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Antriebsvorrichtunz mit Spannfeder
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Insbesondere als Uhrwerke und für Spielzeuge sind bereits Antriebsvorrichtungen
mit einer Spannfeder bekannt. Dabei handelt es sich jedoch jeweils um kleine Antriebsenergien.
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Im Hinblick auf die starke Umweltbelastung durch die Abgase von Verbrennungsmotoren
besteht jedoch die Aufgabe, eine Antriebsvorrichtung dieser Art zu schaffen, welche
eine ausreichende Antriebsleistung beispielsweise auch für Transportfahrzeuge od.
dgl. ermöglicht. Gleichzeitig soll dabei die Antriebsvorrichtung 80 ausgestaltet
sein, daß eine Anpassung an den jeweiligen Leistungsbedarf möglich ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung eine Antriebsvorrichtung
vor* welche dadurch gekennzeichnet ist, daß Jeweil8 mehrere Federn vorgesehen sind
und einzeln oder in Gruppen mit einer Abtriebswelle kuppelbar sind. Dadurch läßt
sich diese Antriebsvorrichtung praktisch für beliebige Leistungen auslegen und durch
die Kupplung einzelner oder mehrerer Federn mit einer Abtriebswelle kann auch das
an dieser Abtriebswelle auftretende Drehmoment den Jeweiligen Belastungsfällen gut
und einfach angepaßt werden. Abgase und starke Geräuschentwicklungen werden vermieden.
Dadurch eignat sich ein solcher Antrieb insbesondere für einen innerbetrieblichen
oder auch innerstädtischen Verkehr. Bei genügend starken und vielen Federn ist jedoch
auch eine größere Reichweite eines mit einem solchen Antrieb ausgerüsteten Fahrzeuges
möglich. Ein weiterer Vorteil beispielsweise gegenüber batteriegetriebenen Fahrzeugen
besteht noch darin, daß bei entsprechender Ausgestaltung der Spannvorrichtung für
die Federn diese zur Not von dem Fahrer betätigt werden könnte, falls einmal die
Antriebsenergie
nicht ausreicht, um zu einer entsprechenden Station
für das Spannen der Federn zu gelangen. Dabei ist es zweckmäßig, wenn die jeweils
zu einer Federgruppe gehörenden Wellen an zumindest einem Ende eine Profilierung
zum Angriff einer Spannvorrichtung für die Federn aufweisen. Neben einer Welle einer
Maschine zum Spannen der Federn könnte an einer solchen Profilierung notfalls auch
eine Kurbel angreifen, welche bei Anordnung eines entsprechenden Gesperres an den
Federn deren Spannen von Hand erlaubt. Gegebenenfalls könnte die Spannvorrichtung
jedoch auch über ein Getriebe an der die Federn aufweisenden Welle angreifen oder
mit einem derartigen Getriebe kuppelbar sein, um die von Hand aufzubringenden Kräfte
niedrig zu halten. Insbesondere eine maschinelle Spannung der Federn erlaubt jedoch
ein schnelles *Aufladen" der gesamten Antriebsvorrichtung mit entsprechend großer
Leistung.
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Weitere zum Teil wesentliche Ausgestaltungen der Erfindung, die insbesondere
für eine Dosierung der in den Federn gespeicherten Leistung bei deren Abgabe von
Vorteil sein können oder die Bedienbarkeit der Vorrichtung erleichtern, sind Gegenstand
weiterer Ansprüche.
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Nachstehend ist die Erfindung mit ihren ihr als wesentlich zugehörenden
Einzelheiten anhand der Zeichnung noch näher beschrieben. Es zeigt Fig. 1 einen
Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit mehreren von Federgruppen
beaufschlagten Wellen, Fig. 2 einen Querschnitt durch die Vorrichtung gemäß der
Linie II-II in Fig. 1 mit einer Ansicht auf die zur Übertragung von den Einzelwellen
auf eine Abtriebswelle vorgesehenen Zahnrädern sowie Fig. 3 einen Querschnitt gemäß
der Linie III-III mit einer schematischen Anordnung der dabei im Ausführungs beispiel
entspannten Federn.
