DE3717893A1 - Anordnung zur gewinnung von energie - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Ge­ winnung von Energie.

Grundsätzlich sind unterschiedliche Arten der Energiegewinnung allgemein bekannt. Dabei gibt es streng genommen und bei exakter sprachlicher Auslegung aufgrund des elementaren Energieer­ haltungssatzes keine Gewinnung sondern einzig eine Umwandlung von Energieformen ineinander. So kann beispielsweise die chemische Energie der Kohle durch Verbrennung in Wärmeenergie, diese wiederum durch Dampfmaschinen oder -tur­ binen in mechanische Energie umgesetzt werden. In Elektrizitätswerken wird mechanische Ener­ gie mit Hilfe von Generatoren in elektrische Energie umgewandelt, die ihrerseits für elek­ trische Antriebe, Heizungen, Beleuchtungen usw. genutzt werden kann. In Wasserkraftwer­ ken wird die potentielle Energie des Wassers zum Antrieb von Gerneratoren und zur Erzeu­ gung elektrischen Stroms benutzt werden, in Kernreaktoren wird die durch Spaltung des Kernbrennstoffes erzeugte Wärme in Dampf um­ gewandelt und zum Antrieb von Turbinenanla­ gen eingesetzt.

Spätestens seit der Ölkrise ist man sich selbst in breitester Öffentlichkeit über die Bedeutung und Auswirkung der ökonomischen Er­ zeugung, Umwandlung und des Verbrauchs der Ener­ gie und in seinen Auswirkungen auf Volkswirt­ schaft und Lebensstandard allgemein bewußt. Ei­ ne Möglichkeit der allgemeinen Energieknappheit entgegenzutreten ist die Einsparung und der sorgfältige Verbrauch; eine andere Möglich­ keit besteht im Erschließen neuer preisgünsti­ ger und umweltfreundlicher Energiequellen.

Die Erfindung hat sich die Schaffung von Mög­ lichkeiten zur Erschließung und Ausnutzung vorhandener Energiequellen zur Aufgabe ge­ macht.

Die durch die Erfindung vorgeschlagene Anord­ nung besteht aus einer in einer Straße oder Schiene absenkbar befestigten Platte, die sich bei Beaufschlagung durch ein Gewicht entgegen einer Gegenkraft abwärts bewegt und diese Ab­ wärtsbewegung durch Kopplung übertragen wird.

Für die Erfindung grundsätzlich unerheblich ist, ob die vorgeschlagene Anordnung in einer Straße oder Schiene eingebaut wird. Im ersten Fall ist die Platte großflächig und in ihrer Breite so bemessen, daß beim Darüberfahren eine oder gar beide Spuren des Fahrzeuges er­ faßt werden. Bei Schienenfahrzeugen hingegen ist die Platte zumindest an der Oberseite ähn­ lich einer Schiene geformt, in den Schienen­ weg integriert, so daß es zu einem Teil des zu befahrenden Schienenstranges wird.

Die Funktion der erfindungsgemäßen Anordnung ist wie folgt:

Durch die absenkbare Anordnung der Platte wird diese bei Belastung durch das Gewicht ei­ nes Fahrzeuges abwärts bewegt und die hierbei erhaltene mechanische Bewegungsenergie einer Nutzung zugeführt. Die Abwärtsbewegung der Platte erfolgt durch Überwindung einer Gegen­ kraft, aufgrund derer sie sich nach erfolgter Entlastung wieder in die Ausgangsposition zurückgelangt und erneut durch das nächste Fahrzeug belastet und abwärts bewegt werden kann. Der Energiegewinn ergibt sich aus der Differenz der potentiellen Energie des Fahr­ zeuges vor und nach dem Absenken der Platte. Die vorübergehende Verminderung der poten­ tiellen Energie bei Verschwenkung der Platte selbst wird durch die die Gegenkraft erzeu­ gende Vorrichtung aufgenommen und bei Auf­ wärtsbewegung der Platte in ihre Ausgangs­ position wieder frei gesetzt, so daß ein Energiegewinn hierdurch nicht erzielt wird. Die pro Zeiteinheit gewinnbare Energiemenge wird bestimmt durch die Anzahl der Betäti­ gungen im betrachteten Zeitintervall sowie durch das Gewicht des jeweils die Abwärts­ bewegung erzeugenden Fahrzeuges. Die Anbrin­ gung der erfindungsgemäßen Vorrichtung em­ pfiehlt sich deshalb insbesondere für vielbe­ fahrene Schienen und Straßen.

Die Bemessung der Platte ist grundsätzlich beliebig. So kann sie in ihren länglichen Dimensionen so ausgelegt sein, daß jede Einzelachse des Fahrzeuges eine individuelle Betätigung, d.h. Absenkung der Platte be­ wirkt, sie kann andererseits auch so bemes­ sen sein, daß mehrere Achsen des Fahrzeuges gleichzeitig bzw. gemeinsam ein und dieselbe Platte belasten.

