DE202016002454U1 - Vorrichtung zur mechanischen Energiespeicherung von elektrischer Energie/ Axialbewegungsspeicher-sammler mit Drehantriebersatz- bzw. Notrückstellsystem bei Motordefekt oder Netzausfall - Google Patents

Vorrichtung zur mechanischen Energiespeicherung von elektrischer Energie/ Axialbewegungsspeicher-sammler mit Drehantriebersatz- bzw. Notrückstellsystem bei Motordefekt oder Netzausfall Download PDF

Info

Publication number
DE202016002454U1
DE202016002454U1 DE202016002454.0U DE202016002454U DE202016002454U1 DE 202016002454 U1 DE202016002454 U1 DE 202016002454U1 DE 202016002454 U DE202016002454 U DE 202016002454U DE 202016002454 U1 DE202016002454 U1 DE 202016002454U1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
spring
energy
housing
springs
memory
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE202016002454.0U
Other languages
English (en)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE202016002454.0U priority Critical patent/DE202016002454U1/de
Publication of DE202016002454U1 publication Critical patent/DE202016002454U1/de
Expired - Lifetime legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03GSPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G1/00Spring motors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03GSPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G1/00Spring motors
    • F03G1/02Spring motors characterised by shape or material of spring, e.g. helical, spiral, coil

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

Vorrichtung zur mechanischen Speicherung von elektrischer Energie/Axialbewegungsspeicher-Sammler, die vorzugsweise aus erneuerbaren Energiequellen erzeugt wird, mit einem in einem Gehäuse angeordneten Federspeicher, der mittels eines Elektromotors gespannt wird, wobei der Federspeicher (1) aus mindestens zwei in Reihe angeordneten Federpaketen (2) besteht, wobei die Federn (3a, b) innerhalb der Federpakete (2) entgegengesetzt gewickelt angeordnet, über ihre äußeren Enden über die Verbindung (7) miteinander verbunden und mit einer Umhausung versehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass diese elektromechanische Baugruppe, im Abtrieb, mechanische Energie an Verbraucher, sich in Rotation befindend, mehrfach angesteuert und dosiert abgeben kann.

