DE202008016531U1

DE202008016531U1 - Aggregat zur Nutzung alternativer Energie

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Publication number: DE202008016531U1
Application number: DE202008016531U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-12-13
Filing date: 2008-12-13
Publication date: 2009-02-26
Anticipated expiration: 2018-12-14
Also published as: DE112009003128A5; US20110241355A1; IL213475A0; EP2376780A1; WO2010066246A1

Abstract

Aggregat zur Nutzung alternativer Energie, dadurch gekennzeichnet, dass am Außenumfang eines Antriebsrades (3) eine gerade Anzahl von Gewichten (5) symmetrisch und außerhalb ihrer Mitte pendelnd aufgehängt sind und in Bezug auf die Drehrichtung (F) des Antriebsrades (3) hinter jedem Gewicht (5) eine Auflage (12) für das betreffende Gewicht (5) an dem Antriebsrad (3) befestigt ist, dass jedes Gewicht (5) getrieblich mit der Hauptantriebswelle (4) eines Generators (15) verbunden ist und das Antriebsrad (3) mit der Abtriebswelle (20) eines Antriebsmotors (14) getrieblich verbunden ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Aggregat zur Nutzung alternativer Energie.
Bisherige Vorschläge an Vorrichtungen zur Nutzung alternativer Energie betreffen die Solarenergie, die Windenergie, die Wasserkraft, die Gezeitenkraft, die Geothermie. Ein Vorschlag für eine Vorrichtung zur Nutzung der Gravitation oder Schwerkraft ist nicht bekannt.
Aufgabe der Erfindung ist es ein Aggregat zu schaffen, das es ermöglicht die Schwerkraft in nutzbare Energie, z. B. in Form von elektrischem Strom, umzuwandeln; dabei wird ein möglichst hoher Nutzungs- oder Wirkungsgrad angestrebt.
Erfindungsgemäß wird dies erreicht mit einem Aggregat nach Anspruch 1.
Nach der Erfindung sind am Außenumfang eines Antriebsrades eine gerade Anzahl von Gewichten symmetrisch und außerhalb ihrer Mitte pendelnd aufgehängt; in Bezug auf die Drehrichtung des Antriebsrades ist hinter jedem Gewicht eine Auflage für das betreffende Gewicht an dem Antriebsrad befestigt und jedes Gewicht ist getrieblich mit der Hauptantriebswelle eines Generators verbunden; das Antriebsrad ist außerdem mit der Abtriebswelle eines Antriebsmotors getrieblich verbunden. Wenn das Antriebsrad durch den Antriebsmotor einmal angeschoben ist, so fallen die sich bei Drehung abwärts bewegenden Gewichte durch ihre Schwerkraft pendelnd nach unten und treiben die Hauptantriebswelle an und die dabei erzeugte Energie wird auf den Generator übertragen, von welchem sie in Form von Strom abgenommen werden kann; die sich bei der Drehung aufwärts bewegenden Gewichte schlagen an ihren Auflagen an und kommen dabei zum Stillstand. Durch die außermittige Aufhängung der Gewichte ergibt sich ein Verhältnis der Hebelarme an den sich abwärts bzw. aufwärts bewegenden Gewichten, das bewirkt, dass der größere Teil der am Generator abnehmbaren Energie, beispielsweise ca. 80%, für eine Fremdnutzung zur Verfügung steht und nur der geringere Teil, im Beispiel ca. 20% vom Antriebsmotor verbraucht wird, um die Drehung des Antriebsrades aufrechtzuerhalten.
Bevorzugt sind acht Gewichte gleichmäßig symmetrisch am Außenumfang des Antriebrades pendelnd aufgehängt; damit werden ein guter Gleichlauf und guter Wirkungsgrad des Aggregats erreicht.
