WO1996022192A1 - Schadstofflose antriebskombination - Google Patents

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WO1996022192A1
WO1996022192A1 PCT/EP1996/000220 EP9600220W WO9622192A1 WO 1996022192 A1 WO1996022192 A1 WO 1996022192A1 EP 9600220 W EP9600220 W EP 9600220W WO 9622192 A1 WO9622192 A1 WO 9622192A1
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flywheel
pollutant
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drawing sheet
free drive
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PCT/EP1996/000220
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Hermann Thöne
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Thoene Hermann
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    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/30—Flywheels
    • F16F15/31—Flywheels characterised by means for varying the moment of inertia
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/08—Prime-movers comprising combustion engines and mechanical or fluid energy storing means
    • B60K6/10—Prime-movers comprising combustion engines and mechanical or fluid energy storing means by means of a chargeable mechanical accumulator, e.g. flywheel
    • B60K6/105—Prime-movers comprising combustion engines and mechanical or fluid energy storing means by means of a chargeable mechanical accumulator, e.g. flywheel the accumulator being a flywheel
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    • B60L50/30—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power stored mechanically, e.g. in fly-wheels
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
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    • B60L2200/26—Rail vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • This invention relates to a drive combination which works without pollutants or with low pollutants in fuel engines.
  • the combination consists of an electric motor that drives a flywheel and brings it to a predetermined speed.
  • the resultant energy storage in the flywheel is passed on through a steplessly operating magnetic clutch, as is necessary for the vehicle's journey. This means that the force accumulated in the flywheel energy store only needs to be partially extracted via the magnetic coupling.
  • the advantage of the combination also lies in the fact that with the relatively low motor energy in the flywheel mass, with the use of the gravitational forces, high peak powers, which make up a multiple of the motor power, can be reduced for a short time and as required.
  • the combination of the fuel motor can be seen via the flywheel at a predetermined speed, where the force that is required is also reduced with the aid of the continuously variable magnetic clutch becomes .
  • Var ⁇ -ianten flywheel drives known. A described as follows Combo Drive with the associated Components ⁇ th is hitherto not yet wrapped ent.
  • the main feature of the pollutant-free drive combination are the flywheel variants.
  • the state of the art includes patent no. 3524328 (electric flywheel drive Thönen), the claim 2 of which are the further development of the centrifugal weights that can be shifted against a force.
  • a new variant under DE-OS 4129220 (Thtones), DE-OS 4225694 (Thtones) and DE-OS 4303535 (Thtones) is seen as state of the art with the light flywheel shown here on drawing sheet 1 in FIGS. 1 and 2 (6), which rotates on the axis (1) and, depending on the speed, the steel balls (3) are pressed diametrically outwards.
  • the balls are milled out
  • Drilled holes and the opposite force are compression springs (4).
  • the holes are tightly closed with screw caps.
  • the flywheels are therefore made of light material, so that at the initial speed, especially with the electric drive, the motor is not overloaded due to the relatively rapid increase in speed and thus a lot of electricity is consumed.
  • the application of a different design of the flywheel can also be used by producing an aluminum core (1) in drawing sheet 2, FIG. 3a.
  • Guide tubes (2) Fig. 3 are inserted into the milled openings (4).
  • steel balls (5) Inside the guide tubes (2) there are steel balls (5) which, just like in the example of drawing sheet 1, push outwards against the compression springs (7) Fig. 3 as the speed increases and thus the energy storage at the effective edge of the Flywheel is built.
  • the flywheel housing plates (3) cover the core (1) on the left and right and thus form the flywheel as a whole.
  • the core of the flywheel can also be designed differently and more effectively according to drawing sheet 4, FIG. 5, by the openings (4) are offset next to each other.
  • This has the advantage that the double flywheel mass is on the outer edge when the flywheel is running and therefore the energy storage is doubled.
  • the flywheel core is designed so that the guide tubes are installed at an angle and the weights (5) are designed accordingly at an angle so that they rest well in the rest position and before lifting off when the flywheel starts running.
  • the weights (drawing sheets 3 and 4, Fig. 4 and 6) are designed so that the compression springs disappear into the milled slot (6) at higher speeds. This has the advantage that the weights rest on the outer edge of the flywheel, so that a higher momentum can be achieved.