Description

  • Ermittelter Stand der Technik:
  • Hierbei handelt es sich um eine elektrisch mechanische Baugruppe, zur Speicherung von Energie, die vorrangig als Sicherheitssystem für Drehantriebe oder Transportsysteme Anwendung findet und vorzugsweise durch den Axialbewegungsspeicher – auch sich in der Rotation befindend –, welcher im Abtrieb mechanische Energie (Drehbewegung) an die jeweiligen Verbraucher (z. B. Getriebe, Pumpen, Generatoren o. ä.) mehrfach angesteuert und dosiert, abgeben kann.
  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mechanischen Speicherung von elektrischer Energie,
    die vorzugsweise aus erneuerbaren Energiequellen erzeugt wird. Zu diesem Zweck werden unterschiedliche Energieerzeugungsanlagen, die mit erneuerbaren Energiequellen betrieben werden, eingesetzt. Hierzu zählen insbesondere Fotovoltaikanlagen oder Windenergieanlagen.
  • Insbesondere im Bereich der Heimstromerzeugung und Eigenversorgung bedarf es einer Möglichkeit der Energiespeicherung aus vorgenannten Energiequellen ohne dem Einsatz von großvolumigen und schweren Akkumulatoren.
  • Erfolgt keine Stromabnahme durch den Verbraucher wird der Strom dazu benutzt, den Energiespeicher aufzuladen. Neben der Stromabnahme durch Verbraucher wird ein Teil des Stromes dazu genutzt, den Energiespeicher aufzuladen. Die darin gespeicherte mechanische Energie dient dazu, einen Zeitraum, in dem Fotovoltaik- oder Windenergieanlagen keinen Strom liefern, zu überbrücken, indem die gespeicherte mechanische Energie wieder in elektrische Energie umgewandelt wird und dem Verbraucherzugeführt werden kann.
    (0006) bis (0012) Auseinandersetzung mit Stand der Technik
  • Bekannt ist dazu aus der Patentschrift DE 3006529 ein Energiespeicher, insbesondere mechanischer Energiespeicher, nach dessen Lösungsgedanken durch Wickeln eines elastomeren Materials entlang eines langgestreckten Körpers dieses gespannt und die Energie in dem gespannten elastomeren Material gespeichert wird. Durch Entspannen des elastomeren Materials wird die gespeicherte mechanische Energie durch Lösen einer Bremse an den Verbraucher abgegeben.
  • Nachteilig ist hier, dass die Abgabe der Energie an den Verbraucher nur bedingt kontrollierbar möglich ist. Die kontrollierte Abgabe nach vorgegebenen Zeitintervallen ist gar nicht möglich. Ferner ist nachteilig, dass das elastomere Material Zugbeanspruchungen und damit einhergehenden Hystereseverlusten unterliegt, so dass die Energie mit hohem Verlust abgegeben wird.
  • Bekannt ist ferner aus der Patentschrift DE 69400598 eine Seilstartvorrichtung mit Energiespeicherung. Nachteilig ist hier, dass die gespeicherte Energie nicht kontrolliert abgegeben werden kann und soll, sondern nur insgesamt und auf einmal freigesetzt werden kann.
  • Bekannt ist weiter aus der Patentschrift DE 2353714 A1 eine Vorrichtung zur Erzeugung von Strom über einen endlichen Zeitraum zur Verwendung bei der Heim-Selbstversorgung oder einem Fahrzeugantrieb. Nachteilig ist hier, dass die als Energiespeicher verwendeten Triebfedern nur über einen separaten Elektromotor nachspannbar sind und es einer mechanisch-hydraulischen Energieübertragungseinrichtung bedarf, wobei zahlreiche Getriebesätze notwendig sind, welche zu erheblichen Energieverlusten führen. Eine Energieaufnahme bei zeitgleicher Energieabgabe ist nicht möglich.
  • Weiterhin bekannt ist aus der Gebrauchsmusterschrift DE 20 2012 006 323 U1 ein Federspeicher zur temporären Speicherung von elektrischem Strom, der mittels Elektromotor in Federspannung umgesetzt wird und umgekehrt aus der Entlastung der Federspannung elektrischen Strom abrufbar hält. Der Federspeicher besteht aus einem Metallzylinder, der eine Feder enthält, die über einen Elektromotor gespannt werden kann. Die Energie zum Spannen der Feder liefert eine angeschlossene Stromquelle. Erzeugt die Stromquelle Strom, treibt dieser den Elektromotor an, der wiederum die Feder spannt. Erzeugt die Stromquelle keinen oder ungenügend Strom, wird der Elektromotor umgeschaltet und die Feder treibt ihrerseits den Elektromotor an und gibt so die in der Feder gespeicherte Energie in Form von elektrischen Strom wieder ab. Nachteilig ist hier, dass aufgrund der Verwendung ausschließlich einer einzigen Feder die Speicherkapazität begrenzt ist. Eine zeitgleiche Energieaufnahme- und abgabe ist aufgrund der Umkehrung des Elektromotors nicht möglich.
  • Die DE 37 33 514 A1 beschreibt einen Federmotor, insbesondere unter Verwendung von Biegefedern, vorzugsweise Spiralfedern, z. B. mit einer in der Federmitte liegenden Spindel, wobei ein Ende, z. B. das innere Ende einer ersten Feder an der Spindel eingespannt ist und das äußere mit dem inneren einer nachfolgenden Feder und deren äußeres Ende wiederum mit dem inneren einer folgenden usf. bis zu einer letzten Feder und deren freies Ende mit einem Abtriebsglied verbunden ist. Zwischen je zwei Federn eines Federpaketes ist eine Kupplungsscheibe mit einer hülsenförmigen Nabe einerseits, an der jeweils das innere Federende eingespannt ist, und mit einem Bolzen am äußeren Scheibenumfang andererseits, an dem das äußere Federende eingespannt ist, lose auf der Spindel angeordnet.