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In der Zeichnung ist in schematisierter Darstellung eine im Ganzen
mit 1 bezeichnete Antriebevorrichtung dargestellt, welche die Antriebuleistung mit
Hilfe von Spannfedern 2 erzeugt. Dabei sind jeweils mehrere Federn 2 vorgesehen
und einzeln oder vor allem gemäß dem Ausführungebeispiel in Gruppen mit einer Abtriebswelle
3 kuppelbar.
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Die Federgruppen sind dadurch zusammengefaßt, daß jeweils mehrere
Federn 2 mit einer gemeinsamen zentralen Welle 4 verbunden sind. Mehrere derartig
gebildete Federgruppen sind konzentrisch zu der Abtriebswelle 3 angeordnet und in
noch zu beschreibender Weise wahlweise mit dieser kuppelbar.
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Die jeweils zu einer Federgruppe gehörenden Wellen 4 weisen im Ausführungsbeispiel
an zumindest einem Ende eine Profilierung, im Ausführungsbeispiel eine Innenprofilierung
5 auf, an welcher eine nicht näher dargestellte Spannvorrichtung für die Federn
2 angreifen kann. Man erkennt deutlich, daß der Zugang zu der Innenprofilierung
5 jeweils durch einen Deckel 6 verschlossen ist. Hat beispielsweise eine Federgruppe
ihre Leistung vollständig abgegeben, kann sie durch Anschluß einer entsprechenden
Spannvorrichtung an der Innenprofilierung 5 wieder gespannt werden. Bei entsprechender
Ausbildung kann jedoch auch die Abiiiebswelle 3 zur unmittelbaren Spannung aller
Federn herangezogen werden. Die Spannung der einzelnen Wellen 4 mit den ihnen zugehörenden
Federn 2 hat den Vorteil, daß für jede dieser Spannvorgänge nur eine Teilleistung
aufgebracht werden muß. In nicht näher dargestellter Weise könnte die Spannvorrichtung
auch ueber ein Getriebe od. dgl. mit der die Federn 2 aufweisenden Welle 4 kuppelbar
sein, um eventuell auch mit geringeren Kräften die erforderliche Spannleistung erzeugen
zu können.
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Vor allem in Fig. 1 ist schematisch angedeutet, daß an der einer Federgruppe
zugehörenden Welle 4 eine Sperr- und Krupp lungsvorrichtung 7 vorgesehen ist, wobei
die nicht näher dargestellte Sperrvorrichtung an der Welle angreifen kann, wenn
die Kupplung ausgerückt ist und umgekehrt. Solange also die
Kupplung
ausgerückt ist, werden dennoch die gespannten Federn in der gespannten Lage gehalten.
Nach dem Einkuppeln wird die Sperre gelöst, so daß die Leistung abgegeben werden
kann. Lediglich beim Spannen der Federn sind zweckmäßigerweise Kupplung und Sperrvorrichtung
zumindest so weit gelöst. daß eine Relativdrehung der Welle 4 entgegen ihrer Drehrichtung
bei der Leistungsabgabe möglich ist. Dabei ist es zweckmäßig* wenn als Kupplung
7 ein vorzugsweise stirnseitig mit sägeartigen Zähnen versehenes Gesperre vorgesehen
ist, welches in der einen Richtung ein Drehen der Welle 4 erlaubt, während in Gegenrichtung
- die Antriebsrichtung - nur bei Mitnahme der Gegen-Kupplungsscheibe und der damit
verbundenen Abtriebsteile eine Drehung erfolgen kann.
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In Fig. 1 erkennt man, daß die jeder Federgruppe zugehörenden Wellen
4 jeweils ein im Ausführungsbeispiel auf der den Federn 2 abgewandten Seite der
Suppla 7 angeordnet es Ritzel 8 tragen, welches mit einem zentralen, mit der Abtriebswelle
3 verbundenen Zahnrad 9 kämmen kann. In Fig. 1 ist angedeutet, wie durch das Lösen
der Kupplung der unteren Federgruppe auch dieses Zahnrad außer Eingriff kommen kann,
während nach dem Einkuppeln die Zahnräder 8 und 9 miteinander in Eingriff stehen.