  • the housing of the flywheel (3) Fig. 4, drawing sheet 3 is elliptical in order to largely eliminate aerodynamic resistances.
  • the flywheel on drawing sheet 6, FIG. 9 is an effective variant.
  • the core (2) is built up on the axis (1).
  • sliding shafts are embedded next to one another in such a way that they protrude outwards at an acute angle. Shaped weights are inserted on these sliding shafts, which on the one hand adapt to the core and on the other hand to the flywheel edge.
  • the section of FIG. 9 shows a weight (6), when it is pressed against the housing edge (5) by the high speed of the flywheel.
  • the compressed spring (7) can be seen in the bore (8) within the weight (6).
  • a ball sleeve (9) is pressed into the weight under the bore (8) in order to ensure better sliding of the weight on the sliding shaft (3).
  • a stabilizing slide shaft (10) is parallel to the slide shaft (3) so that the weight remains in a quiet position when sliding.
  • a hole with a ball sleeve (11) is again provided for this.
  • FIG. 7 Figure 10 illustrates the position of the weights (6) which surround the sliding shafts (3) by means of the ball sleeves. Visible is the opening (8) at the head of the weights, as a place for the compression springs (4) when they are accommodated in compressed form in the openings (8) in order to bring the weights (6) to the edge of the inner flywheel.
  • the continuously variable magnetic coupling is part of the pollutant-free drive combination. (Drawing sheet 8, Fig. 11 and 12.) A device for the infinitely variable power transmission is visible in DE-OS 4129688 (Tones).
  • the task of the coupling is to connect two rotatably mounted shafts. For this purpose, a deflection of the magnetic field lines from the fixed magnetic body to a rotatably mounted pole ring is necessary.
  • the task of making electromagnetic clutches steplessly controllable is required to change the function of the clutch so far that there is no contact with the frictional connection.
  • the radial deep groove ball bearing which connects the two housings, is located directly above the air gap. This has the disadvantage that magnetic currents spread to the bearing and the axial deep groove ball bearing acts as a brake when the voltage is fully loaded because the deep groove washers are located on the rotating part and on the stationary part of the converted coupling.
  • the housing (3 and 4) surrounding the electromagnet is designed to integrate the t -deep groove ball bearing (8) far from the air gap (9).
  • the electromagnetic rays originating from the air gap can therefore no longer be effective on the bearing.
  • the balls of the bearing are now made of ceramic in order to rule out any possible conductivity that has negative effects.
  • the existing air gap (9) between the rotating magnetic part and the armature is only useful if the device of the surrounding housing reduces the air gap to a minimum of a distance of up to 0.1 mm. This prevents direct adhesion.
  • the small distance between the magnetic part and the armature means that a force field is created in the air gap to allow vehicles and machines to move continuously, depending on the size.
  • Drawing sheet 8 Fig. 12 shows a magnetic body (1), the rotating part (2) of which is surrounded by a housing (4).
  • the housings are all made of aluminum or plastic in order not to transmit magnetic rays. This housing overlaps the magnetic body up to at least the middle of the length.
  • the magnetic body (1) is also surrounded by a housing (3). Both parts (3 and 4) are connected to each other by an axial deep groove ball bearing (7), the deep groove washers (8) being embedded in the housings (4 and 3). This connection creates a fixed air gap (9) between the magnetic body (l) and armature (2). This can be adjusted using the adjusting screws, of which at least 4 are located around the axial deep groove ball bearing ring.
  • the rotating magnetic body (1) is supplied with a corresponding electrical voltage, which is applied via electronics can be controlled by a potentiometer.
  • the advantage of the device is that it can be used as a continuously variable magnetic coupling where a drive with a constant speed, such as the flywheel in the present case, can be regulated continuously.
  • the pollutant-free drive combination (drawing sheet 9, Fig. 13) consists of the electric motor (1) with a flywheel (2) rotating on an extended output shaft and its extended output shaft, the continuously variable clutch (3), the output shaft (4 ) transmits the force to a gear, etc.
  • the pollutant-free drive combination functions so that the flywheel (2) with the rotating part of the magnetic coupling (3) is brought to its maximum speed by the electric motor (1). When this maximum speed is reached and its constant running, the power consumption is significantly reduced.
