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Title:
DEVICE FOR PRODUCING PLASTIC CONTAINERS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/208005
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device (10) for producing plastic containers, wherein the device (10) has an electrical machine (16) and a rotor section (12) which comprises a large number of forming devices (14) for forming containers from a plastic preform, wherein the rotor section (12) is mounted such that it can rotate about a rotation axis (18), wherein the electrical machine (16) is connected to the rotor section (12) in an operating state of the device (10) as a motor for rotating the rotor section (12) about the rotation axis (18), characterized in that the device (10) further has an energy storage element (20) for storing kinetic energy and a connecting element (22) for movably coupling the energy storage element (20) to the rotor section (12) in a releasable fashion, wherein the device (10) assumes an emergency state in the event of a power cut, wherein the device (10) has a generator which, in the emergency state, is connected to the energy storage element (20) in order to extract kinetic energy from the energy storage element (20). The invention therefore provides a device (10) which can provide energy in a cost-effective manner and with a low level of complexity in the event of a power cut.

Inventors:
HERKLOTZ THORSTEN (DE)
LESINSKI WERNER (DE)
Application Number:
PCT/EP2020/059867
Publication Date:
October 15, 2020
Filing Date:
April 07, 2020
Export Citation:
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Assignee:
KHS CORPOPLAST GMBH (DE)
International Classes:
B29C49/36; B29C49/42; B29C49/06; B29C49/78
Foreign References:
DE102011085387A12013-04-11
US20140079839A12014-03-20
US20150076747A12015-03-19
US20160375625A12016-12-29
US4299549A1981-11-10
EP3218163B12018-08-01
Attorney, Agent or Firm:
GREICHE, Albert (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoff-Behältern, wobei die Vorrichtung (10) eine elektrische Maschine (16) und einen Rotorabschnitt (12), der eine Vielzahl von Form vorrichtungen (14) zur Formung von Behältern aus einem Kunststoff-Vorformling um fasst, aufweist, wobei der Rotorabschnitt (12) um eine Rotationsachse (18) drehbar ge lagert ist, wobei die elektrische Maschine (16) in einem Betriebszustand der Vorrich tung (10) als Motor zur Drehung des Rotorabschnitts (12) um die Rotationsachse (18) mit dem Rotorabschnitt (12) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrich tung (10) weiter ein Energiespeicherelement (20) zum Speichern von kinetischer Ener gie und ein Verbindungselement (22) zum lösbaren Bewegungskoppeln des Energie speicherelements (20) mit dem Rotorabschnitt (12) aufweist, wobei die Vorrichtung (10) bei einem Stromausfall einen Notzustand annimmt, wobei die Vorrichtung (10) ei nen Generator aufweist, der im Notzustand mit dem Energiespeicherelement (20) zum Entnehmen von kinetischer Energie aus dem Energiespeicherelement (20) verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (16) der Generator ist, wobei die elektrische Maschine (16) eingerichtet und ausgebil det ist, eine erste Funktionsstellung zum Übertragen von kinetischer Energie auf den Rotorabschnitt (12) und eine zweite Funktionsstellung zum Abnehmen kinetischer Energie von dem Energiespeicher (20) einzunehmen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungs element (22) die Bewegungskopplung zwischen dem Energiespeicherelement (20) von dem Rotorabschnitt (12) löst, wenn die Vorrichtung (10) in den Notzustand übergeht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (22) im Betriebszustand eine formschlüssige Kopplung zwischen dem Energiespei cherelement (20) und dem Rotorabschnitt (12) bereitstellt, wobei das Verbindungsele ment (22) im Notzustand die formschlüssige Kopplung zwischen dem Energiespei cherelement (20) und dem Rotorabschnitt (12) löst.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (22) das Energiespeicherelement (20) mit dem Rotorabschnitt (12) bewegungskoppelt, wenn die Vorrichtung (10) in den Notzustand übergeht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (22) während des Verbindens des Energiespeicherelements (20) mit dem Rotorab schnitt (12) ein Drehmoment von dem Rotorabschnitt (12) auf das Energiespeicherele ment (20) überträgt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ro torabschnitt (12) einen ersten Kontaktbereich (24), der vorzugsweise als Zahnrad aus gebildet ist, aufweist und das Energiespeicherelement (20) einen zweiten Kontaktbe reich (26), der gleichartig zu dem ersten Kontaktbereich (24) ausgebildet ist, aufweist, wobei sich der erste und der zweite Kontaktbereich (24, 26), vorzugsweise kreisförmig, um die Rotationsachse (18) erstrecken, wobei die elektrische Maschine (16) ein zu dem ersten Kontaktbereich (24) passendes Kontaktrad (28) umfasst, das vorzugsweise als Zahnrad ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktrad (28) im Betriebszustand mit dem ersten Kontaktbereich (24) verbunden ist und im Notzustand mit dem zweiten Kontaktbereich (26) verbunden ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 2 in Verbindung mit einem der Ansprüche 7 oder 8,

dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (16) in der ersten Funktions stellung zum Übertragen eines Drehmoments mit dem ersten Kontaktbereich (24) be wegungsgekoppelt ist, wobei die elektrische Maschine (16) in der zweiten Funktions stellung zum Abnehmen eines Drehmoments mit dem zweiten Kontaktbereich (26) be wegungsgekoppelt ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 2 in Verbindung mit einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) ein elektrisch aktiviertes Verriegelungsele ment (30) aufweist, das eingerichtet und ausgebildet ist, im Betriebszustand eine Ver riegelungsstellung zum Verriegelung einer Verbindung zwischen der elektrischen Ma schine (16) und dem Rotorabschnitt (12) und im Notzustand eine Lösestellung zum Lö sen einer Verbindung zwischen der elektrischen Maschine (16) und dem Rotorabschnitt (12) einzunehmen, wobei die elektrische Maschine (16) in die zweite Funktionsstellung übergeht, wenn das Verriegelungselement (30) in der Lösestellung ist. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 dadurch gekennzeichnet, dass das

Verbindungselement (22) ein Kupplungselement zur formschlüssigen und/oder kraft schlüssigen Bewegungskopplung des Energiespeicherelements (20) mit dem Rotorab schnitt (12) aufweist. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 dadurch gekennzeichnet, dass das

Energiespeicherelement (20) ein mit dem Rotorabschnitt ein bewegungskoppelbares Schwungrad aufweist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Energiespeicherelement (20) drehbar um die Rotationsachse (18) gelagert ist.

Description:
Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoff-Behältern

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoff-Behältern.

Behälter aus Kunststoff können mittels Blasformung oder hydraulischer Formung hergestellt werden. Um große Stückzahlen zu produzieren, werden Rotationsmaschinen genutzt. Dabei wird nacheinander eine Vielzahl von Kunststoff-Vorformlingen an eine Vielzahl von Formvor richtungen übergeben, die mit einem Rotorabschnitt der Rotationsmaschine, z. B. einem Blas rad oder einem Füllrad, verbunden sind. Der Rotorabschnitt wird mittels eines Motors angetrie ben und führt die Formvorrichtungen mit einer hohen Bewegungsgeschwindigkeit auf einer kreisförmigen Trajektorie um eine Rotationsachse. Um eine ausreichende Stabilität gegenüber den wirkenden Kräften bereitzustellen, weist der Rotorabschnitt mit seinen Komponenten eine sehr große Masse auf. Während der Drehung des Rotorabschnitts werden die Kunststoff-Vor formlinge pneumatisch oder hydraulisch in die Formvorrichtung expandiert bzw. gestreckt.

Eine entsprechende Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoff-Behältern ist z. B. aus EP 3 218 163 B1 bekannt.

Bei einem Stromausfall muss aufgrund der hohen Masse des Rotorabschnitts ein kontrolliertes Bremsen und Herunterfahren der Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoff-Behältern erfol gen, da es ansonsten zu erheblichen Beschädigungen kommen kann. Dazu ist es bekannt, un terbrechungsfreie Stromversorgungen zu verwenden. Allerdings ist die Verwendung von unter brechungsfreien Stromversorgungen mit erheblichem Aufwand und Kosten verbunden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung bereitzustellen, die bei einem Stromaus fall kostengünstig und mit wenig Aufwand Energie bereitstellen kann.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Wei terbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche sowie der folgenden Beschreibung.

Bei einer Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoff-Behältern, wobei die Vorrichtung eine elektrische Maschine und einen Rotorabschnitt, der eine Vielzahl von Formvorrichtungen zur Formung von Behältern aus einem Kunststoff-Vorformling umfasst, aufweist, wobei der Rotor abschnitt um eine Rotationsachse drehbar gelagert ist, wobei die elektrische Maschine in ei nem Betriebszustand der Vorrichtung als Motor zur Drehung des Rotorabschnitts um die Rota tionsachse mit dem Rotorabschnitt verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung weiter ein Energiespeicherelement zum Speichern von kinetischer Energie und ein Verbindungselement zum lösbaren Bewegungskoppeln des Energiespeicherelements mit dem Rotorabschnitt aufweist, wobei die Vorrichtung bei einem Stromausfall einen Notzustand an nimmt, wobei die Vorrichtung einen Generator aufweist, der im Notzustand mit dem Energie speicherelement zum Entnehmen von kinetischer Energie aus dem Energiespeicherelement verbunden ist .

Mit der Erfindung wird bei einem Stromausfall bereits vorhandene kinetische Energie genutzt, um elektrische Energie bereitzustellen. Mit dem Generator wird die zuvor mit der als Motor wir kenden elektrischen Maschine erzeugte kinetische Energie in elektrische Energie umgewan delt. Damit wird eine Unterbrechung der elektrischen Energieversorgung verkürzt oder ganz vermieden. Ein großer Teil der kinetischen Energie des Rotorabschnitts wird der elektrischen Maschine dabei von dem Energiespeicherelement bereitgestellt und mittels des Generators in elektrische Energie umgewandelt. Die elektrische Energie kann dann in das elektrische Netz einer Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoff-Behältern gespeist werden, um ein kontrollier tes Bremsen des Rotorabschnitts oder auch weiterer Komponenten zu bewirken. Beispiels weise kann die elektrische Energie in einen Zwischenspannungskreis eingespeist werden, der die Antriebe der Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoff-Behältern sowie weiterer Rotati onsmaschinen speisen kann. Weiter kann damit z. B. eine 24 Volt Gleichspannung für Steue rungssysteme der Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoff-Behältern oder mehrerer Vorrich tungen zur Herstellung von Kunststoff-Behältern bereitgestellt werden. Damit kann auf kosten günstige und einfache Weise bei einem Stromausfall elektrische Energie durch die Nutzung der vorhandenen kinetischen Energie bereitgestellt werden, um Rotorabschnitte in einem si cheren und kontrollierbaren Zustand herunterzufahren. Das kostspielige Vorhalten und Betrei ben von unterbrechungsfreien Stromversorgungen wird damit vermieden. Weiter wird damit die Maschinensicherheit erhöht.

Die elektrische Maschine kann der Generator sein, wobei die elektrische Maschine eingerich tet und ausgebildet ist, eine erste Funktionsstellung zum Übertragen von kinetischer Energie auf den Rotorabschnitt und eine zweite Funktionsstellung zum Abnehmen kinetischer Energie von dem Energiespeicher einzunehmen.

Die elektrische Maschine, die vor dem Stromausfall im Betriebszustand als elektrischer Motor elektrische Energie in kinetische Energie umgewandelt hat, wird dabei verwendet, um bei ei nem Stromausfall im Notzustand als elektrischer Generator die zuvor erzeugte kinetische Energie in elektrische Energie umzuwandeln. Dazu wird die elektrische Maschine von dem Ro torabschnitt gelöst und mit dem Energiespeicherelement verbunden. Damit weist die elektri sche Maschine eine Doppelfunktion auf, so dass eine kostenintensive Komponente eingespart werden kann.

Mittels des Verbindungselements kann die Bewegungskopplung zwischen dem Energiespei cherelement von dem Rotorabschnitt gelöst werden, wenn die Vorrichtung in den Notzustand übergeht.

Damit kann der Rotorabschnitt unabhängig von dem Energiespeicherelement gebremst wer den, ohne dass die im Energiespeicherelement vorhandene kinetische Energie durch den Bremsvorgang verringert wird. Dies erhöht die Zeit, in der das Energiespeicherelement kineti sche Energie bereitstellen kann. Durch das Lösen des Energiespeicherelements von dem Ro torabschnitt wird gleichzeitig die zu bremsende Masse des Rotorabschnitts verringert, so dass der Bremsvorgang vereinfacht und ggf. beschleunigt wird.