  • Die DE 25 50 199 beschreibt eine Antriebsvorrichtung mit Spannfeder, bei der jeweils mehrere Federn vorgesehen sind und einzeln oder in Gruppen mit einer Abtriebswelle kuppelbar sind. Die einzelnen Federn sind innen mit der Welle verbunden und außen an einem Gehäuse eingespannt. Infolge dieser Parallelschaltung geben die Federn ihre Spannkräfte gleichseitig ab, so dass hohe Speicherkräfte, jedoch nur kleine Federwege zu erzielen sind. Um eine Anpassung an den jeweiligen Leistungsbedarf zu ermöglichen, sind mehrere Federgruppen mit einer gemeinsamen Abtriebswelle über ein Getriebe kuppelbar.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung vorzuschlagen, mit welcher überschüssige elektrische Energie in Form von mechanischer Energie gespeichert werden kann, wobei Energieaufnahme und kontrollierte Energieabgabe zeitgleich erfolgen kann.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie des weiteren Ausführungsbeispiels. Die erfindungsgemäße Vorrichtung
    zur mechanischen Speicherung elektrischer Energie, die vorzugsweise aus erneuerbaren Energiequellen erzeugt wird, weist ein in einem Gehäuse angeordneten Federspeicher, der mittels Elektromotor gespannt wird, auf. Der Federspeicher besteht aus mindestens zwei in Reihe angeordneten Federpaketen, wobei die Federn innerhalb der Federpakete entgegengesetzt
    gewickelt angeordnet, über ihre äußeren Enden miteinander verbunden und mit einer Umhausung versehen sind.
  • Die Federpakete sind untereinander über geschlitzte Hohlwellen verbunden, wobei die Wicklung der ersten Feder des nachfolgenden Federpaketes entgegengesetzt zur Wicklung der zweiten Feder des vorangehenden Federpaketes ausgeführt wird.
  • Die Federn sind als Spiralfedern ausgebildet.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch aus mehreren parallel zueinander angeordneten Federspeichern bestehen.
  • Die Anordnung der Federspeicher innerhalb des Gehäuses kann sowohl vertikal, als auch horizontal erfolgen.
  • Grundgedanke der Erfindung ist die Speicherung mechanischer Energie und bei Bedarf die Umwandlung der gespeicherten Energie in elektrische Energie mit der Möglichkeit einer drehzahlunabhängigen Nachladung des Energiespeichers sowie eine zeit- und drehzahlgeregelte Umwandlung.
  • Das Einsatzgebiet der Vorrichtung ist nicht nur die Kombination mit Elektroerzeugungsanlagen,
    beispielsweise Windrädern, Photovoltaikanlagen usw., für eine netzunabhängige Hausstromversorgung, sondern auch für mobile Anlagen (sogenannte Notstromaggregate) die zeitlich begrenzt benutzt werden, beispielsweise auf Baustellen oder im Forst.
  • Mittels der erfindungsgemäßen Vorr. Ist es ermöglicht, mechanische Energie zu speichern und zeitlich kontrolliert abzugeben.
  • Anhand einens Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher beschrieben werden.
  • Es zeigen
  • 1 Vorrichtung zur Energiespeicherung
  • 2 Vorrichtung einer weiteren Ausführung in horizontaler Bauweise
  • Die 1 zeigt eine Prinzipdarstellung der Vorrichtung zur Energiespeicherung. Die Vorrichtung weist einen Federspeicher 1 auf, der aus einer bestimmten Anzahl von in Reihe geschalteten Federpaketen 2 mit den Federn 3a, b besteht, wobei jedes Federpaket mit einer Umhausung versehen ist. Die Federn 3a, b sind als Spiralblattfedern ausgebildet. Auf einer Führungswelle 6, welche an den sich gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses des Federspeichers 1 der Vorrichtung jeweils mittig gelagert ist, ist zum Zwecke der Energiezufuhr eine die Führungswelle 6 drehbar gleitend umschließende und einseitig geschlitzte Eingangswelle 4 angeordnet. Mit der Eingangswelle 4 ist eine Spiralblattfeder 3 über einen in den einseitigen Schlitz der Eingangswelle 4 eingeführten abgewinkelten Teil der Spiralblattfeder 3 fest verbunden. Jeweils zwei der Spiralblattfedern 3a, b bilden ein Federpaket 2, wobei die erste der Spiralblattfedern 3a eine Linkswicklung und die zweite der Spiralblattfedern 3b eine Rechtswicklung aufweist.
  • Die beiden Spiralblattfedern 3a, b sind auf ihrer Außenseite fest miteinander verbunden (Verbindung 7). Je nach der gewünschten Speicherkapazität ist eine bestimmte Anzahl der Federpakete 2 vorgesehen, wobei unmittelbar benachbarte Spiralblattfedern 3a, b der Federpakete 2 jeweils entgegengesetzt gewickelt sind.
  • Die Federpakete 2 sind untereinander über eine geschlitzte Hohlwelle 8 verbunden und zwar jeweils die zweite Feder 3b des vorangehenden Federpakets 2 mit der ersten Feder 3a des folgenden Federpaketes 2. Die Hohlwelle 8 ist dabei keine durchgehende Welle, sondern sie ist in Abschnitte zwischen den Federpaketen 2 aufgeteilt.
  • An der Eingangswelle 4 der Vorrichtung ist ein Elektromotor 9 vorgesehen. Dieser ist über eine nicht näher dargestellte Rutschkupplung mit der Eingangswelle 4 verbunden, wodurch ein Überladen verhindert werden kann. An der Ausgangswelle 5 ist ein Schwungrad, dessen äußerer Umfang mit einer Verzahnung versehen ist, angeordnet. In diese Verzahnung greift ein auf der Antriebswelle eines Generators 12 angeordnetes Ritzel 11 an.
  • Dadurch ist es möglich, die Generatordrehzahl auf ein wirtschaftliches Maß zu heben, wobei das Drehzahlverhältnis vorzugsweise in einen Bereich von 1:15 bis 1:20 liegt.
  • Entsprechend dem Bedarf der Speicherkapazität werden mehrere Federpakete 2 in Reihe angeordnet, wobei zwischen der zweiten Feder 3b des vorangehenden Federpaketes 2 und der ersten Feder 3a des folgenden Federpaketes 2 auf der Führungswelle 6 eine drehbar gleitend umschließende beidseitig um 180° versetzt geschlitzte Hohlwelle 8 angebracht ist. Mit dieser Hohlwelle 8 sind jeweils zwei – stets gegenläufig gewickelte – Spiralblattfedern 3a, b über den jeweiligen in den Schlitz der beidseitig um 180° versetzt geschlitzten Hohlwelle 8 eingeführten abgewinkelten Enden der Federn 3a fest verbunden.
  • Auf der Führungswelle 6, wird zum Zwecke der Energieabgabe der gespeicherten mechanischen Energie eine die Führungswelle 6 ebenfalls drehbar gleitend umschließende Ausgangswelle 5 verwendet. Mit der Ausgangswelle 5 ist die zweite Spiralblattfeder 3b des letzten Federpaketes 2 über das in den einseitigen Schlitz der eingeführte abgewinkelte Ende der Spiralblattfeder 3b fest verbunden.