  • the force required to set a vehicle or a machine in motion is applied to the magnetic coupling by means of electronics via a potentiometer. As a result, the armature of the magnetic coupling is moved
  • a flywheel can also be used e.g. are driven by a fuel engine (drawing sheet 10, FIG. 14, 1) and the required force is transmitted via the flywheel (2) and an electromagnetic, continuously variable clutch. This allows considerable savings in fuel (petrol, diesel oil, etc.) through the flywheel (2).
  • Drawing sheet 10, Fig. 15 shows the example of a wind turbine with the H-rotor system.
  • a flywheel (2) which is mounted horizontally in the middle of the axis of rotation, can at a certain speed, due to the centrifugal weights within the flywheel (2)
  • Aid solution is to make better use of wind power to support the H rotors (1) in their gyroscopic movements.
  • flywheel system can be used in a variety of ways within water wheels, rail vehicles, boats and helicopter rotors.

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Abstract

Die schadstofflose Antriebskombination sieht ihre Aufgabe darin, durch eine Kombination von Elektromotor (1), Schwungrad (2) und stufenlos regelbarer Elektromagnetkupplung (3) einen Antrieb zu schaffen, der umweltfreundlich arbeitet und seinen Einsatz speziell im Kraftfahrzeugbereich sieht. Verschiedene Varianten von Schwungrädern und die entsprechende stufenlos regelbare Elektromagnetkupplung, welche die gespeicherte Kraft weiterleitet, können in allen Grössen und Bedingungen eingesetzt werden.

Description

Schadstofflose Antriebskombination
BESCHREIBUNG
Diese Erfindung betrifft eine Antriebskombination, welche Schadstofflos, oder aber auch bei Treibstoffmotoren Schad¬ stoffarm arbeitet.
Bei einem elektrisch betriebenen Fahrzeug besteht die Kombi¬ nation durch einen Elektromotor, der ein Schwungrad antreibt und dies auf eine vorbestimmte Drehzahl bringt. Die hierdurch entstehende Kraftspeicherung im Schwungrad wird durch eine stufenlos arbeitende Magnetkupplung so weitergegeben, wie es jeweils für die Fahrt des Fahrzeuges notwendig ist. Das heißt, daß die im Kraftspeicher Schwungrad angesammelte Kraft nur teilweise über die Magnetkupplung entnommen werden braucht.
Andererseits liegt der Vorteil der Kombination auch darin, daß mit der relativ geringen Motorenergie in der Schwungmasse mit der Ausnutzung der Gravitationskräfte kurzzeitig und bedarfs¬ abhängig hohe Spitzenleistungen, die ein mehrfaches der Motor- leistung ausmachen , abgenommen werden können.
Bei einem Treibstoff betriebenen Fahrzeug ist die Kombination aus dem Treibstoffmotor über das Schwungrad mit vorbestimmter Drehzahl zu sehen, wo auch die Kraft, die erforderlich ist, mit Hilfe der stufenlos arbeitenden Magnetkupplung abgenommen wi rd .
Es ist ebenso möglich, mit dieser Kombination ein Hybrid¬ fahrzeug (Treibstoff und Elektrische Energie) zu erstellen. Hier müssen die einzelnen Antriebskomponenten (Motoren) auf- einander abgestimmt sein, sodaß das einzige Schwungrad durch ein- und auskuppeln von den Antriebsmotoren (Treibstoff- und Elektromotor) jederzeit möglich ist.
Es sind zahlreiche Var^-ianten von Schwungradantrieben bekannt. Ein wie nachstehend beschriebener kombinierter Antrieb mit den dazugehörigen Komponen^-ten ist bisher noch nicht ent¬ wickelt worden.
