WO1996027083A1 - Energy accumulator - Google Patents
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- WO1996027083A1 WO1996027083A1 PCT/EP1996/000842 EP9600842W WO9627083A1 WO 1996027083 A1 WO1996027083 A1 WO 1996027083A1 EP 9600842 W EP9600842 W EP 9600842W WO 9627083 A1 WO9627083 A1 WO 9627083A1
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G1/00—Spring motors
Definitions
- the invention relates to a device for storing energy, in particular for use in drives, such as a vehicle drive with at least one helical spring arranged in a guide cylinder as an energy store and an output gear, the helical spring being supported at one end against the guide cylinder and on it the other end has a spring insert, the spring insert cooperating with an output gear.
- the known vehicles are usually driven by internal combustion or electric motors.
- internal combustion engines In internal combustion engines, the combustion process in the cylinders takes place separately in each vehicle. It must therefore be filled with fuel, usually with gasoline, diesel or gas and similar mixtures. All internal combustion engines release innumerable pollutants into the environment that overwhelm the natural self-cleaning power and are not or only partially broken down. They also cause relatively high noise levels and are prone to repairs. More common
- Electrically powered vehicles require electrical energy, which is also primarily generated by burning fuels; however, this generation takes place centrally, so that flue gas cleaning can be carried out effectively and the emission of pollutants to the environment is reduced. They are also quieter than internal combustion engines and hardly require repairs. However, they are less powerful and require heavy and voluminous accumulators that have to be transported. High energy loss and insufficient power are obstacles to using such drive motors in the vehicle sector.
- DE-GM 8816417 describes a mechanical energy store with a coil spring in a guide cylinder, which can be tensioned by pressure or tension. The tensioned spring expands linearly in the guide cylinder, this linear expansion being diverted via a multi-stage gear, possibly with a backstop.
- DE-PS 844 096 describes an energy store for a spring motor, which is provided with a helically wound spring, which, however, is neither compressed nor pulled apart for energy storage, but rather is used to store energy by rotating movement " is wound up ", so that the winding diameter is reduced, which increases again when" relaxing "while releasing energy. Due to its design, this arrangement provides a priori a rotational movement in the output; a spring insert for reshaping a linear movement is not required here.
- the solution to the problem is that an energy supplied to an energy store is used as the drive energy, the energy store having at least one guide cylinder in which a helical spring is arranged. This is supported at one end against one of the ends of the guide cylinder and has at its other end a spring insert which is provided with at least two radially projecting radial fingers. These radial fingers engage in thread grooves at least when the coil spring is relaxed a, which are provided on the inner wall of the guide cylinder and are guided in a rotational movement. By means of these radial fingers, the inertial movement when the helical spring is released, which is tensioned by energy stored in the form of elastic deformation, is converted into a rotating movement, which can be transmitted as drive energy to the output.
- the spring insert provided at the free end of the coil spring is designed in such a way that an advantageously hydraulically actuated tool can engage it, which tensions the coil spring by stretching or compressing it.
- the work stored by compressing or stretching the helical spring tries to lengthen the spring - in the case of compression - or to shorten it - in the case of expansion.
- spiral springs which are able to save work and, if required, to release this directly as rotational work;
- due to the conditions of a spiral spring only a small amount of work can be stored in them, sufficient for such small drives.
- the thread grooves form a multi-thread on the inner wall of the guide cylinder, cases with a number of independent threads', which corresponds to the number of radial finger or an integral fraction thereof; For example, two tracks for four radial fingers, arranged in two pairs offset by 90 °, or three tracks for six radial fingers, which are arranged opposite each other in three pairs offset by 60 °, or three Paths for nine radial fingers, three each offset by 120 ° in a group, the groups are offset by 40 °.
- This multiple thread allows the radial fingers to be arranged in a plane perpendicular to the axis of the helical spring (or several planes provided at a short distance from one another) with rotationally symmetrical distributions. Force moments that must occur when the radial fingers are arranged in a plane oblique to the axis are at least largely prevented.
- the guide cylinder is rotatable and the spring insert is rotatable relative to the frame. securely mounted, the guide cylinder being operatively connected to the driven gear.
- the spring insert is rotatable and the guide cylinder is fixed to the frame, the spring insert being operatively connected to the driven gear. Both embodiments convert the linear movement with great force into a rotating one in that the radial fingers are guided in the thread grooves of the guide cylinder during the axial displacement associated with the relaxation. While the guide cylinder itself rotates in the first case, the spring insert rotates in the second case; in both cases the rotary movement is transmitted to the output gear and is available there for drives.
- the radial fingers are provided at their ends with approximately form-fitting engages in the grooves, which are advantageously designed as roller bodies, in particular as balls, which - for example lying on an elastic cushion - are radially displaceable.
- the radial fingers are designed to be pivotable with respect to the radius.
- the spring insert provided at the free end of the helical spring is advantageously formed by a shaft which is inserted centrally into the helical spring, the shaft end of which is assigned to this end of the helical spring and is provided with a support plate with an attachment for insertion into the helix of the helical spring. and with an end plate that interacts with the radial fingers.
- the support plate is rotatably arranged on the shaft that is operatively connected to the drive gear; Because of the slow movement, no special radial bearing is required.
- friction-reducing means are provided between the end plate and the support plate, for example in the form of intermediate rings, in particular made of low-friction materials, such as, for example, polytetrafluoroethylene or the like, or axial rolling element bearings, for example ball or Cylinder bearings.
- the coil spring of the energy store is tensioned by means of a tension (or compression) rod with which the shaft can be brought into operative connection and which is operated by a conventional hydraulic pressure or tension force generator.
- a tension (or compression) rod with which the shaft can be brought into operative connection and which is operated by a conventional hydraulic pressure or tension force generator.
- the shaft is pressed into the guide cylinder by means of the hydraulically actuated push rod, the support plate driving and tensioning the helical spring.
- the rolling elements which are each arranged on a radial finger, are lifted out of the thread grooves; after tensioning the coil spring they snap back into the thread grooves.
- an advantageous embodiment for transferring the rotational movement from the energy store to the driven gear is given in that the rotatable part, either the guide cylinder or the spring insert or the shaft connected to it and protruding from the guide cylinder, has a ring gear has that cooperates with a gear that forms the input side of the drive gear. If the rotational movement decreases on the guide cylinder, it suffices if the end face is toothed, since the guide cylinder undergoes no axial displacement. If, however, the rotational movement is removed from the ring, it is advantageous if it is extended out of the guide cylinder and toothed on its outside, this outside toothing cooperating with the toothed wheel designed as a pinion, the length of which corresponds to the stroke of the helical spring.
- Gears from other energy stores can also be provided on this gear or the pinion, provided that they do not interfere with one another in their axial movement.
- a helical compression spring is supported at one end against one of the ends of the guide cylinder and at its other end has a spring insert, which with at least two radially projecting arms is provided.
- a spring insert which with at least two radially projecting arms is provided.
- a helical tension spring it is attached at one end to one of the ends of the guide cylinder.
- the guide cylinder is provided with at least two opposite elongated openings.
- the lateral openings are designed as guide slots for the radially protruding fingers attached to the free end of the spring and are axially parallel, so that they can guide the radially protruding finders in an axially parallel way when the spring is released.
- the ends of the radially arranged arms which are led outwards through the lateral cylinder openings, are each connected to chain drives or toothed belt-like drive trains that interact positively with the driven wheel.
- chain drives or toothed belt-like drive trains that interact positively with the driven wheel.
- the axial linear movement becomes a rotating movement implemented, which can be transferred as drive energy to the output.
- the spring insert provided at the free end of the coil spring is designed in such a way that an advantageously hydraulically actuated tool can engage it, which tensions the coil spring by stretching or compressing it.
- the guide cylinder is rotatable and the spring insert is secured against rotation relative to the frame, the guide cylinder being operatively connected to the drive gear.
- the spring insert is rotatable and the guide cylinder is mounted fixed to the frame, the spring insert being operatively connected to the drive gear.
- the spring insert provided at the free end of the helical spring is advantageous, formed by a shaft which is introduced centrally into the helical spring and the end of which is assigned to this helical spring end has a support plate with a shoulder for the helix of the helical spring and one End plate that interacts with the radially arranged arms.
- the support plate is rotatably arranged on the shaft that is operatively connected to the drive gear; Because of the slow movement, a special radial bearing is required.
- the coil spring of the energy store is tensioned by means of a tension (or compression) rod with which the shaft can be brought into operative connection and which is operated by a conventional hydraulic pressure or tension force generator.
- a tension (or compression) rod with which the shaft can be brought into operative connection and which is operated by a conventional hydraulic pressure or tension force generator.
- the shaft is pressed into the guide cylinder by means of the hydraulically actuated push rod, the support plate driving and tensioning the helical spring.
- the radially arranged arms, each connected to the drive cables are bound, bring two rotatable rollers into rotation and can transmit their movement to at least one shaft by means of gear wheels or the pinion.
- gear wheels or the pinion Several roles can be connected to this shaft.
- the radial course of the coil springs is converted into rotational movements during relaxation.
- This drive gear then sets the speed to the value corresponding to the requirements.
- a flywheel can also be provided, in particular on the last transmission shaft running at the highest speed, which is capable of bridging drive irregularities.
- a continuously variable transmission is provided as the output transmission;
- the output shaft of one or more energy storage devices which is optionally provided with a flywheel, is provided with a friction wheel which interacts with a corresponding friction cone arranged in a parallel axis, the surfaces of at least one wheel being an adhesive one; this adhesive surface is advantageously achieved by rubber coating.
- the friction cone is designed such that it is pressed onto the friction wheel with a circumferential area assigned to a specific radius in order to absorb its rotational movement, the friction cone being arranged in such a way that it can be displaced parallel to the shaft of the friction wheel. As a result, the rotational speed and standstill of the friction cone are dependent on its position.
- the friction cone is provided with a shaft, at the end of which a gear wheel is arranged. which meshes with a further gearwheel, one of these gearwheels being designed such that it is elongated in accordance with the stroke of the friction cone adjustment so that it is attached to the shaft of the friction cone.
- gear is constantly engaged with the last gear in the case of axially parallel displacement. The rotation of this last gear is, as usual, transmitted to the vehicle wheel or the drive axle.
- At least one axial locking groove is provided on the surface of the shaft and that at least one locking bolt is pivotably arranged on the outer wall of the guide cylinder in such a way that the axial relaxation movement of the tensioned coil spring is stopped with it; the locking bolt is inserted into the groove.
- This locking bar can be inserted into the groove by pulling or pushing. If several energy stores are arranged next to one another, the locking bars of the individual energy stores can be inserted into the groove by pressure, starting from the gearwheel arranged on the shaft, the locking bar of the following energy store being lifted out of its groove. A further energy store can thus relax with the release of drive energy, after the drive energy stored in the first energy store is used up and relaxed.
- the gears on the shafts are provided with a freewheel which allows the gearwheel which is in engagement with the pinion to rotate when the power flows from the pinion to the gearwheel, the shaft itself resting, while when the power flows from the gearwheel to the pinion this lock is released and the rotational movement of the shaft caused by the relaxation is transmitted to the pinion.
- the tensioning device for the energy store is advantageously a hydraulic pressing device, the tool of which can be adjusted in the respective vehicle height.
- the hydraulic cylinder, with which the coil spring of the energy store is to be tensioned is provided with at least two gripping heads which guide the shaft ends provided with receptacles, lock them, and can be removed after tensioning the coil spring and the subsequent relief.
- Such hydraulic devices can be easily set up at petrol stations so that vehicles there can not only hold liquid (or gaseous) fuels, but also their built-in energy stores can be tensioned with coil springs.
- Several such energy stores can be installed in a vehicle. For example, each energy storage device can be preloaded with a force of at least ten tons (100 kN).
- the effective length of the cylinder inner wall can be provided with thread grooves for at least 1200 revolutions. At one revolution per second, the rolling elements run for 20 minutes. According to this example, a vehicle with 3 such energy stores can be kept in operation continuously for 1 hour, and one with 15 such energy stores for five hours. If this energy store is combined with an internal combustion engine as a hybrid drive, it is also possible to drive through areas in which vehicles with internal combustion engines are not allowed to run.
- FIGS. 1 to 6 show
- Fig. 01 detail energy storage with coil spring
- Fig. 02 Detail of spring insert with shaft
- Fig. 2a Spring insert with print head
- Fig. 2b Spring insert with pulling head
- Fig. 03 Energy storage drive with bevel gear, maximum gear ratio
- Fig. 04 Energy storage drive with bevel gear, minimal gear ratio
- Fig. 05 Multiple energy storage for drive purposes
- Fig. 06 Motor vehicle with energy storage
- Fig. 07 Charging a motor vehicle with coil spring energy storage
- Fig. 08 Schematic representation of a motor vehicle with spring drive
- Fig. 09 Detail energy storage with coil spring
- Fig. 10 Spring insert with pulling head.
- FIG. 1 shows an embodiment of an energy store with two guide cylinders 1 suitable for drive purposes, in each of which a helical spring 10 is arranged concentrically, one end of which is supported against the end face 4 of the guide cylinder 10.
- the the other end of the helical spring 10 interacts with a spring insert 15 which has a support plate 16 with an attachment 16.1 receiving the end of the helix of the helical spring 10 and an end plate 17 which is rotatable relative to the support plate, with a (not shown and designated) axial roller bearing is provided.
