Пружинний акумулятор механічної енергії
Винахід відноситься до приладобудування, а саме до пружинних двигунів з кількома, попередньо напруженими по всій довжині, рулонними пружинами, і може бути використане на приводах транспортних засобів як пружинний двигун для іграшок, годинникових та інших механізмів. Пружинний акумулятор механічної енергії містить холостий і робочий барабани із закріпленою та накрученою на них у протилежні сторони, попередньо напруженою по всій довжині, рулонною стрічковою пружиною. Відмінність конструкції полягає в тому, що на робочий вал з можливістю обертання встановлена обойма і додатково введена рулонна пружина, встановлена в обоймі, закріплена одним кінцем за робочий барабан, а іншим кінцем - за обойму, на обойму встановлена шестірня, об'єднана кінематичним зв'язком з шестернею, встановлений на вал з неодруженим барабаном. Технічний результат полягає у підвищенні енергетичних характеристик пружинного двигуна за рахунок введення кінематичного зв'язку між валами та додатковою рулонною пружиною. 1 іл.
Даний винахід відноситься до галузі приладобудування, а саме до пружинних двигунів з кількома попередньо напруженими по всій довжині рулонними пружинами, і може бути використане на приводах транспортних засобів як пружинний двигун для іграшок, годинникових та інших механізмів.
Відомий пружинний двигун, що містить робочий барабан і кілька неодружених барабанів з намотаними на них, попередньо напруженими, рулонними пружинами (Янкеліович В.К. Розрахунок параметрів пружинних двигунів з рулонною заводною пружиною. Збірник праць Володимирського політехнічного інституту. Вип. 9, 10).
Недоліками цього пружинного двигуна є його великі розміри та невисока енергетичнаємність.
Відомо пристрій для акумулювання механічної енергії, що містить дві паралельні котушки, з'єднані між собою пружною стрічкою, що розтягує, і пов'язані додатковою кінематичною зв'язком (патент США N 3814213, кл. 185/39, опубл. 1974 р.).
Недоліком цього пристрою є низька енергетична ємність розтяжної пружинної стрічки та неповне використання енергії пружини.
Недоліком даного винаходу є низька енергетична ємність пружинного двигуна і неможливість використовувати енергію пружини, навкручену на два барабани спільно.
Даний винахід є найбільш близьким за технічними характеристиками і прийнято за прототип.
Мета винаходу - підвищення енергетичних характеристик пружинного двигуна за рахунок введення кінематичного зв'язку між валами та додатковою рулонною пружиною.
Зазначена мета досягається тим, що на паралельно встановлених валах встановлені холостий і робочий барабани, радіус холостого барабана більше радіуса робочого барабана, на барабани в протилежні сторони накручена рулонна стрічкова пружина, на холостому валу додатково встановлена шестерня, радіус шестерні равен валу з можливістю обертання встановлена обойма, в обоймі встановлена рулонна стрічкова пружина, одним кінцем закріплена за робочий барабан, а іншим за обойму, довжина рулонної пружини в обоймі більше або дорівнює довжині рулонної пружини, встановленої на барабанах, і напрям довільного закручування обох пру. На обойму встановлена шестерня, об'єднана кінематичним зв'язком з шестернею, встановленим на вал з неодруженим барабаном.
На кресленні показано пружинний акумулятор механічної енергії (вид збоку, видзверху).
Пружинний акумулятор механічної енергії містить попередньо напружену по всій довжині рулонну стрічкову пружину 1, закріплену на холостому 2 і робочому барабанах 3 і накручену на барабани в протилежні сторони, холостий барабан 2 встановлений на вал 4, на вал 4 нерухомо встановлена шестерня радіусу холостого барабана 2. Шестерня 5 об'єднана кінематичною зв'язком з шестернею 6, встановленої нерухомо на обойму 7, радіус обойми 7 більше радіуса шестерні 5. Робочий барабан 3 встановлений на вал 8, і на вал 8 з можливістю обертання встановлена обойма 7 встановлена стрічкова рулонна пружина 9, одним кінцем закріплена за робочий барабан 3, а іншим за обойму 7, рулонна пружина 1 і рулонна пружина 9 в обоймі 7 рівні за напрямом природного скручування на робочий барабан 3, і довжина пружини 9 більша або дорівнює довжині п .
Енергонакопичення пружинного акумулятора механічної енергії відбувається при обертанні однієї з шестерень 5 і 6 від стороннього джерела механічної енергії (на кресленні не показаний) і накручуванні рулонної пружини 1 на холостий барабан 2 в протилежний бік її мимовільного скручування. При обертанні шестерні 5 в протилежний бік мимовільного скручування рулонної пружини 1 пружина 1 буде переходити з робочого барабана 3 на холостий барабан 2, при цьому обертання буде отримувати шестерня 6, встановлена на обоймі 7, і зовнішні витки рулонної пружини 9 відходитимуть до стінки обойми 7 і рулонна пружина 9 накопичуватиме енергію. Енергонакопичення пружинного акумулятора механічної енергії закінчиться тоді, коли рулонна пружина 1 буде повністю скручена на холостий барабан 2.
Після закладення пружинного акумуляторапід впливом власної попередньої напруги пружини 1 і 9 будуть скручуватися на робочий барабан 3, при цьому шестерня 6 отримуватиме зусилля від шестерні 5, з'єднаної валом 4 з холостим барабаном 2, на який накручена пружина 1 у зворотний бік свого природного вигину 6 і отримуватиме додаткове зусилля від рулонної пружини 9, встановленої в обоймі 7, при цьому зусилля, що передається від рулонної пружини 1 в момент скручування на робочий барабан 3 через рулонну пружину 9, буде також передаватися шестірні 6.
Пружинний акумулятор механічної енергії, що містить холостий і робочий барабани із закріпленою і накрученою на барабани в протилежні сторони попередньо напруженої по всій довжині рулонної стрічкової пружиною, який відрізняється тим, що на холостий вал двигуна встановлена шестірня з радіусом, рівним радіусу з можливістю обертання встановлена обойма з радіусом, великим радіусом шестерні, встановленої на валу з неодруженим барабаном, в якій встановлена рулонна стрічкова пружина, закріплена одним кінцем за робочий барабан, а іншим кінцем - за обойму, довжина рулонної пружини в обоймі більше або дорівнює довжині рулону пружини, накрученої на барабанах, і напрямок скручування обох пружин однаково, на обойму встановлена шестерня, об'єднана кінематичною зв'язком з шестірнею, встановленої на вал з холостим барабаном.