  • Das Aufladen der Vorrichtung erfolgt durch den Elektromotor 9 und zwar dadurch, dass dieser seine Drehbewegung über die Eingangswelle 4 auf die erste Feder 3a des ersten Federpaketes 2 überträgt.
  • Dadurch wird die erste Feder 3a gespannt. Ab einem bestimmten Spannungszustand wird die Drehbewegung auf die zweite Feder 3b des ersten Federpaketes 2 übertragen. Dies erfolgt über die Verbindung 7, mit dem die beiden Federn 3a, b auf Ihrer Außenseite verbunden sind. Die Verbindung zwischen zwei benachbarten Federpaketen 2 erfolgt über die Hohlwellen 8, so dass nacheinander alle Federn 3a, b der Federpakete 2 gespannt werden. Die Entladung des Federspeichers 1 und damit die Umwandlung der gespeicherten mechanischen Energie in elektrische Energie erfolgt durch Freigabe des Schwungrades 10. Dazu ist dieses mit einer Regeleinrichtung, beispielsweise einen Kurbeltrieb mit Pendel, versehen. Die Regeleinrichtung dient zum einen dem Starten bzw. Anhalten des Federspeichers und zum anderen dazu, die Drehzahl des Schwungrades 10 zu vergleichmäßigen. Das Entladen des Federspeichers 1 erfolgt wie beim Ausladen, nur in umgekehrter Reihenfolge.
  • Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Vorrichtung ist es möglich, den Federspeicher 1 auch während des Entladevorganges, also wenn Strom durch die Vorrichtung erzeugt wird, über den Elektromotor 9 nachzuladen.
  • Die 2 zeigt eine weitere Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Energiespeicherung in horizontaler Bauart. In einem Gehäuse 13 sind zwei Federspeicher 1 parallel zueinander angeordnet. Die Antriebswelle 16 des ersten Federspeichers 1 ist mit einen nicht näher dargestellten Elektromotor 9 verbunden. Die Ausgangswelle 5 des ersten Federspeichers 1 ist über ein Getriebe 14 mit der Eingangswelle 4 des zweiten Federspeichers 1 verbunden, dessen Ausgang mit der Abtriebswelle 16. Die Abtriebswelle 16 über ein mit einer Außenverzahnung versehenen Schwungrad 10 verbunden. In die Außenverzahnung greift das auf der Generatorwelle angeordnete Ritzel 11 ein.
  • Neben der horizontalen Bauart der erfindungsgemäßen ist auch eine senkrechte Bauart möglich. Hier macht es sich aber notwendig, die Federspeicher 1 in kleine Einheiten mit einer geringen Anzahl von Federpaketen 2 zu unterteilen und diese jeweils für sich zu lagern.
  • Fakt ist, das Antriebssysteme insbesondere E-Motoren nicht nur durch Ausfall der Stromzufuhr sondern auch durch innere Defekte oder äußere Einflüsse (z. B. Blitzschlag) ausfallen. Bei speziellen Arbeitsmaschinen oder Transportsystemen, wie der Blattrückstellung einer WEA, würde dieser Ausfall möglicher Weise, ein mehr als existenzielles Problem, für diese Energieerzeugungssysteme darstellen können. Dies wird durch den Anspruch 1 gelöst.
  • Allgemeine Anwendung der Erfindung in einer durch Drehantrieb gespeisten Arbeitsmaschine, am Beispiel Rotorblattschutzrückstellung bei Verstell-Motor-defekt o. Netzausfall an einer WEA.
  • Die Positionsverstellung der Windflügel einer Windenergieanlage dient der Regelung der Stromabgabemenge und Abgabezeit. Sie wird über den gesamten Arbeitszeitraum von einem pro Rotorblatt angebrachten E-Motor, der vom Netz gespeist ist, in der Nabe, betrieben. Bei Ausfall des Stromnetzes wird derzeit über Batterien oder Superkondensatoren, die in Verbindung mit einem Schaltschrank und Sensoren stehen, der E-Motor kurzzeitig gespeist, um die Rotorblätter in Fahnenstellung zu bringen – die Anlage zu bremsen und außer Gefahr zu bringen. – „Aus dem Wind drehen”
  • Bei Ausfall nur eines Verstellmotors würden die meisten bisher verwendeten Notrückstellsysteme nicht wirken und die Anlage, kann sich, selbst bei Anliegen des Netzes, zerstören. Es ist kein Ausdrehen des Rotorblattes, aus dem Wind möglich. Worst case szenario mit schweren Folgen.
  • Diese Vorfälle sind auch an anderen Arbeitsmaschinen, in denen hochwertige Werkzeuge in preisintensive Werkstücke greifen, denkbar und unerwünscht.
  • Der in dieser Schrift beschriebene Speicher-Trieb würde bei umweltfreundlichem Verhalten und einer bedeutend längeren Lebensdauer als batteriebetriebene Systeme, diese Lücke schließen.
  • Bekannt ist dazu aus der Patentschrift DE 10 2013 012 138 B3 2014.10.23 der Speicher mit dem sich diese Schrift ausführlich in der Beschreibung beschäftigt.
  • Bekannt ist dazu aus der Patentschrift DE 20 2014 000 111 U1 ein Federbetriebenes System zur Drehzahlbegrenzung und Sturmsicherung. Mechanische, nur durch Windkraft gesteuerte Rotorblattverstellung entgegen der Windgeschwindigkeit.
  • Nachteilig ist hier: Das dies ein für Drehzahlbegrenzung beschriebenes System ist, welches ein kontrolliertes, dosiertes Abschalten d. WEA nicht ermöglicht! Im Normalbetrieb der heutigen WEA erscheint das mir nachteilig.
  • Bekannt ist ferner aus der Patentschrift DE 19720025 C5 2008.02.28 ein Antrieb zur Winkelverstellung von Rotorblättern in Windkraftanlagen, bei dem für die Notrückstellung der Rotorblätter ein Antriebssystem mit Energie-Vorratsspeicher verwendet wird, der von der Normalbetriebs-Energieversorgung für Rotorblattverstellungunabhängig ist und eine Drehbewegung des Rotorblattes in Bremsrichtung bewirkt.
