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Die Erfindung betrifft die Elektrotechnik und zwar jene Vorrichtungen, die mechanische Vor- und Rückwärtsbewegungen in elektrische Energie umwandeln, und kann in der Energetik, im Verkehr, in anderen Industriezweigen als eine autonome Stromquelle verwendet werden.
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Aus dem Stand der Technik ist eine Vorrichtung zur Umwandlung von stoßdämpfenden Bewegungen eines Verkehrsmittels in die elektrische Energie bekannt, die über zwei Generatoren verfügt, von denen jeder einen Stator mit Wicklungen und einen in seinem Inneren angeordneten Rotor aufweist, über ein Einstellelement in Form einer Stange, die mit jedem der Generatoren jeweils über die erste und die zweite Überholungskupplung kinematisch gekoppelt ist, mit der Rotationsmöglichkeit der ersten Überholungskupplung mit dem einschlägigen Rotor in eine Richtung während der Bewegung der Stange in eine Richtung beim Leerlauf der zweiten Überholungskupplung mit dem einschlägigen Rotor und mit Rotationsmöglichkeit der zweiten Überholungskupplung mit dem einschlägigen Rotor in die entgegen gesetzte Richtung während der Bewegung der Stange in die entgegen gesetzte Richtung beim Leerlauf der ersten Überholungskupplung mit dem einschlägigen Rotor (s. Patent
RU 119693 , veröffentlicht am 27.08.2012).
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Der Nachteil dieser Vorrichtung liegt darin, dass es unmöglich ist, die Bewegung auf die Stange bei getrennter Anordnung von Generatoren und des Einstellelements zu übertragen, dass es einen geringen Stangenhub gibt und ein niedriger Wirkungsgrad vorliegt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, hier eine Abhilfe zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird mit einer der in den Schutzansprüchen 1 und 9 alternativ genannten Vorrichtungen gelöst.
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Der technische Vorteil der Erfindung besteht in der Gewährleistung der kontinuierlichen Energieerzeugung bei getrennter Anordnung der Vorrichtungselemente in unterschiedlichen Stellen der Konstruktion, in der Erhöhung der antreibenden Wirkung auf die Generatoren und in der Wirkungsgradsteigerung der Vorrichtung.
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Gemäß einer ersten Ausführungsvariante des Gebrauchsmusters wird das technische Resultat dadurch erzielt, dass die Vorrichtung für die Umwandlung der relativen Bewegung von Teilen einer Konstruktion in die elektrische Energie über mindestens zwei Generatoren verfügt, jeder von denen einen Stator mit Wicklungen und einen in seinem Inneren angeordneten Rotor aufweist, über ein Einstellelement mit einer Stange, die mit jedem der Generatoren jeweils über die erste und die zweite Überholungskupplung kinematisch gekoppelt ist, mit der Rotationsmöglichkeit der ersten Überholungskupplung mit dem einschlägigen Rotor in eine Richtung während der Bewegung der Stange in eine Richtung beim Leerlauf der zweiten Überholungskupplung mit dem einschlägigen Rotor und mit Rotationsmöglichkeit der zweiten Überholungskupplung mit dem einschlägigen Rotor in die entgegen gesetzte Richtung während der Bewegung der Stange in die entgegen gesetzte Richtung beim Leerlauf der ersten Überholungskupplung mit dem einschlägigen Rotor, wobei das Einstellelement mindestens zwei Hydrozylinder aufweist, der Stock des ersten Hydrozylinders wird an einem Teil der Konstruktion und sein Hydrozylinder an einem anderen Teil der Konstruktion befestigt, dabei kommuniziert der stocklose Hohlraum des ersten Hydrozylinders mit dem stocklosen Hohlraum des zweiten Hydrozylinders, dessen Stock mit der Stange gekoppelt ist.
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Der Stock des zweiten Hydrozylinders kann mit der Stange mittels eines Hebelsystems gekoppelt werden.
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Außerdem kann die Stange an einer Achse mit dem Stock des zweiten Hydrozylinders angeordnet werden.
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Außerdem kann die Stange mit jedem Generator mittels eines einschlägigen Riemenantriebs verbunden werden.
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Der stocklose Hohlraum des ersten Hydrozylinders kommuniziert mit dem stocklosen Hohlraum des zweiten Hydrozylinders mittels eines Stutzens, dessen Innendurchmesser kleiner oder gleich dem Innendurchmesser des stocklosen Hohlraums des zweiten Hydrozylinders sein kann.
