DE102012002870B4 - Generator and / or motor station for a system for on-demand storage and / or delivery of electrical energy - Google Patents

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Abstract

Generator- und/oder Motorstation (1) für eine Anlage zum bedarfsweisen Speichern und/oder bedarfsweisen Abgeben elektrischer Energie, umfassend eine im wesentlichen vertikale Förderarbeitsstrecke zwischen einer vordefinierten Hochlage und einer vordefinierten Tieflage der Anlage, wenigstens ein induktives Bauteil und ein magnetisches Arbeitsmittel (21), wobei das wenigstens eine induktive Bauteil als Stator und das magnetische Arbeitsmittel (21) als Läufer ausgeführt sind, so dass in einem Generatorbetrieb bei einer Bewegung des Läufers unter dem Einfluss der Schwerkraft von der Hochlage in die Tieflage elektrische Abgabe-Energie in dem Stator induziert wird und/oder in einem Motorbetrieb bei einer Bewegung des Läufers von der Tieflage in die Hochlage unter dem Einfluss einer durch den Stator generierten elektromagnetischen Kraft elektrische Energie in potentielle Höhenenergie für den Läufer umgewandelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Federeinrichtung vorgesehen ist, die ein stationsseitiges Befestigungsende und ein läuferseitiges Befestigungsende aufweist und derart angeordnet ist, dass die Federeinrichtung bei einer Generatorbewegung des Läufers von der Hochlage in die Tieflage zur Erhöhung deren potentiellen Federenergie gespannt wird und bei einer Motorbewegung des Läufers von der Tieflage in die Hochlage die in der Federeinrichtung gespeicherte potentielle Energie abgegeben wird, um dem Läufer potentielle Höhenenergie zu verleihen.Generator and / or motor station (1) for a system for the demand-based storage and / or dispensing of electrical energy, comprising a substantially vertical Förderarbeitsstrecke between a predefined high position and a predefined low position of the system, at least one inductive component and a magnetic working means (21 ), wherein the at least one inductive component as a stator and the magnetic working means (21) are designed as a rotor, so that in a generator operation during a movement of the rotor under the influence of gravity from the high position to the low position electric discharge energy in the stator is induced and / or in an engine operation in a movement of the rotor from the low position to the high position under the influence of an electromagnetic force generated by the stator electrical energy is converted into potential altitude energy for the rotor, characterized in that at least one spring device vorges is marriage, which has a station-side attachment end and a rotor-side attachment end and is arranged such that the spring device is tensioned at a generator movement of the rotor from the high position to the low position to increase their potential spring energy and at a motor movement of the rotor from the low position to the high position the potential energy stored in the spring means is released to give the runner potential height energy.

Description

Der Erfindung betrifft eine Generator- und/oder Motorstation für eine Anlage zum bedarfsweisen Speichern und/oder Abgeben elektrischer Energie. Eine derartige Anlage wird auch Energiespeicherkraftwerk genannt. Ein Energiespeicherkraftwerk kann als Mikroanlage, als Anlage kleinerer und mittlerer Leistung bis zu einer Großanlage zum Speichern und/oder Abgeben elektrischer Energie von mehreren Megawatt pro Stunde, sogar mehreren Tausend-Megawatt pro Stunde, ausgelegt sein.The invention relates to a generator and / or motor station for a system for on-demand storage and / or delivery of electrical energy. Such a plant is also called energy storage power plant. An energy storage power plant can be designed as a micro system, as a plant of small and medium power up to a large system for storing and / or output of electrical energy of several megawatts per hour, even several thousand megawatts per hour.

Bei der erfindungsgemäßen Anlage zum bedarfsweise Speichern und/oder Abgeben elektrischer Energie wird als Arbeitsmittel dauermagnetisches Material oder dauermagnetische Gegenstände eingesetzt, die beispielsweise in einem geschlossenen oder offenen Fördersystem zwischen einer Hochlage und einer Tieflage transportiert werden. Im Generatorbetrieb einer Bewegung von der Hochlage in die Tieflage wird elektrische Abgabe-Energie in induktiven Bauelementen, wie einer Spule oder Stator, induziert. In einer derartigen Anlage wird elektrische Energie dadurch gespeichert, dass das dauermagnetische Arbeitsmittel in die Hochlage mittels elektromagnetischer Kräfte transportiert wird.In the system according to the invention for storing and / or dispensing electrical energy as required permanent-magnetic material or permanent magnetic objects is used as a working medium, which are transported for example in a closed or open conveyor system between a high position and a low position. During generator operation of a movement from the high position to the low position, electrical output energy is induced in inductive components, such as a coil or stator. In such a system, electrical energy is stored by the fact that the permanent magnetic working fluid is transported in the high position by means of electromagnetic forces.

