DE9207420U1

DE9207420U1 - Vorrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie durch Benutzung der Schwerkraft

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Publication number: DE9207420U1
Application number: DE9207420U
Authority: DE
Original assignee: DANKER ERWIN 6333 BRAUNFELS DE
Current assignee: DANKER ERWIN 6333 BRAUNFELS DE
Priority date: 1992-06-02
Filing date: 1992-06-02
Publication date: 1992-09-24
Anticipated expiration: 2002-06-03

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie durch Benutzung der Schwerkraft.

Nach dem Stand der Technik werden zur Energiegewinnung und/oder -speicherung verschiedene Verfahren durchgeführt. Beispielsweise ist es bekannt, daß das sich in einem Staubecken ansammelnde Wasser Turbinen zur Energieerzeugung antreiben kann. Ist nun die Menge des benötigten Stromes geringer als die des erzeugten Stromes, so wird der Strom dazu verwendet, das Wasser wiederum in das Staubecken hochzupumpen, um bei höherer Stromabnahme Wasser in ausreichender Menge zur Verfügung zu haben.

Auch andere Methoden zur Energieerzeugung und/oder -speicherung sind bekannt. Die Vorrichtungen zur Durchführung dieser Methoden sind aber sehr groß und sind für die Energieerzeugung für die Allgemeinheit vorgesehen. Diese Vorrichtungen sind nicht für einzelne Haushalte verwendbar.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung anzugeben, mit der elektrische Energie erzeugt werden kann und die so klein und kompakt sein kann, daß sie zum Beispiel auch für Einzelhaushalte zu gebrauchen ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist wenigstens ein unter der Wirkung der Schwerkraft herabsinkendes Gewicht auf, das über ein Seil, Kette oder dergleichen mit einem Antriebsrad verbunden ist. Das Antriebsrad steht über verschiedene Mittel mit einem Räderwerk in Verbindung. Das Räderwerk wiederum wirkt auf eine Schwungscheibe, die einen elektrischen Strom erzeugenden Generator antreibt. Hat das

Gewicht seine untere Endstellung erreicht, so muß es wieder hochgezogen werden.

Zum Hochziehen des Gewichtes ist ein elektrischer Motor, vorzugsweise schwacher Leistung, vorgesehen. Während des Hochziehens des Gewichtes bewirkt ein zwischen dem Antriebsrad und dem Räderwerk vorgesehener Freilauf, daß das den Generator antreibende Räderwerk unabhängig vom Hochziehen des Gewichtes weiterlaufen kann.

Während des Herabsinkens des Gewichtes bewirkt ein zwischen dem Antriebsrad und dem das Gewicht hochziehenden Elektromotor vorgesehener Freilauf, daß der Motor während des Herabsinkens des Gewichtes von diesem abgekoppelt ist.

Vorteilhaft ist der Teil der Vorrichtung, der aus dem Gewicht, dem Antriebsrad und dem das Gewicht hochziehenden Motor besteht, doppelt vorgesehen, so daß zwei Gewichte über vorgesehene Antriebsräder und weitere Mittel auf das gemeinsame Räderwerk wirken.

Die Gewichte sind erfindungsgemäß in unterschiedlichen Höhen vorgesehen, so daß beim Hochziehen des ersten Gewichtes wenigstens das zweite Gewicht noch auf das Räderwerk wirkt. Um die Leistungsminderung während des Hochziehens eines Gewichtes auszugleichen, wirkt ein weiterer Motor während des Hochziehens unmittelbar auf das Räderwerk, um so die volle Leistung kontinuierlich zu erhalten.