Das Hauptmerkmal für die Schadstofflose Antriebskombination bilden die Schwungradvarianten. Als Stand der Technik zählt hierzu Patent Nr. 3524328 (Elektrischer Schwungradantrieb Thöne), dessen Anspruch 2 insoweit die Weiterentwicklung der gegen eine Kraft verschiebbaren Fliehkraftgewichte von Be¬ deutung sind. Hieraus resultierend wird schon eine neue Varian unter der DE-OS 4129220 (Thöne), DE-OS 4225694 (Thöne) und DE-OS 4303535 (Thöne) als Stand der Technik gesehen mit den hier auf Zeichnungsblatt 1 in Figur 1 und 2 dargestellten Leichtschwungrad (6), welches sich auf der Achse (1) dreht und je nach Geschwindigkeit die Stahlkugeln (3) diametral nach außen gedrückt werden. Die Kugeln werden in ausgefräßten (2) Bohrungen geführt und die entgegenführende Kraft sind Druck¬ federn (4). Die Bohrungen sind durch Schraubverschlüsse fest verschlossen.
Die Schwungräder sind deshalb aus leichtem Material, damit bei der Anfangsgeschindigkeit, vor allen beim elektrischen Antrieb, der Motor nicht wegen der verhältnismäßig schnellen Drehzahlerhöhung überlastet und damit sehr viel Strom ver¬ braucht wird.
So kann auch zum Beispiel die Anwendung einer anderen Aus¬ führung des Schwungrades Verwendung finden, indem ein Alu¬ miniumkern (1) Zeichnungsblatt 2, Fig. 3a, hergestellt wird. In den eingefräßten Öffnungen (4) werden Führungsrohre (2) Fig.3 eingesteckt. Innerhalb der Führungsrohre (2) befinden sich Stahlkugeln (5), die sich genau wie am Beispiel des Zeichnungsblattes 1 bei höher werdender Drehzahl gegen die Druckfedern (7) Fig. 3, nach außen drängen und somit die Kraft- speicherung an den wirkungsvollen Rand des Schwungrades auf- gebaut wird. Die Schwungrad-Gehäuseplatten (3) verdecken links und rechts den Kern (1) und bilden somit im Gesamten das Schwungrad.
Der Kern des Schwungrades kann auch gemäß Zeichnungsblatt 4, Fig. 5, anders und wirkungsvoller gestaltet werden, indem die Öffnungen (4) versetzt nebeneinander liegen. Das hat den Vorteil, daß die doppelte Schwungmasse beim Lauf des Schwungrades am äußeren Rand liegen und sich daher auch die Kräftespeicherung verdoppelt. (Zeichnungsblatt 3, Fig.4) Der Schwungradkern ist so gestaltet, daß die Führungsrohre schräg eingebaut sind und die Gewichte (5) sind entsprechend schräg gestaltet, damit sie in Ruhestellung und vor dem Ab¬ heben beim Anfangslauf des Schwungrades gut anliegen. Die Gewichte (Zeichnungsblatt 3 und 4, Fig.4 und 6) sind so ge- staltet, daß die Druckfedern bei höherer Drehzahl in den eingefrästen Schlitz (6) verschwinden. Dies hat den Vorteil, daß die Gewichte am äußeren Rand des Schwungrades anliegen, somit ein höheres Schwungmoment erreichbar ist. Das Gehäuse des Schwungrades (3) Fig. 4, Zeichnungsblatt 3 ist ellipsen- förmig ausgebildet, um aerodynamische Widerstände weitgehend auszuschalten.
Eine wirkungsvolle Variante bildet das Schwungrad auf Zeich¬ nungsblatt 6, Fig. 9. Auf der Achse (1) ist der Kern (2) auf- gebaut. Auf dem Kern (2) sind Gleitwellen nebeneinander ein- gelassen in der Art, daß sie im spitzen Winkel entgegenge¬ setzt nach außen ragen. Auf diesen Gleitwellen sind Formge¬ wichte eingeschoben, die sich einerseits dem Kern und anderer¬ seits dem Schwungradrand anpassen.
Der Schnittausschnitt der Figur 9 zeigt ein Gewicht (6), wenn es durch die hohe Drehzahl des Schwungrades an den Gehäuserand (5) gedrückt ist.
In der Bohrung (8) innerhalb des Gewichtes (6) ist die zu- sammengedrückte Feder (7) erkennbar. Unter der Bohrung (8) ist im Gewicht eine Kugelhülse (9) eingepresst, um ein bes¬ seres Gleiten des Gewichtes auf der Gleitwelle (3) zu ge¬ währleisten. Eine Stabilisierungsgleitwelle (10) liegt paral¬ lel zur Gleitwelle (3), damit das Gewicht beim gleiten in ruhiger Lage bleibt. Hierfür ist erneut eine Bohrung mit einer Kugelhülse (11) vorgesehen.
