DE9304916U1 - Gegenkraftantriebsvorrichtung - Google Patents

Description

Gegenkraftantriebsvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Gegenkraftantriebsvorrichtung, die die unter Ausnutzung der Gravitation und Auftriebseigenschaft von Hohlkörpern in einer Flüssigkeitssäule entstehende Energie in Form einer Bewegung des Hohlkörpers in Richtung des Auftriebes als Antrieb zur Umwandlung dieser linearen Bewegung in eine rotierende Bewegung einsetzt.

Gegenkraftantriebe sind vielseitig bekannt. So werden beim Heben von versunkenen Schiffen Hohlkörper in der Weise verwendet, daß diese Hohlkörper unter Wasser am zu hebenden Schiff angebracht werden, eventuell mit Treibgas gefüllt sind und somit als Gegenkrafthebebzw, -antriebsvorrichtungen eingesetzt werden. Der Nachteil dieser Lösung ist, daß mit sehr viel Aufwand und unter Einsatz großer Energie diese Hohlkörper vor Ort zu bringen sind, um dann als Antriebsvorrichtung bzw. als Auftriebsvorrichtung wirken zu können. Die hier vorliegende Energie in Form einer Bewegung in Richtung des Auftriebes wirkt hier linear. Eine Umwandlung dieser linearen Bewegung in eine rotierende Bewegung während der Auftriebsbewegung des Hohlkörpers ist hier nicht gegeben.

Lösungen in Form von Vorrichtungen, die energiesparender bei ihrer Verwendung zum Heben von Schiffen wirken, wie z. B. aufblasbare Körper als Antriebsvorrichtungen bzw. Auftriebsvorrichtungen unter Wasser einzusetzen, haben den Nachteil, daß sie ihre, durch den Auftrieb erhaltene Energie zwar zum Heben der Schiffe freisetzen, jedoch diese Energie nur in eine lineare Bewegung und nicht in eine rotierende Bewegung umsetzen können.

Weiterhin sind Lösungen bekannt/ die unter der Ausnutzung der Gravitations- und Auftriebseigenschaft von Hohlkörpern Ventile öffnen und schließen. Die hier entstehende Energie in Form von einer linearen Bewegung wird nur in lineare Bewegung umgesetzt. Eine Umwandlung dieser linearen Bewegung während der Ausnutzung z. B. des Auftriebes des Hohlkörpers in eine rotierende Bewegung ist auch hier nicht gegeben.

Um die oben genannten Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen ist es Aufgabe der Erfindung, eine Gegenkraftantriebsvorrichtung zu schaffen, die die unter Ausnutzung der Gravitation und Auftriebseigenschaft von Hohlkörpern in einer Flüssigkeitssäule entstehende Energie in Form einer Bewegung des Hohlkörpers in Richtung des Auftriebes als Antrieb zur Umwandlung dieser linearen Bewegung in eine rotierende Bewegung einsetzt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß durch den Einsatz von geringer Energie eine Umwandlung von Energie in Form einer linearen Bewegung, die durch den Auftrieb von Hohlkörpern in einer Flüssigkeitssäule erzeugt wird, in eine Energie in Form einer rotierenden Bewegung vorgenommen wird. Desweiteren ist diese Vorrichtung umweltfreundlich, wartungsarm und einfach im Aufbau. Deshalb preisgünstig, industriell anwendbar und stellt keine Ansprüche an den Aufstellungsort und bedarf keiner zusätzlichen Arbeitskraft. Darüber hinaus ist diese Vorrichtung zur direkten Umwälzung von Abwässern geeignet.

Zur Zeit werden Lösungen gefordert, die bei der Umwandlung von Energiearten besonders die Verbesserung des

Energieeinsatzes, die Verringerung der Umweltbelastung, die Verbesserung der Wartung u. a. zum Inhalt haben. Der Lösung dieser Probleme kommt die erfindungsgemäße Gegenkraftantriebsvorrichtung am nächsten und sie ist die bisher wirtschaftlichste Lösung, auch deshalb, da diese Vorrichtung für Laborzwecke und für die Industrie einsetzbar ist. Begrenzungen bezüglich Baugröße sind nicht gegeben.