Sind beide Gewichte am Herabsinken, so wird keiner der drei Motoren benötigt. Ist nun ein Gewicht in der untersten Position angekommen, so wird der betreffende Motor über einen Endschalter in Betrieb gesetzt und zieht das Gewicht

hoch. Während dieser Zeit ist das zweite Gewicht noch am Herabsinken und der unmittelbar auf das Räderwerk wirkende Motor ist ebenfalls in Betrieb gesetzt, um die fehlende Energie während des Hochziehens des ersten Gewichtes auszugleichen. Ist das erste Gewicht wieder vollständig hochgezogen, so wirken beide Gewichte gleichzeitig auf das Räderwerk und es wird wiederum kein Motor benötigt. Der gleiche Vorgang läuft ab, wenn das zweite Gewicht die unterste Position erreicht hat.

Auf diese Weise wird mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Strom während des Herabsinkens sowohl der beiden Gewichte erzeugt, als auch während des Herabsinkens nur eines der Gewichte. Das Räderwerk ist derart gewählt, daß eine Übersetzung der Winkelgeschwindigkeit der Zahnräder (15 bis 22) des Räderwerkes erfolgt, so daß der Generator mit einer erheblichen Geschwindigkeit angetrieben wird, obwohl die Gewichte mit einer geringen Geschwindigkeit herabsinken.

Weitere Einzelheiten der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht der Vorrichtung;

Fig. 2 eine Teilansicht in Richtung des Pfeiles II der Fig. 1;

Fig. 3 eine Teilansicht in Richtung des Pfeiles III der Fig. 4;

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 1 ;

Fig. 5 eine Teilansicht in Richtung des Pfeiles V der Fig. 4;

Fig. 6 eine Teilansicht in Richtung des Pfeiles VI der Fig. 2;

Fig. 7 eine Einzelheit der Erfindung.

Fig. 1 zeigt ein Gewicht (1), das mit einer Kette (100) über ein Antriebsrad (3) läuft. Beim Herabsinken des Gewichtes (1) in Richtung des Pfeiles (11) wirkt dieses über das Antriebsrad (3) und über weitere geeignete in Fig. 2 dargestellte Mittel auf das Ritzel (47). Das Ritzel (47) ist mit einem Zahnrad (23) fest verbunden. Das Zahnrad (23) greift in das Zahnrad (24), das wiederum ein mit ihm fest verbundenes Zahnrad (15) in Drehung versetzt. Die weitere Kraftübertragung erfolgt über Zahnräder (16, 17, 18, 19, 20, 21, 22) des Räderwerkes. Die Drehung des untersten Zahnrades (20) wird auf ein Schwungrad (60) (Fig. 4) übertragen, welches wiederum einen Generator (53) antreibt.

Das Gewicht (1) wird mit Hilfe eines Motors (10), der über ein Zahnrad (73) auf das Antriebsrad (3) wirkt, hochgezogen. Zur Führung der Kette (100) ist ein Ritzel (71) sowie eine Umlenkrolle (72) vorgesehen. Zum Spannen der Kette (100) ist ein Gegengewicht (12) vorgesehen.

Das Gewicht (2), das mit Hilfe eines Motors (30) über ein Zahnrad (83) hochgezogen wird, wirkt in gleicher Weise über ein Antriebsrad (4) und geeignete Mittel auf das Räderwerk (15 bis 22), nämlich unmittelbar auf das Ritzel

(37), so daß dieses sowohl durch das Gewicht (1) über das Ritzel (47) als auch durch das Gewicht (2) ohne weiteres Ritzel gleichsinnig gedreht wird.

Die Gewichte (1, 2) mit ihren An- und

Abtriebsvorrichtungen sind asymmetrisch zur Linie A-A angeordnet.

Fig. 2 zeigt das Gewicht (1), das über die Kette (100) auf das Antriebsrad (3) wirkt. Das Antriebsrad (3) wirkt auf mit einem Zahnriemen (44) verbundenene Zahnräder (46, 43), wobei das Zahnrad (43) wiederum auf ein Ritzel (42) wirkt. Zwischen dem Antriebsrad (3) und dem Zahnrad (46) ist ein Freilauf (41) vorgesehen, so daß während des Hochziehens des Gewichtes (1) über den Freilauf (41) keine Kraftübertragung auf das Ritzel (42) erfolgt. Das Hochziehen erfolgt mittels des Elektromotors (10), der über Zahnräder (73, 45) auf das Antriebsrad (3) wirkt.