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Außerdem kann die Stange die für die Aufstellung der Konstruktion passenden Längsleitnuten aufweisen.
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Jeder Generator und der zweite Hydrozylinder sind zur Aufstellung auf die Konstruktion mit dem Halterungsblock verbunden.
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Gemäß der zweiten Ausführungsvariante des Gebrauchsmusters wird das technische Resultat dadurch erzielt, dass die Vorrichtung für die Umwandlung der relativen Bewegung von Teilen einer Konstruktion in die elektrische Energie über mindestens zwei Generatoren verfügt, jeder von denen einen Stator mit Wicklungen und einen in seinem Inneren angeordneten Rotor aufweist, über ein Einstellelement, das mit jedem der Generatoren kinematisch gekoppelt ist, dabei enthält das Einstellelement einen Hydrozylinder, dessen Stock an einem Teil der Konstruktion und der Zylinder an einem anderen Teil der Konstruktion befestigt ist, sowie über einen Hydraulikmotor, dessen Welle kinematisch mit den Generatoren gekoppelt ist, dabei kommuniziert der stocklose Hohlraum des Hydrozylinders mit dem Arbeitshohlraum des Hydraulikmotors mit Möglichkeit, die Rotation der Hydraulikmotorwelle bei der Vor- und Rückwärtsbewegung des Stocks des Hydrozylinders zu gewährleisten.
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Der Hydraulikmotor kann über ein System der Arbeitsflüssigkeitsüberleitung verfügen.
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Ebenso kann der Hydraulikmotor Überholungskupplungen aufweisen, die die Wellenrotation in eine Richtung bei der Überströmung des Arbeitsmediums aus dem stocklosen Hohlraums des Hydrozylinders in den Hydraulikmotor und zurück gewährleisten.
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Außerdem kann die Welle des Hydraulikmotors mit jedem Generator mittels eines einschlägigen Riemenantriebs verbunden werden.
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Außerdem kommuniziert der stocklose Hohlraum des Hydrozylinders mit dem Arbeitshohlraum des Hydraulikmotors mittels eines Stutzens, dessen Innendurchmesser kleiner oder gleich dem Durchmesser der Eingangsöffnung des Hydraulikmotors ist.
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Außerdem können jeder Generator und Hydraulikmotor zur Aufstellung auf die Konstruktion mit dem einschlägigen Halterungsblock verbunden werden.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen erläutert, wo in
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1 die betreffende Vorrichtung dargestellt wird;
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2 dieselbe Vorrichtung, wo die Verbindung des Einstellelements mit Generatoren über ein Hebelsystem erfolgt;
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3 dieselbe Vorrichtung, wo die Verbindung mit Generatoren über einen Riemenantrieb erfolgt;
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4 dieselbe Vorrichtung, wo anstelle des zweiten Hydrozylinders ein Hydraulikmotor eingesetzt wird.
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Die Vorrichtung für die Umwandlung der relativen Bewegung von Teilen einer Konstruktion in die elektrische Energie gemäß erster Variante verfügt über mindestens zwei Generatoren 1, von denen jeder einen Stator mit Wicklungen und einen in seinem Inneren angeordneten Rotor (nicht angezeigt) aufweist. Die Vorrichtung verfügt weiterhin über ein Einstellelement, das zwei Hydrozylinder 2 und 3, eine Stange 4, die mit jedem der Generatoren jeweils über die erste und die zweite Überholungskupplung (nicht angezeigt) kinematisch gekoppelt ist, mit der Rotationsmöglichkeit der ersten Überholungskupplung mit dem einschlägigen Rotor in eine Richtung während der Bewegung der Stange in eine Richtung beim Leerlauf der zweiten Überholungskupplung mit dem einschlägigen Rotor und mit Rotationsmöglichkeit der zweiten Überholungskupplung mit dem einschlägigen Rotor in die entgegen gesetzte Richtung während der Bewegung der Stange in die entgegen gesetzte Richtung beim Leerlauf der ersten Überholungskupplung mit dem einschlägigen Rotor. Der erste Hydrozylinder 2 (Haupt-Arbeitszylinder) ist für die Anordnung an den gegenseitig beweglichen Teilen einer Konstruktion (z. B. am Verkehrsmittel in den Stoßdämpfeneinheiten, an Brücken und anderen Konstruktionen, deren Teile relative Bewegung tätigen), dabei weist sein Stock 5 einen Halterungsblock 6 für die Montage an einem gegenseitig beweglichen Konstruktionsteil auf und sein Zylinder 7 verfügt über Halterungsblock 6 für die Montage am jeweils anderen gegenseitig beweglichen Konstruktionsteil. Der zweite Hydrozylinder 3 ist mit dem Halterungsblock 6 verbunden, mit dem Ziel der Montage am beliebig anderen Teil derselben oder einer anderen Konstruktion, bevorzugt im Bereich der Montage des zweiten Hydrozylinders 3. Jeder Generator 1 ist ebenfalls mit dem Halterungsblock 6 verbunden, mit dem Ziel der Montage am beliebig anderen Teil derselben oder einer anderen Konstruktion, bevorzugt im Bereich der Montage des zweiten Hydrozylinders 3.
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Stocklose Arbeitshohlräume 8 von Hydrozylindern 2 und 3 kommunizieren miteinander mithilfe des Stutzens 9, dessen Innendurchmesser kleiner oder gleich dem Innendurchmesser des Hohlraumes 8 des Hydrozylinders 3 ist. Der Stutzen 9 kann aus verschiedenen Stoffen gefertigt werden, die einschlägige Druckwerte aushalten. Der Stock 5 des Hydrozylinders 3 ist mit der Stange 4 gekoppelt, dabei kann die Stange 4 auf einer und derselben Achse mit dem Stock 5 des Hydrozylinders 3 (d. h. mit ihm als Ganzes ausgeführt) angeordnet werden sowie kann mit dem Stock 5 mithilfe eines Systems von Hebeln 10 gekoppelt werden, was erlaubt, das Einstellelement abgesondert von den Generatoren 1 anzuordnen.
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Die Stange 4 weist eine Gewinde- oder verzahnte (nicht angezeigt) Oberfläche 11 auf, die kinematisch an die Überholungskupplungen gekoppelt ist, die Gewindeoberfläche der Stange 4 umfassen und eine Gegenoberfläche mit Gewinde (nicht angezeigt) aufweist, dabei ist die Achse der Stange 4 den Überholungskupplungen koaxial angeordnet. Die Kopplung der Stange 4 mit den Generatoren 1 erfolgt auf folgende Weise:
- 1) Der Rotor jeden Generators ist auf einschlägiger Überholungskupplung koaxial der Stange 4 (1) angeordnet. Bei solch einer Ausführung der Vorrichtung sind die Generatoren 1 eins unter dem anderen angeordnet und sind miteinander durch ein Gehäuse (nicht angezeigt) verbunden;
- 2) Jeder Generator weist eine mit ihrem Rotor gekoppelte Scheibe 12 (Zahnrad u. ä.) auf, die mit einschlägiger Überholungskupplung über eine Scheibe 13 (Zahnrad u. ä.) mittels Riemenantrieb (Kettenantrieb usw.) 14 (3) gekoppelt ist;
- 3) Die Achsen der Generatoren 1 sind perpendikular zur Achse der Stange 4 angeordnet. In diesem Fall umfasst jede Überholungskupplung die einschlägige Welle, deren Achse perpendikular zur Achse der Stange 5 angeordnet ist und die an einem Ende einen in Eingriff mit dem verzahnten Oberfläche (nicht angezeigt) der Stange 4 befindlichen Zahnrad aufweist.
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Jeder Generator weist auch eine Lagergruppe (nicht angezeigt) auf.
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Mit dem Stator jeden Generators 1 ist ein Schwungrad (nicht angezeigt) gekoppelt, der zur Nachlaufrotation von Rotoren beiträgt.
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Die Zonen der kinematischen Verbindungen der Generatoren 1 mit der Stange 4 sind vorm Eindringen von Verschmutzungen durch z. B. Staubschutz, Rille, Manschette geschützt.
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Die Vorrichtung kann beim Bedarf oder auf Grund des Kundenwunsches mehrere Hydrozylinder 3 sowie mehrere Generatoren 1 aufweisen. In diesem Fall steigt die Menge der erzeugten Energie wesentlich.
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Die Stange 4 weist die eine stabile Lage der Stange gewährleistenden sowie der Drehung der Stange 4 um ihre Achse vorbeugenden Längsleitnuten, auf denen die Konstruktion montiert werden kann.
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Die Hydrozylinder 2 und 3 weisen eine Stutzengruppe (nicht angezeigt) für das Durchpumpen der Flüssigkeit auf. Die Hydrozylinder 2, 3 verfügen auch über Dämpfungsbuchsen, Federn (nicht angezeigt), die stoßfreies Anhalten und stoßdämpfende Belastungen gewährleisten.
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Die Vorrichtung kann ein elektronisches Ventil für die Flüssigkeits- oder Gasüberleitung aufweisen. Das Ventil kann unmittelbar im Haupt-Hydrozylinder 2, im Arbeitshydrozylinder 3 oder im Stutzen 9 (Rohrleitung) angeordnet sein und wird zum Umschalten und zur Einstellung des optimalen Arbeitsmodus eingesetzt. Das mechanische Ventil kann manuell umgeschaltet werden.
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Gemäß der zweiten Ausführungsvariante des Gebrauchsmusters wird anstelle des zweiten Hydrozylinders 3 der Hydraulikmotor 15 (4) eingesetzt, dessen Welle 16 kinematisch mit Generatoren 1 bevorzugt mithilfe eines Riemenantriebs (Kettenantriebs usw.) 14 verbunden wird. Der Arbeitshohlraum des Hydrozylinders 15 kommuniziert mit dem stocklosen Hohlraum 8 des Hydrozylinders 2 mit Möglichkeit, die Rotation der Welle 16 während der Vor- und Rückwärtsbewegung des Stocks 5 des Hydrozylinders 2 zu gewährleisten. Der Hydraulikmotor 15 weist das System der Arbeitsflüssigkeitsüberleitung sowie die Überholungskupplungen (nicht angezeigt) auf, die eine kontinuierliche Rotation der Welle 16 in eine Richtung beim Arbeitsflüssigkeitsüberlaufen aus dem Hohlraum 8 des Hydrozylinders 2 in den Arbeitshohlraum des Hydraulikmotors 15 gewährleistet, wo die Arbeitsflüssigkeit auf die Überholungskupplungen einwirkt, während sie durch das Überleitungssystem durchläuft und die Welle 16 zusammen mit den Generatoren 1 in Schwung setzt. Der Hydraulikmotor verfügt auch über die Halterungsblock 6 zur Montage der Vorrichtung am beliebigen Konstruktionsteil.
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Die Arbeit des Generators erfolgt folgenderweise.
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Im an den gegenseitig beweglichen Teilen einer Konstruktion befestigen Hydrozylinder 2 von einem größeren Volumen erfolgen bei der relativen Bewegung der Konstruktionsteile (z. B. Stoßdämpfen des Verkehrsmittels, der relativen Bewegung von Brückenteilen usw.) die Vor- und Rückwärtsbewegungen des Stocks 5 des Hydrozylinders 2. Dadurch, dass die stocklosen Hohlräume 8 der Hydrozylinder 2, 3 kommunizieren, erfolgt bei der Bewegung des Stock 5 die Verdrängung der Flüssigkeit (des Gases) aus dem Hohlraum 8 des Hydrozylinders 2 in den Hohlraum 8 des Hydrozylinders 3. Der Stock 5 des Hydrozylinders 3 tätigt Vor- und Rückwärtsbewegungen, wobei der Hub des Stockes 5 des Hydrozylinders 3 infolge der Durchmesserdifferenz der Zylinder 7 viel größer ist, als der des Stocks 5 des Hydrozylinders 2. Der Stock 5 des Hydrozylinders 3 zieht (schiebt) die Stange 4, die Überholungskupplungen und Generatoren 1 in Schwung bringt. Bei der abgesonderten Anordnung der Vorrichtungsteile schiebt (zieht) der Stock 5 die Stange 4 über ein Hebelsystem 10, somit können die Generatoren 1 an jeder beliebigen Stelle der Konstruktion angeordnet werden.
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Beim Einsatz des Hydraulikmotors 15 anstelle des Hydrozylinders 3 überträgt der Haupthydrozylinder 2 die Flüssigkeit in den Hydraulikmotor 15, wo die Flüssigkeit, während sie das Flüssigkeits-Überleitungssystem passiert, auf die Überholungskupplungen einwirkt, die ihrerseits die Welle 16 und die Generatoren 1 in Schwungbringen.
