DE19538977A1 - Flywheel drive device for stationary and mobile drive - Google Patents
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- B60K6/08—Prime-movers comprising combustion engines and mechanical or fluid energy storing means
- B60K6/10—Prime-movers comprising combustion engines and mechanical or fluid energy storing means by means of a chargeable mechanical accumulator, e.g. flywheel
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- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/62—Hybrid vehicles
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Schwungrad-Antriebseinrichtung für stationäre und mobile Antriebe, beispielsweise für Werkzeug- und Bearbeitungsmaschinen oder Fahrzeuge, deren Antriebsmaschine eine drehende Schwungmasse zur Energiespeicherung zugeordnet ist und diese mit dem Abtrieb, beispielsweise einer anzutreibenden Arbeitsmaschine, zusammenwirkt.The invention relates to a flywheel drive device for stationary and mobile drives, for example for tool and Processing machines or vehicles, their prime mover a rotating flywheel is assigned for energy storage and this with the output, for example one to be driven Working machine that interacts.
Bekannt sind Fahrantriebe für Kraftfahrzeuge (DE-OS 30 41 867; DE-OS 36 02 544; DE-OS 39 12 371), deren Antriebsaggregate als Brennkraftmaschine oder/und als Elektromotor ausgebildet sind und denen eine Schwungmasse in Form einer separaten Schwungscheibe oder einer integrierten Schwungmasse, z. B. im Läufer des Elektro motors direkt oder indirekt zugeordnet ist. Diese zu- und ab schaltbare Schwungmasse speichert u. a. Bremsenergie und dient bei derartigen KFZ-Antriebskonzeptionen der Bremsenergie- Rückgewinnung.Travel drives for motor vehicles are known (DE-OS 30 41 867; DE-OS 36 02 544; DE-OS 39 12 371), whose drive units as Internal combustion engine and / or are designed as an electric motor and which a flywheel in the form of a separate flywheel or an integrated flywheel, e.g. B. in the runner of the electric motors is directly or indirectly assigned. This to and from switchable flywheel saves u. a. Braking energy and serves in such vehicle drive concepts of braking energy Recovery.
Grundsätzlich laufen diese Schwungmassen vertikal, um über deren horizontale Drehachse eine direkte und richtungsgleiche Anbindung der Antriebsachse genannter Fahrantriebe zu sichern.Basically, these flywheels run vertically in order to over them horizontal axis of rotation a direct and directional connection to secure the drive axle of the named travel drives.
Desweiteren ist ein Schwungradantrieb für elektrisch angetriebene Fahrzeuge und Maschinen bekannt (DE-OS 30 24 960), dessen vertikal angeordnetes Schwungrad mit einer Unwucht versehen ist, wodurch in Abhängigkeit deren labiler oder stabiler Lage der antreibende Elektromotor zu- oder abschaltet. Genannter Motor wird somit in Abhängigkeit der Drehzahl des Schwungrades zu- oder abgeschaltet, d. h. nur zum Anheben der Unwucht in der Startphase wird elektrische Energie benötigt. Erreicht das Schwungrad die gewünschte konstante Geschwindigkeit, schaltet der Elektromotor ab und dreht kraftlos bzw. leer mit.Furthermore, a flywheel drive for electrically driven Vehicles and machines known (DE-OS 30 24 960), the vertically arranged flywheel is unbalanced, whereby depending on their unstable or stable position the driving electric motor on or off. Named engine is thus depending on the speed of the flywheel on or switched off, d. H. only for lifting the unbalance in the start phase electrical energy is required. The flywheel reaches the desired constant speed, the electric motor switches turns and turns without power or empty.
Schließlich sind horizontal laufende Schwungräder bzw. Schwung scheiben in Maschinen für stationäre Antriebe (DE-OS 32 28 906; DE-OS 41 28 225) zur Energiespeicherung, beispielsweise in Rotationsbrechern, bekannt. Hierbei ist die Schwungmasse als Scheibe direkt im horizontal laufenden Werkzeugträger fest ange ordnet.Finally, there are horizontally running flywheels disks in machines for stationary drives (DE-OS 32 28 906; DE-OS 41 28 225) for energy storage, for example in Rotational breakers, known. Here, the flywheel is as Disc is firmly attached directly in the horizontally running tool carrier arranges.
