RU2151323C1 - Power-controlled mechanical inertial spring unit for power production - Google Patents
Power-controlled mechanical inertial spring unit for power production Download PDFInfo
- Publication number
- RU2151323C1 RU2151323C1 RU99116100A RU99116100A RU2151323C1 RU 2151323 C1 RU2151323 C1 RU 2151323C1 RU 99116100 A RU99116100 A RU 99116100A RU 99116100 A RU99116100 A RU 99116100A RU 2151323 C1 RU2151323 C1 RU 2151323C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- spring
- drum
- chain
- working
- idle
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Mechanical Operated Clutches (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к транспортному и энергетическому машиностроению и может найти применение на приводах транспортных средств, электрических генераторах. The invention relates to transport and power engineering and can find application on vehicle drives, electric generators.
Известны механические двигатели пружинного типа, используемые для аккумулирования энергии и передачи этой энергии потребителю (З.М. Аксельрод. Проектирование часов и часовых систем. -Л: Машиностроение, 1981. с. 35 - 36). Spring-type mechanical motors are known that are used to store energy and transfer this energy to the consumer (Z. M. Axelrod. Designing of clocks and watch systems. -L: Mechanical Engineering, 1981. P. 35 - 36).
Известен аккумулятор механической энергии, содержащий вал, многовитковую спиральную пружину, размещенную в барабане, один конец пружины связан с валом, а другим концом пружина закреплена на барабане, при этом пружина выполнена в виде многослойной резинометаллической ленты. При торможении транспортного средства водитель подключает к системе торможения вал, который, вращаясь, закручивает пружину относительно барабана, преобразуя тем самым кинетическую энергию транспортного средства в потенциальную энергию пружины (патент РФ N 2046226, МПК F 16 H 33/06, опубл. 20.10.95 г.). A mechanical energy accumulator is known, comprising a shaft, a multi-turn coil spring located in the drum, one end of the spring is connected to the shaft, and the other end is fixed to the drum, the spring being made in the form of a multilayer rubber-metal tape. When braking a vehicle, the driver connects a shaft to the braking system, which rotates and spins the spring relative to the drum, thereby converting the kinetic energy of the vehicle into potential spring energy (RF patent N 2046226, IPC F 16 H 33/06, publ. 20.10.95 g.).
Недостатком данной конструкции является отсутствие функции регулирования равномерности вращения барабана, что не дает возможности получения энергии постоянной мощности. The disadvantage of this design is the lack of a function for regulating the uniformity of rotation of the drum, which makes it impossible to obtain energy of constant power.
Известен заряжаемый и разряжаемый аккумулятор энергии пружинного типа, имеющий устройство для аккумулирования энергии, используемый на приводах, например на приводах транспортных средств, с пружиной и выходной передачей. Аккумулятор энергии содержит направляющий цилиндр, в котором установлена винтовая пружина. Одним концом пружина опирается относительно своего конца, а на другом снабжена средствами, преобразующими линейное движение во вращательное. Преобразование осуществляется при освобождении энергии, накопленной растянутой пружиной, которая подвергается упругой деформации. Вращательное движение передается на выход через приводной вал в виде энергии привода (заявка Германии N 19516148, MПК F 03 G 1/00 DE, опубл. 1998 г.)
Недостатком данной конструкции является отсутствие регулирования равномерности передачи энергии вращения потребителю - такая конструкция не позволяет использовать ее в качестве привода для генераторов для получения энергии (электроэнергии). Непостоянное за единицу времени раскручивание пружины ведет к тому, что с помощью подобных средств невозможно получать энергию постоянной мощности.A spring-type rechargeable and discharged energy accumulator is known having an energy storage device used on drives, for example, vehicle drives, with a spring and an output gear. The energy accumulator contains a guide cylinder in which a coil spring is installed. At one end, the spring rests relative to its end, and at the other end it is equipped with means that convert linear motion into rotational motion. The conversion is carried out with the release of energy accumulated by a stretched spring, which undergoes elastic deformation. Rotational motion is transmitted to the output through the drive shaft in the form of drive energy (German application N 19516148, IPC F 03
The disadvantage of this design is the lack of regulation of the uniformity of transmission of rotational energy to the consumer - this design does not allow using it as a drive for generators to produce energy (electricity). Unstable for a unit of time, the unwinding of the spring leads to the fact that with the help of such means it is impossible to obtain energy of constant power.