Dabei können eventuell die üblichen Kupplungshilfen zum Zusammenführen der Zahnräder
vorhanden sein. Es ist auch möglich, statt dem Ausrücken der Zahnräder entsprechende
Synchron-görper bzw. kegelförmige Kupplungsteile od. dgl. zu verwenden. Die Relativbewegung
des Ritzels 8 wird ermöglicht dadurch, daß der Teil 10 der Welle 4, welcher dieses
Ritzel 8 trägt, hohl ist und ein entsprechender Zapfen 11 der Welle 4 in diese Ausnehmung
hineinragen kann. Dabei sind auch andere aus der Getriebetechnik bekannte Kupplung
und Sperrmöglichkeiten anwendbar.
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In nicht näher dargestellter Weise ist es ferner möglich, daß wenigstens
eine, vorzugsweise jedoch alle der jeder Federgruppe zugehörenden Wellen 4 in Axialrichtung
unterteilt sind und an der Unterteilungsstelle wahlweise relativ zueinander drehbar
oder starr miteinander kuppelbar sind und daß für jeden Wellenabschnitt
ein
Abtrieb, vorzugsweise ein Ritzel od. dgl. vorgesehen ist. Dadurch ist eine noch
weitere Dosierung der in der Vorrichtung 1 gespeicherten Kraft bei der Leistungsabgabe
möglich.
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Anhand von Fig. 3 erkennt man, daß als Spannfedern 2 Spiralfedern
vorgesehen sind, deren eines Ende mit der Außenseite einer Welle 4 und deren entgegengesetztes
Ende mit dem Gehäuse der Vorrichtung 1 verbunden sind. Dies stellt eine schematisierte
Anordnung dar und es sind auch andere Einspannmöglichkeiten für die Federn je nach
deren Stärke denkbar.
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Im Ausführungsbeispiel zeigt die Fig. 3 vier von Federgruppen beaufschlagte
Wellen4, welche konzentrisch zur Abtriebswelle 3 angeordnet sind. Bei einer größeren
Vorrichtung können auch noch mehr solche Federgruppen vorhanden sein.
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Eine weitere Möglichkeit, die Kraft der gespannten Federn erst nach
und nach auf die Abtriebswelle zu leiten oder sie wahlweise gleichzeitig z. B. für
eine Bergfahrt aufzubringen, kann darin bestehen, daß die Federn 2 jeweils mit zumindest
einer eine Abtriebswelle umschließenden und wahlweise mit der Welle kuppelbaren
oder von einer Sperre festlegbaren Hülse verbunden sind, was im Ausführungsbeispiel
nicht dargestellt ist.
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Auch andere Zwischenstücke zwischen den inneren Federenden und den
Wellen 4 zur wahlweisen Kupplung einer gespannten Feder mit der Welle 4 sind denkbar.
Dadurch ist es möglich, mehr oder weniger viele Federn wahlweise mit einer der Wellen
4 zu kuppeln, während diese Welle ihrerseits mit der Abtriebswelle in Verbindung
steht und nicht gesperrt ist. Dabei könnten die Einzelkupplungen über einzelne Hebel
und Gestänge so auf einen gemeinsamen Betätigungshebel wirken, daß durch stärkeres
Niederdrücken dieses gemeinsamen Betätigungshebels mehr Federn eingekuppelt und
durch Zurücknehmen dieses Hebels entsprechend der Zurücknahmestrecke eine entsprechende
Zahl von Federn nach und nach wieder ausgekuppelt werden könnte. Dadurch wäre eine
Betätigung praktisch wie mit dem Gaspedal bei einem Verbrennungsmotor möglich.
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Insgesamt ergibt sich eine Vorrichtung 1, welche vor allem bei Kombination
einzelner oder mehrerer der sorbeschriebenen Merkmale einen geräuscharmen, abgasfreien
Betrieb ermöglicht und je nach Einsatz auch die Abnahme einer mehr oder weniger
stark dosierten Leistung erlaubt.
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Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung
dargestellten Merkmale und Sonstruktionsdetails können sowohl einzeln als auch in
beliebiger Sombination miteinander wesentliche Bedeutung haben.
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-Ansprüche-