Im weiteren Anwendungsfall handelt es sich um ein Schwungrad, welches auf einer vertikalen Welle sitzt, mit der Antriebsein richtung lösbar gekoppelt ist und eine besondere magnetische Lagerung in einem konzentrischen Magnetring aufweist.In the further application it is a flywheel, which sits on a vertical shaft with the drive direction is detachably coupled and a special magnetic Has storage in a concentric magnetic ring.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Antriebseinrichtung für Antriebe stationärer und mobiler Ausführung mit Anordnung von drehender Schwungmasse zwischen Antriebsmaschine und Abtrieb, welche einen hohen Wirkungsgrad bei relativ niedriger/kleiner Antriebsleistung sichert und eine gleichmäßige und effektive Energieabgabe am Abtrieb gewährleistet. The object of the invention is to provide a drive device for drives of stationary and mobile design with arrangement of rotating flywheel mass between engine and output, which is high efficiency at relatively low / small Drive power ensures and an even and effective Energy output at the output guaranteed.
Realisiert wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Hauptanspru ches vorliegender Erfindung, während die Unteransprüche zweckmä ßige und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Anhand der mit Zeichnungen belegten Ausführungsbeispiele werden diese näher dargestellt.This task is accomplished by the features of the main claim ches the present invention, while the dependent claims Show ßige and advantageous embodiments of the invention. Using the exemplary embodiments documented with drawings these are shown in more detail.
Die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung sichert durch Horizon tallauf der drehenden Schwungmasse in Verbindung mit punktförmig angeordneter Unwucht an beiden Stirnseiten der Schwungscheibe eine hohe Abtriebsleistung. Ermöglicht wird dies durch den Hori zontallauf der Schwungmasse, welche durch den stets gleichen Erdmagnetismus, der in jeder Winkelstellung auf die der Schwung scheibe zugeordnete Unwucht in gleicher Größe wirkt, einen gleichmäßigen Rundlauf bei großer Speicherenergie sichert. Die bewußt gewählte Unwucht erhöht die Energieabgabe am Abtrieb wesentlich, da die Leistung der Antriebsmaschine sich mit der Schwungenergie der Schwungscheibe addiert und schließlich einen gleichförmigen schwingungsarmen Lauf der Schwungmasse sichert.The drive device according to the invention secures through Horizon on the rotating flywheel in connection with punctiform arranged imbalance on both ends of the flywheel a high output. This is made possible by the Hori Zontallauf the flywheel, which is always the same Earth's magnetism, in every angular position on the swing disc-assigned imbalance acts in the same size, one ensures uniform concentricity with large storage energy. The deliberately chosen imbalance increases the energy output at the output essential, since the power of the prime mover varies with the The flywheel's swing energy adds up and finally one uniform vibration-free running of the flywheel ensures.
Die Erfindung ist nachfolgend an Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei die Zeichnungen in vereinfachter Form folgendes darstellen:The invention is closer to exemplary embodiments below explained, the drawings in simplified form the following represent:
Fig. 1 zeigt eine Antriebsanordnung mit auf einer gemeinsamen vertikalen Triebwelle angeordnetem Elektromotor, Schwungrad und Generator. Fig. 1 shows a drive arrangement on a common vertical drive shaft disposed electric motor, flywheel and generator.
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht des Schwungrades gemäß Fig. 1. FIG. 2 shows a top view of the flywheel according to FIG. 1.
Fig. 3 zeigt die Anordnung einer horizontalen Schwungscheibe für einen Fahrantrieb. Fig. 3 shows the arrangement of a horizontal flywheel for a travel drive.
Fig. 4 zeigt die Antriebseinrichtung für ein Wasserfahrzeug unter Verwendung einer horizontalen Schwungscheibe. Fig. 4 shows the drive device for a watercraft using a horizontal flywheel.
Die in Fig. 1 dargestellte Antriebseinrichtung zeigt eine verti kal gelagerte Triebwelle 1 zur Aufnahme einer horizontal laufen den als Schwungscheibe ausgebildeten Schwungmasse 2. Unterhalb dieser Schwungmasse 2 ist die Triebwelle 1 dieses stationären Antriebes mit einer Antriebsmaschine 3 drehfest verbunden, welche hier als Elektromotor ausgebildet ist.The drive device shown in FIG. 1 shows a vertically mounted drive shaft 1 for receiving a horizontally running flywheel 2 designed as a flywheel. Below this centrifugal mass 2 , the drive shaft 1 of this stationary drive is rotatably connected to a drive machine 3 , which is designed here as an electric motor.