Je nach Bedarf kann das dauermagnetische Arbeitsmittel in der Hochlage an den Spulen vorbei fallen, um die gewünschte elektrische Abgabe-Energie zu erzeugen.Depending on requirements, the permanent-magnetic working medium can fall past the coils in the upper position in order to produce the desired electrical output energy.

Ein Verfahren und eine Anlage zum Speichern und bedarfsweisen Abgeben elektrischer Energie ist in der DE 10 2010 034 174 A1 beschrieben. Ein dauermagnetisches Arbeitsmittel wird in einer vordefinierten Höhe gelagert und unter dem Einfluss der Scherkraft an einem elektrischen Leiter vorbei bewegt, wobei in dem elektrischen Leiter elektrische Abgabe-Energie induziert wird.A method and apparatus for storing and dispensing electrical energy as needed is disclosed in U.S.Pat DE 10 2010 034 174 A1 described. A permanent magnetic working means is stored at a predefined height and moved under the influence of the shear force past an electrical conductor, wherein electrical discharge energy is induced in the electrical conductor.

Aus der DE 10 2008 003 693 A1 ist ein mechanisches Hubspeicherkraftwerk mit Zahnradhub bekannt. Ein Läufer wird längs einer im Wesentlichen vertikalen Förderstrecke geführt.From the DE 10 2008 003 693 A1 is a mechanical Hubspeicherkraftwerk with gear hub known. A runner is guided along a substantially vertical conveyor line.

Die US 2011/0 278 856 A1 offenbart einen Stoßdämpfer für die Energieerzeugung. Der Stoßdämpfer umfasst ein elastisches Element, ein Getriebesatz mit einem ersten Rückschlaggetriebe und ein zweites Rückschlaggetriebe sowie einen elektrischen Generator, der durch das erste Rückschlaggetriebe angetrieben wird, um eine Leistung zu erzeugen, wenn das elastische Element zusammengedrückt wird.The US 2011/0 278 856 A1 discloses a shock absorber for power generation. The shock absorber includes an elastic member, a gear set having a first non-return gear and a second non-return gear, and an electric generator driven by the first non-return gear to generate power when the elastic member is compressed.

Aus der US 2009 0 021 023 A1 ist ein Regallagersystem mit zumindest zwei Regaleinheiten bekannt. Jede Regaleinheit weist ein eigenes verfahrbares Regalbediengerät mit elektrischen Antriebsmotoren und mit einem elektrischen Energieversorgungskreis auf, um die Regaleinheiten mit elektrischer Energie zu versorgen.From the US 2009 0 021 023 A1 is a shelf storage system with at least two shelf units known. Each rack unit has its own movable stacker crane with electric drive motors and with an electrical power supply circuit to supply the shelf units with electrical energy.

In der WO 02/103 201 A1 ist ein Stromerzeugungssystem beschrieben, welches eine beweglichen Plattform aufweist. Durch die Bewegung von schweren Fahrzeugen auf der beweglichen Plattform, die mit einem hydraulischen oder pneumatischen Drucksystem verbunden werden, wird elektrische Energie erzeugt.In the WO 02/103 201 A1 a power generation system is described which has a movable platform. The movement of heavy vehicles on the moving platform, which are connected to a hydraulic or pneumatic pressure system, generates electrical energy.

Die DE 26 18 046 A1 zeigt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ausnutzung gespeicherter potentieller Energie beim Entladen von Waren.The DE 26 18 046 A1 shows a method and apparatus for utilizing stored potential energy in unloading goods.