- radial fingers 18 are provided, which are provided with rolling bodies 18.1 at their outer ends. These rolling elements 18.1 engage in the thread grooves 8 provided in the guide cylinder 1 and are guided there.
- the radial fingers 18 are articulated to the end plate 17 by means of pivot bearings 18.2 and can thus be pivoted against the radius. As a result, they can "dodge” and become disengaged when the helical spring 10 is tensioned, which is facilitated by the flat flanks of the thread grooves 8, while their steep flanks, which come into effect when the helical spring is relaxed, since the rolling elements 18. 1 form-fit , together with the linkage locked in this direction, enable the force to be applied.
- the outer end of the shaft 12, which is guided on a guide 12.1, is provided with a toothed wheel 14 which can be moved along a pinion shaft 5.
- This Rit ⁇ elwelle 5 transmits the removed rotation to a flywheel 7, with which irregularities in the movement are compensated for, for example by inhibiting points.
- the details of the spring insert 15 are shown in FIG. 2, a spring insert 15 with a press head 19.1 being shown in FIG. 2a and a spring insert 15 pulling head 19.2 being shown in FIG. 2b.
- the helical spring 10 is arranged concentrically in the guide cylinder 1, the end of which rests on the spring insert 15; for this purpose it is provided with a support plate 16 with a shoulder 16.1 receiving the helix of the helical spring, against which the helical spring 10 presses with a force corresponding to its tension.
- the radial fingers 18 can deflect in order to cancel a non-positive connection, this evasion by the flat flanks 9.2 of the thread grooves 8 is favored.
- the rolling elements 18.1 bear approximately positively on the steep flanks 9.1 of the thread grooves 8 under the force exerted by the helical spring 10, so that frictional engagement in this direction of movement exists and the axial expansion of the coil spring 10 due to the spring force can be implemented in a rotational movement.
- the radial displacement is expediently carried out by means of an elastic cushion; for pivoting pivot bearings 18.2 are provided with which the radial fingers 18 are articulated on the end plate.
- FIGS. 3 and 4 show the drive with the energy store according to FIG. 1 with a drive gear 20.
- the rotary movement emitted by the shaft 12 is transmitted to the flywheel 7 and from there via a shaft 21 to a friction wheel 22 which is connected to a Friction cone 25 interacts, one or both of which are provided with appropriate adhesive coatings to improve the friction or are made of appropriate adhesive materials.
- Via the bevel gear holder 23, the position of the friction cone relative to the friction wheel can be adjusted by means of an adjusting mechanism 24, and thus the transmission ratio and thus the output speed can be changed.
- This adjustment mechanism 24 is operated by a pedal pull 24.1; the reset takes place via the return spring 24.2. 3, the transmission ratio is set to the maximum value, and in FIG. 4 to the minimum value; This results in speeds between 3 and 30 rpm in the example. If the friction cone 25 is shifted further from the minimal gear ratio (FIG. 4) in the direction of the lower gear ratio, it disengages and the force path is interrupted.
- FIG. 6 shows an application of the energy store as a drive for a wheel 28 of a motor vehicle in a perspective diagram.
- the gearwheel 14 connected to the shaft 12 is close to its end plate; the other guide cylinders 1 are relaxed, their shafts 12 are extended, their gears 14 are close to the transmission 20.
- the shaft 21 of the transmission is connected to the friction wheel 22, from which the drive of the generator 29 is also branched off.
- the friction cone 26, which is driven by the friction wheel 22, drives the drive roller 27 and thus the wheel 28 in the manner described above via the toothed plate 26.
- FIGS. 7 and 8 show an application example in connection with a motor vehicle 30.
- the (relatively) long guide cylinders 1 of the energy stores with the transmission 20 are arranged in the longitudinal direction of the vehicle. This allows a long stroke of the helical springs sufficient for a sufficient operating time, especially since the length of the pinion shaft 5 corresponding to the stroke distance has to be taken into account in the length of the entire device.
- the tensioning of the coil spring and thus the charging of the energy store is expediently carried out from the rear of the vehicle 31, the (indicated) tensioning tools 33 being inserted through the holes 2.1 in the bottom 2 of the guide cylinder 1 (FIGS. 1, 2) and attached to the tensioning head 12.2 Wave 12 are coupled.
- a height-adjustable hydraulic system 32 presses (or pulls) the tool 33 and thus tensions the coil spring 10 in the interior of the guide cylinder 1.
- FIGS. 9 and 10 show the second embodiment, in which circumferential endless drives (42) are provided as drive trains with toothed belts or chains. These endless drives (42) are attached to the outer ends of the radial arms (41) which are brought up through the slots (1.1) from the guide cylinder (1).
- the helical spring (10) is designed here as a tension spring, on the free end of which a cap (40) which receives the spring insert forms, is placed, and which is provided with the radially projecting arms (41) which engage through these axially parallel slots (1.1).
- a tower of the endless drive (42) is attached to the outside of this radially projecting arm (41) and, guided over deflection rollers (43), runs in a loop over the driven rollers (44). While the deflection rollers (43) mounted on an axle (43.1) run freely in both directions of rotation, the output rollers (44) are mounted on the output shaft (45) in such a way that they are locked in the direction of rotation of the output while they are locked in opposite direction of rotation run freely.
- the output shaft (45) acts on the transmission which takes over the drive energy, whereas in the case of countershaft gears (46) bring the speed into a range suitable for the input of the drive.
- These countershaft gears (46) are set up so that they also force-synchronize corresponding output shafts (44).
- this forced synchronization can also be effected with separate meshing gears (47) arranged on the output shafts (45).
- the cap (40) of the spring insert is provided with a towing eye (40.1) to which the tensioning means causing the tensioning is applied, that through the opening (2.1) in the bottom (2) of the Guide cylinder (1) can be inserted.
- One of the two output shafts (45) is provided as the output and is brought up as the output shaft (48).
- flywheels (49) are arranged on this output shaft (48), which can be engaged and disengaged, so that unevenness in the energy output caused by the type of relaxation of springs under different tension are compensated for can.
- a locking device is provided, which is formed by two release levers (52, 53) connected via a tension member (51) is.
- the helical spring (10) of a guide cylinder (1) is tensioned, the lower release lever is (53) not active, the freewheel of the assigned driven gear (44) is switched to freewheeling in both directions.
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Abstract
A device for accumulating energy, in particular for vehicle driving systems, has at least one coil spring (10) arranged in a guide cylinder (1) and supported at one end against the guide cylinder (1). The coil spring (10) co-operates with an output gear (22, 26, 27) in order to transmit a rotary movement and has at its other end an insert element (11). In order to develop such a device so that it forms an environmentally-friendly, economic driving system that may be used in vehicle construction either alone without internal combustion or combined with internal combustion engines, the inner wall of the guide cylinder (1) has thread-shaped grooves (8) and the insert element (11) has at least two radially projecting fingers (18) that engage the grooves (8) of the guide cylinders and are rotated at least when the spring (10) is released, converting the linear movement of the spring (10) compressed by energy supplied thereto and stored in the form of elastic deformation into a rotary movement when the spring is released. This rotary movement can then be transmitted by the output and the output gear to the drive side as driving energy.
Description
Enerqiespeicher Energy storage
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Speicherung von Energie insbesondere zum Einsatz bei Antrieben, wie Fahrzeugantrieb mit min¬ destens einer in einem Führungszylinder angeordneten Schraubenfeder als Energiespeicher und einem Ausgangsgetriebe, wobei die Schrauben¬ feder mit dem einen Ende gegen den Führungszylinder abgestützt ist und an ihrem anderen Ende einen Feder-Einsatz aufweist, wobei der Feder-Einsatz mit einem Abtriebs-Getriebe zusammenwirkt.The invention relates to a device for storing energy, in particular for use in drives, such as a vehicle drive with at least one helical spring arranged in a guide cylinder as an energy store and an output gear, the helical spring being supported at one end against the guide cylinder and on it the other end has a spring insert, the spring insert cooperating with an output gear.
Die bekannten Fahrzeuge werden üblicher Weise durch Verbrennungs¬ oder Elektromotoren angetrieben. Bei den Verbrennungskraftmaschinen findet der Verbrennungsprozeß in den Zylindern in jedem Fahrzeug gesondert statt. Es muß deshalb mit Brennstoff, üblicherweise mit Benzin, Diesel oder Gas und ähnliche Gemische betankt werden. Alle Verbrennungskraftmaschinen geben unzählige Schadstoffe in die Umwelt ab, die die natürliche Selbstreinigungskraft überfordern und nicht oder nur unvollständig abgebaut werden. Außerdem verursachen sie re¬ lativ große Geräuschpegel und sind anfällig für Reparatur. Üblicher-The known vehicles are usually driven by internal combustion or electric motors. In internal combustion engines, the combustion process in the cylinders takes place separately in each vehicle. It must therefore be filled with fuel, usually with gasoline, diesel or gas and similar mixtures. All internal combustion engines release innumerable pollutants into the environment that overwhelm the natural self-cleaning power and are not or only partially broken down. They also cause relatively high noise levels and are prone to repairs. More common
ORIGINAL UNTERLAGEN
weise werden diese Fahrzeuge in Tankstellen mit dem Treibstoff ver¬ sorgt, die deshalb mit mehreren großen Tankanlagen ausgerüstet sind, von denen auch eine Gefährdung durch die Abgase sowie durch Explo¬ sionsgefahr ausgeht; gleiches gilt auch für Fahrzeuge, die, mit Treib¬ stoff betankt, am Straßenverkehr teilnehmen. Täglich werden erheb¬ liche Mengen derartiger Treibstoffe verbrannt, so daß Luftverschmut¬ zung und Gesundheitsgefahren zunehmen. Die dadurch eintretenden Schä¬ den und Kontaminierungen sind problematisch; die Dekontaminierung von verseuchter Luft, Boden und Grundwasser ist sehr aufwendig und kann oft nicht vollständig bewältigt werden.ORIGINAL DOCUMENTS These vehicles are supplied with the fuel in petrol stations, which are therefore equipped with several large tank systems, which also pose a hazard from the exhaust gases and from a risk of explosion; The same also applies to vehicles which, fueled with fuel, take part in road traffic. Significant amounts of such fuels are burned daily, so that air pollution and health risks increase. The resulting damage and contamination are problematic; the decontamination of contaminated air, soil and groundwater is very complex and often cannot be fully managed.
Es wurde auch schon vorgeschlagen, Verbrennungskraftmaschinen mit ei¬ nem Energiespeicher zu kuppeln, um - etwa in Städten - einen Fahr¬ antrieb ohne innere Verbrennung zu gewinnen. Dazu wurden Schwungräder eingesetzt, die außerhalb des innerstädtischen Fahrbereichs auf hohe Drehzahl gebracht, auf (relativ) kurzen Strecken den Verbrennungsmo¬ tor ersetzen sollten.It has also already been proposed to couple internal combustion engines to an energy store in order to obtain a travel drive without internal combustion, for example in cities. For this purpose, flywheels were used which, outside of the inner-city driving range, brought high speeds and were to replace the combustion engine on (relatively) short distances.
Elektrisch angetriebene Fahrzeuge bedürfen elektrischer Energie, die vorwiegend ebenfalls durch die Verbrennung von Brennstoffen erzeugt wird; jedoch erfolgt diese Erzeugung zentral, so daß eine Rauchgas¬ reinigung effektiv durchgeführt werden kann und die Schadstoffabgabe an die Umwelt verringert ist. Außerdem sind sie geräuscharmer als Verbrennungsmotoren und kaum reparaturanfällig. Allerdings sind sie leistungsschwächer und benötigen schwere und voluminöse Akkumula¬ toren, die mit transportiert werden müssen. Hoher Energieverlust und nicht ausreichende Leistung sind Hindernisse, solche Antriebsmotoren im Fahrzeugbereich einzusetzen. Andere elektrische Fahrzeugantriebe sind über einem Direktanschluß elektrisch versorgte Elektromotoren beispielsweise von über Oberleitungen versorgte Elektrolokomotiven, Straßenbahn-Triebwagen oder Oberleitungs-Busse; diese Motoren sind zwar leistungsfähiger, aber auch ihr Energieverlust ist durch die entfernungsabhängige Leitungsverluste nicht gering, zumal das System wegen der Oberleitungen investitionsaufwendig ist und immer an eine Rückleitung etwa über Schiene oder eine zweite Oberleitung gebunden ist.