Auf der gegenüberliegenden Seite dieser Antriebsmaschine 3 ist die Triebwelle 1 mit einer die Rotationsenergie verbrauchenden Arbeitsmaschine 4, beispielsweise einem Generator zur Stromerzeu gung, drehfest verbunden.On the opposite side of this drive machine 3 , the drive shaft 1 is rotatably connected to a machine 4 that consumes the rotational energy, for example a generator for generating electricity.
Die Schwungmasse 2 wird in einem Gehäuse 5 über die Triebwelle 1 drehbar gelagert, wobei der exakte Horizontallauf auch bei hohen Drehzahlen durch eine stabile Trägerkonstruktion im Gehäuse 5 gesichert werden muß.The flywheel 2 is rotatably supported in a housing 5 via the drive shaft 1 , the exact horizontal running even at high speeds having to be ensured by a stable support structure in the housing 5 .
In Abhängigkeit der gewünschten und erforderlichen Drehzahl von Antriebsmaschine 3 und Arbeitsmaschine 4 kann zwischen diesen und der Triebwelle 1 wahlweise ein nicht dargestelltes Getriebe zur Unter- bzw. Übersetzung der Eingangs- oder auch Ausgangsdrehzahl für die Schwungmasse 2 eingesetzt werden.Depending on the desired and required speed of drive machine 3 and driven machine 4 , a gear (not shown ) can be used between these and the drive shaft 1 to under or translate the input or output speed for the flywheel 2 .
Zur Erzielung hoher Schwungenergie der Schwungmasse 2 wird die in Fig. 2 dargestellte horizontal laufende Schwungscheibe zusätzlich und zielgerichtet mit Unwucht 6 bildenden Gewichten bestückt, welche an mindestens einem Fixierpunkt 7 und an beiden Stirnsei ten 8 fest aber lösbar angeordnet sind.To achieve high kinetic energy of the flywheel mass 2 is fixedly but 8 arranged releasably in Fig. 2 horizontally running flywheel shown additionally and in a targeted equipped with imbalance 6 forming weights which th at at least one fixation point 7 and at both Stirnsei.
Um die axial und radial wirkenden Kräfte der rotierenden Schwung masse 2 stabil aufzunehmen, wird die Triebwelle 1 in speziellen Lagern 9 des Gehauses 5 geführt.In order to absorb the axially and radially acting forces of the rotating mass 2 stably, the drive shaft 1 is guided in special bearings 9 of the housing 5 .
Die als Schwungrad ausgebildete Schwungmasse 2 besitzt neben einer verstärkten Nabe 10a einen peripheren Ring 10b, welcher beide Stirnseiten 8 axial übergreift und dadurch als äußere Anlagefläche 11 für die Unwucht 6 dient sowie deren Fliehkräfte bei hohen Drehzahlen sicher abstützt.The formed as a flywheel flywheel 2 has only to the increased hub 10 a a peripheral ring 10 b, which both end faces 8 overlaps axially and thereby serves as an outer bearing surface 11 for the unbalance 6 and their centrifugal forces at high speeds safely supported.
Neben dieser radialen Sicherung der Unwucht 6 wird diese axial durch Verschraubung im Bereich des Fixierpunktes 7 gesichert.In addition to this radial securing of the unbalance 6 , this is secured axially by screwing in the area of the fixing point 7 .