Die auf diesem Wege gewonnene Energie ist zunächst mechanischer Art, wird in aller Regel an einem Ort erzeugt bzw. gewonnen, der von dem Ort des Verbrauches regelmäßig entfernt liegt. Zur Vereinfachung nicht nur der Gewinnung sondern insbesondere der Über­ tragung der Energie wird die Schwenkbewegung der Platte für den Antrieb eines Generators genutzt. Unter dem Begriff "Generator" soll im Sinne der Erfindung jedes der Erzeugung von elektrischer Energie dienende Gerät um­ faßt sein.

Der grundlegende Vorteil des erfindungsgemäßen Vor­ schlages besteht in der Erschließung einer bereits zur Verfügung stehenden Energiequelle, die ohne nachteilige Folgen für Umwelt und Natur nutzbar ist und keinerlei umweltschädigende Einflüße mit sich bringt. Die einzige und einmalige Investi­ tion ist die Anbringung einer Anordnung entspre­ chend der Erfindung.

Ohne Einschränkung der Allgemeinheit wird empfohlen, die erhaltene mechanische Bewegungsenergie für den Antrieb eines Generators, d.h. zur Erzeugung elek­ trischer Energie einzusetzen, die sich bekannter­ maßen problemlos umwandeln und transportieren läßt.

Einsatz und Verwendung der entsprechend der Erfin­ dung gewonnenen Energie ist selbstverständlich grundsätzlich beliebig und kann auf alle denkbaren Art und Weisen verbraucht werden.

Grundsätzlich steht im Rahmen der Erfindung frei, auf welche Art und Weise die Abwärtsbewegung der Platte erfolgt, insbesondere ob sie parallel oder als Schwenkbewegung, d.h. an einer Stirn­ seite schwenkbar befestigt angeordnet wird. Das Auffahren wird besonders einfach im Fall der An­ bringung der Schwenkachse im Bereich der auffahr­ seitigen Kante.

Die Aufnahme, Übertragung und Weiterleitung der zunächst entstehenden mechanischen Bewegungsener­ gie erfolgt bevorzugt durch mechanische und/oder hydraulische und/oder magnetische und/oder pneu­ matische Kopplungen. Die Abwärtsbewegung der Platte kann beispielsweise über einen Kurbeltrieb zur Erzeugung mechanischer Antriebsenergie ge­ nutzt werden. Eine andere Möglichkeit besteht in der Umwandlung der Abwärtsbewegung durch Kompres­ sion eines hydraulischen oder pneumatischen Medi­ ums in einem Zylinder, der Übertragung über Lei­ tungssysteme an den Nutzungsort und deren Verwer­ tung. Des weiteren ist die Weiterleitung der Be­ wegungsenergie durch magnetische Kopplung denkbar.

I.d.R. besitzen die sich über die erfindungsge­ mäße Platte bewegenden Fahrzeuge unterschiedli­ che Gewichte, so daß die Abwärtsbewegung verschie­ den schnell ist bzw. bis zum Verlassen der Plat­ te auch aufgrund unterschiedlicher Geschwindig­ keiten unterschiedliche Wege zurückgelegt werden. Es können sich Probleme daraus ergeben, daß sich die abfahrseitige Kante der Platte in unter­ schiedlichen Höhen befindet, also eine Stufe mit unterschiedlicher Höhe entsteht. Aus Gründen des Fahrkomforts soll der Übergang weitgehend stetig sein. Als Lösung schlägt die Erfindung einmal vor, die Abwärtsbewegung der Platte durch einen Anschlag zu begrenzen, den man so anbringen wird, daß die Platte mit ihrer abfahrseitigen Kan­ te im belasteten Zustand mit der Fahrbahndecke fluchtet. Der Anschlag bewirkt, daß auch bei größeren Gewichten des Fahrzeuges ein weiteres Absinken der Platte vereitelt wird. Dies hat allerdings zum Nachteil, daß in derartigen Fällen die optimale Ausnutzung der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht mehr gegeben ist.

Eine andere Lösung des Problems ergibt sich da­ durch, daß zwischen der Platte und der übrigen Straße oder Schiene ein schwenkbares Verbindungs­ stück angebracht ist, welches der Überbrückung unterschiedlicher Höhen von Platte und Fahrbahn oder Schiene sowie dem Niveauausgleich dient. Dann kann der, durch unterschiedliches Fahrzeug­ gewicht hervorgerufene Absenkweg in weiten Gren­ zen ausgeglichen werden.