Die in Figur 1 dargestellte Gegenkraftantriebsvorrichtung wird zur Verdeutlichung anhand eines Flüssigkeitbehälters mit einem Auffangrohr als Bevorratungsraum für die Hohlkörper und eines Antriebselementes in Form eines endlosen Förderbandes, welches von den Hohlkörpern angetrieben wird, dargestellt. Es sei jedoch betont, daß die hier dargestellte konstruktive Lösung des Flüssigkeitsbehälters, des Auffangrohres als Bevorratungsraum für die Hohlkörper und des Antriebselementes durch andere Mittel, die die gleiche Lösung der Aufgabe und somit die gleiche Wirkung besitzen, ersetzt werden können.

Die Gegenkraftantriebsvorrichtung besteht aus einem Behälter 1, der mit einer Flüssigkeit 2 gefüllt ist. Im Behälter 1 ist ein Antriebselement 3 mit Mitnehmern 4 versehen, so angeordnet, daß dieses Antriebselement 3 einem Bevorratungsraum 5 gegenübersteht und einen Abstand von der dazwischenliegenden Behälterwand 6 durch die Länge der Mitnehmer 4 plus ihrem Schlupf besitzt, wobei die Mitnehmer 4 so ausgeführt sind, daß sie Hohlkörper 7 an dieser Behälterwand 6 durch die der Behälterwand 6 zugewandten Seite des Antriebselementes 3 aufnehmen. Das Antriebselement 3 ist endlos und ist durch das untere Umlenkelement 8 und das obere Umlenkelement 9 beweglich gelagert. Am oberen Ende der Behälterwand 6, die dem Bevorratungsraum 5 unmittelbar gegenüberliegt, ist eine bewegliche Klappe 10 angeordnet.

Der Bevorratungsraum 5 besitzt einen Querschnitt, der dem Durchmesser der Hohlkörper 7 um das Maß größer ist, daß die Hohlkörper 7 ohne Reibverluste in diesen Bevorratungsraum 5 durch das Eigengewicht sich bewegen können.

Am unteren Ende des Bevorratungsraumes 5 ist eine Beschickungseinrichtung 11 so installiert, daß sie vom Bevorratungsraum 5 zum Behälter 1 eine Verbindung herstellt, mittels dieser die Hohlkörper 7 von dem in den Behälter 1 gelangen. Die Beschickungseinrichtung 11 besteht aus einem Kolben 12, wobei der Kolben 12 mit einem Antrieb 13 in Wirkverbindung steht. Weiterhin besteht die Beschickungseinrichtung 11 aus einer Einlaßöffnung 14 mit dem Einlaßverschluß 15, aus einer Auslaßöffnung 16 mit dem Auslaßverschluß 17 und aus einer Auspreßöffnung 18 mit dem Auspreßöffnungsventil
19.

Die Funktion der Gegenkraftantriebsvorrichtung ist dadurch charakterisiert, daß die Hohlkörper 7 einzeln mittels Beschickungseinrichtung 11 vom Bevorratungsraum 5 über die Einlaßöffnung 14 mittels Kolben 12 zur Auslaßöffnung 16 gebracht werden, wobei der Kolben 12 vom Antrieb 13 angetrieben wird. Dabei wird vom Antrieb 13 über ein Regelsystem der Einlaßverschluß 15 und der Auslaßverschluß 17 entsprechend der Kolbenstellung geregelt. Befindet sich der Kolben 12 in Stellung A, so ist die Auslaßöffnung 16 durch den Auslaßverschluß 17 geschlossen und das Auspreßöffnungsventil 19 ist selbstätig durch die darüber stehende Flüssigkeit 2 (durch den Flüssigkeitspegel) verschlossen. Die Einlaßöffnung 14 dagegen ist durch den geöffneten Einlaßverschluß 15 frei und ein Hohlkörper 7 positioniert sich vor den Kolben 12. Im Augenblick der Bewegung des Kolbens 12 von der Stellung A in Richtung der Stellung B schließt der Einlaßverschluß 15 die

