DE19809309A1 - Device for recharging electrical accumulators - Google Patents

Water crafts that are not driven by internal combustion engines, i.e. sailboats, often require electrical energy. Electrical batteries that must be constantly recharged are generally used as a direct source of energy. According to the invention, the rocking movements of objects floating in moving waters, e.g. boats, are used to generate electrical energy. To this end, the electrical battery to be charged is pivotally mounted in a frame or a housing, that generally follows the movements of the object floating in the moving waters. The relative movements between the frame or housing and the electrical battery resulting from the inertia of the object are used to operate an electrical generator. The electrical current generated can be processed in a load regulator and supplied to the battery as load current impulses.

Auf Wasserfahrzeugen, die nicht von Verbrennungsmotoren angetrieben werden - insbesondere auf Segelbooten - besteht oft Bedarf an elektrischer Energie. Zum Beispiel für Hilfsantriebe, Antriebe von Winschen, Beleuchtung, Betrieb von Funkgeräten, Betrieb von elektronischen Navigationsgeräten. Als unmittelbare Energiequellen dienen dafür üblicherweise elektrische Akkumulatoren, die natürlich immer wieder aufgeladen werden müssen. Dafür sind verschiedene Methoden und Einrichtungen gebräuchlich:
There is often a need for electrical energy on watercraft that are not powered by internal combustion engines - especially on sailboats. For example for auxiliary drives, drives of winches, lighting, operation of radio devices, operation of electronic navigation devices. Electrical accumulators, which of course have to be recharged, are usually used as direct energy sources. Various methods and facilities are used for this:

• - An Stegen und Bootsanlegern befinden sich oft Netz-Anschlußmöglichkeiten. Die Nutzung dieser Anschlußmöglichkeiten setzt aber nicht nur voraus, daß ein entsprechend ausgerüsteter Bootsanleger jeweils rechtzeitig angelaufen werden kann, bevor die im Akku gespeicherte Energie verbraucht ist, sondern auch eine ausreichend lange, zum Wiederaufladen notwendige Liegedauer an dem jeweiligen Bootsanleger.- There are often network connection options on jetties and jetties. The use of these connection options does not only require that a suitably equipped jetties can be started in time, before the energy stored in the battery is used up, but also sufficient long time required for recharging at the respective jetty.
• - Von Verbrennungsmotoren getriebene Kleingeneratoren.
  Unter den Aspekten Wirtschaftlichkeit und Umweltverträglichkeit eine sehr nachteilige Möglichkeit. Treibstoffverbrauch, Lärm- und Abgasentwicklung sprechen dagegen. Auch die kleinen Geräte dieser Art entwickeln einige kW Leistung, die optimale Aufnahmefähigkeit eines gebräuchlichen 12V-Akku's liegt höchstens bei 150 VA. Der sich ergebende Gesamtwirkungsgrad ist entsprechend minimal.- Small generators driven by internal combustion engines.
  A very disadvantageous option in terms of economy and environmental compatibility. Fuel consumption, noise and exhaust emissions speak against it. The small devices of this type also develop a few kW of power, the optimal absorption capacity of a common 12V battery is at most 150 VA. The resulting overall efficiency is accordingly minimal.
• - Windgeneratoren.
  Eine umweltfreundliche Möglichkeit. Wenn diese nicht sehr hoch über dem betreffenden Fahrzeug angebracht sind, besteht Verletzungsgefahr durch sich drehende Rotorblätter. Bei Starkwind und Sturm besteht die Gefahr, daß die Rotoren beschädigt werden. Zwar sind Steuerungen und Antriebe am Markt, die die Rotoren bei Starkwind und Sturm abschwenken um deren Windangriffsfläche zu verringern, diese können das Risiko aber nicht beseitigen.
  Oft werden solche Windgeneratoren schon deshalb ungern angebaut, weil sie das Aussehen des Wasserfahrzeuges negativ beeinflussen.- wind generators.
  An environmentally friendly option. If these are not installed very high above the vehicle in question, there is a risk of injury from rotating rotor blades. In strong wind and storm there is a risk that the rotors will be damaged. There are controls and drives on the market that swivel the rotors in strong winds and storms in order to reduce the area exposed to the wind, but they cannot eliminate the risk.
  Such wind generators are often reluctant to be built on because they negatively affect the appearance of the watercraft.
• - Solargeneratoren.
  Eine umweltfreundliche Möglichkeit. Die Solargeneratoren sind möglichst großflächig auf der Oberfläche des Wasserfahrzeuges anzubringen. Das wird oft als optisch störend empfunden. Der wesentliche Nachteil der Solargeneratoren ist in dem Umstand zu sehen, daß sie nur dann in der Lage sind, ausreichend Strom zu liefern, wenn sie hell ausgeleuchtet sind.
  Das bedeutet, sie sind nicht in der Lage, den Akkumulator wirksam aufzuladen, wenn sie abgedeckt sind, sie sich im Schatten befinden, es bewölkt ist oder auch nachts. Ihr Nutzen kann dadurch sehr eingeschränkt sein.- solar generators.
  An environmentally friendly option. The solar generators should be installed on the surface of the watercraft as large as possible. This is often perceived as optically disturbing. The main disadvantage of solar generators can be seen in the fact that they are only able to supply sufficient electricity if they are brightly illuminated.
  This means they will not be able to effectively charge the battery if they are covered, they are in the shade, it is cloudy or even at night. Your benefits can be very limited.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu schaffen welche die genannten Nachteile vermeidet. The object of the invention is therefore to create an arrangement which avoids the disadvantages mentioned.  