Die DE-GM 8816417 beschreibt einen mechanischen Energiespeicher mit einer Schraubenfeder in einem Führungszylinder, die durch Druck oder Zug gespannt werden kann. Die gespannte Feder dehnt sich in dem Füh¬ rungszylinder linear aus, wobei diese lineare Ausdehnung über ein mehrstufiges Getriebe ggf. mit Rück1aufsperre ausgeleitet wird. Dabei können auch mehrere Einzylinderspeicher zu einem Vielfachspeicher ver¬ einigt werden, die auf dasselbe Abtriebsgetriebe arbeiten. Um aus dieser linearen Bewegung eine Rotationsbewegung zu gewinnen bedarf es - insbesondere wegen des (relativ) kurzen Speicherweges - sehr hoher Übersetzungen, um eine etwa für Antriebszwecke ausreichende Rotations¬ bewegung zu erhalten, wobei ein erheblicher Teil als Getriebeverlust ungenutzt bleibt. Weiter beschreibt die DE-PS 844 096 einen Energie¬ speicher für einen Federmotor, der mit einer schraubenförmig gewickel¬ ten Feder versehen ist, die zur Energiespeicherung jedoch weder zu¬ sammengedrückt noch auseinandergezogen wird, sondern die beim Einspei¬ chern von Energie durch Drehbewegung "aufgezogen" wird, so daß sich der Wickeldurchmesser verkleinert, der sich beim "Entspannen" unter Energie-Abgabe wieder vergrößert. Diese Anordnung liefert aufgrund ihrer Bauart a priori eine Rotationsbewewgung im Abtrieb; eines Fe¬ dereinsatzes zum Umformen einer linearen Bewegung bedarf es hier nicht.Electrically powered vehicles require electrical energy, which is also primarily generated by burning fuels; however, this generation takes place centrally, so that flue gas cleaning can be carried out effectively and the emission of pollutants to the environment is reduced. They are also quieter than internal combustion engines and hardly require repairs. However, they are less powerful and require heavy and voluminous accumulators that have to be transported. High energy loss and insufficient power are obstacles to using such drive motors in the vehicle sector. Other electric vehicle drives are electrically powered electric motors via a direct connection, for example electric locomotives powered by overhead lines, tram railcars or overhead line buses; these motors are more powerful, but their energy loss is also not negligible due to the distance-dependent line losses, especially since the system is expensive to invest because of the overhead lines and is always tied to a return line, for example via rails or a second overhead line. DE-GM 8816417 describes a mechanical energy store with a coil spring in a guide cylinder, which can be tensioned by pressure or tension. The tensioned spring expands linearly in the guide cylinder, this linear expansion being diverted via a multi-stage gear, possibly with a backstop. It is also possible to combine a plurality of single-cylinder stores into a multiple store, which operate on the same output gear. In order to obtain a rotational movement from this linear movement, very high gear ratios are required, in particular because of the (relatively) short storage path, in order to obtain a rotational movement that is sufficient for drive purposes, a considerable part of which remains unused as a gear loss. Furthermore, DE-PS 844 096 describes an energy store for a spring motor, which is provided with a helically wound spring, which, however, is neither compressed nor pulled apart for energy storage, but rather is used to store energy by rotating movement " is wound up ", so that the winding diameter is reduced, which increases again when" relaxing "while releasing energy. Due to its design, this arrangement provides a priori a rotational movement in the output; a spring insert for reshaping a linear movement is not required here.
Daraus folgt die Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Vorrich¬ tung vorzuschlagen, die in einer Schraubenfeder gespeicherte Energie bei einfacher Bauweise mit einer Rotationsbewegung ausleitend einen umweltfreundlichen und wirtschaftlichen Antrieb darstellt, der auch ohne Einsatz innerer Verbrennung als Antrieb allein oder in Verbin¬ dung mit Verbrennungskraftmaschinen im Fahrzeugbau einsetzbar ist.It follows from the object of the invention to propose a generic device which, in a simple construction with a rotational movement, carries out energy stored in a helical spring in an environmentally friendly and economical manner which can also be used as a drive alone or in conjunction with internal combustion engines without the use of internal combustion can be used in vehicle construction.
Die Lösung der Aufgabe besteht darin, daß als Antriebsenergie eine einem Energiespeicher zugeführte Energie eingesetzt ist, wobei der Energiespeicher mindestens einen Führungszylinder aufweist, in dem eine Schraubenfeder angeordnet ist. Diese ist mit ihrem einem Ende gegen eines der Enden des Führungszylinders abgestützt und weist an ihrem anderen Ende einen Federeinsatz auf, der mit mindestens zwei radial abstehenden Radial-Fingern versehen ist. Diese Radial-Finger greifen zumindest bei Entspannung der Schraubenfeder in Gewinderillen
ein, die auf der inneren Wandung des Führungszylinders vorgesehen sind und werden in Rotationsbewegung geführt. Durch diese Radial- Finger wird die inearbewegung beim Entspannen der Schraubenfeder, die durch zugeführte, in Form elastischer Verformung gespeicherter Energie gespannt ist, in rotierende Bewegung umsetzt, die als An¬ triebsenergie auf den Ausgang übertragbar ist. Dabei ist der am freien Ende der Schraubenfeder vorgesehene Feder-Einsatz derart aus¬ gebildet, daß an ihm ein vorteilhaft hydraulisch betätigtes Werkzeug angreifen kann, die die Schraubenfeder durch Dehnen oder Stauchen spannt. Die durch Stauchen bzw. Dehnen der Schraubenfeder gespeicher¬ te Arbeit versucht die Feder - bei Stauchung - zu verlängern bzw. - bei Dehnung - zu verkürzen. Zur Energiespeicherung bei kleinen Antrie¬ ben, etwa Uhr- oder Spielzeug-Antrieb, ist bekannt, Spiralfedern ein¬ zusetzen, die in der Lage sind, Arbeit zu speichern und diese bei Be¬ darf direkt als Rotationsarbeit wieder abzugeben; in ihnen ist jedoch -wegen der Verhältnisse einer Spiralfeder- nur geringfügig Arbeit speicherbar, ausreichend für derartig kleine Antriebe.The solution to the problem is that an energy supplied to an energy store is used as the drive energy, the energy store having at least one guide cylinder in which a helical spring is arranged. This is supported at one end against one of the ends of the guide cylinder and has at its other end a spring insert which is provided with at least two radially projecting radial fingers. These radial fingers engage in thread grooves at least when the coil spring is relaxed a, which are provided on the inner wall of the guide cylinder and are guided in a rotational movement. By means of these radial fingers, the inertial movement when the helical spring is released, which is tensioned by energy stored in the form of elastic deformation, is converted into a rotating movement, which can be transmitted as drive energy to the output. The spring insert provided at the free end of the coil spring is designed in such a way that an advantageously hydraulically actuated tool can engage it, which tensions the coil spring by stretching or compressing it. The work stored by compressing or stretching the helical spring tries to lengthen the spring - in the case of compression - or to shorten it - in the case of expansion. For energy storage in small drives, such as a clock or toy drive, it is known to use spiral springs which are able to save work and, if required, to release this directly as rotational work; However, due to the conditions of a spiral spring, only a small amount of work can be stored in them, sufficient for such small drives.
Vorteilhaft ist dabei, wenn die Gewinderillen auf der inneren Wandung der Führungszylinder ein Mehrfachgewinde bilden, mit einer Anzahl voneinander unabhängiger Gewinden'llen, die der Anzahl der Radial- Finger oder einen ganzzahligen Bruchteil davon entspricht; beispiels¬ weise zwei Bahnen für vier Radial-Finger, angeordnet in zwei um 90° gegeneinander versetzten Paaren, oder drei Bahnen für sechs Radial- Finger, die einander jeweils gegenüber liegend in drei um 60° gegen¬ einander versetzten Paaren angeordnet sind, oder drei Bahnen für neun Radial-Finger jeweils zu drei um 120° gegeneinander versetzt in einer Gruppe, die Gruppen um 40° gegeneinander versetzt sind. Dieses Mehr- fach-Gewinde erlaubt die Anordnung der Radial-Finger in einer recht¬ winklig zur Achse der Schraubenfeder liegenden Ebene (oder mehreren in geringem Abstand voneinander vorgesehenen Ebenen), mit rotations¬ symmetrischer Verteilungen. Kraftmomente, die bei Anordnung der Ra¬ dial-Finger in einer zur Achse schiefwinkligen Ebene auftreten müs¬ sen, sind zumindest weitgehend unterbunden.It is advantageous here when the thread grooves form a multi-thread on the inner wall of the guide cylinder, cases with a number of independent threads', which corresponds to the number of radial finger or an integral fraction thereof; For example, two tracks for four radial fingers, arranged in two pairs offset by 90 °, or three tracks for six radial fingers, which are arranged opposite each other in three pairs offset by 60 °, or three Paths for nine radial fingers, three each offset by 120 ° in a group, the groups are offset by 40 °. This multiple thread allows the radial fingers to be arranged in a plane perpendicular to the axis of the helical spring (or several planes provided at a short distance from one another) with rotationally symmetrical distributions. Force moments that must occur when the radial fingers are arranged in a plane oblique to the axis are at least largely prevented.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform sind der Führungszylinder drehbar und der Feder-Einsatz gegenüber dem Gestell verdrehungs-
gesichert gelagert, wobei der Führungszylinder mit dem Abtriebsge¬ triebe in Wirkverbindung steht. Bei einer alternativen Ausfuhrungs¬ form sind der Feder-Einsatz drehbar und der Führungszylinder ge- stellfest gelagert, wobei der Feder-Einsatz mit dem Abtriebsgetriebe in Wirkverbindung steht. Beide Ausführungsformen setzen die mit großer Kraft erfolgenden Linearbewegung in eine drehende dadurch um, daß die Radial-Finger bei der mit der Entspannung verbundenen axialen Verlagerung in den Gewinderillen des Führungszylinders geführt sind. Während im ersten Fall der Führungszylinder selbst rotiert, rotiert im zweiten Fall der Feder-Einsatz; in beiden Fällen wird die Rota¬ tionsbewegung auf das Ausgangsgetriebe übertragen und ist dort für Antriebe verfügbar.In an advantageous embodiment, the guide cylinder is rotatable and the spring insert is rotatable relative to the frame. securely mounted, the guide cylinder being operatively connected to the driven gear. In an alternative embodiment, the spring insert is rotatable and the guide cylinder is fixed to the frame, the spring insert being operatively connected to the driven gear. Both embodiments convert the linear movement with great force into a rotating one in that the radial fingers are guided in the thread grooves of the guide cylinder during the axial displacement associated with the relaxation. While the guide cylinder itself rotates in the first case, the spring insert rotates in the second case; in both cases the rotary movement is transmitted to the output gear and is available there for drives.
Die Radial-Finger sind an ihren Enden mit etwa formschlüssig in die Rinnen eingreifenden For kδrpern versehen, die vorteilhaft als Wälz¬ körper, insbesondere als Kugeln ausgebildet sind, die - beispiels¬ weise auf einem elastischen Polster liegend - radial verlagerbar sind. In anderer Ausbildung sind die Radial-Finger gegenüber dem Ra¬ dius verschwenkbar ausgebildet. Beim Spannen entstehen freilaufartige Verhältnisse, die Formkörper sind von der Zwangsführung in den Rillen frei. Während des Entspannens ist Kraftschluß gegeben und die Form¬ körper, in den Gewinderillen zwangsgeführt, führen die Rotationsbe¬ wegung aus. Dabei können die als Kugeln ausgebildeten Formkörper zur weiteren Reibungsverringerung ihrerseits auch noch in einem Kugelbett gelagert sein, was reibungsbedingte Verluste verringert und eine Ver¬ besserung des Wirkungsgrades bedingt. Bei der Lagerung auf einem ela¬ stischen Polster sorgen dessen elastische Rückstellkräfte dafür, daß die Wälzkörper bei Kraftfluß-Umkehr wieder mit den steilen Flanken der Gewinderillen in Kraftschluß kommen. Bei der Anlenkung der Ra¬ dial-Finger ist es vorteilhaft, wenn die Anlenkungs-Gelenke mit Rück¬ stellfedern zusammenwirken, so daß auch hier der beim Spannen der Schraubenfeder aufgehobenen Kraftfluß bei Kraftfluß-Umkehr wieder her¬ gestellt wird. Sowohl das radiale Verlagern als auch das Verschwenken gegenüber dem Radius dienen dazu, daß beim Spannen der Schraubenfeder der Eingriff von Formkörper und Gewinderille aufgehoben und bei deren Entspannen hergestellt ist.
Vorteilhaft ist der am freien Ende der Schraubenfeder vorgesehene Fe¬ der-Einsatz gebildet von einer in die Schraubenfeder zentrisch einge¬ führten Welle, deren diesem Ende der Schraubenfeder zugeordnetes Wel¬ lenende mit einem Stützteller mit Ansatz zum Einführen in die Wendel der Schraubenfeder versehen ist, und mit einer Endscheibe, die mit den Radial-Fingern zusammenwirkt. Dabei ist, soweit der Führungszy¬ linder gestellfest angeordnet ist, der Stützteller drehbar auf der mit dem Antriebsgetriebe in Wirkverbindung stehenden Welle angeord¬ net; wegen der langsamen Bewegung bedarf es dabei keines besonderen Radial-Lagers. Zur Verringerung der Reibung ist es vorteilhaft, wenn zwischen Endscheibe und Stützteller reibungsmindernde Mittel vorge¬ sehen sind, etwa in Form von Zwischenringen insbesondere aus rei¬ bungsarmen Materialien, wie beispielsweise Polytetrafluorethylen o.dgl., oder axiale Wälzkörper-Lager, etwa Kugel- oder Zylinderlager.The radial fingers are provided at their ends with approximately form-fitting engages in the grooves, which are advantageously designed as roller bodies, in particular as balls, which - for example lying on an elastic cushion - are radially displaceable. In another embodiment, the radial fingers are designed to be pivotable with respect to the radius. When tensioning occurs, free-wheel-like conditions arise, the molded bodies are free from the positive guidance in the grooves. During relaxation, there is frictional engagement and the molded bodies, which are positively guided in the thread grooves, execute the rotational movement. The shaped bodies designed as balls can in turn also be mounted in a ball bed to further reduce friction, which reduces friction-related losses and improves the efficiency. When stored on an elastic cushion, its elastic restoring forces ensure that the rolling elements come into positive contact with the steep flanks of the thread grooves when the force flow is reversed. When the radial dial fingers are articulated, it is advantageous if the articulation joints cooperate with return springs, so that here too the force flow which is released when the coil spring is tensioned is restored when the force flow is reversed. Both the radial displacement and the pivoting relative to the radius serve to ensure that the engagement of the shaped body and the thread groove is released when the coil spring is tensioned and is produced when the coil is relaxed. The spring insert provided at the free end of the helical spring is advantageously formed by a shaft which is inserted centrally into the helical spring, the shaft end of which is assigned to this end of the helical spring and is provided with a support plate with an attachment for insertion into the helix of the helical spring. and with an end plate that interacts with the radial fingers. As far as the guide cylinder is arranged fixed to the frame, the support plate is rotatably arranged on the shaft that is operatively connected to the drive gear; Because of the slow movement, no special radial bearing is required. To reduce the friction, it is advantageous if friction-reducing means are provided between the end plate and the support plate, for example in the form of intermediate rings, in particular made of low-friction materials, such as, for example, polytetrafluoroethylene or the like, or axial rolling element bearings, for example ball or Cylinder bearings.