Zwischen dem Antriebsrad (3) und dem Zahnrad (45) ist ein weiterer Freilauf (40) vorgesehen, so daß nach dem Hochziehen während des Herabsinkens des Gewichtes (1) keine Bremskraft des Motors (10) auf das Antriebsrad (3) wirkt.

Fig. 3 zeigt die Kraftübertragung von dem Ritzel (42) auf das Räderwerk (15 bis 22). Das Ritzel (42) ist hierzu über eine Kette (34) mit dem Ritzel (47) verbunden. In gleicher Weise erfolgt die Kraftübertragung des zweiten Gewichtes (2) über ein Ritzel (32) und eine Kette (35) auf das Ritzel (37).

Zur besseren Übersicht ist nicht das gesamte Räderwerk der Fig. 1 dargestellt, sondern nur auszugsweise die Zahnräder (16 und 18). Auf das Zahnrad (18) wirkt ein Motor

1 1

(70) eines generell mit (31) bezeichneten Antriebes, nämlich dann, wenn eines der beiden Gewichte (1 oder 2) hochgezogen wird und während dieser Zeit nur eines der Gewichte (2 oder 1) herabsinkt und auf das Schwungrad (60) wirkt. Zwischen Motor (70) und Zahnrad (18) ist ein Freilauf (33) vorgesehen.

Mit dem Elektromotor (30) wird der Energieverlust sowohl während des Hochziehens des Gewichtes (1) als auch des Gewichtes (2) ausgeglichen.

Fig. 4 zeigt das Zusammenarbeiten der Zahnräder des Räderwerkes (15 bis 22). Das unterste Zahnrad (20) wirkt über eine Welle (57) auf das Schwungrad (60). Die Welle (57) ist in Kugellagern (55, 56) gelagert. Das Schwungrad (60) treibt ein Zahnrad (50) an, das über einen Zahnriemen (51) mit einem Zahnrad (52) des Generators (53) verbunden i st.

Dadurch, daß das Schwungrad (60) von dem Räderwerk (15 bis 22) kontinuierlich angetrieben wird, erzeugt der Generator (53) kontinuierlich elektrischen Strom, mit dem eine Batterie gespeist werden kann.

In Fig. 5 ist noch einmal das Schwungrad (60) dargestellt, dessen Welle (57) durch eine Stützwand (54) durchgreift und auf das Zahnrad (50) wirkt.

Fig. 6 ?eigt das beispielsweise zylinderförmig ausgebildete Gewicht (1) in Draufsicht. Das Gewicht (1) weist in der Mitte eine Öffnung (75) auf, durch die die Kette (100) durchgreift. Die Kette (100) läuft über das Antriebsrad (3), über das Ritzel (71) und über die Umlenkrolle (72). Zwischen Antriebsrad (3) und Zahnrad (45)

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ist der Freilauf (40) angeordnet. Der Motor (10) wirkt über das Zahnrad (73) auf das Zahnrad (45) und somit auf das Antriebsrad (3) zum Hochziehen des Gewichtes (1).

Fig. 7 zeigt eines der Zahnräder des Räderwerkes (15 bis 22), nämlich das Zahnrad (17). Damit die in dem Räderwerk bewegten Massen gering gehalten werden, weisen die die Zahnkränze tragenden Scheiben der Zahnräder (Zahnrad (17)) Ausnehmungen (90 bis 97) auf.

Vorteilhaft sind die Zahnräder aus Kunststoff hergestellt. Sämtliche Wellen der Zahnräder sowie die Welle (57) des Schwungrades (60) laufen in Kugellagern, damit Reibungsverluste möglichst gering gehalten werden und der Energiegewinn möglichst groß ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist nicht nur für Einzelhaushalte in kleiner und kompakter Bauweise anwendbar, sondern auch in größeren Abmessungen für Großanlagen.

Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: Die Gewichte (1 und 2) sind in unterschiedlicher Höhe aufgehängt. Bewegen sich beide Gewichte nach unten, wirken sie gemeinsam auf das Räderwerk (15 bis 22) und treiben das Schwungrad (60) und damit den Generator (53) an. Hat eines der Gewichte seine untere Stellung erreicht, wird es mit Hilfe des zugeordneten Motors in seine Ausgangsstellung hoch^Bzogen. Das andere Gewicht bewegt sich während dieser Zeit noch nach unten und treibt nach wie vor das Räderwerk (15 bis 22) an. Auf dieses wird jetzt jedoch nur eine geringere Kraft ausgeübt. Der Kraftverlust während des Hochziehens eines der Gewichte wird durch Einschalten des auf das Räderwerk (15 bis 22) wirkenden Motors (70)

ausgeglichen. Der Motor (70) tritt also in Tätigkeit, sowohl beim Hochziehen des Gewichtes (1) als auch beim Hochziehen des Gewichtes (2).

Das Hochziehen der Gewichte (1 und 2) erfolgt relativ schnell, wogegen ihr Herabsinken langsam erfolgt. Für das Hochziehen des Gewichtes (1) dient allein der Elektromotor (10) mit Freilauf (41). Für das Hochziehen des Gewichtes (2) wirkt allein der Elektromotor (30) mit zugeordnetem Frei 1 auf.

Vorteilhaft sind während einer Betriebsstunde die drei Elektromotore (10, 30, 70) zusammen nur ungefähr ein Fünftel der Gesamtzeit in Betrieb. Vier Fünftel der Gesamtzeit werden allein unter Ausnutzung der Schwerkraft zur Energiegewinnung genutzt.

260592
KS/sp-de

Bezugszahlen

1	Gewicht
2	Gewi cht
3	Antriebsrad
4	Antriebsrad
10	Elektromotor
1 1	Pfei 1
12	Gegengewi cht
13	Gegengewicht
15 bis 24	Zahnräder
30	Elektromotor
31	Antrieb für das Zahnrad 18
32	Ritzel
33	Frei lauf
34	Kette
35	Kette
37	Ritzel
40	Freilauf zwischen Motor und Räderwerk
41	Freilauf zwischen Räderwerk und Antriebsrad
42	Ritzel
43	Zahnrad
44	Zahnriemen
45	Zahnrad
46	Zahnrad
47	Ritzel
50	Zahnrad
51	Zahnriemen
52	Zahnrad
53	Generator
54	Stützwand
55	Kugel 1ager
56	Kugel lager
57	Welle des Schwungrades

60	Schwungrad
70	Elektromotor
71	Ritzel
72	UmlenkrolIe
73	Zahnrad
75	öffnung
81	Ritzel
82	UmlenkrolIe
83	Zahnrad
90 bis 97	Ausnehmungen
100	Kette
200	Kette
A-A	Symmetri eachse

Claims

PATENTANWALTKNEFEL

Wertherstr. 16 ■ Tel. 06441/4C3X ; *: ' :

6330 WETZLAR . Postfach .92* ' '■ "\ &ldquor;~

D G 91

Erwin DANKER , Sudetenstraße 8, 6333 Braunfels

Vorrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie durch Benutzung der Schwerkraft