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Beim Einsatz des Riemengetriebes bringt die Stange 4 die Überholungskupplung mit den an ihnen angeordneten z. B. Scheiben 13 in Schwung, über die z. B. der Riemen 14 die Scheiben 12 der Generatoren in Schwung bringt.
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Somit wird dank dieser Ausführungsform der Vorrichtung ein größerer Lauf der Stange 4 wegen der Differenz der Zylinderdurchmesser 7 gewährleistet; dank des Einsatzes des Hebelsystems 10 wird die Möglichkeit gewährleistet, die Elektroenergie bei Anordnung von Konstruktionselementen in beliebig anderen Stellen der Konstruktion kontinuierlich zu erzeugen, unabhängig von der Lage des Haupt-Hydrozylinders 2 an den gegenseitig beweglichen Teilen der Konstruktion; die in Schwung bringende Wirkung steigt, der Wirkungsgrad der Vorrichtung wird wesentlich erhöht.
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Die Vorrichtung für die Umwandlung der relativen Bewegung von Teilen einer Konstruktion in die elektrische Energie verfügt gemäß einer ersten Ausführungsform über mindestens zwei Generatoren, jeder von denen einen Stator mit Wicklungen und einen in seinem Inneren angeordneten Rotor aufweist, über ein Einstellelement mit einer Stange, die mit jedem der Generatoren jeweils über die erste und die zweite Überholungskupplung kinematisch gekoppelt ist, mit der Rotationsmöglichkeit der ersten Überholungskupplung mit dem einschlägigen Rotor in eine Richtung während der Bewegung der Stange in eine Richtung beim Leerlauf der zweiten Überholungskupplung mit dem einschlägigen Rotor und mit Rotationsmöglichkeit der zweiten Überholungskupplung mit dem einschlägigen Rotor in die entgegen gesetzte Richtung während der Bewegung der Stange in die entgegen gesetzte Richtung beim Leerlauf der ersten Überholungskupplung mit dem einschlägigen Rotor, wobei das Einstellelement mindestens zwei Hydrozylinder aufweist, der Stock des ersten Hydrozylinders wird an einem Teil der Konstruktion und sein Hydrozylinder an einem anderen Teil der Konstruktion befestigt, dabei kommuniziert der stocklose Hohlraum des ersten Hydrozylinders mit dem stocklosen Hohlraum des zweiten Hydrozylinders, dessen Stock mit der Stange gekoppelt ist.
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Gemäß der zweiten Ausführungsform verfügt die Vorrichtung für die Umwandlung der relativen Bewegung von Teilen einer Konstruktion in die elektrische Energie über mindestens zwei Generatoren, jeder von denen einen Stator mit Wicklungen und einen in seinem Inneren angeordneten Rotor aufweist, über ein Einstellelement, das mit jedem der Generatoren kinematisch gekoppelt ist, dabei enthält das Einstellelement einen Hydrozylinder, dessen Stock an einem Teil der Konstruktion und den Zylinder an einem anderen Teil der Konstruktion befestigt ist, sowie über einen Hydraulikmotor, dessen Welle kinematisch mit den Generatoren gekoppelt ist, dabei kommuniziert der stocklose Hohlraum des Hydrozylinders mit dem Arbeitshohlraum des Hydraulikmotors mit Möglichkeit, die Rotation der Hydraulikmotorwelle bei der Vor- und Rückwärtsbewegung des Stocks des Hydrozylinders zu gewährleisten.
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Der technische Vorteil der Erfindung besteht in der Gewährleistung der ununterbrochenen Elektroenergieerzeugung bei getrennter Anordnung der Vorrichtungselemente in unterschiedlichen Stellen der Konstruktion, in der Erhöhung des Stangenhubes und der Steigerung des Wirkungsgrades der Vorrichtung.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Generator
- 2
- Hydrozylinder
- 3
- Hydrozylinder
- 4
- Stange
- 5
- Stock
- 6
- Halterungslock
- 7
- Zylinder
- 8
- Arbeitshohlraum
- 9
- Stutzen
- 10
- Hebel
- 11
- Oberfläche
- 12
- Scheibe
- 13
- Scheibe
- 14
- Riemenantrieb
- 15
- Hydraulikmotor
- 16
- Welle des Hydraulikmotors
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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