Das Spannen der Schraubenfeder des Energiespeichers erfolgt durch eine Zug- (oder Druck-)stange, mit der die Welle in Wirkverbindung gebracht werden kann, und die von einem üblichen hydraulischen Pre߬ oder Zugkrafterzeuger kraftmäßig bedient wird. Zum Spannen einer auf Druck beanspruchten Schraubenfeder wird die Welle mittels der hydrau¬ lisch betätigten Druckstange in den Führungszylinder gepreßt, wobei der Stützteller die Schraubenfeder mitnimmt und spannt. Während des Eindrückens sind die Wälzkörper, die jeweils an einem Radial-Finger angeordnet sind, aus den Gewinderillen gehoben; nach Spannen der Schraubenfeder rasten sie wieder in die Gewinderillen ein. Durch diese Ausbildung erfolgt das Spannen des Energiespeichers ohne Rota¬ tion; das auf das Spannen folgende Entspannen kann nur mit den Ab¬ rollen der Wälzkörper in den Gewinderillen erfolgen.The coil spring of the energy store is tensioned by means of a tension (or compression) rod with which the shaft can be brought into operative connection and which is operated by a conventional hydraulic pressure or tension force generator. To tension a helical spring that is subjected to pressure, the shaft is pressed into the guide cylinder by means of the hydraulically actuated push rod, the support plate driving and tensioning the helical spring. During the pressing in, the rolling elements, which are each arranged on a radial finger, are lifted out of the thread grooves; after tensioning the coil spring they snap back into the thread grooves. As a result of this design, the energy store is tensioned without rotation; the relaxation following the tensioning can only take place with the rolling of the rolling elements in the thread grooves.
Eine vorteilhafte Ausführungsform für die Übergabe der Rotationsbewe¬ gung von dem Energiespeicher auf das Abtriebsgetriebe ist dadurch ge¬ geben, daß der drehbare Teil, entweder der Führungszylinder oder der Feder-Einsatz bzw. die mit ihm verbundene, aus dem Führungszylinder ragende Welle, einen Zahnkranz aufweist, der mit einem Zahnrad, das die Einganqsseite des Antriebsgetriebes bildet, zusammenwirkt. Er¬ folgt die Abnahme der Rotationsbewegung an dem Führungszylinder, ge¬ nügt es, wenn die Stirnseite verzahnt ist, da der Führungszylinder
keine axiale Verlagerung erfährt. Wird jedoch die Rotationsbewegung vom Kranz abgenommen, ist es vorteilhaft, wenn dieser aus dem Füh¬ rungszylinder heraus verlängert und auf seiner Außenseite verzahnt ist, wobei diese Außenverzahnung mit dem als Zahnritzel ausgebildeten Zahnrad zusammenwirkt, dessen Länge dem Hub der Schraubenfeder ent¬ spricht.An advantageous embodiment for transferring the rotational movement from the energy store to the driven gear is given in that the rotatable part, either the guide cylinder or the spring insert or the shaft connected to it and protruding from the guide cylinder, has a ring gear has that cooperates with a gear that forms the input side of the drive gear. If the rotational movement decreases on the guide cylinder, it suffices if the end face is toothed, since the guide cylinder undergoes no axial displacement. If, however, the rotational movement is removed from the ring, it is advantageous if it is extended out of the guide cylinder and toothed on its outside, this outside toothing cooperating with the toothed wheel designed as a pinion, the length of which corresponds to the stroke of the helical spring.
An diesem Zahnrad bzw. dem Zahnritzel können auch weiter Zahnräder von anderen Energiespeichern vorgesehen sein, soweit sie sich gegen¬ seitig in ihrer axialer Bewegung nicht behindern.Gears from other energy stores can also be provided on this gear or the pinion, provided that they do not interfere with one another in their axial movement.
Eine andere, ebenfalls vorteilhafte Ausführungsform die Zug- oder Druckkraft einer Schraubenfeder in eine Rotationsbewegung zu versetzen, kann dadurch erfolgen, daß die Schraubendruckfeder mit ihrem einen Ende gegen eines der Enden des Führungszylinders abgestützt ist und an ihrem anderen Ende einen Federeinsatz aufweist, der mit mindestens zwei radial abstehend angebrachten Armen versehen ist. Bei einer Schraubenzugfeder ist diese mit ihrem einen Ende an einem der Enden des Führungszylinders befestigt. Der Führungszylinder ist mit mindestens zwei gegenüberliegenden länglichen Öffnungen versehen. Die seitlichen Öffnungen sind als Führungsschlitze für die an dem freien Ende der Feder angebrachten radial abstehenden Finger ausgebildet und verlaufen achsparallel, so daß sie die radial abstehenden Finder bei dem Entspannen der Feder auf einem achsparallelen Weg führen können.Another, likewise advantageous embodiment, to set the tensile or compressive force of a helical spring into a rotational movement can take place in that the helical compression spring is supported at one end against one of the ends of the guide cylinder and at its other end has a spring insert, which with at least two radially projecting arms is provided. In the case of a helical tension spring, it is attached at one end to one of the ends of the guide cylinder. The guide cylinder is provided with at least two opposite elongated openings. The lateral openings are designed as guide slots for the radially protruding fingers attached to the free end of the spring and are axially parallel, so that they can guide the radially protruding finders in an axially parallel way when the spring is released.
Die Enden der radial angeordneten, durch die seitlichen Zylinder¬ öffnungen nach außen geführten Arme sind jeweils mit formschlüssig mit dem Abtriebrad zusammenwirkende, ketten- oder zahnriemenartige Antriebszüge verbunden. Durch diese radialen Arme wird beim Entspan¬ nen der Feder die zugeführte, in Form elastischer Verformung der ge¬ spannten Schraubenfedern gespeicherte Energie über eine Linearbewe¬ gung auf die Antriebszüge übertragen, die von den Armen bei deren achsparallen Bewegung mitgenommen werden.The ends of the radially arranged arms, which are led outwards through the lateral cylinder openings, are each connected to chain drives or toothed belt-like drive trains that interact positively with the driven wheel. By means of these radial arms, when the spring is released, the energy stored in the form of elastic deformation of the tensioned coil springs is transmitted via a linear movement to the drive trains, which are carried along by the arms during their axis-parallel movement.
Dadurch, daß die Antriebszüge als Endlos-Triebe über Rollen geführt sind, wird die axiale Linearbewegung in rotierende Bewegung
umgesetzt, die als Antriebsenergie auf den Ausgang übertragbar ist. Dabei ist der am freien Ende der Schraubenfeder vorgesehene Feder- Einsatz derart ausgebildet, daß an ihm ein vorteilhaft hydraulisch betätigtes Werkzeug eingreifen kann, das die Schraubenfeder durch Dehnen oder Stauchen spannt.Because the drive trains are guided as endless drives over rollers, the axial linear movement becomes a rotating movement implemented, which can be transferred as drive energy to the output. The spring insert provided at the free end of the coil spring is designed in such a way that an advantageously hydraulically actuated tool can engage it, which tensions the coil spring by stretching or compressing it.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform sind der Führungszylinder drehbar und der Feder-Einsatz gegenüber dem Gestell verdrehungs¬ gesichert gelagert, wobei der Führungszylinder mit dem Antriebs¬ getriebe in Wirkverbindung steht. Bei einer alternativen Ausführungs¬ form sind der Feder-Einsatz drehbar und der Führungszylinder gestell- fest gelagert, wobei der Feder-Einsatz mit dem Antriebsgetriebe in Wirkverbindung steht. Beide Ausführungsfoπnen setzen die mit großer Kraft erfolgende Linearbewegung in eine drehende dadurch um, daß die radial angebrachten Arme bei der mit der Entspannung verbundenen axialen Verlagerung in dem Führungszylinder mit korrespondierenden Antriebszug verbunden sind.In an advantageous embodiment, the guide cylinder is rotatable and the spring insert is secured against rotation relative to the frame, the guide cylinder being operatively connected to the drive gear. In an alternative embodiment, the spring insert is rotatable and the guide cylinder is mounted fixed to the frame, the spring insert being operatively connected to the drive gear. Both versions convert the linear movement that occurs with great force into a rotating one in that the radially attached arms are connected to a corresponding drive train during the axial displacement in the guide cylinder associated with the relaxation.
Vorteilhaft ist der am freien Ende der Schraubenfeder vorgesehene Fe¬ der-Einsatz, gebildet von einer in die Schraubenfeder zentrisch ein¬ geführten Welle, deren das diesem Schraubenfeder-Ende zugeordneten Ende einen Stützteller mit einem Ansatz für die Wendel der Schrauben¬ feder aufweist und eine Endscheibe, die mit den radial angeordneten Armen zusammenwirkt. Dabei ist, soweit der Führungszylinder gestell- fest angeordnet ist, der Stützteller drehbar auf der mit dem Antriebs¬ getriebe in Wirkverbindung stehenden Welle angeordnet; wegen der lang¬ samen Bewegung bedarf es dabei eines besonderen Radial-Lagers.The spring insert provided at the free end of the helical spring is advantageous, formed by a shaft which is introduced centrally into the helical spring and the end of which is assigned to this helical spring end has a support plate with a shoulder for the helix of the helical spring and one End plate that interacts with the radially arranged arms. As far as the guide cylinder is fixed to the frame, the support plate is rotatably arranged on the shaft that is operatively connected to the drive gear; Because of the slow movement, a special radial bearing is required.
Das Spannen der Schraubenfeder des Energiespeichers erfolgt durch eine Zug- (oder Druck-) Stange, mit der die Welle in Wirkverbindung gebracht werden kann, und die von einem blichen hydraulischen Pre߬ oder Zugkrafterzeuger kraftmäßig bedient wird. Zum Spannen einer auf Druck beanspruchten Schraubenfeder wird die Welle mittels der hydrau¬ lisch betätigten Druckstange in den Führungszylinder gepreßt, wobei der Stützteller die Schraubenfeder mitnimmt und spannt.The coil spring of the energy store is tensioned by means of a tension (or compression) rod with which the shaft can be brought into operative connection and which is operated by a conventional hydraulic pressure or tension force generator. To tension a helical spring that is subjected to pressure, the shaft is pressed into the guide cylinder by means of the hydraulically actuated push rod, the support plate driving and tensioning the helical spring.
Die radial angeordneten Arme die jeweils mit den Antriebszügen ver-
bunden sind, bringen zwei drehbare Rollen in Rotaitonsbewegung und können durch Zahnräder, bzw. dem Zahnritzel ihre Bewegung an minde¬ stens eine Welle übermitteln. An diese Welle können mehrere Rollen verbunden werden. In allen beschriebenen Ausführungen, sei es mit Führungszylindern mit gewindeförmigen Führungsgängen oder mit seit¬ lich angeordneten Öffnungsschlitzen, wird der radiale Verlauf der Schraubenfedern bei der Entspannung zu Rotationsbewegungen umgesetzt.The radially arranged arms, each connected to the drive cables are bound, bring two rotatable rollers into rotation and can transmit their movement to at least one shaft by means of gear wheels or the pinion. Several roles can be connected to this shaft. In all the embodiments described, be it with guide cylinders with thread-shaped guide aisles or with opening slots arranged on the side, the radial course of the coil springs is converted into rotational movements during relaxation.
In beiden Fällen ist der Umfang des mit der Schraubenfeder zusammen¬ wirkenden, antreibenden Zahnrades groß gegenüber dem des angetriebe¬ nen Zahnrades, so daß die (relativ) niedrige Drehzahl des antreiben¬ den Zahnrades übersetzt wird, so daß das Antriebsgetriebe mit einer (relativ) hohen Drehzahl bedient wird.In both cases the circumference of the driving gearwheel cooperating with the helical spring is large compared to that of the driven gearwheel, so that the (relatively) low speed of the driving gearwheel is translated, so that the drive gear with a (relatively) is operated at high speed.