Известен пружинный двигатель инерционного тина, используемый в качестве привода игрушечных автомобилей. Двигатель содержит маховик, свободно размещенный на оси и соединенный с ней пружиной, стопор маховика в виде его звездочки, взаимодействующей с установленным на корпусе толкателем, и выключенный заводной храповой механизм в виде храпового колеса, закрепленного на оси, и собачки, установленной на корпусе. Толкатель имеет зуб для взаимодействия со звездочкой и выступ, размещенный с возможностью взаимодействия с упругим элементом собачки для включения стопора и собачки в режиме завода пружины (патент РФ N 1806292, МПК РФ G 1/02, 3/08 , опубл. 30.03.93). Known spring motor inertial mud used as a drive for toy cars. The engine contains a flywheel freely mounted on the axis and connected to it by a spring, a flywheel stopper in the form of its asterisk interacting with a pusher mounted on the housing, and a turned off ratchet mechanism in the form of a ratchet wheel mounted on the axis and a dog mounted on the housing. The pusher has a tooth for interacting with the sprocket and a protrusion arranged to interact with the elastic element of the dog to engage the stopper and dog in the spring plant mode (RF patent N 1806292, IPC
Недостатком данного устройства является отсутствие контроля за раскручиванием пружины (в единицу времени), поскольку данный двигатель разработан для использования в игрушечных моделях транспортных средств, в нем не предусмотрены функция и конструктивные элементы, позволяющие передавать энергию вращения потребителю равномерно. В данной конструкции использован известный принцип самораскручивания заведенной пружины для получения энергии в течение рабочего цикла. The disadvantage of this device is the lack of control over the unwinding of the spring (per unit time), since this engine is designed for use in toy models of vehicles, it does not provide a function and structural elements to transmit rotational energy to the consumer evenly. In this design, the well-known principle of self-unwinding of a wound spring is used to obtain energy during the working cycle.
Данное конструктивное решение является наиболее близким к заявляемому объекту по поставленной цели и решаемой задаче и принято за прототип заявляемого объекта. This constructive solution is the closest to the claimed object for the goal and the problem and is taken as a prototype of the claimed object.
Целью настоящего изобретения является обеспечение постоянства передачи энергии вращения потребителю за счет увеличения времени работы приводной пружины при ее раскручивании. The aim of the present invention is to provide a constant transmission of rotational energy to the consumer by increasing the operating time of the drive spring when it is untwisted.
Поставленная цель достигается тем, что в инерционном механическом пружинном двигателе для получения энергии, состоящем из корпуса, системы зубчатых передач и валов, оси в функции рабочего барабана с закрепленной на ней приводной пружиной, заводного храпового механизма, выполненного в виде закрепленного на валу храпового колеса с собачкой с электрическим реле управления собачкой, маховика, установленного на своих опорах, приводная пружина выполнена в виде предварительно напряженной рулонной пружины, установленной в цепную передачу. В двигатель дополнительно введены холостой барабан, установленный на подпружиненных ползунах, шестерня с обгонной муфтой прямого вращения, промежуточный вал с системой зубчатых передач, прерыватель с неподвижным валом, установленным на него реверсивной обгонной муфтой с шестерней и крестовиной, с электрическим реле управления механизмом реверсивной обгонной муфты, маховик с обгонной муфтой и ведомым валом и шестерней, установленной на этом валу, соединенной с шестерней реле тахометра ведомого вала маховика и шестерней обгонной муфты стартера, соединенным с генератором, электрически подключенным к нему аккумулятором. Аккумулятор электрически подключен к тахометру, стартеру, реле управления собачкой храпового колеса, реле тахометра электрически подключенному к реле управления механизмом реверсивной обгонной муфты. This goal is achieved by the fact that in an inertial mechanical spring motor for energy, consisting of a housing, a system of gears and shafts, an axis in the function of a working drum with a drive spring fixed to it, a clockwork ratchet mechanism made in the form of a ratchet mounted on a shaft with a dog with an electric dog control relay, a flywheel mounted on its supports, the drive spring is made in the form of a prestressed coil spring installed in a chain drive. An idle drum mounted on spring-loaded sliders, a gear with a direct overrunning clutch, an intermediate shaft with a gear system, an interrupter with a fixed shaft mounted on it with a reverse overrunning clutch with a gear and a spider, with an electric relay for controlling the reversing overrunning clutch , a flywheel with an overrunning clutch and a driven shaft and a gear mounted on this shaft connected to a gear of the tachometer relay of the driven shaft of the flywheel and a gear of the overrunning clutch a starter connected to a generator, an battery electrically connected to it. The battery is electrically connected to the tachometer, starter, ratchet dog control relay, tachometer relay electrically connected to the control relay of the reversing overrunning clutch mechanism.
Приводная рулонная пружина, установленная в цепной передаче с выполненными на отдельных звеньях цепи зубьями на одной стороне и на другой пазами для этих зубьев, c пазами для зубьев в холостом барабане и зубьями той же величины на рабочем барабане для зацепления с пазами цепи рулонной пружины, шестерня с обгонной муфтой прямого вращения, промежуточный вал с системой зубчатых передач, неподвижный вал с установленный на него реверсивной обгонной муфтой, маховик с обгонной муфтой и ведомым валом с шестерней, шестерни обгонной муфты стартера и шестерни реле тахометра объединены кинематической цепью, а генератор, аккумулятор, реле управления собачкой храпового колеса, стартер, реле тахометра, реле управления механизмом реверсивной обгонной муфты объединены электрической цепью. Drive coil spring installed in a chain drive with teeth made on separate links of the chain on one side and on the other grooves for these teeth, with grooves for teeth in the idle drum and teeth of the same size on the working drum for engagement with grooves of the coil spring chain, gear with a direct overrunning clutch, an intermediate shaft with a gear system, a fixed shaft with a reversing overrunning clutch mounted on it, a flywheel with a freewheeling clutch and a driven shaft with a gear, overrunning clutch gears of the starter and gears of the tachometer relay are connected by a kinematic chain, and the generator, accumulator, ratchet dog control relay, starter, tachometer relay, and reverse overrunning clutch control relay are combined by an electric circuit.