  • Unterschied ist hier der verwendete Speicher! Durch den Axialbewegungsspeicher werden die Umdrehungen (der Weg) und nicht die Kräfte der Speichermedien addiert. Die Dosierbarkeit und Anpassungsfähigkeit an Motor und Getriebe, aufgrund der hohen Kräfte, stößt bei diesem System an die Grenzen. Diese Schrift zeigt Vorteile der mechanischen Anwendung auf, ist aber zu aufwendig. Unser Patent bezieht sich auf den Umdrehungssammler, der einfacher regelbar, durch spezielle platz- u. bauteilsparende Kopplung ohne Getriebe, 100% anpassungsfähig ist und somit direkt zwischen bisherigen Motor- u. Getriebe gesetzt wird. Die Anzahl der Umdrehungen addieren sich im Speicher, um Getriebe- und Pitchgetriebe zu bedienen.
  • Bekannt ist weiter aus der Patentschrift EP 2937559 A1 ein Verfahren zur Notfahrt in die Fahnenstellung für eine Windenergieanlage durch die folgenden Schritte realisiert:
    • – Messung wenigstens eines Bewegungsparameters, insbesondere Blattwinkel und/oder Blattwinkelgeschwindigkeit, jedes eingeschränkt einstellbaren Rotorblattes
    • – Übertragung der Messsignale des einen Bewegungsparameters bzw. der mehreren Bewegungsparameter an die eine Steuerungseinrichtung oder die mehreren Steuerungseinrichtungen
    • – Regelung wenigstens eines Bewegungsparameters eines jeden nicht eingeschränkt einstellbaren Rotorblattes durch die zugeordnete Steuerungseinrichtung in Abhängigkeit von den Messsignalen derart, dass die auf die Windenergieanlage wirkenden mechanischen Lasten, insbesondere auf vorgebbare Höchstwerte, reduziert werden.
  • Hierbei handelt es sich um ein elektrisches Steuersystem, welches keinen dualen Drehantrieb vorweist und elektrisch funktioniert. Ggf. mit einem Akku o. Cup, als Speicher versehenes Steuersystem.
  • Vereinzelt werden hyd. Systeme parallel zum E-Pitch geschaltet, mit all den Nachteilen einer hydraulischen Anlage, bei klimatisch extremen, schwierigen Bedingungen.
  • Grundlage dieses Drehantriebersatzes (Rotorblattrückstellsystems) ist der Axialbewegungsspeicher It. Patent DE 10 2013 012 138 B3 , welcher in der WEA o. ä. Maschinen, in den Antriebsstrang, z. B. neben, vor oder hinter den Motor bzw. Getriebe angebracht, bei Bedarf, in den Kraftfluss eingeschaltet wird.
  • Vorteile hierbei sind, Applikationen/Anforderungen an Windenergieanlagen-Schutzrückstellungen werden wie folgt erfüllt:
    • (a) Steuer- bzw. Dosierbarkeit im Abtrieb durch die Leistungsaddition über den Weg der Speicherelemente und deren Verbindung, lässt sich eine leicht und gut dosierbare Kraftabgabe, ähnlich einer Kaskadenstaffelung erreichen. Der Arbeitsweg (Leistungsbedarf) kann elektrisch über Sensoren oder eine mechanische Kulisse festgestellt und direkt an den Speicher weitergeleitet werden. Dort wird mechanisch, elektrisch, elektrisch mechanisch stromlos gesteuert, die benötigte Anzahl an Energiespeichern (Segmenten) freigegeben und in den Abtrieb eingeschalten. (z. B. durch Magnetkupplungen an den Speicher-Umhausungen der Federpakete) Somit wird unter geringem Steuerungsaufwand nur die benötigte Energiemenge zugeführt.
    • (b) Klimatisch schwierigste Bedingungen stellen durch Haltbarkeit und Störungsunempfindlichkeit der verwendeten Bauteile, einen einfachen Steuer- und Speichermechanismus bei Komplettersatz des Drehantriebes, als duales System, kein Problem dar.
    • (c) Ein umweltfreundliches und ökologisches Verhalten resultiert ebenso aus den verwendetet Bauteilen, deren Verbindung, Materialien und Haltbarkeit.
    • (d) Langzeitspeicherung (nahezu verlustfrei u. selbstentladungsfrei) bei höchster Zuverlässigkeit durch Speichermedium Spiralblattfedern, die in dieser Verbindung im Abtrieb als Schwungmasse wirken, was sich auf verschiedene Ab/Antriebssituationen positiv auswirkt.
    • (e) Die Anordnung und der Platzbedarf z. B. in der Nabe, ist durch kompakte und anpassungsfähige Bauweise des Speichers unproblematisch, der Speicher-Trieb greift in den Antriebsstrang, z. B. neben, vor oder hinter den Motor bzw. Getriebe angebracht bzw. befestigt, ein und bei Zwischenverbau des Speicher-Trieb's die Führungswelle des Speicher's als Hohlwelle ausgebildet ist oder die bisherigen zwischen An- und Abtrieb sitzende Welle als Führungswelle dient um den Normalbetrieb der Kraftübertragung direkt zu gewährleisten.
    • (f) Um den Speicher in der Rotation arbeiten zu lassen, müssen spezielle Lagerungselemente den Rotationskräften entgegenwirkend verbaut werden. Z. B. Außenscheiben der einzelnen Speicher flächig lagern oder selbst als Lager wirken lassen.
    • (g) Das benötigte Drehmoment wird vom zu ersetzenden Motor abgenommen und direkt über die Gestaltung der Feder (Stärke, Breite, Material), im Speicher-Trieb abgelagert und wieder zur Verfügung gestellt.
  • Die benötigte Anzahl der Umdrehungen wird ebenfalls direkt über die Gestaltung der Feder (Länge + Verbau) und die Anzahl der Kopplungen im Speichertrieb, zur Verfügung gestellt.
    • (h) Geladen wird der Speicher-Trieb z. B. vor Inbetriebnahme der Maschine über den vorhandenen Motorantrieb z. B. über magnetkupplungsgesteuertes Einbringen der Umdrehungen – Axialbewegungen.
  • Der Ladevorgang kann auch während der Entnahme erfolgen.
    • (i) Drehrichtungsänderung durch Wechsel von Stirnrad auf Riemen o. Kettenkraftübertragung im Abtrieb möglich.
  • Die Erfindung ist nicht auf die hierin beschriebene Ausführungsform beschränkt und kann geändert bzw. angepasst werden ohne den Umfang der vorläufigen Erfindung zu verlassen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 2550199 A1 [0001]
    • DE 3733514 A1 [0001, 0011]
    • DE 102013012138 B3 [0001, 0044, 0052]
    • DE 202014000111 U1 [0001, 0045]
    • DE 19720025 C5 [0001, 0047]
    • EP 2937559 A1 [0001, 0049]
    • DE 3006529 [0006]
    • DE 69400598 [0008]
    • DE 2353714 A1 [0009]
    • DE 202012006323 U1 [0010]
    • DE 2550199 [0012]