Dieses Antriebsgetriebe setzt dann die Drehzahl auf den Erfordernis¬ sen entsprechenden Wert. Dabei kann auch noch, insbesondere an der letzten, mit höchster Drehzahl laufenden Getriebewelle ein Schwungrad vorgesehen sein, das in der Lage ist, Antriebs-Unregelmäßigkeiten zu überbrücken.This drive gear then sets the speed to the value corresponding to the requirements. In this case, a flywheel can also be provided, in particular on the last transmission shaft running at the highest speed, which is capable of bridging drive irregularities.
In einer bevorzugten Ausbildung ist als Abtriebsgetriebe ein stufen¬ los regelbares Getriebe vorgesehen; dazu ist die ggf. mit einem Schwungrad versehene Ausgangswelle eines oder mehrerer Energiespei¬ cher mit einem Reibrad versehen, das mit einem parallel-achsig ange¬ ordneten, korrespondierenden Reib-Kegel zusammenwirkt, wobei die Oberflächen zumindest des einen Rades eine haftende ist; diese haftende Oberfläche wird vorteilhaft durch Gummierung erreicht. Der Reib-Kegel ist so ausgebildet, daß er mit einem bestimmten Radius zugeordneten Umfangsbereich an das Reibrad angedrückt ist, um dessen Drehbewegung aufzunehmen, wobei der Reib-Kegel so angeordnet ist, daß er parallel zu der Welle des Reibrades verschiebbar ist. Dadurch wer¬ den Drehgeschwindigkeit und Stillstand des Reib-Kegels so von seiner Lage abhängig. Um die axiale Verlagerung zu kompensieren, ist der Reib-Kegel mit einer Welle versehen, an deren Ende ein Zahnrad ange¬ ordnet ist. das mit einem weiteren Zahnrad kämmt, wobei eines dieser Zahnräder einen dem Hub der Reib-Kegel Verstellung entsprechend läng¬ lich so ausgebildet ist, daß das an der Welle des Reib-Kegels ange-
ordnete Zahnrad bei achsparalleler Verschiebung ständig mit dem letz¬ ten Zahnrad in Eingriff steht. Die Drehbewegung dieses letzten Zahn¬ rades wird, wie üblich, an das Fahrzeugrad bzw. die Antriebsachse übertragen.In a preferred embodiment, a continuously variable transmission is provided as the output transmission; for this purpose, the output shaft of one or more energy storage devices, which is optionally provided with a flywheel, is provided with a friction wheel which interacts with a corresponding friction cone arranged in a parallel axis, the surfaces of at least one wheel being an adhesive one; this adhesive surface is advantageously achieved by rubber coating. The friction cone is designed such that it is pressed onto the friction wheel with a circumferential area assigned to a specific radius in order to absorb its rotational movement, the friction cone being arranged in such a way that it can be displaced parallel to the shaft of the friction wheel. As a result, the rotational speed and standstill of the friction cone are dependent on its position. In order to compensate for the axial displacement, the friction cone is provided with a shaft, at the end of which a gear wheel is arranged. which meshes with a further gearwheel, one of these gearwheels being designed such that it is elongated in accordance with the stroke of the friction cone adjustment so that it is attached to the shaft of the friction cone. arranged gear is constantly engaged with the last gear in the case of axially parallel displacement. The rotation of this last gear is, as usual, transmitted to the vehicle wheel or the drive axle.
Vorteilhaft ist es, wenn auf der Oberfläche der Welle mindestens eine axiale Sperrnut vorgesehen ist, und daß an der Außenwand des Führungs¬ zylinders mindestens ein Sperriegel schwenkbar so angeordnet ist, daß mit ihm die axiale Entspannungsbewegung der gespannten Schraubenfeder gestoppt werden; dazu wird der Sperriegel in die Nut eingeführt. Die¬ ses Einführen des Sperriegels in die Nut kann durch Zug- oder Druck¬ bewegung erfolgen. Werden mehrere Energiespeicher nebeneinander ange¬ ordnet, können die Sperriegel der einzelnen Energiespeicher durch Druck, ausgehend von dem an der Welle angeordnetem Zahnrad in die Nut eingeführt werden, wobei der Sperriegel des folgenden Energiespei¬ chers aus dessen Nut heraus gehoben wird. Damit kann sich ein weite¬ rer Energiespeicher unter Abgabe von Antriebsenergie entspannen, nach¬ dem die im ersten Energiespeicher gespeicherte Antriebsenergie aufge¬ braucht und entspannt ist. Dabei sind die Zahnräder auf den Wellen mit einem Freilauf versehen, der ein Mitdrehen des mit dem Zahnritzel im Eingriff stehenden Zahnrades bei einem Kraftfluß vom Ritzel zum Zahnrad erlaubt, wobei die Welle selbst ruht, während bei einem Kraftfluß vom Zahnrad zum Ritzel diese Sperre aufgehoben ist und die durch die Entspannung bedingte Drehbewegung der Welle auf das Ritzel übertragen wird.It is advantageous if at least one axial locking groove is provided on the surface of the shaft and that at least one locking bolt is pivotably arranged on the outer wall of the guide cylinder in such a way that the axial relaxation movement of the tensioned coil spring is stopped with it; the locking bolt is inserted into the groove. This locking bar can be inserted into the groove by pulling or pushing. If several energy stores are arranged next to one another, the locking bars of the individual energy stores can be inserted into the groove by pressure, starting from the gearwheel arranged on the shaft, the locking bar of the following energy store being lifted out of its groove. A further energy store can thus relax with the release of drive energy, after the drive energy stored in the first energy store is used up and relaxed. The gears on the shafts are provided with a freewheel which allows the gearwheel which is in engagement with the pinion to rotate when the power flows from the pinion to the gearwheel, the shaft itself resting, while when the power flows from the gearwheel to the pinion this lock is released and the rotational movement of the shaft caused by the relaxation is transmitted to the pinion.
Die Spannvorrichtung für den Energiespeicher ist in vorteilhafter Weise eine hydraulische Preßvorrichtung, deren Werkzeug in jeweiliger Fahrzeughöhe einstellbar ist. Der Hydraulik-Zylinder, mit dem die Schraubenfeder des Energiespeichers gespannt werden soll, ist mit mindestens zwei Greifköpfen versehen, die die mit Aufnahmen verse¬ henen Wellenenden geführt, m t diesen verriegelt werden, und nach dem Spannen der Schraubenfeder und der folgenden Entlastung entfernbar sind. Solche Hydraulik-Vorrichtungen lassen sich einfach an Tank¬ stellen einrichten, so daß dort Fahrzeuge nicht nur flüssige (oder gasförmige) Treibstoffe aufnehmen können, sondern auch deren ein¬ gebaute Energiespeicher mit Schraubenfedern gespannt werden können.
In einem Fahrzeug können mehrere derartige Energiespeicher eingebaut werden. Jeder Energiespeicher kann beispielsweise mit einer Kraft von mindestens zehn Tonnen (100 kN) vorgespannt werden. Die Zylinder-In¬ nenwandung kann in ihrer wirksamer Länge mit Gewinderillen für min¬ destens 1200 Umläufe versehen sein. Bei einer Umdrehung pro Sekunde wird eine Laufzeit der Wälzkörper von 20 Minuten erreicht. Nach die¬ sem Beispiel kann ein Fahrzeug mit 3 derartigen Energiespeichern 1 Stunde, ein solches mit 15 derartigen Energiespeichern fünf Stunden ständig in Betrieb gehalten werden. Wird dieser Energiespeicher mit einem Verbrennungsmotor kombiniert als Hybrid-Antrieb, lassen sich auch Bereiche durchfahren, in denen Fahrzeuge mit Verbrennungskraft¬ maschinen nicht verkehren dürfen.The tensioning device for the energy store is advantageously a hydraulic pressing device, the tool of which can be adjusted in the respective vehicle height. The hydraulic cylinder, with which the coil spring of the energy store is to be tensioned, is provided with at least two gripping heads which guide the shaft ends provided with receptacles, lock them, and can be removed after tensioning the coil spring and the subsequent relief. Such hydraulic devices can be easily set up at petrol stations so that vehicles there can not only hold liquid (or gaseous) fuels, but also their built-in energy stores can be tensioned with coil springs. Several such energy stores can be installed in a vehicle. For example, each energy storage device can be preloaded with a force of at least ten tons (100 kN). The effective length of the cylinder inner wall can be provided with thread grooves for at least 1200 revolutions. At one revolution per second, the rolling elements run for 20 minutes. According to this example, a vehicle with 3 such energy stores can be kept in operation continuously for 1 hour, and one with 15 such energy stores for five hours. If this energy store is combined with an internal combustion engine as a hybrid drive, it is also possible to drive through areas in which vehicles with internal combustion engines are not allowed to run.
Das Wesen der Erfindung wird an Hand der in den Figuren 1 bis 6 dar¬ gestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert; dabei zeigenThe essence of the invention is explained in more detail with reference to the exemplary embodiments illustrated in FIGS. 1 to 6; show
Fig. 01: Einzelheit Energiespeicher mit Schraubenfeder;Fig. 01: detail energy storage with coil spring;
Fig. 02: Einzelheit Feder-Einsatz mit Welle, Fig. 2a: Feder-Einsatz mit Druckkopf, Fig. 2b: Feder-Einsatz mit Zugkopf;Fig. 02: Detail of spring insert with shaft, Fig. 2a: Spring insert with print head, Fig. 2b: Spring insert with pulling head;
Fig. 03: Energiespeicher-Antrieb mit Kegelradgetriebe, maximale Übersetzungsstellung;Fig. 03: Energy storage drive with bevel gear, maximum gear ratio;
Fig. 04: Energiespeicher-Antrieb mit Kegelradgetriebe, minimale Übersetzungsstellung;Fig. 04: Energy storage drive with bevel gear, minimal gear ratio;
Fig. 05: Mehrfach-Energiespeicher für Antriebszwecke;Fig. 05: Multiple energy storage for drive purposes;
Fig. 06: Kraftfahrzeug mit Energiespeicher;Fig. 06: Motor vehicle with energy storage;
Fig. 07: Aufladung eines Kraftfahrzeugs mit Schraubenfeder- Energiespeicher;Fig. 07: Charging a motor vehicle with coil spring energy storage;
Fig. 08: Schema-Darstellung eines Kraftfahrzeuges mit Federantrieb;Fig. 08: Schematic representation of a motor vehicle with spring drive;
Fig. 09: Einzelheit Energiespeicher mit Schraubenfeder;Fig. 09: Detail energy storage with coil spring;
Fig. 10: Feder-Einsatz mit Zugkopf.Fig. 10: Spring insert with pulling head.
Die Figur 1 zeigt eine für Antriebszwecke geeignete Ausführungsform eines Energiespeichers mit zwei Führungszylindern 1, in jedem ist konzentrisch eine Schraubenfeder 10 angeordnet, die mit einem Ende gegen die Stirnseite 4 des Führungszylinders 10 abgestützt ist. Das
andere Ende der Schraubenfeder 10 wirkt mit einem Feder-Einsatz 15 zusammen, der einen mit einer das Ende der Wendel der Schraubenfeder 10 aufnehmenden Stützteller 16 mit Ansatz 16.1 und eine gegenüber dem Stützteller drehbare Endscheibe 17 aufweist, wobei zwischen beiden ein (nicht näher dargestelltes und bezeichnetes) axiales Wälzkörper- Lager vorgesehen ist. Neben der drehbaren Endscheibe 17 sind Radial- Finger 18 vorgesehen, die an ihren äußeren Enden mit Wälzkörpern 18.1 versehen sind. Diese Wälzkörper 18.1 greifen in die im Führungszy¬ linder 1 vorgesehenen Gewinderillen 8 ein und werden dort geführt. Die Radial-Finger 18 sind mittels Schwenklager 18.2 an die Endscheibe 17 angelenkt und können so gegen den Radius verschwenkt werden. Da¬ durch können sie bei Spannen der Schraubeπfeder 10 "ausweichen" und außer Eingriff kommen, was die flachen Flanken der Gewinderillen 8 erleichtern, während deren steile Flanken, die beim Entspannen der Schraubenfeder zur Wirkung kommen, da sich die Wälzkörper 18.1 form¬ schlüssig anlegen, zusammen mit den in dieser Richtung gesperrten An- lenkung die Krafteinleitung ermöglichen.FIG. 1 shows an embodiment of an energy store with two guide cylinders 1 suitable for drive purposes, in each of which a helical spring 10 is arranged concentrically, one end of which is supported against the end face 4 of the guide cylinder 10. The the other end of the helical spring 10 interacts with a spring insert 15 which has a support plate 16 with an attachment 16.1 receiving the end of the helix of the helical spring 10 and an end plate 17 which is rotatable relative to the support plate, with a (not shown and designated) axial roller bearing is provided. In addition to the rotatable end plate 17, radial fingers 18 are provided, which are provided with rolling bodies 18.1 at their outer ends. These rolling elements 18.1 engage in the thread grooves 8 provided in the guide cylinder 1 and are guided there. The radial fingers 18 are articulated to the end plate 17 by means of pivot bearings 18.2 and can thus be pivoted against the radius. As a result, they can "dodge" and become disengaged when the helical spring 10 is tensioned, which is facilitated by the flat flanks of the thread grooves 8, while their steep flanks, which come into effect when the helical spring is relaxed, since the rolling elements 18. 1 form-fit , together with the linkage locked in this direction, enable the force to be applied.