Erfindungsgemäß sind zur Lösung dieser Aufgabe die in Anspruch 1 genannten Merkmale vorzusehen.According to the invention to achieve this object are those mentioned in claim 1 Provide characteristics.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in dem Unteranspruch aufgeführt.A further advantageous embodiment of the invention is in the subclaim listed.

Ein wesentlicher Vorteil des Erfindungsgegenstandes gegenüber dem Stand der Technik ist darin zu sehen, daß er jede - im Allgemeinen nur störende aber oft unvermeidliche - Schaukelbewegung eines Fahrzeuges zur Energieerzeugung zu nutzen vermag.A major advantage of the subject of the invention over the state of the Technology is to be seen in the fact that it is any - generally only annoying but often inevitable - rocking movement of a vehicle to generate energy can use.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnungen im einzelnen erläutert.An embodiment of the invention is based on the drawings in detail explained.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 Die Seitenansicht eines Gerätes gemäß der Erfindung. Fig. 1 The side view of a device according to the invention.

Fig. 2 Die Draufsicht des in Fig. 1 dargestellten Gerätes. Fig. 2 The top view of the device shown in Fig. 1.

Das Gerät gemäß der Erfindung besteht aus dem Gestell 1, an dem der Akkumulator 6 mit Hilfe der Schwingen 2, 3, 4 und 5 derart befestigt ist, daß er vertikal bewegt werden kann, ohne dabei um die eigene Achse zu schwenken.The device according to the invention consists of the frame 1 to which the accumulator 6 is fastened by means of the rockers 2 , 3 , 4 and 5 in such a way that it can be moved vertically without pivoting about its own axis.

Die Druckfedern 7 und 8 sind kräftig genug, um die schwingfähige Masse in einer Mittelstellung, die als Ruhestellung anzusehen ist, zu halten.The compression springs 7 and 8 are strong enough to hold the vibratable mass in a central position, which is to be regarded as the rest position.

Der Träger 9 nimmt die aus isoliertem Kupferdraht hergestellten Wicklungen 10 sowie die Anschläge 11 und 12 auf, die die Schwenkbewegung der schwingfähigen Masse begrenzen können.The carrier 9 receives the windings 10 made of insulated copper wire and the stops 11 and 12 , which can limit the pivoting movement of the vibratable mass.

Am Akkumulator 6 sind die Magnetträger 13 und 14 befestigt, die ihrerseits die Permanentmagnete 15 und 16 tragen.The magnet carriers 13 and 14 are attached to the accumulator 6 and in turn carry the permanent magnets 15 and 16 .

Dabei sind die Permanentmagnete 15 und 16 so angeordnet, daß sie jeweils einen geringen Luftspalt zu dem Teil des Trägers 9 haben, in dem sich die Wicklungen 10 befinden. Die Nord-Süd-Polung der Permanentmagnete 15 und 16 sollte so gewählt sein, daß der magnetische Fluß zwischen beiden möglichst groß ist. Zudem wird es sinnvoll sein, den Bereich des Trägers 9, in dem sich die Wicklungen 10 befinden, aus übereinanderliegenden Blechen zu gestalten.The permanent magnets 15 and 16 are arranged so that they each have a small air gap to the part of the carrier 9 in which the windings 10 are located. The north-south polarity of the permanent magnets 15 and 16 should be chosen so that the magnetic flux between the two is as large as possible. In addition, it will make sense to design the area of the carrier 9 , in which the windings 10 are located, from sheets lying one above the other.

Die Drahtenden der Wicklungen 10 sind sinngemäß zu Leitungen 18 zusammengefaßt und führen zum Laderegler 17.The wire ends of the windings 10 are combined to form lines 18 and lead to the charge controller 17th

Die Ausgangsleitungen 19 des Ladereglers 17 führen zu den Polen des Akkumulators 6.The output lines 19 of the charge controller 17 lead to the poles of the accumulator 6 .

Wird das Gestell 1 vertikal bewegt, z. B. weil es mit einem schaukelnden Boot verbunden ist, wird der Akkumulator 6, bedingt durch seine Massenträgheit, in seiner Stellung beharren. Dadurch entsteht eine Relativbewegung der Permanentmagnete 15 und 16 quer zu den Kupferleitungen der Wicklungen 10.If the frame 1 is moved vertically, for. B. because it is connected to a rocking boat, the accumulator 6 will , due to its inertia, persist in its position. This creates a relative movement of the permanent magnets 15 and 16 transverse to the copper lines of the windings 10 .

In den Wicklungen 10 können elektrische Spannungen induziert werden, die entsprechende Ströme zum Laderegler 17 fließen lassen.Electrical voltages can be induced in the windings 10 , which allow corresponding currents to flow to the charge controller 17 .

Diese elektrischen Ströme werden im Laderegler 17 aufbereitet und können dem Akkumulator 6 über die Ausgangsleitungen 19 als Ladestromimpulse bei der jeweiligen Ladespannung zugeführt werden.These electrical currents are processed in the charge controller 17 and can be supplied to the accumulator 6 via the output lines 19 as charge current pulses at the respective charge voltage.