Vorzugsweise weist jedes der Gewichte einen außermittigen Ansatz auf, an dem es mit Hilfe eine Antriebswelle pendelnd am Außenumfang des Antriebsrades aufgehängt ist.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform weist das Antriebsrad eine gerade Anzahl symmetrisch sternförmig abragender Arme auf, an deren Enden die Gewichte jeweils mit Hilfe einer Antriebswelle pendelnd aufgehängt sind. Dabei kann dann jeder Arm des Antriebsrades an seinem Ende einen entgegen der Drehrichtung des Antriebsrades weisenden Fortsatz aufweisen, an dem die Auflage für das an diesem Arm pendelnd aufgehängte Gewicht vorgesehen ist. Mit der Sternform des Antriebsrades werden eine leichte Bauweise des Aggregats und damit auch ein verbesserter Wirkungsgrad des Aggregats erreicht.
Vorzugsweise weist das Antriebsrad acht symmetrisch sternförmig abragende Arme auf, an deren Enden jeweils eines der Gewichte pendelnd aufgehängt ist und jeweils eine Auflage für das Gewicht befestigt ist.
Die getriebliche Verbindung zwischen den Gewichten und der Hauptantriebswelle kann bevorzugt aus Kettentrieben bestehen, und auch die Hauptantriebswelle kann über einen Kettentrieb mit der Antriebswelle des Generators verbunden sein; die Abtriebswelle des Antriebsmotors kann über mehrere Kettentriebe mit Untersetzung mit dem Antriebsrad verbunden sein.
Auch andere Kraftübertragungselemente, wie Getriebe, Riemen, Gelenkwellen, können dafür eingesetzt werden.
Die Kraftübertragung von jedem Gewicht auf die Hauptantriebswelle erfolgt vorzugsweise mit Hilfe eines Kettentriebs und eines auf der Hauptantriebswelle gelagerten Kettenzahnrades über einen auf der Hauptantriebswelle gelagerten Klemmfreilauf.
Der Klemmfreilauf bewirkt, dass sich die Gewichte bei ihrer Pendelbewegung und ihrem Stillstand nicht gegenseitig beeinflussen und stören.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer bevorzugten Ausführungsform näher beschrieben; es zeigen
1 die Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Aggregats,
2 die Seitenansicht des Aggregats gemäß 1 in Richtung des Pfeiles P in 1,
3 in einer Seitenansicht die Lagerung der im Aggregat nach 1 eingesetzten Gewichte am Beispiel eines einzelnen Gewichts, teilweise geschnitten,
4 in einer Schnittansicht einen Teil der Lagerung auf der Hauptantriebswelle des Aggregats nach 1 und
5 in einer Seitenansicht, teilweise geschnitten, die Auflage für die Gewichte des Aggregats nach 1.
Gemäß 1 ist auf einem Grundrahmen 1 mittels Traversen 2 ein mehrarmiges Antriebsrad 3 montiert und separat auf den Traversen 2 drehbar gelagert; in der dargestellten Ausführungsform hat das Antriebsrad 3 insgesamt acht symmetrisch, sternförmig abragende Arme 3'. An den Enden der Arme 3' sind symmetrisch aber außermittig Gewichte 5 drehbar bzw. pendelnd gelagert. Gemäß 1 bzw. 3 weisen die Gewichte 5 dazu jeweils einen Ansatz 6 auf, an dem die Lagerung vorgesehen ist. Jedes Gewicht 5 ist fest mit einer Antriebswelle 10 verbunden und auf der Antriebswelle 10 eines jeden Gewichts 5 ist außerdem ein Kettenrad 7 eines Kettentriebs 8 montiert und mit der Antriebswelle 10 und damit auch mit dem betreffenden Gewicht 5 fest verbunden. Zu jedem Kettentrieb 8 gehört ein weiteres Kettenrad 9, und sämtliche Kettenräder 9 stehen in Eingriff mit zentrischen Kettenzahnrädern 11, die mit der Hauptantriebswelle 4 zur Antriebswelle 22 eines Generators 15 getrieblich verbunden sind. Für jedes Gewicht 5 ist am Ende des betreffenden Arms 3' eine Auflage 12 befestigt, die sich in Bezug auf die Drehrichtung F des Antriebsrades 3 hinter dem jeweiligen Gewicht befindet (siehe auch 5). Gemäß 1 weist dazu der Arm 3' einen entgegen der Drehrichtung F des Antriebsrads 3 weisenden nasenförmigen Fortsatz 13 auf, an dem die Auflage 12 befestigt ist.