Ein Beispiel für eine gattungsgemäße Anlage ist in der belgischen Patentanmeldung BE 101 63 63 A6 beschrieben, gemäß der elektrische Energie dadurch erzeugt wird, dass ein im Wesentlichen torpedoförmiger Dauermagnet unter dem Einfluss der Schwerkraft von der Hochlage in die Tieflage innerhalb und entlang einer Spule frei fällt. Bei der Vorbeibewegung des dauermagnetischen Arbeitsmittels wird elektrische Abgabe-Energie in der Spule induziert. Die Dauermagnete werden von der Tieflage in die Hochlage mittels eines pneumatischen Strömungssystems in die Hochlage geblasen, wozu ein entsprechend hoher Energieeintrag notwendig ist.An example of a generic system is in the Belgian patent application BE 101 63 63 A6 described, according to the electrical energy is generated by the fact that a substantially torpedo-shaped permanent magnet freely falls under the influence of gravity from the high position to the low position within and along a coil. During the passage of the permanent-magnetic working medium, electrical output energy is induced in the coil. The permanent magnets are blown from the low position into the high position by means of a pneumatic flow system in the high position, for which a correspondingly high energy input is necessary.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des Stands der Technik zu überwinden, insbesondere eine Anlage zum Speichern elektrischer Energie und/oder bedarfsweisen Abgeben elektrischer Energie bereitzustellen, bei der ein möglichst hoher Wirkungsgrad erreicht wird.It is an object of the invention to overcome the disadvantages of the prior art, in particular to provide a system for storing electrical energy and / or on-demand delivery of electrical energy, in which the highest possible efficiency is achieved.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Danach ist ein Generator- und/oder Motorstation für eine Anlage zum bedarfsweisen Speichern und/oder bedarfsweisen Abgeben elektrischer Energie zu bilden. Die Generator- und/oder Motorstation kann auch für eine Transportanlage eingesetzt werden. Die Generator- und/oder Motorstation umfasst eine im wesentlichen vertikale Förderarbeitsstrecke zwischen einer vordefinierten Hochlage und einer vordefinierten Tieflage der Anlage, wenigstens ein induktives Bauteil, wie eine Spule, und ein magnetisches Arbeitsmittel. Das wenigstens eine induktive Bauteil ist als Stator und das magnetische Arbeitsmittel ist als Läufer ausgeführt, so dass in einem Generatorbetrieb bei einer Bewegung des Läufers unter dem Einfluss der Schwerkraft von der Hochlage in die Tieflage elektrische Abgabe-Energie in dem Stator induziert wird und/oder in einem Motorbetrieb bei der Bewegung des Läufers von der Tieflage in die Hochlage unter dem Einfluss einer durch den Stator generierten elektromagnetischen Kraft elektrische Energie in potentielle Höhenenergie für den Läufer umgewandelt wird. Erfindungsgemäß ist wenigstens eine Federeinrichtung vorgesehen, die ein stationsseitiges Befestigungsende und ein läuferseitiges Befestigungsende aufweist und derart angeordnet ist, dass die Federeinrichtung bei einer Generatorbewegung des Läufers von der Hochlage in die Tieflage zur Erhöhung der potentiellen Energie gespannt wird und bei einer Motorbewegung des Läufers von der Tieflage in die Hochlage die in der Federeinrichtung gespeicherte potentielle Energie abgegeben wird, um dem Läufer potentielle Höhenenergie zu verleihen. Auf diese Weise wird ein Großteil der kinetischen Energie, welche beim Herabfallen des magnetischen Arbeitsmittels verpuffen könnte in einer Federeinrichtung aufgefangen, welcher Energieanteil bedarfsweise später wieder genutzt werden kann. Das magnetische Arbeitsmittel kann dauermagnetisch sein oder ein elektromagnetisches Magnetfeld besitzen. Beispielsweise kann das magnetische Arbeitsmittel einen Metallkern aufweisen, der von einer Spule umwickelt ist.This object is solved by the features of claim 1. Thereafter, a generator and / or motor station for a system for on-demand storage and / or on-demand delivery of electrical energy to form. The generator and / or motor station can also be used for a transport system. The generator and / or motor station comprises a substantially vertical conveying work path between a predefined high position and a predefined low position of the system, at least one inductive component, such as a coil, and a magnetic working means. The at least one inductive component is designed as a stator and the magnetic working means is designed as a rotor, so that in a generator operation during a movement of the rotor under the influence of gravity from the high position to the low position electrical output energy is induced in the stator and / or in an engine operation in the movement of the rotor from the low position to the high position under the influence of an electromagnetic force generated by the stator electrical Energy is converted into potential altitude energy for the runner. According to the invention, at least one spring device is provided, which has a station-side attachment end and a rotor-side attachment end and is arranged such that the spring device is tensioned during a generator movement of the rotor from the high position to the low position to increase the potential energy and at a motor movement of the rotor of the Low position in the high position of the potential energy stored in the spring device is discharged to give the runner potential altitude energy. In this way, a large part of the kinetic energy, which could fizzle when the magnetic working medium falls down, is absorbed in a spring device, which part of the energy can, if necessary, be reused later. The magnetic working medium may be permanent magnetic or have an electromagnetic magnetic field. For example, the magnetic working means may comprise a metal core wrapped by a coil.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung hat der Läufer einen Transportbehälter, der beispielsweise dazu ausgelegt sein kann, ein Lastgut, wie Sand, dauermagnetisches Material, Personen, aufzunehmen, und/oder der insbesondere zumindest teilweise aus dauermagnetischem Material besteht.In a preferred embodiment of the invention, the runner has a transport container, which may for example be designed to receive a load, such as sand, permanent magnetic material, persons, and / or in particular consists at least partially of permanent magnetic material.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist eine Federeinrichtung aus mehreren baugleichen Federelementen insbesondere mit gleicher Federkonstante gebildet. Als Federelemente können beispielsweise Schraubenfedern herangezogen werden. Die stationsseitigen Befestigungsstellen der Federelemente können vorzugsweise im wesentlichen auf gleicher Förderarbeitsstreckenhöhe angeordnet sein, so dass die an dem Läufer angreifende Federkraft jedes Federelements an jeder Förderarbeitsstreckenstelle gleich groß ist.In a preferred embodiment of the invention, a spring device is formed from a plurality of identical spring elements, in particular with the same spring constant. As spring elements, for example coil springs can be used. The station-side attachment points of the spring elements may preferably be arranged substantially at the same conveying work path height, so that the force acting on the rotor spring force of each spring element at each Förderarbeitsstreckenstelle is the same size.