Das äußere Ende der Welle 12, die auf einer Führung 12.1 geführt ist, ist mit einem Zahnrad 14 versehen, das längs einer Ritzelwelle 5 ver¬ schiebbar ist. Diese Rit∑elwelle 5 überträgt die abgenommene Rotation auf ein Schwungrad 7, mit dem Unregelmäßigkeiten der Bewegung -etwa durch Hemmstellen- ausgeglichen werden.The outer end of the shaft 12, which is guided on a guide 12.1, is provided with a toothed wheel 14 which can be moved along a pinion shaft 5. This Rit∑elwelle 5 transmits the removed rotation to a flywheel 7, with which irregularities in the movement are compensated for, for example by inhibiting points.
Um die Energiespeicher nacheinander entspannen zu können, sind die einzelnen Abtriebe der Energiespeicher sperrbar; dazu dienen Sperr¬ nasen 9.1, die Sperrnuten der Ritzelwellen 5 eingeführt, deren Bewe¬ gung sperren. Zum Aufheben der Sperre dient ein (Pedal-)Gestänge 9.2, mit dem die Sperrnase 9.1 aus der Sperrnut gehoben oder in diese eingesenkt werden kann. Um trotzdem ein Bewegen des Antriebs zu er¬ möglichen, sind diese Abtriebszahnräder 14 mit Freilaufen derart ausgerüstet, das ein Kraftschluß bei Krafteinleitung über die Welle 12 hergestellt, bei Umkehrung des Kraftflusses dieser Kraftschluß jedoch aufgehoben ist. Es versteht sich dabei von selbst, daß eine Verkettung dieser Sperrnasen 9.1 innerhalb der Energiespeicher- Gruppen möglich ist, um die einzelnen Energiespeicher einer Gruppen nacheinander entspannen zu können, wobei die Gruppen sowohl parallel
als auch hintereinander geschaltet sein können.In order to be able to relax the energy stores one after the other, the individual drives of the energy stores can be blocked; for this purpose locking lugs 9.1, the locking grooves of the pinion shafts 5 are inserted, the movement of which locks. A (pedal) linkage 9.2 is used to lift the lock, with which the locking lug 9.1 can be lifted out of the locking groove or lowered into it. In order nevertheless to make it possible to move the drive, these output gearwheels 14 are equipped with freewheeling in such a way that a force connection is established when force is applied via the shaft 12, but this force connection is canceled when the force flow is reversed. It goes without saying that it is possible to chain these locking tabs 9.1 within the energy storage groups in order to be able to relax the individual energy stores in a group one after the other, the groups being both parallel can also be connected in series.
Die Einzelheiten des Feder-Einsatzes 15 zeigen die Figuren 2, wobei in Fig. 2a ein Federeinsatz 15 mit Preß-Kopf 19.1 und in Fig. 2b ein Federeinsatz 15 Zug-Kopf 19.2 dargestellt sind. In dem Führungszylin¬ der 1 ist die Schraubenfeder 10 konzentrisch angeordnet, deren Ende an dem Feder-Einsatz 15 anliegt; dazu ist er mit einem Stützteller 16 mit einem die Wendel der Schraubenfeder aufnehmenden Ansatz 16.1 ver¬ sehen, gegen die die Schraubenfeder 10 mit einer ihrer Spannung ent¬ sprechenden Kraft drückt. Diese Kraft überträgt sich über das Axial- Lager 17.1 auf die Endscheibe 17 und damit auf die Radial-Finger 18, die mit ihren Wälzkörpern 18.1 in die Gewinderillen 8 des Führungs¬ zylinders 1 eingreifen und die - infolge der durch die Federkraft bedingten axialen Bewegung des Feder-Einsatzes 15 - der Gewindelinie folgend eine rotierende Bewegung ausführen. Das Ende der Welle 12 bildet einen Spannkopf 19, an das ein zum Spannen der Schraubenfeder 10 notwendiges Werkzeug 33 (Fig. 4, 8) angesetzt werden kann.The details of the spring insert 15 are shown in FIG. 2, a spring insert 15 with a press head 19.1 being shown in FIG. 2a and a spring insert 15 pulling head 19.2 being shown in FIG. 2b. The helical spring 10 is arranged concentrically in the guide cylinder 1, the end of which rests on the spring insert 15; for this purpose it is provided with a support plate 16 with a shoulder 16.1 receiving the helix of the helical spring, against which the helical spring 10 presses with a force corresponding to its tension. This force is transmitted via the axial bearing 17.1 to the end plate 17 and thus to the radial fingers 18, which engage with their rolling elements 18.1 in the thread grooves 8 of the guide cylinder 1 and which - as a result of the axial movement of the Spring insert 15 - perform a rotating movement following the thread line. The end of the shaft 12 forms a clamping head 19 to which a tool 33 (FIGS. 4, 8) required for tensioning the coil spring 10 can be attached.
Diese rotierende Bewegung wird auf die Welle 12 übertragen. Die aus dem Führungszylinder 1 stirnseitig austretende Welle 12, die von der Wellenverlängerung 12.1 - s. Fig. 1 - geführt ist, treibt nun ihrer¬ seits das mit ihr verbundene Zahnrad 14 an, das mit dem Zahnritzel 5 kämmt. Bei der axialen Bewegung von Feder-Einsatz 15 mit Welle 12 bewegt sich auch dieses Zahnrad 14 in gleichem Maße; daher ist dieses Zahnritzel 15 als Zahn-Welle so lang, wie es der Bewegungs-Spielraum der Schraubenfeder 10 erfordert. Die Gewinderillen 8 sind so ausge¬ bildet, daß die eine Flanke 9.1 steil und die andere Flanke 9.2 flach gehalten sind. Diese unsymmetrische Ausbildung dient dazu, ein Span¬ nen ohne Drehung zu ermöglichen. Dazu sind die in die Gewinderillen 8 eingreifenden Wälzkörper 18.1 radial verlagerbar oder gegenüber dem Radius verschwenkbar.Bei einem durch äußere Kräfte bewirkten Spannen der Schraubenfeder 10 können die Radial-Finger 18 zum Aufheben eines Kraftschlusses ausweichen, wobei dieses Ausweichen durch die flachen Flanken 9.2 der Gewinderillen 8 begünstigt wird. In Gegenrichtung liegen die Wälzkörper 18.1 unter der von der Schraubenfeder 10 aus¬ geübten Kraft an den steilen Flanken 9.1 der Gewinderillen 8 etwa formschlüssig an, so daß in dieser Bewegungsrichtung Kraftschluß
besteht und die durch die Federkraft bedingte axiale Ausdehnung der Schraubenfeder 10 in Rotationsbewegung umsetzbar ist. Die radiale Verlagerung erfolgt dabei zweckmäßig mittels eines elastischen Pol¬ sters; zum Verschwenken sind Schwenklager 18.2 vorgesehen, mit denen die Radial-Finger 18 an die Endscheibe angelenkt sind.This rotating movement is transmitted to the shaft 12. The shaft 12 emerging from the end of the guide cylinder 1, which from the shaft extension 12.1 - s. 1 - is now driving the gear 14 connected to it, which meshes with the pinion 5. With the axial movement of the spring insert 15 with the shaft 12, this gear 14 also moves to the same extent; therefore, this pinion 15 as a toothed shaft is as long as the range of motion of the coil spring 10 requires. The thread grooves 8 are formed such that one flank 9.1 is steep and the other flank 9.2 is kept flat. This asymmetrical design serves to enable clamping without rotation. For this purpose, the rolling elements 18.1 engaging in the thread grooves 8 are radially displaceable or pivotable with respect to the radius. When the helical spring 10 is tensioned by external forces, the radial fingers 18 can deflect in order to cancel a non-positive connection, this evasion by the flat flanks 9.2 of the thread grooves 8 is favored. In the opposite direction, the rolling elements 18.1 bear approximately positively on the steep flanks 9.1 of the thread grooves 8 under the force exerted by the helical spring 10, so that frictional engagement in this direction of movement exists and the axial expansion of the coil spring 10 due to the spring force can be implemented in a rotational movement. The radial displacement is expediently carried out by means of an elastic cushion; for pivoting pivot bearings 18.2 are provided with which the radial fingers 18 are articulated on the end plate.
Die Figuren 3 und 4 zeigen den Antrieb mit Energiespeicher nach Fig. 1 mit einem Antriebsgetriebe 20. Die von der Welle 12 abgegebene Ro¬ tationsbewegung wird auf das Schwungrad 7 übertragen und von da aus über eine Welle 21 auf ein Reibrad 22, das mit einem Reib-Kegel 25 zusammenwirkt, wobei eines oder beide zum Verbessern der Reibung mit entsprechenden Haftüberzügen versehen oder aus entsprechenden, haf¬ tenden Materialien hergestellt sind. Über die Kegelrad-Halterung 23 kann mittels eines Verstellmechanismus 24 die Position des Reib-Ke¬ gels gegenüber dem Reibrad verstellt und somit das Übersetzungs¬ verhältnis und damit die Abtriebsdrehzahl verändert werden. Dabei wird dieser Verstellmechanismus 24 von einem Pedalzug 24.1 bedient; die Rückstellung erfolgt über die Rückstellfeder 24.2. In der Dar¬ stellung Fig. 3 ist die Übersetzung auf maximale, in Fig. 4 auf mi¬ nimalen Wert eingestellt; damit ergeben sich in dem Beispiel Dreh¬ zahlen zwischen 3 und 30 UpM. Wird der Reib-Kegel 25 von minimaler Übersetzung (Fig. 4) noch weiter in Richtung geringere Übersetzung verschoben, kommt er außer Eingriff, der Kraftweg ist unterbrochen.FIGS. 3 and 4 show the drive with the energy store according to FIG. 1 with a drive gear 20. The rotary movement emitted by the shaft 12 is transmitted to the flywheel 7 and from there via a shaft 21 to a friction wheel 22 which is connected to a Friction cone 25 interacts, one or both of which are provided with appropriate adhesive coatings to improve the friction or are made of appropriate adhesive materials. Via the bevel gear holder 23, the position of the friction cone relative to the friction wheel can be adjusted by means of an adjusting mechanism 24, and thus the transmission ratio and thus the output speed can be changed. This adjustment mechanism 24 is operated by a pedal pull 24.1; the reset takes place via the return spring 24.2. 3, the transmission ratio is set to the maximum value, and in FIG. 4 to the minimum value; This results in speeds between 3 and 30 rpm in the example. If the friction cone 25 is shifted further from the minimal gear ratio (FIG. 4) in the direction of the lower gear ratio, it disengages and the force path is interrupted.
Fig. 5 zeigt die Anwendung von 4 Energiespeichern in zwei Paaren, wo¬ bei die Energiespeicher, mit ihren mit den Wellen 12 (es sind jeweils nur die Bezugszeichen für einen Energiespeicher eingetragen) verbun¬ denen Abtriebszahnrädern 14, rotationssymmetrisch um die jeweilige Ritzelwellen 5 angeordnet sind, deren Schwungscheiben 7 mit Zahnkrän¬ zen versehen sind, die mit dem Übertragungszahnrad 21.1 der Getriebe- Welle 21 kämmen und so die Kraftweg-Verbindung beiden Gruppen von Energiespeicher herstellen. Es versteht sich dabei von selbst, daß weiterer Energiespeicher zugefügt werden können, die nacheinander auf den Antrieb wirken, wobei auch eine Parallel-Schaltung von Gruppen von Energiespeichern denkbar ist.5 shows the use of 4 energy stores in two pairs, the energy stores with their output gearwheels 14 connected to the shafts 12 (only the reference numbers for an energy store are entered), arranged rotationally symmetrically around the respective pinion shafts 5 are, the flywheels 7 are provided with sprockets, which mesh with the transmission gear 21.1 of the gear shaft 21 and thus establish the force path connection between two groups of energy storage. It goes without saying that further energy stores can be added which act on the drive one after the other, wherein a parallel connection of groups of energy stores is also conceivable.
Die Figur 6 zeigt eine Anwendung des Energiespeichers als Antrieb für ein Rad 28 eines Kraftfahrzeugs in perspektivischem Schema. Von den
Führungszylindern 1 ist in der Darstellung nur einer noch gespannt, sein mit der Welle 12 verbundenes Zahnrad 14 ist nahe seiner Stirn¬ latte; die anderen Führungszylinder 1 sind entspannt, ihre Wellen 12 sind ausgefahren, ihre Zahnräder 14 liegen nahe dem Getriebe 20. Die Welle 21 des Getriebes ist mit dem Reibrad 22 verbunden, von ihr wird auch der Antrieb des Generators 29 abgezweigt. Der von dem Reibrad 22 angetriebene Reib-Kegel 26 treibt -in vorbeschriebener Weise- über den Zahnteller 26 die Antriebswalze 27 und damit das Rad 28.FIG. 6 shows an application of the energy store as a drive for a wheel 28 of a motor vehicle in a perspective diagram. Of the Only one of the guide cylinders 1 is still tensioned in the illustration; its gearwheel 14 connected to the shaft 12 is close to its end plate; the other guide cylinders 1 are relaxed, their shafts 12 are extended, their gears 14 are close to the transmission 20. The shaft 21 of the transmission is connected to the friction wheel 22, from which the drive of the generator 29 is also branched off. The friction cone 26, which is driven by the friction wheel 22, drives the drive roller 27 and thus the wheel 28 in the manner described above via the toothed plate 26.