Приводная рулонная пружина сверху и снизу закреплена в цепной передаче, прикрепленной к рабочему и холостому барабанам вместе с рулонной пружиной, на отдельных звеньях цепи выполнены зубья с внутренней стороны, прилегающей к холостому барабану, и с внешней стороны, выполнены пазы для этих зубьев, для надежного сцепления витков рулонной пружины между собой, расстояние между зубьями на рабочем барабане равно расстоянию между пазами гающей к холостому барабану и с внешней стороны выполнены пазы для этих зубьев, для надежного сцепления витков рулонной пружины между собой, расстояние между зубьями на рабочем барабане равно расстоянию между пазами для этих зубьев на отрезке внешнего витка цепи рулонной пружины, накрученной на холостой барабан, необходимом для намотки на рабочий барабан, а расстояние между зубьями на внутреннем витке цепи рулонной пружины, намотанной на холостой барабан, равно расстоянию между пазами на холостом барабане, другие зубья на отдельных звеньях на стороне цепи, прилегающей к барабану, выполнены с тем условием, чтобы при намотке на рабочий барабан зубья попадали в пазы, выполненные на внешней стороне цепи, и расстояние между зубьями цепи, достаточное для того, чтобы не допустить выход из зацепления зубьев и пазов для них между собой в месте перехода цепи с холостого барабана на рабочий барабан. Отношение радиусов холостого и рабочего барабанов находится в пропорциональной зависимости, холостой барабан установлен в корпусе подвижно на подпружиненных ползунах. The drive coil spring is fixed at the top and bottom in a chain gear attached to the working and idle drums together with the coil spring, teeth are made on separate links of the chain from the inner side adjacent to the idle drum, and grooves for these teeth are made from the outside, for reliable clutch coils of the coil spring to each other, the distance between the teeth on the working drum is equal to the distance between the grooves to the idle drum and the grooves for these teeth are made from the outside, for reliable engagement the coil s of the coil spring between each other, the distance between the teeth on the working drum is equal to the distance between the grooves for these teeth on the segment of the outer coil of the coil spring, wound on a single drum, necessary for winding on the working drum, and the distance between the teeth on the inner coil of the chain of the coil spring, wound on an idle drum is equal to the distance between the grooves on the idle drum, other teeth on separate links on the side of the chain adjacent to the drum are made so that when winding on the working drum bya fall into the grooves formed on the outer side of the chain and the distance between the teeth of the chain, sufficient to prevent engagement of output teeth and grooves between them are at the transition from idling chain drum to the working drum. The ratio of the radii of the idle and working drums is proportional, the idle drum is mounted in the housing movably on spring-loaded sliders.
Приводная рулонная пружина в цепной передаче предварительно накручена на холостой барабан в сторону, противоположную ее самопроизвольному скручиванию в рулон под действием сил предварительного напряжения, и застопорена заводным храповым механизмом с электрическим реле управления собачкой храпового механизма, а затем, после освобождения собачки заводного храпового механизма, под действием сил предварительного напряжения рулонная пружина перекручивается на рабочий барабан, при этом пазы цепной передачи рулонной пружины на холостом и зубья на рабочем барабанах в месте перехода витков с холостого барабана на рабочий входят в зацепление друг с другом и предотвращают самопроизвольное раскручивание пружины на холостом барабане и при этом обеспечивают добавочный момент на рабочем барабане. The drive coil spring in a chain drive is pre-screwed onto the idle drum in the direction opposite to its spontaneous twisting into a roll under the action of prestressing forces, and is locked with a ratchet winding mechanism with an electric ratchet dog control relay, and then, after releasing the ratchet dog, The coil spring is twisted onto the working drum by the action of prestressing forces, while the grooves of the chain transfer of the coil spring are idle and the teeth on the working drums at the transition point of the turns from the idle drum to the working one mesh with each other and prevent spontaneous unwinding of the spring on the idle drum and at the same time provide an additional moment on the working drum.
Наружный диаметр рабочего барабана выполнен близким по размеру внутреннему диаметру рулона приводной пружины, самопроизвольно скрученной в рулон под действием сил предварительного напряжения, а наружный диаметр холостого барабана выполнен с размером не менее двух наружных диаметров рабочего барабана, причем ось перемещения подпружиненного ползуна с установленным на нем холостым барабаном совпадает с касательной, проведенной от центра холостого барабана к наружной поверхности рабочего барабана в сторону наматывания витков пружины на рабочий барабан при минимальном расстоянии между холостым и рабочим барабанами. Минимальное и максимальное межцентровое расстояние между холостым и рабочим барабанами и величина хода подпружиненного ползуна вычисляются по формулам:
Amax = 0,5 (D1 + d1i)
где Amax, Amin - максимальное и минимальное расстояние между осями;
D1 - диаметр последнего витка цепи рулонной пружины, полностью накрученной на рабочий барабан;
d1 - наружный диаметр рабочего барабана;
d2 - наружный диаметр холостого барабана,
S - ход ползуна.The outer diameter of the working drum is made close to the size of the inner diameter of the coil of the drive spring, spontaneously twisted into a roll under the action of prestressing forces, and the outer diameter of the idle drum is made with a size of at least two outer diameters of the working drum, and the axis of movement of the spring-loaded slider with the idle mounted on it the drum coincides with the tangent drawn from the center of the idle drum to the outer surface of the working drum in the direction of winding the coil of spring on the working drum with a minimum distance between idle and working drums. The minimum and maximum center-to-center distance between the idle and working drums and the stroke value of the spring-loaded slide are calculated by the formulas:
A max = 0.5 (D 1 + d 1 i)
where A max , A min - the maximum and minimum distance between the axes;
D 1 - the diameter of the last turn of the chain coil spring, fully wound on the working drum;
d 1 - the outer diameter of the working drum;
d 2 - the outer diameter of the idle drum,
S - stroke of the slider.
Шестерня с обгонной муфтой прямого вращения установлена на валу рабочего барабана, причем муфта заклинена при рабочем вращении и расклинена при заводе рулонной пружины. The gear with a direct overrunning clutch is mounted on the shaft of the working drum, and the clutch is jammed during the working rotation and wedged during the coil spring plant.
На ведущем валу прерывателя установлена шестерня малого диаметра, зацепленная с шестерней промежуточного вала большего диаметра, на промежуточном валу установлена шестерня, зацепленная с шестерней реверсивной обгонной муфты с возможностью вращения, установленной на неподвижном валу, в неподвижной обойме относительно неподвижного вала реверсивной обгонной муфты имеется паз, через который проходит выступ крестовины с возможностью свободного вращения на неподвижном валу, установленной в обойме реверсивной обгонной муфты, выступ крестовины соединен с рычагом реле управления механизмом обгонной муфты. В обойме реверсивной обгонной муфты выполнены клинообразные гнезда с установленными в них подпружиненными шариками, одним боком прижатыми к продольной стенке клинообразного гнезда, а другим боком - к внутренней боковой поверхности углубления в шестерне с возможностью заклинивания/расклинивания обоймы и шестерни между собой. A gear wheel of a small diameter is mounted on the drive shaft of the chopper, engaged with a gear of an intermediate shaft of a larger diameter, a gear is mounted on an intermediate shaft, engaged with a gear of a reversing overrunning clutch, rotatably mounted on a fixed shaft, there is a groove in a stationary clip relative to the stationary shaft of the reversing overrunning clutch, through which passes the protrusion of the cross with the possibility of free rotation on a fixed shaft installed in the cage of the reversing overrunning clutch barns connected to the lever mechanism of the overrunning clutch control relay. The wedge-shaped nests are made in the cage of the reverse overrunning clutch with spring-loaded balls installed in them, one side pressed against the longitudinal wall of the wedge-shaped nest, and the other side - on the inner side surface of the recess in the gear with the possibility of jamming / wedging of the cage and gear between them.
На крестовине и обойме реверсивной обгонной муфты шарнирно закреплены рычаги, свободные концы которых проходят в клинообразные гнезда и поджимаются подпружиненными шариками, а выступ крестовины размещен в вертикальном пазу обоймы и выступает за пределы обоймы на расчетную величину, достаточную, чтобы при срабатывании реле управления механизмом реверсивной обгонной муфты на выступ и повороте крестовины рычаги отжали подпружиненные шарики и освободили шестерню от заклинивания с обоймой. On the crosspiece and the cage of the reversible overrunning clutch, levers are pivotally fixed, the free ends of which pass into the wedge-shaped nests and are pressed by spring-loaded balls, and the protrusion of the cross is placed in the vertical groove of the cage and extends beyond the cage by an estimated amount sufficient so that when the relay controls the reversing overrunning mechanism couplings on a ledge and turning the crosspiece levers pressed spring-loaded balls and freed the gear from jamming with a cage.