Durch die äußere Formgebung der Gewichte füllen diese den inneren Rand (5) des Schwungrades voll aus, da auf dem Kern (2) immer 2 Gewichte nebeneinander liegen, die beim Drehen des Schwungrades durch die Anordnung der Gleitwellen (3 und 10) am inneren Rand des Schwungrades (5) hintereinander liegen.
Zeichenblatt 7, Figur 10 verdeutlicht die Lage der Gewichte (6), welche die Gleitwellen (3) mittels der Kugelhülsen um¬ geben. Sichtbar die Öffnung (8) am Kopf der Gewichte, als Platz der Druckfedern (4), wenn diese in zusammengedrückter Form in den Öffnungen (8) untergebracht sind, um die Gewichte (6) bis an den Rand des inneren Schwungrades zu bringen.
Zur Schadstofflosen Antriebskombination gehört die stufenlos ' arbeitende Magnetkupplung. (Zeichenblatt 8, Fig. 11 und 12.) Eine Vorrichtung zur stufenlosen Kraftübertragung ist sicht¬ bar bei der DE-OS 4129688 (Thöne). Die Aufgabe der Kupplung besteht darin, zwei drehbar gelagerte Wellen miteinander zu verbinden. Hierzu ist eine Umlenkung der magnetischen Feld¬ linien vom feststehenden Magnetkörper auf ein drehbar ge¬ lagerten Polring erforderlich. Die Aufgabe, elektromagnetische Kupplungen stufenlos steuerbar zu machen, hierfür ist er- forderlich, die Kupplung in seiner Funktion so weit zu ändern, daß es zu keinem kontakten Kraftschluß kommt.
Als Stand der Technik ist zu betrachten: DE-OS 4129688 (Thöne) mit dem Patentanspruch 1. Hier geht es jedoch um eine Weiterentwicklung in der Weise, daß sich die Funktion der stufenlos steuerbaren elektromagnetischen Kupplung bedeutend verbessert.
In der vorgenannten OS liegt das Radial-Rillenkugellager, welches die beiden Gehäuse verbindet, unmittelbar über dem Luftspalt. Dies hat den Nachteil, daß sich magnetische Ströme auf das Lager ausbreiten und bei voller Spannungs¬ belastung das Axial-Rillenkugellager als Bremse fungiert, weil sich die Rillescheiben einmal auf dem drehenden und einmal auf dem stehenden Teil der umbauten Kupplung befindet.
Im vorliegendem Fall wird es so gelöst, daß das dem Elektro¬ magnet umgebende Gehäuse (3 und 4) so beschaffen ist, das tAxial-Rillenkugellager (8) weit versetzt vom Luftspalt (9) zu integrieren. Somit können die vom Luftspalt herrührenden elektromagnetischen Strahlen nicht mehr auf das Lager wirk¬ sam werden. Außerdem bestehen die Kugeln des Lagers nun¬ mehr aus Keramik, um jede mögliche Leitf higkeit, die negative Auswirkungen hat, auszuschließen. Der bestehende Luftspalt (9) zwischen drehenden Magnet¬ teil und Anker ist nur von Nutzen, wenn die Vorrichtung des umgebenden Gehäuses den Luftspalt auf ein Minimum des Abstandes von bis zu 0,1 mm reduziert. Dadurch wird ein direkter Kraftschluß verhindert. Der geringe Abstand zwischen Magnetteil und Anker bewirkt, daß im Luftspalt ein Kraftfeld entsteht, um je nach Baugröße Fahrzeuge und Maschinen stufenlos fahren zu lassen.
Zeichnungsblatt 8, Fig. 12 zeigt einen Magnetkörper (1), dessen drehender Teil (2) von einem Gehäuse (4) umgeben ist. Die Gehäuse sind alle aus Aluminium oder Kunststoff herge¬ stellt, um keine magnetischen Strahlen weiterzuleiten. Dieses Gehäuse überlappt den Magnetkörper bis mindestens zur Mitte der Länge. Der Magnetkörper (1) ist auch von einem Gehäuse umgeben (3). Beide Teile (3 und 4) werden durch ein Axial-Rillenkugellager miteinander verbunden (7), wobei die Rillenscheiben (8) in die Gehäuse (4 und 3) eingelassen sind. Durch diese Verbindung entsteht zwischen dem Magnetkörper (l) und Anker (2) ein fester Luftspalt (9). Dieser kann mittels der Justierschrauben, wovon sich mindestens 4 Stück um den Axial-Rillenkugellagerring befinden, eingestellt werden.