Einlaßöffnung 14. Erreicht der Kolben 12 die Stellung B, befindet sich der Hohlkörper 7 unter der Auslaßöffnung 16, die dann durch den Auslaßverschluß 17 geöffnet wird. Somit dringt die Flüssigkeit 2 (anteilig) in den Raum zwischen Stellung B und Stellung C des Kolbens 12 und der Hohlkörper 7 erhält Auftrieb und gelangt an einen darüber befindlichen Mitnehmer 4. Hat der Hohlkörper 7 die Auslaßöffnung 16 verlassen, wird diese wieder verschlossen und der Kolben 12 bewegt sich in Richtung der Stellung C, wobei die vor dem Kolben 12 befindliche Flüssigkeit 2 (anteilig) durch das sich öffnende Auspreßöffnungsventil 19 und der Auspreßöffnung 18 in den Behälter 1 gedrückt wird. Anschließend bewegt sich der Kolben 12 zurück bis zur Stellung A, wobei das Auspreßöffnungsventil 19 durch den darüberliegenden Druck des Flüssigkeitspegels und durch den entstehenden Unterdruck im Raum selbst die Auspreßöffnung selbsttätig schließt und die Einlaßöffnung 14 wird für einen neuen Hohlkörper 7 freigegeben und der vorgenannte Ablauf wiederholt sich. Zwischenzeitlich hat der zuerst in den Behälter 1 eingebrachte Hohlkörper 7 das Antriebselement 3 über den dort befindlichen Mitnehmer 4 durch seinen Auftrieb in Bewegung gesetzt. Nachfolgend in den Behälter 1 eingebrachte Hohlkörper 7 verstärken durch zusätzliche Auftriebskraft die lineare Bewegung des Antriebselementes 3. Aufgrund dessen, daß das Antriebselement 3 endlos über das obere Umlenkelement 9 und das untere Umlenkelement 8 geleitet wird, erfolgt die Umwandlung der linearen Bewegung in eine rotierende Bewegung des oberen und unteren Umlenkelementes 9; 8. Wenn zwischen der Auslaßöffnung 16 und der Klappe 10 alle dort befindlichen Mitnehmer 4 des Förderelementes 3 mit Hohlkörpern 7 belegt sind, ist das Optimum der linearen und somit der umgewandelten rotierenden Bewegung und eine konstante Kraftübertragung ist gewährleistet, die solange anhält wie alle Mitnehmer 4, wie zuvor angegeben, mit

Hohlkörpern 7 belegt sind. Das ist auch der Zeitpunkt, bei dem durch Einschaltung von weiteren durch diese Gegenkraftantriebsvorrichtung anzutreibenden Einrichtungen, die durch einen direkten Anschluß an einen der beiden Umlenkelemente 8; 9 bzw. an beide Umlenkelemente 8; 9, vorzugsweise jedoch an das obere Umlenkelement 9, angetrieben werden können.

Jeder unterhalb der Klappe 10 ankommende Hohlkörper 7 wird durch diese auf die obere Seite des darunter befindlichen Mitnehmers 4 gedrückt und durch die Aufwärtsbewegung dieses Mitnehmers 4 wird anschließend die Klappe 10 mittels den Hohlkörper 7 angehoben, dieser Hohlkörper 7 verläßt die Flüssigkeit 2 und bleibt auf der oberen Seite des darunter befindlichen Mitnehniers 4 (durch Eigengewicht und nicht mehr wirkenden Auftrieb) liegen. Nach dem der Hohlkörper 7 den Bereich der Klappe 10 verläßt, nimmt die Klappe 10 ihre ursprüngliche Lage wieder ein und der Hohlkörper 7 gleitet durch die obere Seite des darunterliegenden Mitnehmers 4 und seiner geneigten Fläche ausgelöst auf dieser Fläche und anschließend auf der oberen Seite der Klappe 10 in den Bevorratungsraum 5. Anzumerken ist noch, daß der Kolben 12 mit einem Auspreßkanal 20 versehen ist, der die Restflüssigkeit bei der Stellung C des Kolbens 12 aus der Beschickungseinrichtung 11 gänzlich aufnimmt und über die Auspreßöffnung 18 ausstößt. Die Mitnehmer 4 sind mit einer Verriegelungseinheit 21 versehen. Im Moment der Umlenkung des jeweiligen Mitnehmers 4 am oberen Umlenkelement 9 fällt der Mitnehmer 4 nach links auf das Antriebselement 3 und die Verriegelungseinheit 21 verbindet sich mit der Gegenverriegelung 22. Während der Umlenkbewegung des Mitnehmers 4 am unteren Umlenkelement 8 wird die Verriegelung des Mitnehmers 4 auf dem Antriebselement 3 durch ein Entriegelungselement 23, das am Umfang der unteren Umlenkeinrichtung 8 angeordnet ist, gelöst und