Dabei kann das Verbindungselement in einem stromlosen Zustand das Energiespeicherele ment von dem Rotorabschnitt lösen, wobei das Verbindungselement im stromlosen Zustand verbleibt, wenn die elektrische Maschine im Notzustand ist.

Das Verbindungselement kann z. B. elektrische Energie benötigen, um eine Verbindung zwi schen dem Energiespeicherelement und dem Rotorabschnitt aufrecht zu erhalten. Bei einem Stromausfall wird damit eine automatische Trennung des Energiespeicherelements von dem Rotorabschnitt bewirkt.

Das Verbindungselement kann im Betriebszustand eine formschlüssige Kopplung zwischen dem Energiespeicherelement und dem Rotorabschnitt bereitstellen, wobei das Verbindungs element im Notzustand die formschlüssige Kopplung zwischen dem Energiespeicherelement und dem Rotorabschnitt löst.

In einem anderen Ausführungsbeispiel kann das Verbindungselement das Energiespeicherele ment mit dem Rotorabschnitt bewegungskoppeln, wenn die Vorrichtung in den Notzustand übergeht. Durch das Verbinden des Energiespeicherelements mit dem Rotorabschnitt wird ein Teil der Energie des Rotorabschnitts mittels des Verbindungselements auf das Energiespeicherele ment übertragen. Dies verringert die kinetische Energie des Rotorabschnitts und bewirkt eine Bremswirkung. Dabei kann das Energiespeicherelement in einem Beispiel während des Ver bindens mit dem Rotorabschnitt mittels des Rotorabschnitts beschleunigt werden. Damit wird bei einem Stromausfall gleichzeitig mit dem Bremsvorgang des Rotorabschnitts Energie auf das Energiespeicherelement übertragen, um mittels der elektrischen Maschine in elektrische Energie umgewandelt zu werden. Das Energiespeicherelement kann dabei aus einem unbe wegten Zustand beschleunigt werden, d. h. dass das Energiespeicherelement in diesem Aus führungsbeispiel im Betriebszustand unbewegt ruht.

Weiter kann das Verbindungselement in einem stromlosen Zustand das Energiespeicherele ment mit dem Rotorabschnitt verbinden, wobei das Verbindungselement im stromlosen Zu stand verbleibt, wenn die elektrische Maschine im Notzustand ist.

Damit wird bei einem Stromausfall mittels des Verbindungselements automatisch eine Verbin dung zwischen dem Rotorabschnitt und dem Energiespeicherelement bewirkt.

Das Verbindungselement kann weiter während des Verbindens des Energiespeicherelements mit dem Rotorabschnitt ein Drehmoment von dem Rotorabschnitt auf das Energiespeicherele ment übertragen.

Der Rotorabschnitt kann in einem weiteren Beispiel einen ersten Kontaktbereich, der vorzugs weise als Zahnrad ausgebildet ist, aufweisen und das Energiespeicherelement kann einen zweiten Kontaktbereich, der vorzugsweise gleichartig zu dem ersten Kontaktbereich ausgebil det ist, aufweisen, wobei sich der erste und der zweite Kontaktbereich, vorzugsweise kreisför mig, um die Rotationsachse erstrecken, wobei die elektrische Maschine ein zu dem ersten Kontaktbereich passendes Kontaktrad, vorzugsweise ein Zahnrad, umfasst.

Wenn die Kontaktbereiche als Zahnbereiche ausgebildet sind, können der erste Zahnbereich und der zweite Zahnbereich damit eine gleichartige, z. B. identische, Ausbildung der Zähne aufweisen, so dass das Kontaktrad der elektrischen Maschine als Zahnrad mit beiden Zahnbe reichen in Eingriff gebracht werden kann, um eine Energieübertragung zu bewirken. Dabei kann das Kontaktrad im Betriebszustand mit dem ersten Kontaktbereich verbunden ist und im Notzustand mit dem zweiten Kontaktbereich verbunden ist.

