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Dokumentenidentifikation DE4327477A1 23.02.1995
Titel Generatorantriebsvorrichtung
Anmelder Hessabi, Iradj, Dipl.-Ing., 33813 Oerlinghausen, DE
Erfinder Hessabi, Iradj, Dipl.-Ing., 33813 Oerlinghausen, DE
DE-Anmeldedatum 16.08.1993
DE-Aktenzeichen 4327477
Offenlegungstag 23.02.1995
Veröffentlichungstag im Patentblatt 23.02.1995
IPC-Hauptklasse F03G 7/08
IPC-Nebenklasse F03G 3/08   
Zusammenfassung Eine in einer Fahrbahn (11) gelagerte Druckschiene (3) betätigt beim Überfahren mit einem Fahrzeug einen Druckfederspeicher (91), mit einer lösbaren Rastvorrichtung (94), der über eine Hydraulikzylinder-Kolbenanordnung (81) einen Hydraulikmotor (83) speist, der einen elektrischen Generator (10) antreibt.
Ein zweiter Druckfederspeicher (92), der von einer zweiten Hydraulikzylinder-Kolbenanordnung (82) beaufschlagt ist, sowie ein Hydraulikstromventil (84) vergleichmäßigen und verlängern die Hydraulikmotorspeisung. Der Generatorstrom dient zur Speisung von verkehrsbezogenen elektrischen Vorrichtungen.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung eines elektrischen Generators mit einer vertikal beweglichen von einer Rückholfeder nach oben verbringbare Druckschiene, die insbesondere in einer Fahrbahn gelegt von einem überfahrenden Fahrzeug nach unten betätigbar ist, und gegebenenfalls über ein Getriebe und einen Freilauf an einen mechanischen Energiespeicher angeschlossen ist, von dem aus der Generator motorisch angetrieben wird.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE 4 03 421.9 A1 bekannt. Bei dieser diente ein Schwungrad als mechanischer Energiespeicher, das durch seine Trägheit bei einer Betätigung der Druckschiene eine hohe Anfangsbelastung für das Getriebe brachte und nur bei längerer Einwirkung der Betätigungsbelastung der Druckschiene eine größere Energiemenge aufnahm. Weiterhin erfolgte der Generatorantrieb mit einer stark schwankenden Drehzahl und daher überwiegend mit einem ungünstigen Wirkungsgrad.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die vorstehend geschilderten Nachteile an einer solchen druckschienenbetätigten Generatorantriebsvorrichtung zu vermeiden.

Die Lösung besteht darin, daß der mechanische Energiespeicher mindestens ein erster Federspeicher ist, der gespannt auf eine erste Hydraulikzylinder-Kolbenanordnung einwirkt, die hydraulikseitig über eine Hydraulikdruckölleitung einen Hydraulikmotor speist, der den Generator antreibt und dessen Zuflußleitung über einen drucklosen Hydraulikspeicher und ein Einlaßventil der ersten Hydraulikzylinder-Kolbenanordnung zurückführt, und daß der erste Federspeicher druckschienenseitig im gespannten Zustand von einer Rastvorrichtung gerastet gehalten wird, so daß der erste Federspeicher freilaufend sich entspannend die erste Hydraulikzylinder-Kolbenanordnung betätigt, die bei entspanntem ersten Federspeicher mit einem Auslöser die Rastvorrichtung löst, so daß die Rückholfeder die Druckschiene unbetätigt, den ersten Federspeicher und die Hydraulikzylinder-Kolbenanordnung unbetätigt zurückholt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Beim Niederdrücken der Druckschiene durch ein überrollendes Fahrzeug wird die erste Druckfeder mit zunehmender Kraft gespannt und Energie zwischengespeichert. Dieser Vorgang kann relativ schnell beim Überfahren der geeignet breit ausgestalteten Schwelle erfolgen, da nur eine geringe Masse zu beschleunigen ist.

Durch die Rastvorrichtung, die die Feder auf der angedrückten Seite festhält, hat die Feder im Prinzip solange Zeit, bis ein nächstes Überrollen der Druckschiene erfolgt, um sich zur anderen Seite unter Einwirkung auf das Hydrauliksystem zu entspannen und durch die Rückholfeder in den Anfangszustand und die Ausgangslage zusammen mit den Betätigungsteilen zurückzukehren.