Установленный в конце кинематической цепи маховик с обгонной муфтой и ведомым валом, раскрученный рулонной пружиной через ведущий вал до расчетного крутящего момента и числа оборотов в 1 мин, в момент приостановки ведущего вала сохраняет вращение по инерции с медленным уменьшением крутящего момента и числа оборотов в 1 мин маховика за счет использования его энергии потребителем. После возобновления вращения ведущий вал через обгонную муфту маховика вновь передает вращение маховику, увеличивая его крутящий момент и число оборотов в 1 мин до расчетного значения. A flywheel installed at the end of the kinematic chain with an overrunning clutch and a driven shaft, untwisted by a coil spring through the drive shaft to the rated torque and speed of 1 min, at the moment the drive shaft is suspended, keeps inertia with a slow decrease in torque and speed of 1 min flywheel due to the use of its energy by the consumer. After the resumption of rotation, the drive shaft through the overrunning clutch of the flywheel again transmits the rotation to the flywheel, increasing its torque and speed of 1 min to the calculated value.
На фиг. 1 показана схема общего вида инерционного механического пружинного двигателя с электрическим управлением для получения энергии;
на фиг. 2 - пружинный двигатель с рулонной пружиной (вид сверху, вид сбоку);
на фиг. 3 - цепь, устанавливаемая на рулонную пружину (вид сбоку, вид сверху);
на фиг. 4 - звено цепи и схема установки пружины (вид спереди, вид сбоку);
на фиг. 5 - реверсивная обгонная муфта (вид сверху, вид сбоку);
на фиг. 6 - обойма реверсивной обгонной муфты (вид сверху, вид снизу, вид сбоку);
на фиг. 7 дана циклограмма взаимодействия предварительно напряженной приводной рулонной пружины и маховика.In FIG. 1 shows a diagram of a general view of an inertial mechanical spring motor with electric control for generating energy;
in FIG. 2 - spring motor with coil spring (top view, side view);
in FIG. 3 - chain mounted on a coil spring (side view, top view);
in FIG. 4 - chain link and spring installation diagram (front view, side view);
in FIG. 5 - reverse overrunning clutch (top view, side view);
in FIG. 6 - holder reversible overrunning clutch (top view, bottom view, side view);
in FIG. 7 is a cyclogram of the interaction of a prestressed drive coil spring and a flywheel.
Инерционный механический пружинный двигатель с электрическим управлением для получения энергии (фиг. 1) состоит из приводной рулонной пружины 1, закрепленной в цепи 2, цепь 2 состоит из двух лент, состоящих из звеньев 3 цепи 2, параллельно проходящих относительно друг друга, между которыми устанавливается рулонная пружина 1, на отдельных звеньях 3 цепи 2 выполнены зубья 4 и пазы 5, приближенные к величине этих зубьев (фиг. 2), рулонная пружина 1 и цепь 2 вместе закреплены на холостом 6 и рабочем 13 барабанах. Рулонная пружина 1 в цепи 2 предварительно накручена на холостой барабан 6 в сторону, противоположную ее самопроизвольному скручиванию в рулон под действием сил предварительного напряжения пружины. На подпружиненных ползунах 7, подвижно закрепленных в корпусе 8, установлен холостой барабан 6, вал которого с заводным храповым механизмом, состоящим из храпового колеса 9 и собачки 10, установленной на подпружиненном ползуне холостого барабана 6 с реле управления 11 собачки 10, соединен с заводным приводом 12, например мотором-редуктором и/или рычагом с рукояткой (не показаны). В корпусе 8 параллельно холостому барабану 6 установлен рабочий барабан 13, рулонная пружина 1 и цепь 2 закреплены на холостом 6 и рабочем 13 барабанах так, чтобы под действием сил предварительного напряжения рулонная пружина 1, закрепленная в цепи 2, самопроизвольно скручиваясь с холостого барабана 6, накручивалась на рабочий барабан 13, вращая его при этом. An inertial mechanical spring motor with electric control for energy (Fig. 1) consists of a
Приводная рулонная пружина 1 с обеих сторон установлена в цепь 2 с зубьями 4 и пазами 5 для зубьев, выполненных на звеньях 3 цепи 2 рулонной пружины 1, наружная поверхность холостого барабана 6 выполнена с пазами 5 для зубьев 4 цепи 2 и наружная поверхность рабочего барабана 13 с зубьями для пазов 5 цепи 2 рулонной пружины 1, зубья рабочего барабана 13 равны по величине зубьям 4 цепи, расстояние между пазами 5 на внешнем витке пружины 1, когда она намотана на холостой барабан 6, на расстоянии длины полного витка, накрученного на рабочий барабан 13, равно расстоянию между зубьями, выполненными на рабочем барабане 13. Расстояние между зубьями 4 на внутренней поверхности витка цепи 2, прилегающей к холостому барабану 6, равно расстоянию между пазами, выполненнымси на холостом барабане 6, расстояние соблюдается по всей длине витка цепи 2 вокруг холостого барабана 6. На последующих витках зубья 4 и пазы 5 расположены на звеньях 3 цепи 2 по всей длине, с тем условием, что зубья 4, расположенные на внутренней поверхности каждого витка цепи 2 рулонной пружины 1, накрученной на холостой барабан 6, входили в пазы 5 цепи 2, расположенные на внешней поверхности каждого витка цепи 2 рулонной пружины 1. Расстояние между зубьями 4 и пазами 5 должно быть таким, чтобы в момент перехода рулонной пружины 1 с холостого барабана 6 на рабочий барабан 13 не произошло проскальзывания витков цепи 2 рулонной пружины 1 (фиг. 2). The