Claims (9)

  1. Vorrichtung zur mechanischen Speicherung von elektrischer Energie/Axialbewegungsspeicher-Sammler, die vorzugsweise aus erneuerbaren Energiequellen erzeugt wird, mit einem in einem Gehäuse angeordneten Federspeicher, der mittels eines Elektromotors gespannt wird, wobei der Federspeicher (1) aus mindestens zwei in Reihe angeordneten Federpaketen (2) besteht, wobei die Federn (3a, b) innerhalb der Federpakete (2) entgegengesetzt gewickelt angeordnet, über ihre äußeren Enden über die Verbindung (7) miteinander verbunden und mit einer Umhausung versehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass diese elektromechanische Baugruppe, im Abtrieb, mechanische Energie an Verbraucher, sich in Rotation befindend, mehrfach angesteuert und dosiert abgeben kann.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federpakete (2) untereinander über geschlitzte Hohlwellen (8) verbunden sind, wobei die Wicklung der ersten Feder (3a) des nachfolgenden Federpaketes (2) entgegengesetzt zur Wicklung der zweiten Feder (3b) des vorangehenden Federpaketes (2) ausgeführt ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Federn (3a, b) als Spiralblattfedern ausgebildet sind.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung der Federspeicher innerhalb des Gehäuse (13) vertikal erfolgt.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung der Federspeicher (1) innerhalb des Gehäuse (13) horizontal erfolgt.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, das Federpakete über festhalten oder lösen der Umhausung oder der inneren Verbinder, Ihre Energie aus dem Speicher einzeln oder summiert, je nach Bedarf dosiert, als mechanische Drehbewegung an jeweilige Verbraucher (z. B. Getriebe, Pumpe, Generator, o. ä.) zur Verfügung gestellt wird.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, das die Federn und Federpakete des Speichers, durch speziell den Rotationskräften entgegenwirkende Lagerungen, z. B. in den Seitenscheiben der Umhausungen bzw. der einzelnen Speicher, flächig ausgebildet sind, rotierend arbeiten können.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass beim Zwischenverbau des Speicher-Trieb's die Führungswelle des Speicher's als Hohlwelle ausgebildet ist oder die bisherige zwischen An- und Abtrieb sitzende Welle als Führungswelle dient, um den Normalbetrieb der Kraftübertragung direkt zu ermöglichen.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, bis 8, dadurch gekennzeichnet, das die Drehrichtungsänderung im An- und Abtrieb des Speicher's durch Wechsel von Stirn- auf Riemen- oder Kettenkraftübetragung durchführbar ist.
DE202016002454.0U 2016-04-19 2016-04-19 Vorrichtung zur mechanischen Energiespeicherung von elektrischer Energie/ Axialbewegungsspeicher-sammler mit Drehantriebersatz- bzw. Notrückstellsystem bei Motordefekt oder Netzausfall Expired - Lifetime DE202016002454U1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE202016002454.0U DE202016002454U1 (de) 2016-04-19 2016-04-19 Vorrichtung zur mechanischen Energiespeicherung von elektrischer Energie/ Axialbewegungsspeicher-sammler mit Drehantriebersatz- bzw. Notrückstellsystem bei Motordefekt oder Netzausfall