Auf dem Grundrahmen 1 fest montiert sind außerdem ein Antriebsmotor 14 und der Generator 15. Auf der dem Antriebsmotor 14 benachbarten Traverse 2 sind Stehlager 16 befestigt, welche Kettenräder für weitere Kettentriebe 17, 18, 19 tragen. Diese Kettentriebe 17, 18, 19 verbinden die Abtriebswelle 20 des Antriebsmotors 14 mit Untersetzung (1:50) mit dem Antriebsrad 3; die Hauptantriebswelle 4 ist ihrerseits über einen weiteren Kettentrieb 21 mit der Antriebswelle 22 des Generators 15 verbunden.
Gemäß 4 erfolgt die Kraftübertragung vom Kettentrieb 7, 8, 9 eines jeden Gewichts 5 über die Kettenzahnräder 11 auf die Hauptantriebswelle 4 mit Hilfe eines Übertragungselements in Form eines Klemmfreilaufs 23. Dabei sind die Drehrichtung des Antriebsrades 3 und der Einbau der Klemmfreiläufe 23 so aufeinander abgestimmt, dass gewährleistet ist, dass bei Betrieb des Aggregats (siehe unten) die Gewichte 5 unabhängig voneinander beweglich sind, fallen und pendeln oder still stehen können, ohne sich gegenseitig zu beeinflussen oder zu stören.
Angeschoben wird das Aggregat bzw. das Antriebsrad 3 zunächst durch den Antriebsmotor 14 über die Kettentriebe 17, 18, 19; die dafür benötigte Energie kann aus einer Batterie oder einem Kondensator kommen, die oder der mit dem Generator 15 verbunden ist. Sobald das Antriebsrad 3 in Richtung des Pfeiles F in 1 in Drehung versetzt ist, fallen die Gewichte 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 an den sich abwärts bewegenden Armen 3' des Antriebsrades 3 infolge der Schwerkraft, zunächst pendelnd, nach unten. Die dabei erzeugte Energie wird über den Kettentrieb 21 auf den Generator 15 übertragen, von dem sie in Form von elektrischem Strom abgenommen werden kann. Die Gewichte 5.5, 5.6, 5.7, 5.8 an den sich aufwärts bewegenden Armen 3' schlagen an ihrer Auflage 12 an und werden so im Stillstand mitgenommen, bis sie nacheinander den höchsten Punkt der Drehbewegung erreichen und danach ihrerseits wieder pendelnd nach unten fallen. Wenn die Gewichte 5 an den sich aufwärts bewegenden Armen 3' an ihrer Auflage 12 zur Anlage kommen, vergrößert sich der Hebelarm von der Schwerpunktmitte 24 des Gewichts 5 zur Mitte der Hauptantriebs welle 4, während sich die Gewichte 5 an den sich abwärts bewegenden Armen 3' in die Senkrechte einpendeln und somit einen kleineren Hebelarm zur Mitte der Hauptantriebswelle 4 haben. Die daraus resultierende Kraftdifferenz (Drehmoment) wird zur Aufrechterhaltung der Drehbewegung des Antriebsrades 3 von dem Antriebsmotor 14 übernommen. Die dazu vom Antriebsmotor 14 benötigte Energie macht ca. 20% der von den Gewichten 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 über das Antriebsrad 3 auf den Generator 15 übertragenen Energie aus, 80% dieser Energie stehen am Generator 15 zur Fremdnutzung zur Verfügung.