Die Figuren 7 und 8 zeigen ein Anwendungsbeispiel in Verbindung mit einem Kraftfahrzeug 30. Die (relativ) langen Führungszylinder 1 der Energiespeicher mit dem Getriebe 20 sind in Längsrichtung des Fahr¬ zeugs angeordnet. Dies erlaubt einen für eine ausreichende Betriebs¬ zeit hinreichenden langen Hub der Schraubenfedern, zumal bei der Län¬ ge der gesamten Vorrichtung die dem Hubweg entsprechende Länge der Ritzelwelle 5 zu berücksichtigen ist. Das Spannen der Schraubenfeder und damit das Aufladen des Energiespeichers erfolgt zweckmäßig vom Fahrzeug-Heck 31 aus, wobei die (angedeuteten) Spannwerkzeuge 33 durch die Löcher 2.1 im Boden 2 des Führungszylinders 1 (Fig. 1, 2) eingeführt und an den Spannkopf 12.2 der Welle 12 gekoppelt werden. Eine höheneinstellbar Hydraulik 32 drückt (oder aber zieht) das Werk¬ zeug 33 und spannt somit die Schraubenfeder 10 im Inneren der Füh¬ rungszylinder 1.FIGS. 7 and 8 show an application example in connection with a motor vehicle 30. The (relatively) long guide cylinders 1 of the energy stores with the transmission 20 are arranged in the longitudinal direction of the vehicle. This allows a long stroke of the helical springs sufficient for a sufficient operating time, especially since the length of the pinion shaft 5 corresponding to the stroke distance has to be taken into account in the length of the entire device. The tensioning of the coil spring and thus the charging of the energy store is expediently carried out from the rear of the vehicle 31, the (indicated) tensioning tools 33 being inserted through the holes 2.1 in the bottom 2 of the guide cylinder 1 (FIGS. 1, 2) and attached to the tensioning head 12.2 Wave 12 are coupled. A height-adjustable hydraulic system 32 presses (or pulls) the tool 33 and thus tensions the coil spring 10 in the interior of the guide cylinder 1.
Es versteht sich dabei von selbst, daß das Fahrzeug 30 während des Spannens gestützt wird, zumal die Bremsen des Fahrzeugs diesen Kräfte kaum Stand halten würden; dieses Abstützen erfolgt über die endstän¬ digen Platten 2 (Fig. 2a, 2b) der Führungszylinder 1, so daß das Kraftfahrzeug entlastet ist.It goes without saying that the vehicle 30 is supported during tensioning, especially since the brakes of the vehicle would hardly withstand these forces; this support takes place via the end plates 2 (FIGS. 2a, 2b) of the guide cylinder 1, so that the motor vehicle is relieved.
Die Figuren 9 und 10 zeigen die zweite Ausführungsform, bei der umlau¬ fende Endlos-Triebe (42) als Antriebszüge mit Zahn-Riemen oder Kette vorgesehen sind. Diese Endlos-Triebe (42) sind an den äußeren Enden der durch die Schlitze (1.1) aus dem Führungszylinder (1) heraufge¬ führten Radial-Arme (41) befestigt.FIGS. 9 and 10 show the second embodiment, in which circumferential endless drives (42) are provided as drive trains with toothed belts or chains. These endless drives (42) are attached to the outer ends of the radial arms (41) which are brought up through the slots (1.1) from the guide cylinder (1).
Die Schraubenfeder (10) ist hier als Zugfeder ausgebildet, auf deren freies Ende eine diese aufnehmende Kappe (40), die den Federeinsatz
bildet, aufgesetzt ist, und die mit den radial abstehenden Armen (41) versehen ist, die durch diese achsparallen Schlitze (1.1) greifen. An diesem radial abstehenden Armen (41) ist außen jeweils ein Turm des Endlos-Triebes (42) befestigt, die, über Umlenkrollen (43) geführt, in einer Schlaufe über die Abtriebsrollen (44) laufen. Während die auf einer Achse (43.1) gelagerten Umlenkrollen (43) in beiden Dreh¬ sinnen frei laufen, sind die Abtriebsrollen (44) so auf der Abtriebs¬ welle (45) gelagert, daß sie im Drehsinn des Abtriebes gesperrt sind, während sie im entgegengesetzten Drehsinn frei laufen.The helical spring (10) is designed here as a tension spring, on the free end of which a cap (40) which receives the spring insert forms, is placed, and which is provided with the radially projecting arms (41) which engage through these axially parallel slots (1.1). A tower of the endless drive (42) is attached to the outside of this radially projecting arm (41) and, guided over deflection rollers (43), runs in a loop over the driven rollers (44). While the deflection rollers (43) mounted on an axle (43.1) run freely in both directions of rotation, the output rollers (44) are mounted on the output shaft (45) in such a way that they are locked in the direction of rotation of the output while they are locked in opposite direction of rotation run freely.
Die Abtriebswelle (45) wirkt - sofern nicht ein direkter Antrieb vor¬ gesehen ist - auf das die Antriebsenergie übernehmende Getriebe, wo¬ bei Vorgelege-Zahnräder (46) die Drehzahl in einen für den Eingang des Antriebs geeigneten Bereich bringen. Diese Vorgelege-Zahnräder (46) sind dabei so eingerichtet, daß sie auch korrespondierende Ab¬ triebswellen (44) zwangs-synchronisieren.Unless a direct drive is provided, the output shaft (45) acts on the transmission which takes over the drive energy, whereas in the case of countershaft gears (46) bring the speed into a range suitable for the input of the drive. These countershaft gears (46) are set up so that they also force-synchronize corresponding output shafts (44).
Es versteht sich von selbst, daß diese Zwangs-Synchronisierung auch mit gesonderten, auf den Abtriebswellen (45) angeordneten, miteinan¬ der kämmenden Zahnrädern (47) bewirkt werden kann. Zum Spannen der Zugfeder (10) ist die Kappe (40) des Feder-Einsatzes mit einer Zugöse (40.1) versehen, an der das das Spannen bewirkende Zugmittel ange¬ setzt wird, daß durch die Öffnung (2.1) im Boden (2) des Führungs¬ zylinders (1) eingeführt werden kann. Als Ausgang ist eine der beiden Abtriebswellen (45) vorgesehen, die als Ausgangswelle (48) heraufge¬ führt ist. Um gewisse Energie-Reserven verfügbar zu haben, sind auf dieser Ausgangswelle (48) Schwungscheiben (49) angeordnet, die zu- und ausrückbar sind, so daß durch die Art des Entspannens unter¬ schiedlich gespannter Federn bedingte Ungleich äßigkeiten der Ener¬ gieabgabe ausgeglichen werden können.It goes without saying that this forced synchronization can also be effected with separate meshing gears (47) arranged on the output shafts (45). To tension the tension spring (10), the cap (40) of the spring insert is provided with a towing eye (40.1) to which the tensioning means causing the tensioning is applied, that through the opening (2.1) in the bottom (2) of the Guide cylinder (1) can be inserted. One of the two output shafts (45) is provided as the output and is brought up as the output shaft (48). In order to have certain energy reserves available, flywheels (49) are arranged on this output shaft (48), which can be engaged and disengaged, so that unevenness in the energy output caused by the type of relaxation of springs under different tension are compensated for can.
Um hier bei einer Vielzahl parallel angeordneter Führungszylinder in Art einer "Hintereinanderschaltung" die in den einzelnen Führungs¬ zylindern gespeicherte Energie nacheinander entnehmen zu können, ist eine Sperreinrichtung vorgesehen, die von zwei über ein Zugglied (51) verbundene Auslösehebel (52, 53) gebildet ist. Bei gespannter Schrau¬ benfeder (10) eines Führungszylinders (1) ist der untere Auslösehebel
(53) nicht aktiv, der Freilauf des zugeordneten Abtriebsrades (44) ist auf beidsinnigen Freilauf geschaltet. Nach Entspannen der vom vorher angeordneten Führungszylinder zugeordneten Schraubenfeder (10) wird deren oberer Auslösehebel aktiv, der den unteren Auslösehebel (53) des folgenden Führungszylinders (10) nunmehr aktiviert, so daß dessen zugeordneter Freilauf des Abtriebrades (44) nunmehr in Ab¬ triebsrichtung gesperrt ist und Kraft auf die Abtriebswelle (45) übertragen kann. Da nunmehr ein Krafteintrag über das Abtriebsrad des vorgehenden Führungszylinders entfällt, genügen die einsinnigen Frei¬ läufe, mit denen die einzelnen Abtriebsräder (44) auf der Abtriebs- welle (45) angeordnet sind, um ein Mitlaufen des dem jeweiligen Ab¬ triebsrades zugeordneten Endlos-Zuges zu unterdrücken.
In order to be able to take the energy stored in the individual guide cylinders one after the other in the case of a plurality of guide cylinders arranged in parallel in the manner of a “series connection”, a locking device is provided, which is formed by two release levers (52, 53) connected via a tension member (51) is. When the helical spring (10) of a guide cylinder (1) is tensioned, the lower release lever is (53) not active, the freewheel of the assigned driven gear (44) is switched to freewheeling in both directions. After the helical spring (10) assigned by the previously arranged guide cylinder has been released, its upper release lever becomes active, which now activates the lower release lever (53) of the following guide cylinder (10), so that its associated freewheeling of the driven wheel (44) is now blocked in the drive direction is and can transmit power to the output shaft (45). Since there is now no force input via the driven wheel of the preceding guide cylinder, the one-way freewheels with which the individual driven wheels (44) are arranged on the driven shaft (45) are sufficient to allow the endless drive assigned to the respective driven wheel to run along. Suppress train.
Claims
01. Vorrichtung zur Speicherung von Energie insbesondere zum Einsatz bei Antrieben, wie Fahrzeugantrieben, mit minde¬ stens einer in einem Führungszylinder angeordneten Schrau¬ benfeder als Energiespeicher und einem Ausgangsgetriebe, wobei die Schraubenfeder mit dem einen Ende gegen den Füh¬ rungszylinder abgestützt ist und an ihrem anderen Ende ei¬ nen Feder-Einsatz aufweist, wobei der Feder-Einsatz mit ei¬ nem Abtriebs-Getriebe zusammenwirkt, dadurch gekennzeich¬ net, daß die innere Wandung des Führungszylinders (1) ge¬ windeartige Rillen (8) und der Feder-Einsatz (11) minde¬ stens zwei radial abstehende Radial-Finger (18) aufweisen, die zumindest während des Entspannens der Schraubenfeder (10) in die Rillen (8) des Führungszylinders eingreifend in Rotationsbewegung geführt werden, wodurch die Linearbewe¬ gung der durch zugeführte, in Form elastischer Verformung gespeicherter Energie gespannte Schraubenfeder (10) bei deren Entspannen in rotierende Bewegung umgesetzt wird, die über den Abtrieb und das Abtriebsgetriebe als Antriebs¬ energie auf den Ausgang übertragbar ist. 01. Device for storing energy, in particular for use in drives, such as vehicle drives, with at least one helical spring arranged in a guide cylinder as an energy store and an output gear, the helical spring being supported at one end against the guide cylinder and on has at its other end a spring insert, the spring insert cooperating with an output gear, characterized in that the inner wall of the guide cylinder (1) has thread-like grooves (8) and the spring Insert (11) have at least two radially protruding radial fingers (18) which, at least while the helical spring (10) is being released, are guided in rotational movement so as to engage in the grooves (8) of the guide cylinder, as a result of which the linear movement of the guide fingers , in the form of elastic deformation stored energy tensioned coil spring (10) converted into a rotating movement when relaxed is, which can be transferred as drive energy to the output via the output and the output gear.
02. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gewindeartigen Rillen (8) auf der inneren Wandung des Führungszylinders (1) ein Mehrfachgewinde bilden, wobei die Anzahl der voneinander unabhängigen Gänge der Anzahl der Wälzkδrper oder einem ganzzahligen Bruchteil davon ent¬ spricht. 02. Apparatus according to claim 1, characterized in that the thread-like grooves (8) on the inner wall of the guide cylinder (1) form a multiple thread, the number of mutually independent gears corresponding to the number of rolling elements or an integer fraction thereof.
03. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der gewindeartigen Rillen (8) unsymme¬ trisch ist, derart, daß ihre Flanken (9.1, 9.2) in Richtung "Spannen" der Schraubenfeder (10) flacher auslaufen, als in Richtung "Entspannen", wobei die in die Rillen (8) eingrei¬ fenden Radial-Finger (18) in Entspannungsrichtung kraft¬ schlüssig an der korrespondierenden Flanke anliegen.03. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the cross section of the thread-like grooves (8) is asymmetrical, such that their flanks (9.1, 9.2) in the direction of "tensioning" of the coil spring (10) run flat than in the "relax" direction, the radial fingers (18) engaging in the grooves (8) resting in a force-fitting manner on the corresponding flank in the relaxation direction.
04. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeich¬ net, daß der Führungszylinder (1) drehbar und die Schrau¬ benfeder (10) sowie der mit ihrem freien Ende zusammenwir¬ kende Feder-Einsatz (11) gestellfest gelagert sind, wobei der mit einem Zahnkranz versehene Führungszylinder (1) mit dem Antriebsgetriebe (20) in Wirkverbindung steht.04. Apparatus according to claim 1, 2 or 3, characterized gekennzeich¬ net that the guide cylinder (1) rotatable and the helical spring (10) and with its free end cooperating spring insert (11) are fixed to the frame, the guide cylinder (1) provided with a ring gear being in operative connection with the drive gear (20).
05. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeich¬ net, daß der mit dem freien Ende der Schraubenfeder (10) zusammenwirkende Feder-Einsatz (11) drehbar und Führungszy¬ linder (1) sowie Schraubenfeder (10) gestellfest gelagert sind, wobei der Feder-Einsatz (11) über eine die Schrauben¬ feder (10) durchsetzende, aus dem Führungszylinder (1) her¬ aus geführte, mit Zahnrad (14) versehene Welle (12) mit dem Antriebsgetriebe (20) in Wirkverbindung steht.05. Apparatus according to claim 1, 2 or 3, characterized gekennzeich¬ net that the spring insert (11) cooperating with the free end of the coil spring (11) is rotatable and guide cylinder (1) and coil spring (10) are fixed to the frame The spring insert (11) is operatively connected to the drive gear (20) via a shaft (12) passing through the helical spring (10) and coming out of the guide cylinder (1) and provided with a gear (14) .
06. Vorrichtung nach Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet, daß der Feder-Einsatz (11) einen gegen das freie Ende der Schraubenfeder (10) abgestützten, drehbar auf der Welle (12) gelagerten Stützteller (16) aufweist, der vorzugsweise mit einem in die Schraubenwendel einführbaren Ansatz (16.1) versehen ist, wobei die Welle (12) mit dem radial abstehen- den, mit den Rillen (8) zusammenwirkenden Radial-Fingern (18) versehen ist.06. Apparatus according to claim 5, characterized in that the spring insert (11) has a support plate (16) which is supported against the free end of the helical spring (10) and is rotatably mounted on the shaft (12) and which preferably has one in the Helical insert (16.1) is provided, the shaft (12) with the radially projecting the radial fingers (18) cooperating with the grooves (8) is provided.
07. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das fingerseitige Ende der Welle (12) eine mit ihr verbun¬ dene, mit den Radial-Fingern (18) zusammenwirkende End¬ scheibe (17) aufweist.07. Apparatus according to claim 6, characterized in that the finger-side end of the shaft (12) has an end disc (17) connected to it and cooperating with the radial fingers (18).
08. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Stützteller (16) und der Endscheibe (17) rei- bungsmindernde Mittel vorgesehen sind, die vorzugsweise als Gleitscheibe oder axiale Wälzkörperlager (17.1) ausgebildet sind.08. Apparatus according to claim 7, characterized in that between the support plate (16) and the end plate (17) friction-reducing means are provided, which are preferably designed as a sliding disc or axial roller bearing (17.1).
09. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Radial-Finger (18) oder zumindest deren an ihren äusseren Enden vorgesehenen Wälzkörper (18.1) radial ver¬ lagerbar sind, derart, daß beim Spannen der Schraubenfeder (10) der Eingriff der Wälzkörper (18.1) in die gewindearti¬ gen Rillen (8) aufgehoben und bei deren Entspannen herge¬ stellt ist.09. Apparatus according to claim 7 or 8, characterized in that the radial fingers (18) or at least their rolling elements (18.1) provided at their outer ends are radially displaceable, such that when the helical spring (10) is tensioned, the engagement the rolling element (18.1) is lifted into the thread-like grooves (8) and is produced when they are relaxed.
10. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Radial-Finger (18) gegenüber dem Radius verschweπk- bar an die Endscheibe (17) angelenkt sind, wobei die Gelen¬ ke (18.2) vorzugsweise mit Federn versehen sind, die die Radial-Finger (18) in ihre Ursprungslage zurückdrücken, derart, daß beim Spannen der Schraubenfeder (10) der Ein¬ griff der Wälzkörper (18.1) in die gewindeartigen Rillen (8) aufgehoben und bei deren Entspannen hergestellt ist.10. Apparatus according to claim 7 or 8, characterized in that the radial fingers (18) are articulated with respect to the radius so that they can be pivoted to the end plate (17), the joints (18.2) preferably being provided with springs which press the radial fingers (18) back into their original position in such a way that when the helical spring (10) is tensioned, the engagement of the rolling elements (18.1) in the thread-like grooves (8) is released and is released when they are relaxed.
11. Vorrichtung nac Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeich¬ net, daß das mit den Rillen (8) zusammenwirkende Ende des Radial-Fingers (18) mit im wesentlichen formschlüssig in die Rille (8) einführbaren, vorzugsweise als Kugel ausge¬ bildeten Wälzkörper (18) versehen ist. 11. The device according to claim 9 or 10, characterized in that the end of the radial finger (18) which cooperates with the grooves (8) can be inserted with substantially form-fitting rolling elements, preferably in the form of a ball, in the groove (8) (18) is provided.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel des Wälzkörpers (18.1) in einem Kugelbett gela¬ gert ist.12. The apparatus according to claim 11, characterized in that the ball of the rolling body (18.1) is gela¬ gert in a ball bed.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Welle (11) durch die Endscheibe (17) geführt ist und ihr freies Ende als mit einem Spann-Werk¬ zeug zusammenwirkender Spannkopf (19) ausgebildet ist.13. Device according to one of claims 6 to 12, characterized ge indicates that the shaft (11) is guided through the end plate (17) and its free end is designed as a clamping head (19) interacting with a clamping tool.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannkopf als Druckkopf (19.1) ausgebildet ist.14. The apparatus according to claim 13, characterized in that the clamping head is designed as a print head (19.1).
15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannkopf als Zugkopf (19.2) ausgebildet ist.15. The apparatus according to claim 13, characterized in that the clamping head is designed as a pulling head (19.2).
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 15, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Radial-Finder (18) rotationssymme¬ trisch verteilt angeordnet sind.16. The device according to one of claims 6 to 15, characterized ge indicates that the radial finder (18) are arranged rotationally symmetrically distributed.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß zur Abnahme der Rotationsbewegung vom Feder-Einsatz (11) ein Zahnrad (14) vorgesehen ist, das mit einem Zahnritzel (5) kämmt, dessen Länge mindestens dem Hub der Schraubenfeder (10) entspricht, wobei die dem Energie¬ speicher entnommene Antriebsenergie an dem Zahnritzel (5) abnehmbar ist.17. The device according to one of claims 1 to 16, characterized ge indicates that to decrease the rotational movement of the spring insert (11) a gear (14) is provided which meshes with a pinion (5), the length of which is at least the stroke corresponds to the coil spring (10), the drive energy taken from the energy store on the pinion (5) being removable.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Energiespeicher mit Führungszylinder (1) und Feder-Einsatz (11) vorgesehen sind, wobei das Zahnrit¬ zel (5) zentral zwischen diesen Energiespeichern angeordnet ist.18. The apparatus according to claim 17, characterized in that at least two energy stores with guide cylinder (1) and spring insert (11) are provided, the Zahnrit¬ zel (5) being arranged centrally between these energy stores.
19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeich¬ net, daß Sperrmittel (9) vorgesehen sind, mit denen die Energieentnahme jedes der Energiespeicher sperr- und frei¬ gebbar ist, wobei die abtreibenden Zahnräder (14) mit Frei- laufen derart versehen sind, daß bei Kraftfluß von Welle (12) zum Zahnrad (14) Kraftschluß besteht, während eine Um¬ kehrung des Kraftflusses den Kraftschluß aufhebt.19. The apparatus of claim 17 or 18, characterized gekennzeich¬ net that locking means (9) are provided with which the energy consumption of each of the energy storage can be locked and released, the abortive gears (14) with free are provided in such a way that when the force flows from the shaft (12) to the gear wheel (14) there is a force fit, while a reversal of the force flow eliminates the force fit.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß als Sperrmittel eine Sperrnut in der Welle und eine in die einführbaren Sperrnasen (9.1) vorgesehen sind, die mittels einer Hebelvorrichtung (9.2), vorzugsweise eines Winkel¬ hebels, verschwenkbar sind.20. The apparatus according to claim 19, characterized in that a locking groove in the shaft and in the insertable locking lugs (9.1) are provided as locking means, which are pivotable by means of a lever device (9.2), preferably a Winkel¬ lever.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelhebel (9.2) mehrerer Energiespeicher derart mit¬ einander verkettet sind, daß eine sukzessive Energieabnahme möglich ist.21. The apparatus according to claim 20, characterized in that the angle levers (9.2) of a plurality of energy stores are chained together in such a way that a gradual decrease in energy is possible.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß als Mittel zum Umsetzen der Linearbewe¬ gung in Rotationsbewegung das freie Ende der Schraubenfeder (10) einen Feder-Einsatz (40) aufweist, der mit mindestens zwei radial abstehenden Fingern (41) versehen ist, und daß für jeder der Finger ein über eine freilaufende Umlenkrolle (43) und eine auf der Abtriebsachse (45) angeordnete Ab¬ triebsrolle (44), die in Abtriebsrichtung sperrend und in Gegenrichtung frei laufend gelagert ist, geführten Endlos- Trieb (42) mit Zahnriemen, Kette o.dgl. vorgesehen ist.22. Device according to one of claims 1 to 21, characterized in that the free end of the helical spring (10) has a spring insert (40) with at least two radially projecting as a means for implementing the linear movement in rotational movement Fingers (41) is provided, and that for each of the fingers a driven idler pulley (43) and a driven pulley (44) arranged on the driven axis (45), which is locked in the driven direction and freely running in the opposite direction, are guided Endless drive (42) with toothed belt, chain or the like. is provided.
23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die radial abstehenden Finger (41) durch in der Wandung des Führungszylinders (1) vorgesehene achsparallele Schlitze (1.1) nach außen geführt sind, und der Endlos-Trieb (42) ausserhalb der Führungszylinder (1) angeordnet sind.23. The device according to claim 22, characterized in that the radially projecting fingers (41) through the axially parallel slots (1.1) provided in the wall of the guide cylinder (1) are guided to the outside, and the endless drive (42) outside the guide cylinder ( 1) are arranged.
24. Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeich¬ net, daß bei mehreren radial abstehenden Fingern (41) für jeden Finger (41)eine Abtriebswelle (45)vorgesehen ist, die an einem Ende mit Synchronisationsmitteln, insbesondere mit kämmenden Synchronisations-Zahnrädern (47) versehen sind. 24. The device according to claim 22 or 23, characterized gekennzeich¬ net that with a plurality of radially projecting fingers (41) for each finger (41) an output shaft (45) is provided, which at one end with synchronization means, in particular with meshing synchronization gears (47) are provided.
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß mindestens zwei Energiespeicher mit Füh¬ rungszylinder (1), Schraubenfeder (10) und Feder-Einsatz (40) vorgesehen sind, wobei die Führungszylinder (1) in Reihe derart angeordnet sind, daß die zu den Abtriebswellen (45) korrespondierenden Endlos-Triebe (42) mit der jeweili¬ gen Abtriebswelle fluchten.25. Device according to one of claims 22 to 24, characterized ge indicates that at least two energy stores with Füh¬ approximately cylinder (1), coil spring (10) and spring insert (40) are provided, the guide cylinder (1) in series are arranged in such a way that the endless drives (42) corresponding to the output shafts (45) are aligned with the respective output shaft.
26. Vorrichtung nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeich¬ net, daß Sperrmittel (51, 52, 53) vorgesehen sind, mit denen die Energieentnahme jedes der Energiespeicher sperr- und freigebbar ist, wobei die Abtriebsräder (44) mit Frei¬ läufen derart versehen sind, daß bei Kraftfluß vom Endlos- Trieb (42) zum Zahnrad (44) Kraftschluß besteht, während eine Umkehrung des Kraftflusses den Kraftschluß aufhebt.26. The apparatus of claim 24 or 25, characterized gekennzeich¬ net that locking means (51, 52, 53) are provided with which the energy consumption of each of the energy storage can be locked and released, the driven wheels (44) with freewheels such are provided that in the case of power flow from the endless drive (42) to the gearwheel (44) there is force closure, while a reversal of the force flow cancels the force closure.
27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrmittel zumindest mit den Freilaufen der Abtriebs¬ räder (44) zusammenwirken, wobei vorzugsweise die Freigabe der Energieabgabe von einem der Führungszylinder (1), des¬ sen Schraubenfeder (10) entspannt ist, zum folgenden der Führungszylinder (10), dessen Schraubenfeder noch gespannt ist, weiter gegeben wird.27. The apparatus according to claim 26, characterized in that the locking means cooperate at least with the freewheels of the driven wheels (44), preferably releasing the energy output from one of the guide cylinders (1), its helical spring (10) being relaxed, to the following the guide cylinder (10), the coil spring of which is still under tension, is passed on.
28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß das Antriebsgetriebe (20) ein stufenlos verstellbares Kegelradgetriebe mit einem Reibrad (21) und einem Reib-Kegel (22) ist, wobei der Antrieb der Kegelrad- Verstellung (23) vorzugsweise vom Gaspedal (24) des mit einem mit Schraubenfedern versehenen Energiespeicher ange¬ triebenen Fahrzeugs (30) vornehmbar ist. 28. Device according to one of claims 1 to 27, characterized ge indicates that the drive gear (20) is a continuously variable bevel gear with a friction wheel (21) and a friction cone (22), the drive of the bevel gear adjustment ( 23) can preferably be carried out by the accelerator pedal (24) of the vehicle (30) driven by an energy store provided with helical springs.
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