Наружный диаметр d1 рабочего барабана 13 выполнен близким по размеру внутреннему диаметру рулона приводной рулонной пружины 1 в цепи 2, самопроизвольно скрученной в рулон под действием сил предварительного напряжения. Наружный диаметр d2 холостого барабана 6 выполняется с размером не менее двух наружных диаметров рабочего барабана 13, отношение радиусов холостого и рабочего барабанов находится в пропорциональной зависимости. Минимальное и максимальное межцентровое расстояния между холостым и рабочим барабанами и величина хода подпружиненного ползуна вычисляются по формулам:
Amax = 0,5 (D1 + d1i)
где Amax, Amin - максимальное и минимальное расстояния между осями;
D1 - диаметр последнего витка рулонной пружины, установленной в цепи, полностью накрученной на рабочий барабан;
d1 - наружный диаметр рабочего барабана;
d2 - наружный диаметр холостого барабана;
S - ход ползуна.The outer diameter d 1 of the working drum 13 is made close to the size of the inner diameter of the roll of the
A max = 0.5 (D 1 + d 1 i)
where A max , A min - the maximum and minimum distances between the axes;
D 1 - the diameter of the last turn of the coil spring installed in the chain, completely wound on the working drum;
d 1 - the outer diameter of the working drum;
d 2 - the outer diameter of the idle drum;
S - stroke of the slider.
Ось перемещения подпружиненного ползуна 7 с закрепленным на нем холостым барабаном 6 совпадает с касательной, проведенной из центра холостого барабана 6 к наружной поверхности рабочего барабана 13 в сторону наматывания витков пружины 1 на рабочий барабан 13 при максимальном расстоянии между осями барабанов. The axis of movement of the spring-loaded slider 7 with the idle drum 6 fixed on it coincides with the tangent drawn from the center of the idle drum 6 to the outer surface of the working
На валу рабочего барабана 13 закреплена шестерня с обгонной муфтой прямого вращения 14, зацепляемая с шестерней 15, закрепленной на установленном в корпусе 8 ведущем валу 16. На ведущем валу 16 установлена шестерня 17, соединенная с шестерней 18 прерывателя. Прерыватель состоит из промежуточного вала 19, подвижно установленного в корпусе 8, шестерни 20, установленной на валу 19, соединенной с шестерней 21 реверсивной обгонной муфты, шестерня 21 реверсивной обгонной муфты имеет возможность свободно вращаться на валу 22, установленном неподвижно в корпусе 8. Обойма 23 реверсивной обгонной муфты 21 установлена на валу 22 неподвижно. В обойме 23 имеются пазы 24, в которые проходят выступы 25 крестовины 26, установленной неподвижно на валу 22, выступ 24 соединен с электрическим реле 27 управления механизмом реверсивной муфты шарниром 28, в обойме 23 реверсивной обгонной муфты (фиг. 5) выполнены клинообразные гнезда 29 с установленными в них подпружиненными шариками 30. Одним боком шарики 30 прижаты к продольной стенке гнезда 29, а другим - к внутренней боковой поверхности углубления в шестерне 21. Это создает возможность заклинивания и расклинивания обоймы 23 и шестерни 21 между собой. A gear is mounted on the shaft of the working
На крестовине 26 и обойме 23 шарнирно закреплены рычаги 31, свободные концы которых проходят в клинообразные гнезда 29 и поджимаются подпружиненными шариками 30. Выступы 25 размешены в вертикальных пазах 24 обоймы 23 и способны перемещаться в пазах 24. On the
Ведущий вал 16 (фиг.1) через редуктор 32 соединен с обгонной муфтой 33 маховика 34, установленного в вакуумной камере 35, с ведомым валом 36. На ведомом валу 36 установлена шестерня 37, связанная с шестерней 38 электрического реле тахометра 39 и обгонной муфтой 40 вала стартера 41. Ведомый вел 36 посредством муфты 42 соединен с валом электрогенератора 43, который электрически соединен с аккумулятором 44, подсоединенным к электрическому замку 45, который электрической цепью 47 подсоединен к реле 11 управления собачкой 10, со стартером 41 электрической цепью 48, с реле тахометра 39 электрической цепью 49, а реле тахометра 39 электрической цепью 50 соединено с реле 27 управления механизмом реверсивной обгонной муфты. The drive shaft 16 (Fig. 1) is connected through a gearbox 32 to the freewheel clutch 33 of the flywheel 34 installed in the vacuum chamber 35 with the driven shaft 36. A gear 37 is mounted on the driven shaft 36, connected to the gear 38 of the electric tachometer relay 39 and the freewheel 40 the starter shaft 41. The driven led 36 through the clutch 42 is connected to the shaft of the generator 43, which is electrically connected to the battery 44 connected to the electric lock 45, which is connected by an electric circuit 47 to the relay 11 control dog 10, with a starter 41 by an electric circuit 48, with e tachometer 39 electric circuit 49 and relay 39 of electric tachometer circuit 50 is connected to control switch 27 of the reversing mechanism of the overrunning clutch.