Schutzansprüche

1. Vorrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie durch Benutzung der Schwerkraft,

dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein unter der Wirkung der Schwerkraft stehendes Gewicht (1) über ein Seil, Kette (100) oder dergleichen mit einem Antriebsrad (3) verbunden ist, daß das Antriebsrad (3) auf ein Räderwerk (15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22) wirkt (Übersetzung), und daß das Räderwerk (15 bis 22) einen elektrischen Strom erzeugenden Generator (53) antreibt, daß zwischen Antriebsrad (3) und dem Räderwerk (15 bis 22) wenigstens ein Freilauf (41) vorgesehen ist, mit dessen Hilfe das Gewicht (1) mittels eines auf den Freilauf (41) wirkenden Elektromotores (10) anhebbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (Gewicht (1), Kette (100), Antriebrad (3), Freilauf (41) Elektromotor (10)) doppelt vorgesehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Elektromotor (10) für das Hochziehen des ersten Gewichtes (1) vorgesehen ist, ein

zweiter Elektromotor (30) für das Hochziehen eines zweiten Gewichtes (2), ein dritter Elektromotor (70) für die Überbrückung des Zeitraumes des Hochziehens des ersten Gewichtes (1) und auch des zweiten Gewichtes (2).
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch

gekennzeichnet, daß Ritzel (71, 81) sowie Umlenkrollen (72, 82) für die Führung der Ketten (100, 200) vorgesehen sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß je ein Gegengewicht (12, 13) zum Spannen der Ketten (100, 200) vorgesehen ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, daß das Gewicht (1) über die Kette (100) das Antriebsrad (3) sowie Zahnräder (46, 43) mit einem Ritzel (42) kraftübertragend in Verbindung steht.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ritzel (42) über einen Riemen, Zahnriemen (34), Kette oder dergleichen mit einem Ritzel (47) in Verbindung steht.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch

gekennzeichnet, daß eine zwischen dem Ritzel (47) über das Räderwerk (15 bis 22) auf ein Schwungrad (60) wirkende kraftübertragende Verbindung vorgesehen ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch

gekennzeichnet, daß ein die Kraft vom Schwungrad (60) auf den Generator (53) über ein Rad (Zahnrad (52)) übertragender Riemen (Zahnriemen (51)), Kette oder dergleichen vorgesehen ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Freilauf (40) zwischen dem Antriebsrad (3) und dem Motor (10) vorgesehen ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (10) über den Freilauf (40) das Gewicht (1) hochzieht.
12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, daß der Freilauf (41) beim Herabsenken des Gewichtes (1) das Räderwerk (15 bis 22) antreibt.
13. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein während des Herabsinkens beider Gewichte (1, 2) wirkender Freilauf (33) zwischen dem Motor (70) und einem Zahnrad (Zahnrad (18)) des Räderwerkes (15 bis 22) vorgesehen ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Motore (10, 30, 70) von den Gewichten (1, 2) betätigte Endschalter wirken.
15. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Elektromotore (10, 30, 70) schwacher Leistung vorgesehen sind.
16. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch

gekennzeichnet, daß für den Antrieb der Elektromotore (10, 30, 70) Batterien vorgesehen sind.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Batterien durch Primärenergie (Sonnenenergie, Windenergie oder dergleichen) aufladbar sind.
18. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, daß die die Zahnkränze tragenden Scheiben der Zahnräder (15 bis 22) des Räderwerkes Aussparungen (90 bis 97) aufweisen.
19. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnräder (15 bis 22) aus Kunststoff bestehen.
20. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, daß eine Welle (57) des Schwungrades (60) in Kugellagern (55, 66) läuft.
21. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch

gekennzeichnet, daß die Gewichte (1, 2) zum Räderwerk (15 bis 22) asymmetrisch angeordnet sind und mit gegenläufigem Antrieb auf das Räderwerk (15 bis 22) wirken.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ritzel (37) des Räderwerkes (15 bis 22) und dem Antriebsrad (3) ein weiteres Ritzel (47) vorgesehen ist.
23. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewichte mit Zeitverzögerung auf das Räderwerk (15 bis 22) wirken.
24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewichte in verschiedenen Höhen angeordnet sind.
25. Vorrichtung nach Anspruch 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein entsprechender Mechanismus für das Gewicht (2) vorgesehen ist.
26. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektromotore (10, 30) wechselseitig mit dem Generator (53) in Verbindung stehen.