In der Funktion wird dem drehenden Magnetkörper (1) eine entsprechende, elektrische Spannung zugeführt, welche über eine Elektronik durch einen Potentiometer regelbar ist. Je mehr Spannung dem Magnetkörper zugeführt wird, um so mehr paßt sich die Mitnahmedrehung des Ankers (2) dem Magnet¬ körper an. Der Vorteil der Vorrichtung ist die Anwendung als stufenlos regelbare Magnetkupplung dort, wo sich ein Antrieb mit konstanter Drehzahl, z.B. wie im vorliegendem Fall das Schwungrad, stufenlos reguliert werden kann.
Für einen Elektroantrieb besteht die Schadstofflose An- triebskombination (Zeichenblatt 9, Fig. 13) aus dem Elek¬ tromotor (1) mit auf verlängerter Abtriebswelle drehenden Schwungrad (2) und dessen verlängerter Abtriebswelle die stufenlos regelbare Kupplung (3), dessen Abtriebswelle (4) die Kraft an ein Getriebe usw. weiterleitet.
Die Schadstofflose Antriebskombination fungiert, daß das Schwungrad (2) mit dem Drehteil der Magnetkupplung (3) durch den Elektromotor (1) auf dessen Höchstdrehzahl gebracht wird. Bei Erreichen dieser Höchstdrehzahl und dessen konstantem Lauf mindert sich der Stromverbrauch erheblich. Die Kraft, welche benötigt wird, ein Fahrzeug oder eine Maschine in Bewegung zu setzen, wird mittels Elektronik über ein Po¬ tentiometer Spannung in die Magnetkupplung gegeben. Hier¬ durch wird der Anker der Magnetkupplung in Bewegung ge-
00. setzt, der wiederum mit der Welle/'jene Kraft weitergibt, die vom Schwungrad abgenommen für das Fahrzeug oder der Maschine erforderlich ist.
So kann aber auch ein Schwungrad z.B. von einem Kraft¬ stoffmotor (Zeichnungsblatt 10, Fig. 14, 1) angetrieben werden und über das Schwungrad (2) und elektromagnetischer, stufenlos regelbarer Kupplung die erforderliche Kraft weitergeleitet werden. Hierdurch kann durch den Speicher Schwungrad (2) erheblich an Kraftstoff (Benzin, Dieselöl usw.) eingespart werden.
Zeichnungsblatt 10, Fig. 15 zeigt das Beispiel einer Wind¬ kraftanlage mit dem H-Rotor-System. Ein Schwungrad (2), welches in der Mitte der Drehachse horizontal angebracht ist, kann bei einer gewissen Drehzahl, bedingt durch die Fliehkraftgewichte innerhalb des Schwungrades (2) eine
Hilfslösung sein, die Windkraft besser auszunutzen, um die H-Rotoren (1) in ihren Kreiselbewegungen zu unterstützen.
Ebenso kann ein Schwungradsystem nach vorliegender Beschreib- ung innerhalb von Wasserrädern, Schienenfahrzeugen, Booten und Hubschrauberrotoren vielfältig Anwendung finden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Schadstofflose Antriebskonbination, gekennzeichnet durch einen Elektromotor (1) Zeichnungsblatt 9, Fig. 13, wel¬ cher mit der Abtriebswelle mit einem Schwungrad (2) in beliebiger Ausführung verbunden ist. An der Abtriebswelle des Schwungrades ist eine regelbare, elektromagnetische Kupplung angeschlossen mit der Aufgabe, die im Schwung¬ rad gespeicherte Kraft je nach Bedarf weiterzugeben.