Bei der Weiterbildung der Erfindung hat die Generator- und/oder Motorstation mehrere in Vertikalrichtung übereinander angeordnete, voneinander getrennte Motor-Generatorsektionen, die jeweils mit einem Stator, wie einer Spule, ausgestattet sind. Für jede Motor-Generatorsektion ist jeweils wenigstens eine Federeinrichtung vorgesehen.In the development of the invention, the generator and / or motor station has a plurality of vertically stacked, separate motor-generator sections, which are each equipped with a stator, such as a coil. At least one spring device is provided for each motor-generator section.

Vorzugsweise ist im Bereich zwischen zwei Motor-Generatorsektionen eine Übergabeeinrichtung vorgesehen, durch welche der Läufer den Einfluss der einen Federeinrichtung verlässt und in den Einfluss der anderen Federeinrichtung gerät.Preferably, a transfer device is provided in the region between two motor-generator sections through which the rotor leaves the influence of one spring device and comes into the influence of the other spring device.

Bei der Weiterbildung der Erfindung ist im Verlauf der Förderstrecke wenigstens eine Greifeinrichtung eingerichtet, welche den Läufer an einer vorbestimmten Position längs der Förderarbeitsstrecke in Eingriff nehmen und festhalten kann. Auf diese Weise kann der Läufer an der Zwischenposition der Förderstrecke gehalten werden. Vorzugsweise ist die Greifeinrichtung gemäß einem Rückschlagventil ausgeführt, welche einen Transport des Läufers in Höhenrichtung zulässt und in der entgegen gesetzten Richtung sperrt.In the development of the invention, at least one gripping device is set up in the course of the conveying path, which can engage and hold the rotor at a predetermined position along the conveying work path. In this way, the rotor can be held at the intermediate position of the conveyor line. Preferably, the gripping device is designed in accordance with a check valve, which allows a transport of the rotor in the height direction and locks in the opposite direction.

Vorzugsweise hat die Greifeinrichtung wenigstens zwei separat gelagerte Schwenkarme. Ein Endbereich des Schwenkarms ist stationsseitig mittels eines Federteils gehalten, wobei das gegenüberliegende Ende zum Greifen des Läufers ausgelegt ist. Im Bereich zwischen den beiden Endbereichen ist ein insbesondere stationsfestes Schwenklager vorgesehen. Bei der Weiterbildung der Erfindung ist jeweils eine Greifeinrichtung zwischen zwei übereinander angeordneten, getrennten Motor-Generatorsektionen angeordnet.Preferably, the gripping device has at least two separately mounted pivot arms. An end portion of the pivot arm is station-held by means of a spring member, wherein the opposite end is designed for gripping the rotor. In the area between the two end regions a particular station-fixed pivot bearing is provided. In the development of the invention, in each case a gripping device is arranged between two superimposed, separate motor-generator sections.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindungen sind in den Unteransprüchen angegeben.Preferred embodiments of the inventions are specified in the subclaims.

Weitere Eigenschaften, Vorteile und Merkmale der Erfindung werden durch die vorliegende Beschreibung bevorzugter Ausführungen der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen deutlich, in denen zeigen:Further characteristics, advantages and features of the invention will become apparent from the present description of preferred embodiments of the invention with reference to the accompanying drawings, in which:

1a eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Anlage in einem ersten Betriebszustand kurz bevor der Generatorbetrieb beginnt; 1a a schematic side view of a system according to the invention in a first operating state shortly before the generator operation begins;

1b eine schematische Seitenansicht der Anlage in einem Zwischengeneratorbetriebszustand; 1b a schematic side view of the system in a Zwischengeneratorbetriebszustand;

1c eine schematische Seitenansicht der Anlage gemäß 1 in einem weiteren Generatorzwischenbetriebszustand; 1c a schematic side view of the system according to 1 in another intermediate generator mode;

2a eine schematische Seitenansicht einer Ausführung einer Greifeinrichtung einer erfindungsgemäßen Anlage kurz bevor das Arbeitsmittel in den Einflussbereich der Greifeinrichtung kommt; 2a a schematic side view of an embodiment of a gripping device of a system according to the invention shortly before the working fluid comes into the sphere of influence of the gripping device;

2b eine schematische Seitenansicht der Ausführung der Greifeinrichtung gemäß 5a in einem Betriebszustand, in dem ein Arbeitsmittel gerade durch die Greifrichtung in einer Öffnungsrichtung bewegt wurde; 2 B a schematic side view of the embodiment of the gripping device according to 5a in an operating state in which a working means has just been moved by the gripping direction in an opening direction;

2c eine schematische Seitenansicht der Ausführung der Greifeinrichtung gemäß 5a in einem Betriebszustand, in dem ein Arbeitsmittel von der Greifeinrichtung gehalten ist. 2c a schematic side view of the embodiment of the gripping device according to 5a in an operating state in which a working means is held by the gripping device.

3a eine schematische Seitenansicht einer weiteren Ausführung einer erfindungsgemäßen Anlage in einem Betriebszustand kurz vor Beginn des Motorbetriebs; und 3a a schematic side view of another embodiment of an inventive System in an operating state shortly before the start of engine operation; and

3b eine schematische Seitenansicht der Anlage gemäß 3a, in einem Betriebszustand, in dem die Arbeitsmittel von Greifeinrichtungen festgehalten sind. 3b a schematic side view of the system according to 3a , in an operating state, in which the working means are held by gripping devices.

In den 1a bis 1c ist in einer Seitenansicht eine erfindungsgemäße Generator- und/oder Motorstation im allgemeinen mit der Bezugsziffer 1 versehen. In den 1a bis 1c ist der Generatorbetrieb der Generator-Motor-Station 1 angedeutet. Die Station 1 hat einen stationsfesten Schacht 3, an dem etwa auf gleicher Förderarbeitsstreckenhöhe eine oberes Paar Federn 5 und ein unteres Paar Federn 7 befestigt.In the 1a to 1c is a side view of a generator and / or motor station according to the invention generally with the reference numeral 1 Mistake. In the 1a to 1c is the generator mode of the generator-motor-station 1 indicated. The station 1 has a station-fixed shaft 3 , at about the same conveyor line height, an upper pair of springs 5 and a lower pair of springs 7 attached.

An einem läuferseitigen Ende der Federn 5, 7 ist ein dauermagnetischer Behälter 9 befestigt, der sich längs der Förderarbeitsstrecke in der Station 1 auf und ab bewegen kann. Der Behälter 9 soll ein Lastgut 11 aufzunehmen, das auch dauermagnetisch sein kann. Der dauermagnetische Behälter 9 sowie das Lastgut 11 bilden in der dargestellten Ausführung das magnetische Arbeitsmittel. Auch andere magnetische, wie elektromagnetische Arbeitsmittel insbesondere kombiniert mit einem dauermagnetischen Material, sind vorstellbar.At a runner-side end of the springs 5 . 7 is a permanent magnetic container 9 fastened along the conveyor working distance in the station 1 can move up and down. The container 9 should be a load 11 which can also be permanent magnetic. The permanent magnetic container 9 as well as the load 11 form in the illustrated embodiment, the magnetic working medium. Other magnetic, such as electromagnetic working means in particular combined with a permanent magnetic material are conceivable.

Längs der Förderarbeitstrecke sind mehrere Spulen 13 angeordnet, die mit einem elektrischen Schaltkreis verbunden sind.Along the Förderarbeitstrecke are several coils 13 arranged, which are connected to an electrical circuit.

Im Generatorbetrieb wird das Lastgut 11 in den oberen Behälter 9 eingebracht, wodurch unter dem Einfluss der Schwerkraft des Behälters 9 und des Lastguts 11 die obere Feder 5 gespannt werden, wie in 1b gezeigt ist. Beim Vorbeibewegen von der Hochlage in die in 1b gezeigte Zwischenlage 1 wird eine elektrische Abgabe-Energie in der oberen Spule 13 erzeugt.In generator operation, the load is 11 in the upper container 9 introduced, causing under the influence of gravity of the container 9 and the load 11 the upper spring 5 be curious how in 1b is shown. When passing from the high place to the in 1b shown liner 1 becomes an electrical output energy in the upper coil 13 generated.

Über einen Regelungsmechanismus kann ein Boden des Behälters 9 geöffnet werden, so dass das Lastgut 11 in der in 1b gezeigten Zwischenposition den oberen Behälter 9 verlassen kann und in den in der Zwischenposition wartenden, unteren Behälter 9 gelangen kann, dessen Boden geschlossen ist. Unter dem Einfluss der Schwerkraft des magnetischen Arbeitsmittels (Lastgut 11 und unterer Behälter 9) werden die unteren Federn 7 gespannt, und der Behälter 9 samt dem Lastgut bewegt sich an der unteren Spule 13 vorbei und induziert dort elektrische Abgabe-Energie.Through a control mechanism can be a bottom of the container 9 be opened so that the load 11 in the in 1b shown intermediate position the upper container 9 leave and waiting in the intermediate position, lower container 9 can reach whose bottom is closed. Under the influence of the gravity of the magnetic working medium (load 11 and lower tank 9 ) become the lower springs 7 strained, and the container 9 together with the load moves on the lower coil 13 over and induces electrical energy there.

Unmittelbar nach Übergabe des Lastguts 11 von dem oberen Behälter 9 auf den unteren Behälter 9 zwingen die oberen Federn 5 den oberen Behälter 9 zurück in die Hochlage, wodurch erneut elektrische Abgabe-Energie in der unteren Spule 13 erzeugt wird.Immediately after transfer of the load 11 from the upper container 9 on the lower container 9 force the upper springs 5 the upper container 9 back to the high position, causing again electrical discharge energy in the lower coil 13 is produced.

Wird das Lastgut 11 aus dem unteren Behälter 9 in der Tieflage (1c) entladen, so zwingt die untere gespannte Feder 7 den unteren Behälter 9 wieder in die Zwischenposition, wie in 1a gezeigt ist, wodurch erneut eine elektrische Abgabe-Energie in der unteren Spule 13 induziert wird.Becomes the load 11 from the lower container 9 in the low position ( 1c ), so forces the lower tensioned spring 7 the lower container 9 back to the intermediate position, as in 1a is shown, which again causes an electric discharge energy in the lower coil 13 is induced.

Bei der in den 1a bis 1c dargestellten Ausführung ist die Federkonstante der Federn 5, 7 derart groß, dass eine Zurückführung des dauermagnetischen Behälters 9 in die Hochlage erreicht wird. Allerdings ist die Federkonstante kleiner als die Summe der durch den Behälter 9 und das Lastgut 11 erzeugten Schwerkräfte, so dass sich der mit Lastgut 11 beladene Behälter 9 in die Zwischenlage oder in die Tieflage bewegen kann.In the in the 1a to 1c The illustrated embodiment is the spring constant of the springs 5 . 7 so large that a return of the permanent magnetic container 9 is reached in the high position. However, the spring constant is less than the sum of the through the container 9 and the load 11 generated gravitational forces, so that with the load 11 loaded containers 9 in the intermediate position or in the low position can move.

In den 2a und 2c ist eine weitere Federeinrichtungsanordnung dargestellt, welche außerdem eine Greifeinrichtung 18 aufweist. Im Motorbetrieb der Generator-Motorstation 1 gelangt das magnetische Arbeitsmittel 21, das aus dem Behälter 9 und dem Lastgut 11 besteht, in eine Zwischenposition und wird von zwei Wipparmen 23, 25 in Empfang genommen, deren freie Ende das magnetische Arbeitsmittel greifen und gemäß einem elastischen Rückschlagventil festhalten, was in 2b und 2c dargestellt ist. Anschließen kann der Behälter 9 von dem Lastgut 11 getrennt werden und wieder zur Weiterverwendung in die Tieflage fallen. Durch die Schwerkraft des Lastguts 11 werden die Federn 5 gespannt, die an dem stationsseitigen Ende der Wipparme 23, 25 angeordnet sind. Die Wipparme 23, 25 sind schwenkbar an einem Mittellager 27 gehalten.In the 2a and 2c a further spring device arrangement is shown, which also has a gripping device 18 having. In motor operation of the generator motor station 1 the magnetic working medium arrives 21 coming out of the container 9 and the load 11 exists, in an intermediate position and is supported by two Wipparmen 23 . 25 received in the free ends of the magnetic working means and hold according to an elastic check valve, which is in 2 B and 2c is shown. The container can be connected 9 from the load 11 be separated and fall again for further use in the low position. By the gravity of the load 11 become the feathers 5 excited, at the station end of the Wipparme 23 . 25 are arranged. The Wipparme 23 . 25 are pivotable on a center bearing 27 held.

In den 3a bis 3e ist die Motor-Generator-Station 1 im Motorbetrieb dargestellt, wobei eine Greifeinrichtung 18 mit Rückschlagventilfunktion für das Lastgut gemäß den 2a bis 2c eingesetzt ist.In the 3a to 3e is the motor generator station 1 shown in engine operation, wherein a gripping device 18 with check valve function for the load according to 2a to 2c is used.