der entsicherte Mitnehmer 4 nimmt mittels Eigengewicht nach seiner Umlenkung und anschließender Aufwärtsbewegung die Stellung zur Aufnahme eines Hohlkörpers 7 wieder ein. Die aus der Auslaßöffnung 16 austretenden Hohlkörper 7 werden mittels einer Führungseinrichtung 24 unter die Mitnehmer 4 geleitet. Wenn der Kolben 12 die Stellung B einnimmt, ist der jeweilige Hohlkörper 7 durch eine Positioniereinheit 25 direkt unter die Auslaßöffnung 16 plaziert und er kann nach Eintritt der Flüssigkeit 2 in den verbleibenden Raum zwischen Stellung B und Stellung C des Kolbens 12 der Beschickungseinrichtung 11 durch die Auslaßöffnung 16 über die Führungseinrichtung 24 unter einen darüber befindlichen Mitnehmer 4 durch seinen Auftrieb gelangen.

Nachdem die Auslaßöffnung 16 durch den Auslaßverschluß 17 abgedichtet ist, bewegt sich der Kolben 12 von Stellung B nach Stellung C, dabei wird die Positioniereinrichtung durch den Kolben 12 in die Aussparung 26 gedruckt und verriegelt. In dem Moment wo sich der Kolben 12 unter der Aussparung 26 bei der Rückwärtsbewegung bewegt, wird die Positioniereinheit 25 entriegelt und sie fällt, nach dem der Kolben 12 diesen Bereich der Aussparung 26 verläßt, wieder in ihre Ausgangsstellung zurück.

Verwendete Bezugszeichen

1 Behälter

2 Flüssigkeit

3 Antriebselement 4 Mitnehmer

5 Bevorratungsraum

6 Behälterwand

7 Hohlkörper

8 unteres Umlenkelement 9 oberes Umlenkelement

10 Klappe

11 Beschickungseinrichtung

12 Kolben

13 Antrieb

14 Einlaßöffnung

15 Einlaßverschluß

16 Auslaßöffnung

17 Auslaßverschluß

18 Auspreßöffnung

19 Auspreßoffnungsventil

20 Auspreßkanal

21 Verriegelungseinheit

22 Gegenverriegelung

23 Entriegelungselement 24 Führungseinrichtung

25 Positioniereinheit

26 Aussparung mit Verriegelung

^; Stellung des Kolbens B \

Claims (1)

1. Schutzanspruch

   Gegenkraftantriebsvorrichtung, bestehend aus

   - einem Antriebselement (3) mit Mitnehmern (4), das endlos über ein oberes Umlenkelement (9) und ein unteres Umlenkelement (8) umlaufend gelagert ist, indem das obere Umlenkelement (9) und das untere Umlenkelement (8) um seine Mittelachse rotiert , wobei das Antriebselement (3) überwiegend und das untere Umlenkelement (8) in einem Behälter (1) mit Flüssigkeit (2) sich befindet und das obere Umlenkelement (9) außerhalb des Behälters (1) mit Flüssigkeit (2) angeordnet ist, wobei die Mitnehmer (4) in der Flüssigkeit (2) die Hohlkörper (7) an ihrer unteren Fläche führen und nach dem Verlassen der Flüssigkeit (2) auf der Oberfläche der darunter befindlichen Mitnehmer (4) sich befindet und nach dem sie die Klappe (10) angehoben haben und diese sich wieder in ihre Ausgangsstellung geneigt hat, auf der Oberfläche der Klappe (10), ausgelöst durch die Neigung des darunter befindlichen Mitnehmers (4) in den Bevorratungsraum (5) abrollen; und aus

   - einer Beschickungseinrichtung (11), die unterhalb des Bevorratungsraumes (5) angeordnet ist und in den Behälter (1) mit Flüssigkeit (2) hineinreicht, die die Hohlkörper (7) vom Bevorratungsraum (5) aufnimmt, diese den Mitnehmern (4) über die Auslaßöffnung (16) und der Führungseinrichtung (24) zuleitet, wobei die Hohlkörper (7) aus eigener Kraft nach Öffnen der Einlaßöffnung (14) in die Beschickungseinrichtung (11) eintreten.

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