Die gekoppelten beiden Hydraulikzylinder-Kolbenanordnungen übertragen die Energie in einen zweiten Energiespeicher, der ständig nachladbar ist und vorzugsweise eine ausreichende Kapazität für die Aufnahme mehrerer Energieladungen durch einzelne Schienbetätigungen hat. Der erste und/oder weitere Federspeicher können vorteilhafterweise als Spiralfeder oder sonstige mechanische Kraftspeicher ausgebildet sein.

Ein Hydraulikstromregelventil vergleichmäßigt den Ölstrom aus der zweiten Hydraulikzylinder- Kolbenanordnung, die von dem zweiten Federspeicher ständig beaufschlagt ist, in den Hydraulikmotor, so daß dieser den Generator mit konstanter Geschwindigkeit antreibt.

Vorzugsweise sind an einer Druckschiene beidseitig Getriebe, erste Federspeicher mit Rastvorrichtungen und erste Hydraulikzylinder-Kolbenanordnungen sowie Rückstellfedern und Ventile vorgesehen, so daß eine gute Ausnutzung der Betätigungsenergie auch bei unterschiedlicher Seitenstellung des betätigenden Fahrzeuges erfolgt.

Vorzugsweise werden auch mehrere Betätigungsschienen, die mit den Energieabnehmern versehen sind, hintereinander auf einer Fahrbahn oder auf benachbarten Fahrbahnen angeordnet und mit ihren Hydraulikleitungen durch die Ventile entkoppelt mit nur einer zweiten Energiespeicheranordnung verbunden, die dann einen zentralen Generator speist.

Die erzeugte elektrische Energie wird in einem Akkumulator zwischengespeichert und dient vorzugsweise zur Versorgung von elektrischen Verkehrshilfeeinrichtungen wie Signalen, Meßgeräten, Nachrichtengeräten, Tankstellen usw.

Die gesamte Vorrichtung ist wie die vorbekannte in einem Gehäuse in einer U-förmigen Schale untergebracht, das oben mit einer elastischen Abdeckung abgedichtet ist, unter der sich die Druckschiene befindet.

Eine bevorzugte Ausführung ist in den Fig. 1-4 dargestellt.

Fig. 1 zeigt ein Funktionsschema der Antriebsvorrichtung;

Fig. 2 zeigt einen Detaillängsschnitt einer ersten Federspeichervorrichtung entspannt;

Fig. 3 zeigt Detailquerschnitt mit gespannter Feder;

Fig. 4 zeigt einen Vertikalquerschnitt der Antriebsvorrichtung im Bereich der ersten Speichervorrichtung.

Fig. 1 zeigt eine Druckschiene 3, die geringfügig aus der Fahrbahnoberfläche 11 herausragt und von einem Fahrzeug beim Überfahren um einige Zentimeter herabgedrückt wird.

An den Enden der Druckschiene 3 sind Winkelhebelgetriebe 93, 93&min; angelenkt, die auf erste Federspeicher 91, 91&min; einwirken, die andererseits erste Hydraulikzylinder-Kolbenanordnungen 81, 81&min; beaufschlagen.

Diese sind jeweils mit einer Hydraulikdruckleitung über je ein Rückschlagventil 96, 96&min; mit einer zweiten Hydraulikzylinder-Kolbenanordnung 82 verbunden, die kolbenseitig einen zweiten Federspeicher 92 beaufschlagt.

An der Hydraulikleitung ist über ein Stromregelventil 84 ein Hydraulikmotor 83 angeschlossen, der den Generator 10 antreibt, der die Verbraucher und gegebenenfalls einen Pufferakkumulator 12 speist.

Der Abfluß des Hydraulikmotors 83 führt in einen Hydraulikölspeicher 85, von dem Rückführleitungen über Einlaßventile 86, 86&min; zu den ersten Hydraulikzylinder- Kolbenanordnungen 91, 91&min; führen. Zweckmäßig ist an die Hydraulikdruckleitung ein Manometer 88 und in diese ein Filter 89 angeschlossen.

Die ersten Federspeicher 91, 91&min; sind jeweils mit einer Rastvorrichtung 94, 94&min; versehen, wie Fig. 2 und Fig. 3 im einzelnen zeigen.

Die Feder 91, die als Druckfeder ausgebildet ist, trägt am hebelseitig angeschlossenen Ende eine Rastplatte 94C, die bei herabgedrückter Druckschiene 3 - Fig. 3 - von Rasthaken 94A, 94B gehalten wird, die gehäusemäßig dem ersten Hydraulikzylinder 81Z schwenkbar verbunden sind und mit einer Feder 94D gerastet gehalten werden.