Wie in den 3a und b ersichtlich ist, wird das Lastgut 11 von einem Behälter 9 in der Tieflage aufgenommen, der an eine vorgespannte untere Feder 7 angeschlossen ist. Die gleiche Behälter-Lastgut-Anordnung ist in der mittleren Zwischenposition federgespannt vorgehalten. Wie in 3a ersichtlich ist, ist auch in der Hochlage eine Behälter-Lastgut-Anordnung federvorgespannt vorgehalten.As in the 3a and b is apparent, the load is 11 from a container 9 taken in the low position, which is connected to a preloaded lower spring 7 connected. The same container Lastgut arrangement is held spring-loaded in the middle intermediate position. As in 3a it can be seen, even in the high position a container-load material arrangement is held spring biased.

Bei Auslösen des Förderzyklusses werden alle drei magnetischen Arbeitsmittel 9, 11 in die nächst höhere Position transportiert, indem die Federn 5, 7 entspannt werden. Eine Halteeinrichtung 35 wird aktiviert, indem Schwenkarme in eine Horizontale verschwenkt werden, wie in 3b gezeigt ist um das Lastgut wird in der Zwischenposition zu halten. Der Behälter 9 wird unter dem Einfluss seiner Schwerkraft zurück in die Tieflage gelangt, um das nächste Lastgut 11 aufnehmen zu können. Auch die weiter oben angeordneten Lastgüter 11 werden durch entsprechende Halteeinrichtung 38 in einer Zwischenposition gehalten.When the Förderzyklusses trigger all three magnetic working means 9 . 11 transported to the next higher position by the springs 5 . 7 to be relaxed. A holding device 35 is activated by pivoting pivot arms to a horizontal position, as in FIG 3b is shown around the load is to hold in the intermediate position. The container 9 is returned to the low position under the influence of its gravity, to the next load 11 to be able to record. Also the load goods arranged higher up 11 be by appropriate holding device 38 held in an intermediate position.

Sollte die Schwerkraft des Behälters 9 wegen der Federkraft nicht ausreichen, in die tiefere Lage zu gelangen, können elektromagnetische Kräfte durch die Bestromung der jeweiligen Spule 13 helfen.Should the gravity of the container 9 Because of the spring force are not sufficient to get into the lower position, electromagnetic forces by energizing the respective coil 13 help.

Die in der vorstehenden Beschreibung, den Figuren und den Ansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Realisierung der Erfindung in den verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.The features disclosed in the foregoing description, the figures and the claims may be of importance both individually and in any combination for the realization of the invention in the various embodiments.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Generator- und/oder MotorstationGenerator and / or motor station
5, 75, 7
Federnfeathers
99
dauermagnetischer Behälterpermanent magnetic container
1111
LastgutLastgut
1313
SpuleKitchen sink
1818
Greifeinrichtunggripper
2121
Arbeitsmittelwork equipment
23, 2523, 25
WipparmeWipparme
2727
Mittellagercenter bearing
3535
Halteeinrichtungholder

Claims (8)

Generator- und/oder Motorstation (1) für eine Anlage zum bedarfsweisen Speichern und/oder bedarfsweisen Abgeben elektrischer Energie, umfassend eine im wesentlichen vertikale Förderarbeitsstrecke zwischen einer vordefinierten Hochlage und einer vordefinierten Tieflage der Anlage, wenigstens ein induktives Bauteil und ein magnetisches Arbeitsmittel (21), wobei das wenigstens eine induktive Bauteil als Stator und das magnetische Arbeitsmittel (21) als Läufer ausgeführt sind, so dass in einem Generatorbetrieb bei einer Bewegung des Läufers unter dem Einfluss der Schwerkraft von der Hochlage in die Tieflage elektrische Abgabe-Energie in dem Stator induziert wird und/oder in einem Motorbetrieb bei einer Bewegung des Läufers von der Tieflage in die Hochlage unter dem Einfluss einer durch den Stator generierten elektromagnetischen Kraft elektrische Energie in potentielle Höhenenergie für den Läufer umgewandelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Federeinrichtung vorgesehen ist, die ein stationsseitiges Befestigungsende und ein läuferseitiges Befestigungsende aufweist und derart angeordnet ist, dass die Federeinrichtung bei einer Generatorbewegung des Läufers von der Hochlage in die Tieflage zur Erhöhung deren potentiellen Federenergie gespannt wird und bei einer Motorbewegung des Läufers von der Tieflage in die Hochlage die in der Federeinrichtung gespeicherte potentielle Energie abgegeben wird, um dem Läufer potentielle Höhenenergie zu verleihen.Generator and / or motor station ( 1 ) for a system for the on-demand storage and / or delivery of electrical energy, comprising a substantially vertical conveying work path between a predefined high position and a predefined low position of the system, at least one inductive component and a magnetic working means ( 21 ), wherein the at least one inductive component as a stator and the magnetic working means ( 21 ) are designed as runners, so that in a generator operation during a movement of the rotor under the influence of gravity from the high position to the low position electrical output energy is induced in the stator and / or in an engine operation in a movement of the rotor from the low position is converted into the high position under the influence of an electromagnetic force generated by the stator electrical energy in potential altitude energy for the rotor, characterized in that at least one spring means is provided which has a station-side attachment end and a rotor-side attachment end and is arranged such that the Spring device is tensioned at a generator movement of the rotor from the high position in the low position to increase the potential spring energy and the motor energy stored in the spring device is released during a motor movement of the rotor from the low position to the high potential to the Lä to give potential energy to the shore. Generator- und/oder Motorstation (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Läufer einen Transportbehälter (9) aufweist, der insbesondere zumindest teilweise aus dauermagnetischem Material besteht.Generator and / or motor station ( 1 ) According to claim 1, characterized in that the rotor (a transport container 9 ), which consists in particular at least partially of permanent magnetic material. Generator- und/oder Motorstation (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Federeinrichtung aus mehreren baugleichen Federelementen (5, 7) insbesondere mit gleicher Federkonstante gebildet ist, wobei die stationsseitigen Befestigungsstellen der Federelemente im wesentlichen auf gleicher Förderarbeitsstreckenhöhe angeordnet sind, so dass die an dem Läufer angreifende Federkraft jedes Federelements an jeder Förderarbeitsstreckenstelle gleich groß ist.Generator and / or motor station ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that a spring device of a plurality of identical spring elements ( 5 . 7 ) is formed in particular with the same spring constant, wherein the station-side attachment points of the spring elements are arranged substantially on the same Förderarbeitsstreckenhöhe, so that the force acting on the rotor spring force of each spring element at each Förderarbeitsstreckenstelle is the same size. Generator- und/oder Motorstation (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mehrere in Vertikalrichtung übereinander angeordnete, voneinander getrennte Motor-Generatorsektionen aufweist, die jeweils mit einem Stator ausgestattet sind, wobei für jede Motor-Generatorsektion jeweils wenigstens eine Federeinrichtung vorgesehen ist.Generator and / or motor station ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a plurality of mutually vertically separated, separate motor-generator sections, each equipped with a stator, wherein for each motor-generator section in each case at least one spring means is provided. Generator- und/oder Motorstation (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich zwischen zwei Motor-Generatorsektionen eine Übergabeeinrichtung vorgesehen ist, durch welche der Läufer den Einfluss der einen Federeinrichtung verlässt und in den Einfluss der anderen Federeinrichtung gerät.Generator and / or motor station ( 1 ) according to claim 4, characterized in that in the region between two motor-generator sections, a transfer device is provided, through which the rotor leaves the influence of a spring means and comes into the influence of the other spring means. Generator- und/oder Motorstation (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Verlauf der Förderstrecke wenigstens eine Greifeinrichtung (18) angeordnet ist, welche den Läufer an einer vorbestimmten Position längs der Förderstrecke in Eingriff nehmen und festhalten kann, um den Läufer an der Zwischenposition der Förderstrecke zu halten, wobei insbesondere die Greifeinrichtung (18) gemäß einem Rückschlagventil ausgeführt ist, welche einen Transport des Läufers in einer Richtung zulässt und in der entgegen gesetzten Richtung sperrt.Generator and / or motor station ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that in the course of the conveying path at least one gripping device ( 18 ) is arranged, which can take the runner at a predetermined position along the conveying path and hold to hold the runner at the intermediate position of the conveyor line, wherein in particular the gripping device ( 18 ) is designed according to a check valve, which allows a transport of the rotor in one direction and locks in the opposite direction. Generator- und/oder Motorstation (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifeinrichtung (18) wenigstens zwei separat gelagerte Schwenkarme (23, 25) aufweist, wobei ein Endbereich des Schwenkarms mittels eines Federteils (5) gehalten ist und das gegenüberliegende Ende zum Greifen des Läufers ausgelegt ist und insbesondere im Bereich zwischen den beiden Enden ein insbesondere stationsfestes Schwenklager aufweist. Generator and / or motor station ( 1 ) according to claim 6, characterized in that the gripping device ( 18 ) at least two separately mounted pivot arms ( 23 . 25 ), wherein an end portion of the pivot arm by means of a spring member ( 5 ) is held and the opposite end is designed for gripping the rotor and in particular in the area between the two ends has a particular station-fixed pivot bearing. Generator- und/oder Motorstation (1) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils eine Greifeinrichtung (18) zwischen zwei übereinander angeordneten getrennten Motor-Generatorsektionen angeordnet ist.Generator and / or motor station ( 1 ) according to claim 6 or 7, characterized in that in each case a gripping device ( 18 ) is arranged between two separate motor-generator sections arranged one above the other.
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