugsprofil einer Normalverzahnung ist eine Zahnstange mit einem Flankenwinkel 2a = 40°!
Zahnräder, die ineinander greifen sollen, müssen den gleichen Modul und den gleichen Eingriffswinkel haben.

Achsen

Bei parallelen Achsen erfolgt die Drehmomentübertragung durch Stirnräder mit Außen- oder Innenverzahnung. Arbeitet eine Zahnstange mit einem Stirnrad zusammen, so wird eine Drehbewegung in eine geradlinige Bewegung umgewandelt.
Bei Achsen, die sich in einem Punkt schneiden müssen, verwendet man Kegelräder.
Bei sich kreuzenden Achsen kann die Drehbewegung durch Kegelräder mit bogenförmigen Zähnen (Hypoidgetriebe), durch Schraubenräder oder durch Schnecke und Schneckenrad übertragen werden.
Zeichnung Nr. 13
Zeichnung Nr. 13a

14. Kupplungen

Die Auswahl und der Einsatz von Kupplungen richten sich vor allem nach der Größe des zu übertragenden Drehmomentes. Kupplungen können verschiedene Aufgaben erfüllen: Form- oder kraftschlüssige Verbindungen von Wellen, z. B.
Antriebswelle
Unterbrechungen und Übertragungen von Drehmomenten z. B. bei Kraftfahrzeugkupplungen
Schalten von Getriebestufen z. B. bei Getrieben von Werkzeugmaschinen
Schutz vor Überlastung z. B. im Kollisionsfall bei NC Maschinen
Dämpfung von Stößen, z. B. in Förderanlagen
Ausgleich von Wellenversetzungen
Kupplungen teilt man nach Art und Funktion in Gruppen ein.
Für eine störungsfreie Arbeitsweise der Arbeitswellen, deren Drehmomente auf die Generatorwelle übergeht, halte ich eine nicht schaltbare elastische Kupplung für eine gute Lösung. Diese können wie die drehstarren Kupplungen radiale und axiale Wellenversetzungen ausgleichen. Durch ihre zusätzliche Nachgiebigkeit in Umfangrichtung werden Stöße und Schwingungen gedämpft und ein weiches Anfahren ermöglicht. Elastische Kupplungen werden oft zum Antrieb von Arbeitsmaschinen mit stark schwankenden Drehmomenten verwendet. Als elastische Elemente werden Formteile aus Gummi sowie Schrauben- und Blattfedern und Gummibälge eingesetzt.
Zeichnung Nr. 14

15. Der Arbeitsstempel

Beim überfahren der Abdeckhaube des Kanals wird die durch den Stempel gehaltene Position der Haube verändert. Die Last des rollenden Fahrzeugs drückt die Haube in waagerechte Lage und somit den Stempel, der zugleich auch Zahnstange ist, nach unten.
Die Zahnstange ist als verzinktes Rohr ausgebildet mit den Massen 40 × 5 × 120. Diese sitzt am unteren Ende zentriert und befestigt auf dem Stoßdämpfer auf und geht so in den Bewegungen zwischen Abdeckhaube und Stoßdämpfer mit. Die Position der Zahnreihe, die schrägverzahnt ist, greift ständig in die Zahnrolle, die auf der Arbeitswelle fest installiert ist, ganz gleich, welche Stellung die Zahnstange im Moment hat.
Hierdurch wird das ständige Einrasten der Zahnreihe in die Zahnrolle der Arbeitswelle vermieden. Die Zahnreihe ist auf eine Breite von 60 mm und eine Länge von 40 mm am Arbeitsstempel auf die mittlere Höhe der Zahnrolle der Arbeitswelle eingestellt.
Zeichnung Nr. 15

16. Die Rotation der Arbeitswelle

Der Stempel, auch Zahnstange genannt ist das Verbindungswerkzeug, das zwischen Abdeckhaube und Stoßdämpfer die Bewegung ausführt, kenetische Energie in Rotation umzuwandeln.
Die Arbeitswelle liegt unterhalb der Fahrbahndecke in einem Kanal, der die Breite der Fahrspuren einer Autobahn misst bis hin zur Übertragung der Rotation mittels Stirnrad auf die Generatorwelle.
Die Arbeitswellen sind mit Zahnrollen bestückt zur Aufnahme der Bewegungen der Zahnstangen. Die Zahnrollen blockieren beim Hinabweg die Drehung und führen so die Bewegung der Welle. Beim Hinaufweg des Stempels rotiert die Rolle im Leerlauf.
Die Zahnrolle sitzt fest auf die Welle, sie hat jedoch im Schaft eine zweiteilige Eigenschaft, den starren Wellenkanal und die bewegliche Zahnrolle die auf dem einen Weg dreht und auf dem anderen Weg blockiert.
Die Masse der Rolle ist: 60 mm breit entsprechend der Breite des Antriebsschilds
Die für die Welle entsprechende Bohrung von 30 mm
Die Schrägverzahnung passend zur Verzahnung des Zahnstempels.
Zeichnung Nr. 16