2. Schadstofflose Antriebskonbination nach Anspruch 1, ge¬ kennzeichnet durch die Ausführung des Schwungrades, wel¬ ches so ausgebildet ist, daß sich rund um einen Aluminium- Eisen- oder Kunststoffkern (Zeichnungsblatt 2, Fig. 3a) Öffnungen (4) befinden, in welchen Führungsrohre einsetz¬ bar sind. Innerhalb der Führungsrohre werden Stahlkugeln durch Druckfedern (7, Fig. 3) auf den Schwungradkern
(1, Fig. 3 und 3a ) gedrückt. Die Vorrichtung wird durch Gehäuseplatten abgedeckt.
3. Schadstofflose Antriebskonbination nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen im Kern des Schwungrades (Zeichnungsblatt 4, Fig. 5, 4) versetzt nebeneinander und nach innen abgeschrägt angebracht sind
( Zeichnungsblatt 3, Fig. 4 und Zeichnungsblatt 5, Fig. 8) und am inneren Schwungradrand hintereinander bedestigt sind. Die Gehäuseabdeckung ist ellipsenförmig gestaltet. (Fig. 4, 3)
4. Schadstofflose Antriebskonbination nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fliehgewichte im Schwung¬ rad so gestaltet sind, daß sich die Druckfedern (Fig.
6, 7) im Spalt (6) des Fliehgewichts (5) vollständig eindrückt, um das Fliehgewicht in bestimmter Drehzahl bis an den Innenrand des Schwungrades gelangt und sich dadurch das Schwungmoment vergrößert.
5. Schadstofflose Antriebskonbination nach Anspruch 1, da¬ durch gekennzeichnet, daß auf dem Schwungradkern (2), Zeichnungsblatt 6, Fig. 9, Gleitwellen (3) nebeneinander eingesteckt sind, aber außen am Innenrand des Schwung¬ rades (5) hintereinander liegen. Die Fliehgewichte sind so geformt, daß sie einerseits in der Rundung dem Kern (2) und andererseits in der Rundung dem Innenrand des Schwungrades (5) angepaßt sind.
6. Schadstofflose Antriebskonbination nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß neben den Gleitwellen (3) Stabilisierungsgleitwellen (10) parallel zu den Gleit¬ wellen (3) angebracht sind, um den Fliehgewichten (6) ein störungsfreies Gleiten bei einer Drehzahlerhöhung
' des Schwungrades zu gewährleisten.
7. Schadstofflose Antriebskonbination nach Anspruch 1,
5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fliehgewichte (6) mit Bohrungen (8) versehen sind, um den Druckfedern (4) beim Zusammendrücken genügend Raum bieten, diese vollständig aufzunehmen, um die Fliehgewichte (6) bei entsprechender Drehzahl des Schwungrades schlüssig bis an den Innenrand des Schwungrades zu drücken, um dadurch das Schwungmoment zu erhöhen.
8. Schadstofflose Antriebskonbination nach Anspruch 1, 5,
6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß in den Fliehgewichten (6) Kugelhülsen (9 und 11, auch Zeichnungsblatt 7, Fig.10) eingebaut sind, welche die Fliehgewichte auf den Wellen (3 und 10) leicht gleiten lassen.
9. Schadstofflose Antriebskonbination nach Anspruch 1, ge¬ kennzeichnet durch eine Vorrichtung zur stufenlosen Kraftübertragung von Elektromagnetkupplungen durch nicht¬ magnetische Gehäuse (3 und 4, Zeichnungsblatt 8, Fig.12), um den Magnetkörper (1) und Anker (2), welche über ein Axialrillenkugellager (8) verbunden sind und über Justier¬ schrauben (11) der Luftspalt (9) eingestellt werden kann.
10. Schadstofflose Antriebskonbination nach Anspruch 9, da¬ durch gekennzeichnet, daß die Verbindung der nichtmag¬ netischen Gehäuse (3 und 4) so weit vom Luftspalt (9) entfernt sind, daß keine magnetischen Ströme das Lager (8) beeinträchtigen können (Fig.12).