In einem alternativen Beispiel kann eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Rotorab schnitt und einem Rotor der elektrischen Maschine bzw. dem Energiespeicherelement und der elektrischen Maschine vorgesehen werden. So können z. B. die Kontaktbereiche als Reibbe reiche vorgesehen werden, wobei die elektrische Maschine als Kontaktrad ein Reibrad auf weist, das mit den Reibbereichen in kraftschlüssige Verbindung gebracht werden kann, um eine Energieübertragung zu bewirken.

Weiter kann die elektrische Maschine in der ersten Funktionsstellung zum Übertragen eines Drehmoments mit dem ersten Kontaktbereich bewegungsgekoppelt sein, wobei die elektrische Maschine in der zweiten Funktionsstellung zum Abnehmen eines Drehmoments mit dem zwei ten Kontaktbereich bewegungsgekoppelt ist.

Die Vorrichtung kann ein elektrisch aktiviertes Verriegelungselement aufweisen, das eingerich tet und ausgebildet ist, im Betriebszustand eine Verriegelungsstellung zum Verriegelung einer Verbindung zwischen der elektrischen Maschine und dem Rotorabschnitt und im Notzustand eine Lösestellung zum Lösen einer Verbindung zwischen der elektrischen Maschine und dem Rotorabschnitt einzunehmen, wobei die elektrische Maschine in die zweite Funktionsstellung übergeht, wenn das Verriegelungselement in der Lösestellung ist.

Bei einem Stromausfall wird das elektrische Verriegelungselement entriegelt und gibt die elekt rische Maschine automatisch frei. Damit kann sichergestellt werden, dass die elektrische Ma schine bei einem Stromausfall in den Notzustand übergehen kann.

Weiter kann die elektrische Maschine gemäß einem weiteren Beispiel im stromlosen Zustand mittels Schwerkraft in den Notzustand bewegt werden.

Dies bewirkt eine automatische Überführung der elektrischen Maschine in den Notzustand, ohne dass es eines elektrischen Antriebs bedarf. Es wird die ohnehin vorhandene potentielle Energie der elektrischen Maschine zur Überführung in den Notzustand genutzt. Das Verbindungselement kann ein Kupplungselement zur formschlüssigen und/oder kraft schlüssigen Bewegungskopplung des Energiespeicherelements mit dem Rotorabschnitt auf weisen.

Weiter ist vorteilhaft, wenn das Energiespeicherelement ein mit dem Rotorabschnit ein bewe gungskoppelbares Schwungrad ist.

Dabei kann das Energiespeicherelement drehbar um die Rotationsachse gelagert sein.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer beispielhaften Ausführungsform mittels der bei gefügten Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Herstellung von

Kunststoff-Behältern mit Notfall-Vorrichtung;

Figur 2a, b schematische Darstellungen einer Ausführungsbeispiels der Vorrichtung;

und

Figur 3a, b schematische Darstellungen einer weiteren Ausführungsbeispiels der

Vorrichtung.

Die Vorrichtung zum Bereitstellen von Energie bei einem Stromausfall wird im Folgenden in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet, wie in Figur 1 dargestellt.

Die Vorrichtung 10 umfasst dabei einen um eine Drehachse 18 drehbar gelagerten Rotorab schnitt 12 zum Verbinden mit einer Vielzahl von Formvorrichtungen 14. Die Formvorrichtungen 14 sind zum Formen von Behältern aus einem Kunststoff-Vorformling ausgebildet. Die Vorrich tung 10 kann eine Rotationsmaschine sein. Die Formvorrichtungen 14 können aus den Kunst stoff-Vorformlingen mittels pneumatischer oder hydraulischer Expansions-Verfahren Behälter hersteilen. Die Vorrichtung 10 weist weiter eine Bremsvorrichtung 36 zum Abbremsen des Ro torabschnitts 12 auf.

Die Vorrichtung 10 umfasst weiter eine elektrische Maschine 16 und ein Energiespeicherele ment 20 zum Speichern von kinetischer Energie. In einem Betriebszustand ist die elektrische Maschine 16 mit dem Rotorabschnitt 12 verbunden, wobei die elektrische Maschine 16 im Be triebszustand in einer ersten Funktionsstellung zum Übertragen eines Drehmoments auf den Rotorabschnitt 12 als elektrischer Motor für den Rotorabschnitt 12 wirkt. Dabei versetzt die elektrische Maschine 16 den Rotorabschnitt 12 in eine Drehung um die Rotationsachse 18.

