DE102009033205B3

DE102009033205B3 - Flussgenerator mit Hebelkraft

Info

Publication number: DE102009033205B3
Application number: DE102009033205A
Authority: DE
Inventors: Oezkiran Buelent
Original assignee: Buelent Ozkiran
Current assignee: Buelent Ozkiran
Priority date: 2009-07-15
Filing date: 2009-07-15
Publication date: 2011-03-31
Anticipated expiration: 2029-07-16

Abstract

Vorrichtung und Verfahren zur Energiegewinnung aus fließenden Gewässern mit einem oder zwei Schaufelrädern (1) an einer ersten Welle (2), die mit einer zweiten Welle (7) über eine Zahn- oder Keilriemeneinheit (3, 8, 17) in Wirkverbindung steht, wobei an der zweiten Welle (7) Nocken (10) drehfest angeordnet sind, die mit Hebelarmen (11) in Wirkverbindung stehen, welche in Lagern (12) an einer dritten Welle (13) befestigt sind. Durch die Nocken (10) werden die Hebelarme (11) abwechselnd angehoben und übertragen dabei die Drehbewegung der zweiten Welle (7) auf die dritte Welle (13), die zur energetischen Nutzung mit einer Arbeitsmaschine verbunden werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Energiegewinnung aus fließenden Gewässern sowie des entsprechenden Verfahrens hierzu.
Die Energiegewinnung aus fließenden Gewässern erfolgt bekanntermaßen beispielsweise durch Wasserkraftanlagen mit so genannten Wasserrädern. Bei derartigen Anlagen erfolgt die Übertragung der Drehbewegung des durch die Wasserströmung angetriebenen Wasserrades über ein oder mehrere Zwischengetriebe auf eine Abtriebswelle, die zur energetischen Verwertung mit einer Arbeitsmaschine verbundenen ist. Hierbei finden üblicherweise Zahnrad- oder Riemengetriebe Verwendung. Anlagen dieser Art werden beispielsweise in der DE 32 41 550 A1 oder in der US 94 65 85 A beschrieben.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Energiegewinnung aus fließenden Gewässern aufzuzeigen, die eine vorteilhafte, auf diesem Gebiet bisher nicht verwendete Art- und Weise der Drehbewegungsübertragung nutzt.
Gelöst wird diese Aufgabe mittels einer Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 sowie mit einem Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 2.
Das wesentliche Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Energiegewinnung aus fließenden Gewässern ist die Übertragung der Drehbewegung von einer Zwischengelege-Welle auf eine Abtriebswelle, die mit einer Arbeitsmaschine verbunden ist, wobei die Zwischengelege-Welle mit Nocken ausgestattet ist, welche auf Hebel einwirken, die mit der Abtriebswelle verbunden sind. Dies hat gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass hohe Drehmomente mit einer vergleichweise einfach aufgebauten und damit entsprechend wartungsarmen und kostengünstigen Apparatur übertragen werden können.
Die Erfindung wird im Nachfolgenden anhand eines in den 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Hierbei zeigen
1: eine dreidimensionale Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
2: eine Seitenansicht der in 1 dargestellten Vorrichtung;
3: eine Detailansicht der in 1 dargestellten Vorrichtung, betreffend das Nockenwellen-/Hebel-Getriebe.
Das in den 1 bis 3 dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung hat folgenden Aufbau:
Zwei Schaufelräder 1 sind an einer gemeinsamen ersten Welle 2 angebracht. Diese erste Welle 2 ist in Lagern 5 drehbar auf einem Stehgerüst 4 gelagert. Die Höhe und Ausrichtung ist dem fließenden Gewässer angepasst. Über der ersten Welle 2 befindet sich eine zweite Welle 7. Die beiden Wellen 2, 7 sind über ein Zahn- oder Keilriemengetriebe 3, 8, 17 miteinander verbunden. Auf der zweiten Welle 7 befinden sich vier Nocken 10. Die Form der Nocken 10 ist so ausgebildet, dass sie über 90° der Drehbewegung wirksam sind. Die vier Nocken 10 sind auf der Welle 7 um jeweils 90° versetzt zueinander angebracht und mit dieser drehfest verbunden. Die Nocken 10 sind weiterhin jeweils beidseitig durch kreisrunde Stahlscheiben 9 eingeschlossen. Die Stahlscheiben 9 sind in 1 „durchsichtig” dargestellt, um die Nocken 10 und deren Funktion besser sichtbar zu machen. Die Stahlscheiben 9 dienen als Führung für Hebelarme 11. Die Hebelarme 11 sind als Rechteckrohre ausgebildet und liegen jeweils mit dem einen Ende auf den Nocken 10 auf und das andere Ende ist mittels Lagern 12 an eine dritte Welle 13 angeschlossen. Die Besonderheit der Lager 12 ist, dass sie nur in einer Richtung frei drehbar sind. In die andere Richtung übertragen sie ein Drehmoment („Freilauf- bzw. Ratschensystem”). Die dritte Welle 13 ist auch über Lager 14 auf einem weiteren Stehgerüst 16 drehbar befestigt.
Die Strömungsenergie des Wassers treibt nun die Schaufelräder 1 an und versetzt sie in eine Drehbewegung. Die Drehbewegung wird über eine Keil- oder Zahnriemenverbindung 17 und eine Übersetzung 3, 8 an die zweite Welle 7 übertragen. Das Übersetzungsverhältnis kann je nach Strömungsgeschwindigkeit des Gewässers entsprechend gewählt werden. Auf der zweiten Welle 7 sind die zuvor erwähnten Nocken 10 angebracht. Diese Nocken 10 bewirken, dass die Hebelarme 11 an den mit ihnen verbundenen Enden alle Viertelumdrehung eine „Aufwärtsbewegung” machen. Dies geht besonders deutlich aus 3 hervor, in der ein Hebelarm 11 mit einer zugehörigen Nocke 10 und der Lagerung der zweiten Welle 7 als isoliertes Detail dargestellt ist. Den Drehimpuls erhält die Welle 13 über die Lager 12, die wie zuvor beschrieben, nach dem „Freilauf- bzw. Ratschensystem” funktionieren. Durch die jeweils um 90° versetzt zueinander angebrachten Nocken 10 wird erreicht, dass sich stets nur ein Hebelarm 11 nach oben bewegt. Dies bewirkt, dass sich die Welle 13 gleichmäßig dreht. Durch die Länge der Hebelarme 11 wird ein sehr hohes Drehmoment an der Welle 13 erzeugt. Die Energie kann nun durch Anschließen einer Arbeitsmaschine an die Welle 13, in 1 und 2 symbolisch mit einem Zahnrad 15 dargestellt, genutzt werden.