Die an der Schwungmasse 2 angeordneten als Unwucht 6 dienenden Gewichte besitzen vorzugsweise gleiche Form, Größe und Volumina.The weights arranged on the flywheel 2 and serving as unbalance 6 preferably have the same shape, size and volume.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel zeigt Fig. 3 die prinzi pielle Gestaltung eines mobilen Antriebes in Form eines Fahran triebes, beispielsweise für Straßenfahrzeuge. Eine Antriebsma schine 12 in Form eines Verbrennungsmotors wirkt über eine Trenn kupplung 13 sowie ein Getriebe 14 auf eine Triebwelle 15 der Schwungmasse 16, die ebenfalls eine Unwucht 6 aufweist. Die als Schwungscheibe ausgebildete Schwungmasse 16 ist vereinfacht dargestellt und entspricht in ihrer Gestaltung der in Fig. 2 gezeigten Schwungmasse 2.According to a further embodiment, Fig. 3 shows the prinzi pielle design of a mobile drive in the form of a Fahran drive, for example for road vehicles. A Antriebsma machine 12 in the form of an internal combustion engine acts via a separating clutch 13 and a gear 14 on a drive shaft 15 of the flywheel 16 , which also has an unbalance 6 . The flywheel 16 designed as a flywheel is shown in simplified form and corresponds in its design to the flywheel 2 shown in FIG. 2 .
Genannte Triebwelle 15 ist vertikal angeordnet, wobei das von der Schwungmasse 16 erzeugte Drehmoment über einen nicht näher darge stellten Winkeltrieb auf den Abtrieb, d. h. die gemeinsame Welle der Treibräder 17 des Fahrantriebes übertragen wird.Said drive shaft 15 is arranged vertically, the torque generated by the flywheel 16 via an angular drive, not shown, is transmitted to the output, ie the common shaft of the drive wheels 17 of the travel drive.
Dargestellt wird hierbei die grundsätzliche Anwendung einer horizontal laufenden Schwungscheibe in einem Fahrantrieb, der hier wegen seines Bekanntseins nicht näher dargestellt werden muß.The basic application of a is shown horizontally running flywheel in a traction drive, the are not shown here because of his acquaintance got to.
In Fig. 4 wird eine Antriebseinrichtung für Wasserfahrzeuge unter Verwendung einer ebenfalls horizontalen Schwungmasse 18 gezeigt, deren vertikale Triebwelle 19 in bekannter Weise von einer An triebsmaschine 20 direkt oder indirekt betätigt wird. Die Unwucht 21 aufweisende Schwungmasse 18 arbeitet am Außenumfang mit einer beispielsweise hydraulisch betätigten Bremsbacke 22 zusammen.In Fig. 4, a drive device for watercraft using a horizontal flywheel 18 is also shown, the vertical drive shaft 19 in a known manner from a machine 20 is operated directly or indirectly. The flywheel 18 having the unbalance 21 works on the outer circumference with, for example, a hydraulically operated brake shoe 22 .
Desweiteren wird von der Triebwelle 19 über ein Getriebe 23, beispielsweise ein Kegeltrieb, der Abtrieb in Form einer Schraube 24 für den Vortrieb des Wasserfahrzeuges betätigt.Furthermore, the output shaft in the form of a screw 24 is actuated by the drive shaft 19 via a gear 23 , for example a bevel gear, for propelling the watercraft.
Auch hierbei geht es um die Darstellung einer grundsätzlichen Verwendung von Schwungenergie in Form einer horizontalen Schwung scheibe für den Antrieb von Wasserfahrzeugen, wobei die spezielle Gestaltung des Antriebes in vielfacher Weise mit bekannten An triebskomponenten, wie z. B. Verbrennungsmotor, Getriebe, Kupp lung, erfolgen kann.This is also about the presentation of a basic Use of swing energy in the form of a horizontal swing disc for the propulsion of watercraft, the special Design of the drive in many ways with known to drive components, such as. B. internal combustion engine, transmission, clutch lung, can take place.
Die genannten und dargestellten Abtriebe in den Ausführungsbei spielen der Fig. 3 und 4 in Form der Treibräder 17 bzw. der Schraube 24, sind als Äquivalent zur Arbeitsmaschine 4 in Fig. 1 zu sehen, da diese ebenfalls als Abtrieb fungiert.The above and illustrated in the power take-offs Ausführungsbei play of Fig. 3 and 4 in the form of driving wheels 17 and the screw 24, as an equivalent to the working machine 4 in Fig. 1 see, as these functions also as an output.
Weitere Anwendungsmöglichkeiten für die erfindungsgemäße Schwun grad-Antriebseinrichtung unter Verwendung einer horizontal dre henden Schwungmasse sind jederzeit möglich, wobei als Antriebsma schine neben Elektro- und Verbrennungsmotoren auch Motoren ein setzbar sind, die hydraulisch oder pneumatisch bzw. durch Wind- oder Wasserkraft angetrieben werden.Further applications for the Schwun invention degree drive device using a horizontal dre The flywheel mass is possible at any time In addition to electric and internal combustion engines, engines also appear can be placed hydraulically or pneumatically or by wind or powered by hydropower.