1: Grundrahmen
2: Traversen
3: Antriebsrad
3': Arme
4: Hauptantriebswelle
5: Gewichte
6: Ansatz
7: Kettenrad (Gewicht)
8: Kettentrieb (Gewicht)
9: Kettenrad
10: Antriebswelle
11: Kettenzahnräder
12: Auflage
13: nasenförmiger Fortsatz
14: Antriebsmotor
15: Generator
16: Stehlager
17 18 19: Kettentrieb (Antriebsmotor – Antriebsrad)
20: Abtriebswelle
21: Kettentrieb (Generator)
22: Antriebswelle (Generator)
23: Klemmfreilauf
24: Schwerpunktmitte

Claims

Aggregat zur Nutzung alternativer Energie, dadurch gekennzeichnet, dass am Außenumfang eines Antriebsrades (3) eine gerade Anzahl von Gewichten (5) symmetrisch und außerhalb ihrer Mitte pendelnd aufgehängt sind und in Bezug auf die Drehrichtung (F) des Antriebsrades (3) hinter jedem Gewicht (5) eine Auflage (12) für das betreffende Gewicht (5) an dem Antriebsrad (3) befestigt ist, dass jedes Gewicht (5) getrieblich mit der Hauptantriebswelle (4) eines Generators (15) verbunden ist und das Antriebsrad (3) mit der Abtriebswelle (20) eines Antriebsmotors (14) getrieblich verbunden ist.
Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass acht Gewichte (5) gleichmäßig symmetrisch am Außenumfang des Antriebsrades (3) pendelnd mit Hilfe einer Antriebswelle (10) aufgehängt sind.
Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Gewicht (5) einen außermittigen Ansatz (6) aufweist, an dem es mit Hilfe einer Antriebswelle (10) pendelnd am Außenumfang des Antriebsrades (3) aufgehängt ist.
Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsrad (3) eine gerade Anzahl symmetrisch sternförmig abragender Arme (3') aufweist, an deren Enden die Gewichte (5) jeweils mit Hilfe einer Antriebswelle (10) pendelnd aufgehängt sind.
Aggregat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsrad (3) acht symmetrisch sternförmig abragende Arme (3') aufweist, an deren Enden die Gewichte (5) mit Hilfe einer Antriebswelle (10) pendelnd aufgehängt sind.
Aggregat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Arm (3') des Antriebsrades (3) an seinem Ende einen entgegen der Drehrichtung des Antriebsra des (3) weisenden Fortsatz (13) aufweist, an dem die Auflage (12) für das an diesem Arm (3') pendelnd aufgehängte Gewicht (5) vorgesehen ist.
Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die getriebliche Verbindung zwischen den Gewichten (5) und der Hauptantriebswelle (4) aus Kettentrieben (7, 8, 9) besteht, dass die Hauptantriebswelle (4) über einen Kettentrieb (21) mit der Antriebswelle (22) des Generators (15) verbunden ist und dass die Abtriebswelle (20) des Antriebsmotors (14) über mehrere Kettentriebe (17, 18, 19) mit Untersetzung mit dem Antriebsrad (3) verbunden ist.
Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die getriebliche Verbindung zwischen den Gewichten (5) und der Hauptantriebswelle (4) aus Riementrieben besteht, dass die Hauptantriebswelle (4) über einen Riementrieb mit der Antriebswelle (22) des Generators (15) verbunden ist und dass die Abtriebswelle (20) des Antriebsmotors (14) über Riementriebe mit Untersetzung mit dem Antriebsrad (3) verbunden ist.
Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftübertragung von jedem Gewicht (5) auf die Hauptantriebswelle (4) mit Hilfe eines Kettentriebs (7, 8, 9) und eines auf der Hauptantriebswelle (4) gelagerten Kettenzahnrades (11) über einen auf der Hauptantriebswelle (4) gelagerten Klemmfreilauf (23) erfolgt.