11. Schadstofflose Antriebskonbination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kombnation Treibstoff- motor, Schwungrad, stufenlos einstellbare Magnetkupplung (Zeichnungsblatt 10, Fig. 14) oder auch jede andere Kombination oder Schwungräder der Zeichnungsblätter 1 bis 7 oder anderer beliebiger Art Verwendung finden.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19751039C1 (de) * 1997-11-18 1999-07-15 Hermann Thoene Hybridantrieb
DE19938148C2 (de) * 1999-08-16 2001-10-04 Hermann Thoene Elektromagnetische Antriebsvorrichtung
GB0707280D0 (en) * 2007-04-16 2007-05-23 Ricardo Uk Ltd Flywheel arrangement for vehicles

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE513375A (de) * 1948-10-30
US2931928A (en) * 1956-08-30 1960-04-05 Bliss E W Co Torque transmitting mechanism
GB1494128A (en) * 1974-04-06 1977-12-07 Papadimitriou Ioannis Transmission system
DE2927724A1 (de) * 1979-07-10 1981-01-29 Peter Volz Fahrzeugrad
JPS56134648A (en) * 1980-03-25 1981-10-21 Yasunari Okumura Centrifugal flywheel
US4342371A (en) * 1977-05-13 1982-08-03 Colt Industries Operating Corp Vehicular energy storing means and system
JPS6121416A (ja) * 1984-07-10 1986-01-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd タ−ンホイ−ル
DE4129688A1 (de) * 1991-09-08 1993-03-11 Hermann Thoene Vorrichtung zur stufenlosen kraftuebertragung von elektromagnet-kupplungen
DE4303535A1 (de) * 1993-02-06 1994-08-11 Hermann Thoene Golfwagen mit elektrischem Schwungradantrieb

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2143461C2 (de) * 1971-08-31 1985-11-14 Florian Raul Dipl.-Ing. 1000 Berlin Goetsch Antriebsdrehmotor
DE2554157C2 (de) * 1975-12-02 1983-11-17 Helling, Juergen, Prof. Dr.-Ing., 5100 Aachen Hybridantrieb
DE3321844A1 (de) * 1983-06-16 1984-12-20 Hans-Dietrich Dipl.-Ing. 8213 Aschau Dehne Drehenergiespeicher
DE3524328A1 (de) * 1985-07-08 1987-01-08 Hermann Thoene Elektrischer impuls schwungradantrieb
DE3602544A1 (de) * 1986-01-29 1987-07-30 Walter Schopf Elektromaschinen-gyro-hybridantrieb fuer kfz
DE9017442U1 (de) * 1990-12-24 1991-04-11 Dr. Kuebler Gmbh, 8000 Muenchen, De
DE4129220A1 (de) * 1991-09-03 1993-03-04 Hermann Thoene Elektrisch angetriebenes schubgeraet fuer fahrraeder und dergleichen
DE4225694A1 (de) * 1992-08-04 1994-02-10 Hermann Thoene Elektrischer Schwungradantrieb für Fahrräder und dergleichen
DE4335182A1 (de) * 1993-10-15 1994-04-28 Peter Dr Kuemmel Schwungrad zur Kraftspeicherung mit Schwungmassen, die aus Tochterschwungrädern bestehen

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE513375A (de) * 1948-10-30
US2931928A (en) * 1956-08-30 1960-04-05 Bliss E W Co Torque transmitting mechanism
GB1494128A (en) * 1974-04-06 1977-12-07 Papadimitriou Ioannis Transmission system
US4342371A (en) * 1977-05-13 1982-08-03 Colt Industries Operating Corp Vehicular energy storing means and system
DE2927724A1 (de) * 1979-07-10 1981-01-29 Peter Volz Fahrzeugrad
JPS56134648A (en) * 1980-03-25 1981-10-21 Yasunari Okumura Centrifugal flywheel
JPS6121416A (ja) * 1984-07-10 1986-01-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd タ−ンホイ−ル
DE4129688A1 (de) * 1991-09-08 1993-03-11 Hermann Thoene Vorrichtung zur stufenlosen kraftuebertragung von elektromagnet-kupplungen
DE4303535A1 (de) * 1993-02-06 1994-08-11 Hermann Thoene Golfwagen mit elektrischem Schwungradantrieb

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 006, no. 014 (M - 108) 27 January 1982 (1982-01-27) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 010, no. 171 (M - 489) 17 June 1986 (1986-06-17) *

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Publication number Publication date
DE19501574A1 (de) 1996-08-01
DE19501574C2 (de) 1997-06-19

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