Claims

Vorrichtung zur Energiegewinnung aus fließenden Gewässern, gekennzeichnet durch – ein oder zwei Schaufelräder (1), angebracht an einer ersten Welle (2), die in Lagern (5) drehbar in einem Stehgerüst (4) gelagert ist; – eine auf dem Stehgerüst (4) über der ersten Welle (2) angeordnete zweite Welle (7), die mit der ersten Welle (2) über ein Zahn- oder Keilriemengetriebe (3, 8, 17) verbunden ist; – vier auf der zweiten Welle (7) angeordnete und mit dieser drehfest verbundene Nocken (10), deren Form so ausgebildet ist, dass sie über 90° der Drehbewegung wirksam sind, wobei die vier Nocken (10) auf der zweiten Welle (7) um jeweils 90° versetzt zueinander angebracht sind; – vier als Rechteckrohre ausgebildete Hebelarme (11), die jeweils einem Nocken (10) zugeordnet sind und jeweils mit ihrem einen Ende auf dem zugeordneten Nocken (10) aufliegen, während deren anderes Ende mittels Lagern (12) an eine dritte Welle (13) angeschlossen ist, wobei die Lager (12) nur in einer Richtung frei drehbar sind und in die andere Drehrichtung ein Drehmoment übertragen („Freilauf- bzw. Ratschensystem”) und wobei weiterhin die dritte Welle (13) über Lager (14) auf einem weiteren Stehgerüst (16) drehbar befestigt ist sowie – jeweils beidseitig von jedem Nocken (10) angeordnete kreisrunde Stahlscheiben (9), die als Führung für die Hebelarme (11) dienen.
Verfahren zur Energiegewinnung aus fließenden Gewässern mittels einer Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Schaufelrad (1) bzw. die Schaufelräder (2) von strömendem Wasser angetrieben und dadurch in eine Drehbewegung versetzt wird/werden, welche über eine Keil- oder Zahnriemenverbindung (17) und eine Übersetzung (3, 8) an eine zweite Welle (7) übertragen wird, wodurch die auf der zweiten Welle (7) drehfest angeordneten Nocken (10) ebenfalls in eine Drehbewegung versetzt werden, so dass jeder Hebelarm (11) an seinem mit einem Nocken (10) verbundenen Ende jede Viertelumdrehung der zweiten Welle (7) angehoben wird und dabei über die nach dem „Freilauf- bzw. Ratschensystem” funktionierenden Lager (12) einen Drehimpuls auf die dritte Welle (13) überträgt, wobei durch die jeweils um 90° versetzt zueinander auf der zweiten Welle (7) angeordneten Nocken (10) erreicht wird, dass sich die Hebelarme (11) nacheinander nach oben bewegen, was bewirkt, dass sich die dritte Welle (13), an die eine Arbeitsmaschine zur energetischen Nutzung der Drehbewegung angeschlossen werden kann, gleichmäßig dreht.