Das andere Federende des ersten Federspeichers 91 ist schwenkbar am Hydraulikkolben 81K angelenkt, und es trägt eine Auslöseplatte 97A, die mit Auslöseschrägen 97 an den Rasthaken 94A, 94B zusammenwirkt, wenn der Hydraulikkolben 91K eingedrückt und der erste Federspeicher 91 entspannt ist, so daß sich die Rasthaken 94A, 94B von der Rastplatte 94C lösen und diese freigeben. Dann zieht die relativ schwache Feder 91, das Winkelhebelgetriebe 93 und die Druckschiene 3 in die Grundstellung zurück, wie Fig. 2 zeigt.

Die gesamte Vorrichtung ist in einem U-förmigen schmalen Schacht 13 untergebracht, an dem der erste Hydraulikzylinder 81Z, die Rasthebel 94A, 94B, die Rückholfeder 98 und das Winkelhebelgetriebe 93 festgelegt bzw. angelenkt sind.

Obenseitig ist in dem U-Schacht 13 eine abdichtende elastische Abdeckung 14 angeordnet, unter der sich unmittelbar die Druckschiene 3 befindet, die in der Grundstellung zusammen mit der elastischen Abdeckung 14 über den U-Schachtrand durch die Rückholfedern 98 auf eine Arbeitshöhe angehoben ist.

Der U-Schacht 13 ist vorzugsweise mit einem umlaufenden horizontalen Rand 15 versehen, wie Fig. 3 und 4 zeigen, womit der Schacht in eine Fahrbahn 11 einzusetzen und elastisch anzuschließen ist.

Der Vertikalquerschnitt, Fig. 4, zeigt eine beidseitige symmetrische Anordnung von zwei Rückholfedern 98 und beidseitige federbelastete Rasthebelanordnungen 94 zu einem mittig angeordneten ersten Federspeicher 91 und Hebelgetriebe 93.

Das Winkelhebelgetriebe 93 dient der Kraftumlenkung, so daß die Bauhöhe verhältnismäßig gering ist. Selbstverständlich läßt sich die Federspeicher-Hydraulikzylinderanordndung 91, 81 mit dem Zubehör auch vertikal und ohne Umlenkgetriebe 93 unter der Druckschiene 3 zuordnen, wenn ein etwas tieferer Schacht vorgesehen wird.

Der Anschlußflansch 30 der Druckschiene 3 ist mit einem horizontal gerichteten Langloch 31 an den Winkelhebel 93 angeschlossen, damit ein Längenausgleich gewährleistet ist.

An den zweiten Druckfederspeicher 92 - Fig. 1 - bzw. genauer an die Hydraulikleitung der zweiten Hydraulikzylinder-Kolbenanordnung lassen sich mehrere erste Hydraulikanordnungen 81, 81&min; von mehrere Druckschwellen 3 anschließen, so daß für längere Zeit ein Ölfluß durch den einen Antriebsmotor 83 erbracht werden kann.

Im einfachsten Fall ist die Druckschwelle 3 nur mit einem einzigen Federspeicher 91, einer Rastvorrichtung 94, einer Rückholfeder 98 und einer Hydraulikkolbenanordnung mit einem Ein- und einem Auslaßventil 86, 96 sowie dem Hydromotor 83 mit dem Generator 10 vorhanden.

Die Rastvorrichtung läßt sich statt unmittelbar an dem Federspeicher 91 auch gegebenenfalls an dem Winkelhebelgetriebe 93 oder an der Druckschiene 3 angreifend ausgestalten.

Ebenso kann die Rückstellfeder 98 vor oder hinter dem Winkelhebelgetriebe 93, an diesem selbst oder am Hydraulikkolben 91K angreifend gestaltet werden.