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE202016002454.0U DE202016002454U1 (de) 2016-04-19 2016-04-19 Vorrichtung zur mechanischen Energiespeicherung von elektrischer Energie/ Axialbewegungsspeicher-sammler mit Drehantriebersatz- bzw. Notrückstellsystem bei Motordefekt oder Netzausfall

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE202016002454U1 true DE202016002454U1 (de) 2016-10-20

Family

ID=57281330

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE202016002454.0U Expired - Lifetime DE202016002454U1 (de) 2016-04-19 2016-04-19 Vorrichtung zur mechanischen Energiespeicherung von elektrischer Energie/ Axialbewegungsspeicher-sammler mit Drehantriebersatz- bzw. Notrückstellsystem bei Motordefekt oder Netzausfall

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE202016002454U1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10473199B1 (en) * 2016-02-04 2019-11-12 Nathan Murdock Mechanical energy storage system
DE102018216173A1 (de) * 2018-09-21 2020-03-26 Robert Bosch Gmbh Baugruppe für ein automatisiertes Parkbremssystem eines Fahrzeuges, Verfahren zur Absicherung eines automatisierten Parkvorgangs eines Fahrzeuges und Fahrzeug

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2353714A1 (de) 1973-10-26 1975-05-07 Helmut Pietz Vorrichtung zur erzeugung von strom, bestehend aus einem generator und einem mit demselben gekuppelten antriebsaggregat
DE2550199A1 (de) 1975-11-08 1977-05-18 Rudolf Theil Antiebsvorrichtung mit spannfeder
DE3006529A1 (de) 1979-02-23 1980-09-04 Pirelli Energiespeicher, insbesondere mechanischer energiespeicher
DE3733514A1 (de) 1987-10-03 1989-04-13 Josef Spegel Federmotor
DE69400598T2 (de) 1993-05-07 1997-03-06 Nikkari Kk Seilstartvorrichtung mit Energiespeicherung
DE19720025C5 (de) 1997-05-13 2008-02-28 Fritz Fahrner Antrieb zur Winkelverstellung von Rotorblättern in Windkraftanlagen
DE202012006323U1 (de) 2012-07-02 2012-08-02 Achim Klein Federspeicher zur temporären Speicherung und Erzeugung von elektrischem Strom auch und insbesondere für Solarstromanlagen
DE202014000111U1 (de) 2014-01-02 2014-03-11 Andreas Danneberg Mechanische Rotorblattverstellung, Drehzahlbegrenzung und Sturmsicherung bei Windkraftanlagen
DE102013012138B3 (de) 2013-07-19 2014-10-23 Veit Müller Vorrichtung zur mechanischen Energiespeicherung von elektrischer Energie/ Axialbewegungsspeicher-sammler
EP2937559A1 (de) 2014-04-25 2015-10-28 Moog Unna GmbH Verfahren zur Notfahrt in die Fahnenstellung