17. Stirnräder und Getriebe

Nach der Richtung der Flankenlinie unterscheidet man Stirnräder mit Gerad-, Schräg- und Pfeilverzahnung.
Bei Stirnräder mit Schrägverzahnung sind immer mehrere Zähne gleichzeitig im Eingriff. Da die Zähne nicht gleichzeitig auf die ganze Zahnbreite eingreifen, laufen schrägverzahnte Stirnräder ruhiger als geradverzahnte. Außerdem können sie größere Drehmomente übertragen. Die Zähne von zwei schrägverzahnten Stirnrädern, die ineinander kämmen, müssen entgegengesetzt gerichtete Steigungen besitzen.
Die Schrägverzahnung erzeugt eine Axialkraft, die vom Getriebelager aufgenommen werden muß. Damit die Axialkräfte nicht zu groß werden, soll der Schrägwinkel nicht größer als 20° sein. Bei Stirnräder mit Pfeil- oder Doppelschrägverzahnung heben sich die Axialkräfte gegenseitig auf. Diese Räder werden zur Übertragung sehr hoher Drehmomente verwendet!
Bei sich kreuzenden Achsen kann die Drehbewegung durch Kegelräder mit Bogenförmigen Zähnen (Hypoidgetriebe) durch Schraubenräder oder durch Schnecke und Schneckenrad übertragen werden!
In Gehäusen eingebauten Zahnräder bezeichnet man als Getriebe. Sie werden zwischen Antriebsachse und Generatorwelle montiert und übersetzen oder ändern die Drehrichtung. Getriebe können Drehzahlen, Drehmomente und Drehrichtung ändern.
Das Verhältnis der Antriebsdrehzahl zur Abtriebsdrehzahl bezeichnet man als Übersetzungsverhältnis. Es kann aus den Zähnezahlen oder aus den Durchmessern der Antriebs- bzw. Abtriebsscheiben berechnet werden.
Für die Anlage würde zwischen der achten Arbeitswelle und der jeweiligen Generatorwelle der Batterie ein Schneckengetriebe eingesetzt.

Inhaltsverzeichnis

Allgemeine Übersicht

1. Materialaushub einer Fahrbahndecke
2. Das Grundfundament
3. Das Fahrbahn Beton Fertigteil
4. Der Kanal
5. Die Entwässerung
6. Der Kraftauslöser
7. Die Drehwellen
8. Der Stoßdämpfer
9. Die Schutzabdeckung
10. Die Schutzbleche
11. Die Generatorwelle
12. Die Lageranordnung für Drehwellen
13. Die Zahnradtriebe
14. Die Kupplungen
15. Der Arbeitsstempel
16. Die Rotation der Wellen
17. Das Stirnradgetriebe

Zeichnung Nr. 1 Grundfundament Ausschnitt

Zeichnung Nr. 1a Fundamentaufbau

Zeichnung Nr. 1b Neubau einer Fahrbahndecke

1 Fahrbahnebene
2 Straßenbelag
3 Beton Fertigteil
4 Neoprene Lager
5 Oberer Bereich des Grundfundamentes mit Betonschürtze
6 V 2A Kanalblech zur Aufnahme der Schutzabdeckung
7 Ober- u. Unterkanal
8 Schürtze
9 Beton Nocke

Claims

1. Neues Konzept zur Stromerzeugung.
Durch einen in einer Straße eingebautem Mechanismus wird durch Überfahren mit Fahrzeugen durch Druckbewegungen auf einen Kraftauslöser mit Übertragung auf Diverse Gelenk und Antriebswellen mit Hilfe eines Generators Strom erzeugt.

2. Die Menge des erzeugten Stromes hängt mit der Größe und den Übersetzungen des Generators, sowie mit den in der Fahrbahn eingebauten Arbeitswellen zusammen, die beliebig zu erweitern sind.