Diese erzeugten Antriebskräfte können dabei in direkter Form oder über die unterschiedlichsten Getriebe auf die anzutreibende Schwungmasse übertragen werden. Genannte Schwungmasse kann durch Vergrößerung oder Verkleinerung des Durchmessers des Schwungrades unter Einbeziehung der Unwucht variiert werden.These generated driving forces can be in direct form or over the most different gears to be driven Inertia are transferred. The above-mentioned flywheel can Increase or decrease the flywheel diameter can be varied taking into account the unbalance.
Die Unwucht 6 sollte dabei an beiden Stirnseiten 8 des Schwungra des so angeordnet sein, daß sie sich am Ring 10b sicher abstützt und dieser die Zentrifugalkräfte der Unwucht 6 auch formschlüssig aufnimmt. In ihrer axialen Ausdehnung/Abmessung sollte die Un wucht 6 nicht über den Ring 10b hinaustreten.The unbalance 6 should be arranged on both end faces 8 of the flywheel in such a way that it is securely supported on the ring 10 b and this also absorbs the centrifugal forces of the unbalance 6 in a form-fitting manner. In its axial extent / dimension, the unbalance 6 should not go beyond the ring 10 b.
Die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung ist für die verschieden artigsten Anwendungen in stationären oder mobilen Anlagen, Ma schinen und Fahrzeugen denkbar, wobei Abtriebsleistungen auf die Arbeitsmaschine in einem großen Leistungsbereich durch unter schiedlich dimensionierte Schwungmassen realisierbar sind.The drive device according to the invention is different for the most appealing applications in stationary or mobile systems, Ma Machines and vehicles conceivable, with output on the Working machine in a wide performance range through below differently sized flywheels can be realized.
BezugszeichenlisteReference list
1 - Triebwelle
2 - Schwungmasse
3 - Antriebsmaschine
4 - Arbeitsmaschine
5 - Gehäuse
6 - Unwucht
7 - Fixierpunkt
8 - Stirnseite
9 - Lager
10a - Nabe
10b - Ring
11 - Anlagefläche
12 - Antriebsmaschine
13 - Trennkupplung
14 - Getriebe
15 - Triebwelle
16 - Schwungmasse
17 - Treibrad
18 - Schwungmasse
19 - Triebwelle
20 - Antriebsmaschine
21 - Unwucht
22 - Bremsbacke
23 - Getriebe
24 - Schraube 1 - drive shaft
2 - flywheel
3 - prime mover
4 - work machine
5 - housing
6 - unbalance
7 - fixation point
8 - face
9 - bearings
10 a - hub
10 b - ring
11 - contact surface
12 - prime mover
13 - separating clutch
14 - gearbox
15 - drive shaft
16 - flywheel
17 - driving wheel
18 - flywheel
19 - drive shaft
20 - prime mover
21 - unbalance
22 - brake shoe
23 - gearbox
24 - screw
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19538977A DE19538977A1 (en) | 1995-10-19 | 1995-10-19 | Flywheel drive device for stationary and mobile drive |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19538977A DE19538977A1 (en) | 1995-10-19 | 1995-10-19 | Flywheel drive device for stationary and mobile drive |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19538977A1 true DE19538977A1 (en) | 1997-04-24 |
Family
ID=7775288
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19538977A Withdrawn DE19538977A1 (en) | 1995-10-19 | 1995-10-19 | Flywheel drive device for stationary and mobile drive |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19538977A1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH707887A1 (en) * | 2013-04-12 | 2014-10-15 | Liebherr Machines Bulle Sa | Drive system. |
EP2657522A3 (en) * | 2012-04-27 | 2017-01-04 | Jun-Dong Power Corporation | Power generator with a flywheel. |
DE102021004170A1 (en) | 2021-08-11 | 2023-02-16 | Wolfgang Holzapfel | Procedure for propulsion generation |
-
1995
- 1995-10-19 DE DE19538977A patent/DE19538977A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |