DE102013004872A1

DE102013004872A1 - Energieknoten

Info

Publication number: DE102013004872A1
Application number: DE102013004872.9A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-03-21
Filing date: 2013-03-21
Publication date: 2014-09-25

Abstract

Die Erfindung betrifft ein spezielles kinematisches Bauteil mit besonderen Effekten zur Verbindung von Antrieb und Antrieb von Maschinenkomponenten.

Description

Die Erfindung betrifft ein spezielles kinematisches Bauteil mit besonderen Effekten zur Verbindung von Antrieb und Antrieb von Maschinenkomponenten.
Ziel der Erfindung ist es, eine im Aufbau einfache, umwelt- und ressourcenschonende Maschine zu entwickeln, die dabei kostengünstig ist und welche zudem einen effektiven Wirkungsgrad aufweist.
Dies ist mit dem herkömmlichen Stand der Technik nicht ausführbar. Die Erfindung erreicht dies allerdings durch Realisierung von speziellen Einflussgrößen bzgl. ihrer Geometrien und korrespondierenden Parametern hinsichtlich ihrer Funktionselemente.
Kerngedanke der Erfindung ist dabei die gezielte Anordnung eines kinematischen Bauteils als Energieknoten (Erklärung im weiteren Verlauf) als Bauelement mit definiert belasteten und einfach ausgebildeten Koppelelementen innerhalb einer bestimmten Geometrie. Dabei hat ein Teilelement des Energienknotens Führungscharakter gegenüber wenigstens einem weiteren Teilelement einer weiteren Bauteilkomponente mit speziellem Übertragungsmuster hinsichtlich des wirkenden Kraftflusses. Infolge der speziellen geometrischen Anordnung dieser Bauteile zueinander ergibt sich der erfinderische Vorteil gegenüber dem Stand der Technik.
Ein prinzipielles Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden 1 dargestellt und findet auch insbesondere anhand der Patentansprüche Erläuterung:
1:
Der Energieknoten EK ist hier als kinematisches Gelenk realisiert, an dem Y-förmig ein Antriebselement 1 einer Kraftmaschine sowie zweier Abtriebselemente 2, 3 zweier Arbeitsmaschinen antriebstechnisch verbunden sind. Der erfindungsgemäß günstige Kraftfluß im Energieknoten EK lässt vorteilhaft den Aufbau der Maschine aus Gasexpander sowie Gaskompressoren zu. Diese setzen sich im Wesentlichen wie folgt zusammen: Mit Z ist ein Drehzentrum einer Kurbelwelle mit Kurbel bezeichnet. An letztere ist antriebstechnisch ein Pleuel 4 verbunden, an welchem ein Expanderkolben 5 gekoppelt ist, welcher seinerseits im Zylinder 6 geführt ist. Die Kompressorkolben 7 und 9 sind ihrerseits in den Zylindern 8 und 10 geführt und über die Abtriebselemente 2 und 3 mit dem Energieknoten EK antriebstechnisch verbunden. Über hier nicht weiter beschriebene Ventiltriebe (insbesondere Flatterventile) wird ein spezieller Gaswechsel realisiert, wobei im Expander Gas expandiert und in den Kompressoren komprimiert werden. Bedingt durch den günstigen Kraftfluß kann ein Teil des komprimierten Gases einer (hier nicht weiter beschriebenen) Speichereinheit zugeführt werden, während ein anderer Teil dem Expander rekuperativ wieder im Kreislauf zugeführt wird. Die Bewegungsachsen A, B sind dabei in einem besonderen Verhältnis zur Bewegungsachse C angeordnet und können β zusammen mit dem Winkel in einem Winkel α kinematisch zu- bzw. miteinander definiert werden. Die Winkel α und β stehen hierbei synonym und erfindungsgemäß sowie wesentlich für eine definierte Kraftverstärkung V. Je größer der Winkel α und je kleiner der Winkel β ist desto größer ist die Kraftverstärkung V. Beispielsweise ergibt sich teilweise für einen Winkel von 120° eine Kraftverstärkung von 2,0, was eine vergleichsweise hohe Leistungsdichte für dieses erfindungsgemäße Konzept darstellt.
Die beschriebene Anordnung lässt sich prinzipiell und insbesondere auch mit Rotations- bzw. Linear-Elektro-Motoren bzw. -Generatoren aufbauen.
Insgesamt wird diese Erfindung einfach, kostengünstig und effektiv.

Claims

Kinematik-Gelenk, dadurch gekennzeichnet, dass das Kinematik-Gelenk als Energieknoten EK im Wesentlichen eine antriebstechnische Verbindung von wenigstens einem Antriebselement 1 wenigstens einer Kraftmaschine mit wenigstens einem Abtriebselement 2, (3) wenigstens einer Arbeitsmaschine konstruiert ist.
Kinematik-Gelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebs- und die Abtriebseinheit(en) als Gasexpander (im Wesentlichen C, Z, 1, 4, 5, 6) bzw. Gaskompressoren (im Wesentlichen A, B, 2, 3, 7, 8, 9, 10) ausgeführt sind.
Kinematik-Gelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebs- und die Abtriebseinheit(en) mittels Rotations- und/oder Linear-Elektro-Motoren-/Generatoren konstruiert sind.