Работает предлагаемый двигатель следующим образом. The proposed engine operates as follows.
В исходном положении приводная рулонная пружина 1 в цепи 2 полностью накручена на рабочий барабан 13, замок 45 размыкает электрические цепи 47, 48, 49 и 50. Реле 11 отпустило собачку 10 храпового колеса 9, реле 27 управления механизмом реверсивной обгонной муфты отпустило выступ 25 крестовины 26, подпружиненные шарики 30 заклинили шестерню 21 реверсивной обгонной муфты, двигатель находится в покое. In the initial position, the
Подготовка инерционного пружинного двигателя с электрическим управлением к работе начинается с заведения приводной рулонной пружины 1, которая при помощи заводного привода 12 с рабочего барабана 13 полностью накручивается на холостой барабан 6, запасая потенциальную энергию под действием сил предварительного напряжения в сторону, противоположную самопроизвольному скручиванию рулонной пружины, зубья 4 входят в пазы 5, расположенные на звеньях цепи 2. Запас потенциальной энергии способствует достижению крутящим моментом на рабочем барабане 13 максимальной расчетной величины Мр.п. (фиг 7). Приводная рулонная пружина 1 в цепи 2 фиксируется от самопроизвольного неконтролируемого раскручивания заводным храповым механизмом, состоящим из храпового колеса 9, собачки 10, и электрическим реле 11 управления собачки 10. Завод пружины 1 происходит при отпущенной собачке 10 храпового колеса 9, законтренной шариками 30, шестерне 21 реверсивной обгонной муфты, при этом промежуточный вал 19 и ведущий вал 16 не имеют возможности вращения. Замок 45 имеет два положения, при первом замыкаются электрические цепи 47, 49, при втором положении замыкаются электрические цепи 47, 49, и 48. После завода рулонной пружины 1, замкнув замок 45, замкнутся цепи 47, 49, реле 11 управления собачкой 10 отожмет собачку 10, зубцы 3 цепи 2 находятся в пазах 4 звеньев 5 цепи 2 и не дают раскручиваться рулонной пружине 1, намотанной на холостой барабан. Реле тахометра замкнет цепь 50 и реле 27 управления механизмом реверсивной обгонной муфты расклинит шестерню 21 с обоймой 23, ведущий вал под воздействием усилия пружины 1 начинает медленно раскручивать маховик 34, поставив замок 45 во второе положение замыкается электрическая цепь 48, и стартер 41 помогает раскручивать рулонной пружине 1 маховик 34 до необходимой расчетной частоты вращения, реле тахометра 39 размыкает электрические цепи 50 и 48, реле 27 отпускает выступ 25, и подпружиненные шарики 30 своими пружинами заклиниваются между продольной стенкой клинообразного гнезда 29 обоймы 23 и внутренней боковой поверхностью шестерни 21. Ведущий вал 16 останавливается и маховик 34 в вакуумной камере 35 по инерции продолжает отдавать энергию вращения валу потребителя 43. Когда число оборотов ведомого вала 36 маховика 34 упадет до расчетного значения, то реле тахометра 39 замкнет электрическую цепь 50, реле 27 нажмет на выступ 25 и вытолкнет шарики 30 из клинообразного гнезда 29, шестерня 21 получит свободное вращение на неподвижном валу 22 и ведущий вал 16 под усилием пружины 1 начнет подгонять маховик 34 до расчетного числа оборотов, пока реле тахометра 39 не разомкнет электрическую цепь 50 и реверсивная обгонная муфта не остановит вращение ведущего вала 16.The preparation of an inertial electrically controlled spring motor for operation begins with the establishment of a
Цикл повторяется, число оборотов маховика 34 постепенно снижается до n2 в 1 мин, и его крутящий момент снижается до M2 (фиг. 7). Однако с началом нового цикла срабатывания рулонной пружины 1 крутящий момент и число оборотов в 1 мин маховика 34 подрастают до расчетной величины M1 и n1.The cycle is repeated, the number of revolutions of the flywheel 34 is gradually reduced to n 2 in 1 min, and its torque is reduced to M 2 (Fig. 7). However, with the beginning of a new cycle of operation of the
Постепенно вся рулонная пружина 1 под действием сил предварительного напряжения и дополнительного напряжения, полученного при накручивании рулонной пружины на холостой барабан 6, перекручивается на рабочий барабан 13. При этом уменьшается энергия рулонной пружины 1 до той величины, пока маховик 34 сможет передавать потребителю необходимую энергию. Затем требуется новый завод пружины 1, и полный цикл работы двигателя повторяется. Gradually, the
На фиг. 7 циклы срабатывания рулонной пружины 1 и вращения маховика 34 по инерции условно показаны одинаковыми. In FIG. 7, the cycles of operation of the
Угол поворота рабочего барабана 13 во время одного цикла срабатывания рулонной пружины 1 зависит от передаточного числа между шестернями 14 и 15. The rotation angle of the working
Claims (11)
Amax = 0,5 (D1 + d1i);
где Amax, Amin - максимальное и минимальное расстояние между осями,
D1 - диаметр последнего витка рулонной пружины, полностью накрученной на рабочий барабан,
d1 - наружный диаметр рабочего барабана,
d2 - наружный диаметр холостого барабана,
S - ход ползуна.5. The engine according to paragraphs. 1, 3 and 4, characterized in that the outer diameter of the working drum is made close in size to the inner diameter of the coil of the drive spring, spontaneously twisted into a roll under the action of prestressing forces, and the outer diameter of the idle drum is made with a size of at least two outer diameters of the working drum, moreover, the axis of movement of the spring-loaded slider is directed along the tangent drawn from the center of the idle drum to the outer surface of the working drum in the direction of winding the coil of spring on the working b Raban with a minimum distance between the idle and working drums, the minimum and maximum center distance between the idle and working drums and the value of the spring-loaded slider stroke calculated by the formulas
A max = 0.5 (D 1 + d 1 i);
where A max , A min - the maximum and minimum distance between the axes,
D 1 - the diameter of the last turn of the coil spring, fully wound on the working drum,
d 1 - the outer diameter of the working drum,
d 2 - the outer diameter of the idle drum,
S - stroke of the slider.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99116100A RU2151323C1 (en) | 1999-07-21 | 1999-07-21 | Power-controlled mechanical inertial spring unit for power production |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99116100A RU2151323C1 (en) | 1999-07-21 | 1999-07-21 | Power-controlled mechanical inertial spring unit for power production |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2151323C1 true RU2151323C1 (en) | 2000-06-20 |
Family
ID=20223043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99116100A RU2151323C1 (en) | 1999-07-21 | 1999-07-21 | Power-controlled mechanical inertial spring unit for power production |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2151323C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2467456C2 (en) * | 2010-02-08 | 2012-11-20 | Александр Валериевич Новогренко | Vacuum centrifugal generator |
| CN117977876A (en) * | 2023-11-30 | 2024-05-03 | 中北大学 | Energy storage type random micro-vibration energy collector |
-
1999
- 1999-07-21 RU RU99116100A patent/RU2151323C1/en active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2467456C2 (en) * | 2010-02-08 | 2012-11-20 | Александр Валериевич Новогренко | Vacuum centrifugal generator |
| CN117977876A (en) * | 2023-11-30 | 2024-05-03 | 中北大学 | Energy storage type random micro-vibration energy collector |
| CN117977876B (en) * | 2023-11-30 | 2024-05-31 | 中北大学 | Energy storage type random micro-vibration energy collector |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101057612B1 (en) | Recoil starter | |
| CN101408152B (en) | Spring device capable of intermittently storing energy and trigging to release energy | |
| JP2003056451A (en) | Windmill power generating device | |
| RU2151323C1 (en) | Power-controlled mechanical inertial spring unit for power production | |
| EP1958224B1 (en) | A device for transmitting rotary motion | |
| US5970940A (en) | Mechanical starter motor | |
| ITGE990089A1 (en) | LOW ENERGY CONSUMPTION ENGINE. | |
| RU2153099C1 (en) | Energy-producing inertial mechanical spring unit | |
| WO2000047892A1 (en) | Spring motor | |
| RU2150605C1 (en) | Energy producing mechanical spring unit | |
| RU2179656C1 (en) | Inertia mechanical spring engine with electric control and generator which produces constant frequency current when generator rotors is rotated by flywheel inertia forces | |
| RU202471U1 (en) | Anchor winch with controlled anchor release | |
| CN109677563B (en) | Trace cable releasing device suitable for underwater anchoring platform | |
| KR100752498B1 (en) | Apparatus for generating electric using rotative force door hinge | |
| KR100254595B1 (en) | Brake for bicycle | |
| RU205836U1 (en) | AUTONOMOUS POWER SUPPLY STORAGE WITH MECHANICAL ENERGY STORAGE | |
| KR20080039722A (en) | Bicycle with the elastic energy of the spiral spring | |
| SU1361367A1 (en) | Manual starting mechanism for internal combustion engine | |
| RU2652763C2 (en) | Device for transformation of one-directional intermediate movement into rotary | |
| RU2778949C1 (en) | Winch with improved rope tensioning mechanism | |
| CA1139972A (en) | Manually driven generating mechanism for doorbells | |
| GB2085663A (en) | Manually driven generating mechanism for doorbells | |
| SU1759784A1 (en) | Hand winch | |
| SU1020608A1 (en) | Spring type starter | |
| JP2020041638A (en) | Rotation drive power auxiliary device |