Anspruch[de]
  1. 1. Antriebsvorrichtung eines elektrischen Generators (10) mit einer vertikal beweglichen von einer Rückholfeder (98) nach oben verbringbare Druckschiene (3), die insbesondere in einer Fahrbahn (11) gelegt von einem überfahrenden Fahrzeug nach unten betätigbar ist und gegebenenfalls über ein Getriebe (93) und einen Freilauf an einen mechanischen Energiespeicher (91, 92) angeschlossen ist, von dem aus der Generator (10) motorisch angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß der mechanische Energiespeicher (91, 92) mindestens ein erster Federspeicher (91) ist, der gespannt auf eine erste Hydraulikzylinder- Kolbenanordnung (81) einwirkt, die hydraulikseitig über eine Hydraulikölleitung einen Hydraulikmotor (83) speist, der den Generator (10) antreibt und dessen Zuflußleitung über einen drucklosen Hydraulikölspeicher (85) und ein Einlaßventil (86) der ersten Hydraulikzylinder-Kolbenanordnung (81) zurückführt, und daß der erste Federspeicher (91) druckschienenseitig im gespannten Zustand von einer Rastvorrichtung (94) gerastet gehalten wird, so daß der erste Federspeicher (91) freilaufend sich entspannend die erste Hydraulikzylinder-Kolbenanordnung (81) betätigt, die bei entspannten ersten Federspeicher (91) mit einem Auslöser (97, 97A) die Rastvorrichtung (94) löst, so daß die Rückholfeder (98) die Druckschiene (3) unbetätigt, den ersten Federspeicher (91) und die Hydraulikzylinder-Kolbenanordnung (81) unbetätigt zurückholt.
  2. 2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiespeicher aus dem ersten Federspeicher (91) und einem zweiten Federspeicher (92) besteht und der erste Federspeicher (91), der auf die erste Hydraulikzylinder-Kolbenanordnung (81) einwirkt, die über ein Rückschlagventil (96) über die Hydraulikdruckölleitung mit einer zweiten Hydraulikzylinder-Kolbenanordnung (82) hydraulisch verbunden ist, die den zweiten Federspeicher (92) beaufschlagt.
  3. 3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federspeicher (91, 92) Druckfedern sind und der erste Federspeicher (91) gegebenenfalls über ein Winkelhebelgetriebe (93) beaufschlagt ist und dieser winkelhebelseitig die Rastvorrichtung (94) trägt, mit mindestens einem Rasthaken (94A, 94B), der federbelastet ist und so angeordnet ist, daß er das hebelgetriebeseitige Federende bei einer abgesenkten Stellung der Druckschiene (3) und dem gemäß zusammengedrückter erster Feder (91) hält und daß auf den Rasthaken (94A, 94B) der Auslöser (97A) einwirkt, der hydraulikkolbenseitig an der ersten Feder (91) so angeordnet ist, daß der Rasthaken (94A, 94B) bei entspannter Feder (91) löst, wobei die Rückholfeder (98) die Druckschiene (3) wenn diese unbelastet ist, in die obere Stellung verbringt und gegebenenfalls das Winkelhebelgetriebe (93) sowie die entspannte erste Feder (91) und die erste Hydraulikzylinder-Kolbenanordnung (81) in ihre Ausgangsstellung verbringt.
  4. 4. Antriebsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydraulikmotor (83) über ein Stromregelventil (84) gespeist ist und er ausgangsseitig an einen Hydraulikölspeicher (85) angeschlossen ist, mit dem die erste Hydraulikzylinder- Kolbenanordnung über ein Einlaßventil (86) verbunden ist.
  5. 5. Antriebsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Druckschiene (3) mindestens zwei der ersten Federspeicher (91, 91&min;) sowie gegebenenfalls zugehörige Winkelhebelgetriebe (93, 93&min;) und erste Hydraulikzylinder- Kolbenanordnungen (81, 81&min;) mit Einlaß- und Rückschlagventilen (86, 86&min;; 96, 96&min;) und Rückholfedern (98, 98&min;) über ihre Längenerstreckung verteilt angeordnet sind.
  6. 6. Antriebsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator (10) einen elektrischen Akkumulator (12) speist.
  7. 7. Antriebsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Druckschienen (3) beabstandet zueinander über der Fahrbahnoberfläche (11) angeordnet sind und an diesen die ersten Federspeicher (90, 91&min;) und die zugehörigen ersten Hydraulikzylinder-Kolbenanordnungen (81, 81&min;) angeordnet sind, deren Hydraulikzylinderleitungen mit nur einer einzigen zentralen zweiten Hydraulikzylinder-Kolbenanordnung (82) mit einem zentralen Federspeicher (92) sowie dem Hydraulikmotor (83) mit dem Generator (10) verbunden sind.
  8. 8. Antriebsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie in einer U-förmigen Schale (13) angeordnet ist, die mit einer elastischen Abdeckung (14) obenseitig abgedichtet ist.
  9. 9. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die U-förmige Schale (13) endseitig geschlossen ist und einen allseitig umlaufenden oberen Kragen (15) seitlich überstehend zur Einbettung in eine Straßenoberfläche (11) aufweist.






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