Schließlich wird die Anbringung der erfindungs­ gemäßen Anordnung im Bereich einer Brücke als besonders zweckmäßig vorgeschlagen. Bei Integra­ tion in die Brückenkonstruktion erübrigt sich das Ausheben einer den Bewegungsraum für die Platte schaffenden Grube. Statt dessen ist die Anbringung und auch Weiterleitung der gewonnenen Energie rasch und einfach bewerkstelligbar.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung lassen sich dem nachfolgenden Beschrei­ bungsteil entnehmen, indem anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in einge­ bautem Zustand und in prinzipienhafter Darstel­ lung wiedergegeben ist:

Die erfindungsgemäße Anordnung ist in einer Straße integriert wiedergegeben. Sie besteht in ihrem grundsätzlichen Aufbau aus einer Platte 2, welche am auffahrseitigen Ende über eine Schwenkachse 3 so befestigt ist, daß sie mit der Oberfläche der Straße 1 fluchtet, so daß das Auffahren unproblematisch ist. Das gegen­ überliegende Ende von Platte 2 steht hingegen zunächst über die Fahrbahn 1 über. Diese Posi­ tion der Platte 2 ist in ausgezogener Linien­ führung wiedergegeben.

Durch das Gewicht des Fahrzeuges 4 bewegt sich die Platte 2 nach unten (gestrichelte Linien­ führung). Durch einen Anschlag 5 wird sicher­ gestellt, daß die Abwärtsbewegung der Platte 2 auch bei größerem Gewicht des Fahrzeuges nur so weit in Richtung auf die Straße 1 zu er­ folgt, daß die abfahrseitige Kante im Moment des Verlassens der Platte 2 mit der Oberfläche der Straße 1 fluchtet.

Die Abwärtsbewegung der Platte 2 wird im ge­ zeigten Fall über eine im wesentlichen recht­ winklig angelenkte Stange erfaßt und übertra­ gen, deren Abwärtsbewegung entgegen einer als Feder ausgebildeten Gegenkraft 7 erfolgt. Aus diesem Grunde bewegt sich die Platte 2 im un­ belasteten Zustand wieder in die in durchge­ zogener Linienführung dargestellte Ausgangs­ position zurück. Aus Be- und Entlastung resul­ tiert eine durch den Pfeil 8 angedeutete Hin- und Herbewegung der Stange 6.

Die Bewegung der Platte und hierdurch bedingt die der Stange 6 bedeutet einen Energiegewinn, der durch Kopplung in andere Energieformen übergeführt, weitergeleitet und genutzt werden kann.

Unter Zugrundelegen des elementaren Energieer­ haltungssatzes ergibt sich der Energiegewinn aufgrund folgender Überlegungen:

Die Platte 2 befindet sich im unbelasteten Zu­ stand in der oberen, in durchgezogener Linie gezeigten Position. Durch Belastung durch das Gewicht des Fahrzeuges bewegt sich die Platte 2 nach unten in die gestrichtelte Position. Hierbei verliert das Fahrzeug potentielle Ener­ gie, die teilweise in Bewegungsenergie von Platte 2 bzw. Stange 6 als auch in Kompressions­ energie der als Feder ausgebildeten Gegenkraft 7 verwandelt wird und übergeht. Dabei ist die in der Feder gespeicherte Energie gerade so groß, daß sie im unbelasteten Zustand die Platte 2 in ihre gestrichelte Ausgangsposition zurück­ führen kann. Abgesehen von Reibungsverlusten resultiert der Energiegewinn aus der Verringe­ rung der potentiellen Energie des Fahrzeuges.

Baut man die erfindungsgemäßen Vorrichtungen in abschüssige Strecken von Straßen, Auto­ bahnen, Schienenwegen und dgl. ein, hat die Reduzierung der potentiellen Energie des Fahr­ zeuges in vorteilhafter Weise zur Folge, daß die durch Bremsen zu vernichtende kinetische Energie des Fahrzeuges geringer wird, so daß Belastung und Verschleiß der Bremssysteme ge­ ringer werden.

Im Ergebnis erhält man eine Methode zur Ge­ winnung von Energie, die umweltfreundlich ist, abgesehen von den Ausgaben für die erst­ malig Installation keine weiteren Investitio­ nen erforderlich macht und in erheblichen und nahezu unbegrenzten Mengen Energie zur Verfügung stellen kann.

Claims (7)

1. Anordnung zur Gewinnung von Energie, da­ durch gekennzeichnet, daß in einer Straße 1 oder Schiene eine Platte 2 absenkbar befestigt ist, die sich bei Beaufschlagung durch ein Gewicht gegen eine Gegenkraft 7 abwärts bewegt und diese Abwärtsbewegung durch Kopplung übertragen wird.

2. Anordnung gemäß Anspruch 1, gekenn­ zeichnet durch eine Kopplung an den Antrieb eines Generators.

3. Anordnung gemäß Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Abwärtsbewegung der Platte 2 pa­ rallel oder als Schwenkbewegung erfolgt.

4. Anordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine mechanische und/oder hydraulische und/ oder magnetische und/oder pneumatische Kopp­ lung.

5. Anordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abwärtsbewegung der Platte 2 durch einen Anschlag 5 begrenzt ist.

6. Anordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Platte 2 und Straße 1 oder Schie­ ne ein schwenkbares Verbindungsstück befestigt ist.

7. Anordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch An­ bringung in einer Brücke.