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2353714A1 (de) 1973-10-26 1975-05-07 Helmut Pietz Vorrichtung zur erzeugung von strom, bestehend aus einem generator und einem mit demselben gekuppelten antriebsaggregat
DE2550199A1 (de) 1975-11-08 1977-05-18 Rudolf Theil Antiebsvorrichtung mit spannfeder
DE3006529A1 (de) 1979-02-23 1980-09-04 Pirelli Energiespeicher, insbesondere mechanischer energiespeicher
DE3733514A1 (de) 1987-10-03 1989-04-13 Josef Spegel Federmotor
DE69400598T2 (de) 1993-05-07 1997-03-06 Nikkari Kk Seilstartvorrichtung mit Energiespeicherung
DE19720025C5 (de) 1997-05-13 2008-02-28 Fritz Fahrner Antrieb zur Winkelverstellung von Rotorblättern in Windkraftanlagen
DE202012006323U1 (de) 2012-07-02 2012-08-02 Achim Klein Federspeicher zur temporären Speicherung und Erzeugung von elektrischem Strom auch und insbesondere für Solarstromanlagen
DE102013012138B3 (de) 2013-07-19 2014-10-23 Veit Müller Vorrichtung zur mechanischen Energiespeicherung von elektrischer Energie/ Axialbewegungsspeicher-sammler
DE202014000111U1 (de) 2014-01-02 2014-03-11 Andreas Danneberg Mechanische Rotorblattverstellung, Drehzahlbegrenzung und Sturmsicherung bei Windkraftanlagen
EP2937559A1 (de) 2014-04-25 2015-10-28 Moog Unna GmbH Verfahren zur Notfahrt in die Fahnenstellung

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10473199B1 (en) * 2016-02-04 2019-11-12 Nathan Murdock Mechanical energy storage system
DE102018216173A1 (de) * 2018-09-21 2020-03-26 Robert Bosch Gmbh Baugruppe für ein automatisiertes Parkbremssystem eines Fahrzeuges, Verfahren zur Absicherung eines automatisierten Parkvorgangs eines Fahrzeuges und Fahrzeug

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102013012138B3 (de) Vorrichtung zur mechanischen Energiespeicherung von elektrischer Energie/ Axialbewegungsspeicher-sammler
DE102006029640B4 (de) Windenergieanlage mit einem Maschinenhaus
DE102007047317A1 (de) Entkopplung der Antriebswelle von der Abtriebswelle durch ein zweistufiges Getriebe bei einer Windkraftanlage
EP2379879B1 (de) Generatoranordnung für eine windenergieanlage
DE102012013767A1 (de) Windenergieanlage mit einem Pitchverstellsystem
DE102010064249A1 (de) Anker für einen Elektromotor zum Antrieb einer Startervorrichtung
DE102009031506A1 (de) Verstellanordnung für eine elektrische Verstellung eines Kurbel-CVTs
DE202016002454U1 (de) Vorrichtung zur mechanischen Energiespeicherung von elektrischer Energie/ Axialbewegungsspeicher-sammler mit Drehantriebersatz- bzw. Notrückstellsystem bei Motordefekt oder Netzausfall
EP2951428B1 (de) Lineargenerator und linearantrieb
DE112010004031T5 (de) Steuersystem für eine Windkraftanlage
DE102011084092A1 (de) Elektrische Maschine, insbesondere Antriebsmaschine für Fahrzeuge
DE102007035598A1 (de) Windenergieanlage
DE102013204102A1 (de) Stromerzeugung durch elektromechanische Wandlung
DE102007038106A1 (de) Einrichtung zum Umwandeln von Energie
DE10307929B4 (de) Anordnung zur Drehung einer Maschinengondel
DE102010020426A1 (de) Elektrische Maschine, insbesondere für eine Windkraftanlage
DE102009059671A1 (de) Generatoranordnung für eine Windenergieanlage
DE102012205707A1 (de) Getriebe, elektrische Maschine
DE102011003038A1 (de) Windkraftgenerator mit Gleitlager und Axial-Schleifringvorrichtung
EP2397734B1 (de) Stellvorrichtung, insbesondere für ein Heizkörperventil
DE202005005694U1 (de) Windenergieanlage
DE102014220847A1 (de) Kommunikationseinrichtung
DE102017004909A1 (de) Vorrichtung zur Verstellung der Rotorblätter einer Strömungskraftanlage
DE202023002198U1 (de) Vorrichtung zur Nutzung regenerativer Energie
DE10211041B4 (de) Bremsgerät für spurgebundene Fahrzeuge

Legal Events

Date Code Title Description
R207 Utility model specification
R156 Lapse of ip right after 3 years