Das Energiespeicherelement 20 ist ebenfalls drehbar um die Rotationsachse 18 gelagert und kann eine Masse zwischen 1000 kg und 2000 kg aufweisen. Dabei ist die elektrische Ma schine 16 in einem Notzustand in einer zweiten Funktionsstellung zum Abnehmen eines Dreh moments von dem Energiespeicherelement als Generator mit dem Energiespeicherelement 20 verbunden. Die elektrische Maschine 16 entnimmt dann kinetische Energie aus dem Energie speicherelement 20 und wandelt diese in elektrische Energie um. Die umgewandelte elektri sche Energie wird in ein elektrisches Netz der Vorrichtung 10 eingespeist.

Die Energieübertragung zwischen der elektrischen Maschine 16 und dem Rotorabschnitt 12 erfolgt über einen ersten Kontaktbereich 24, der in Figur 1 einen ersten Reibbereich darstellt, der mit einem Kontaktrad 28, das in Figur 1 als Reibrad der elektrischen Maschine 16 ausge bildet ist, kraftschlüssig verbunden ist. Die elektrische Maschine 16 dreht das Kontaktrad 28 dabei um eine eigene Rotationsachse 32. Das Energiespeicherelement 20 umfasst einen zweiten Kontaktbereich 26, der als zweiter Reibbereich kraftschlüssig mit dem Reibrad verbun den werden kann.

In einem alternativen Ausführungsbeispiel nach den Figuren 2a bis 3b können die elektrische Maschine 16 und der Rotorabschnitt 12 über eine formschlüssige Verbindung verbunden sein. Die aus der Figur 1 bekannten Referenzzeichnen bezeichnen dabei in den Figuren 2a bis 3b gleiche Elemente.

Der erste Kontaktbereich 24 kann in diesem Ausführungsbeispiel ein erster Zahnbereich sein, d.h., der erste Kontaktbereich 24 kann eine Vielzahl von Zähnen aufweisen, die ringförmig um den Rotorabschnitt 12 angeordnet sind. Dazu kann die elektrische Maschine 16 ein Kontaktrad 28 in Form eines Zahnrads bzw. Ritzels aufweisen, dessen Zähne in den ersten Zahnbereich eingreifen können. Weiter kann der zweite Kontaktbereich 26 als zweiter Zahnbereich ausge bildet sein, der mit dem Zahnrad formschlüssig verbunden werden kann. Der zweite Zahnbe reich umfasst eine Vielzahl von Zähnen, die ringförmig um das Energiespeicherelement 20 an geordnet sind. Das Zahnrad der elektrischen Maschine 16 kann dabei ebenfalls in die Zähne des zweiten Zahnbereichs eingreifen. Die elektrische Maschine 16 kann weiter von einer ersten Funktionsstellung im Betriebszu stand in eine zweite Funktionsstellung im Notzustand übergehen, wenn ein Stromausfall er folgt. Der Übergang von der ersten Funktionsstellung in die zweite Funktionsstellung ist in den Figuren 2a und 2b mittels eines ersten Ausführungsbeispiels der Vorrichtung 10 dargestellt.

Figur 2a zeigt dabei den ersten Kontaktbereich 24 und den zweiten Kontaktbereich 26 als Zahnbereiche, mit denen das Kontaktrad 28 als Zahnrad der elektrischen Maschine in Eingriff gebracht werden kann. Die elektrische Maschine 16 ist dabei mittels des Zahnrads mit dem ersten Zahnbereich verbunden und wirkt als elektrischer Motor, um den Rotorabschnitt 12 um die Drehachse 18 zu drehen. Dabei ist die elektrische Maschine 16 entlang eines Führungs elements 32 gleitend gelagert. Die elektrische Maschine 16 kann entlang des Führungsele ments 32 zwischen der ersten Funktionsstellung und der zweiten Funktionsstellung bewegt werden.

Dabei umfasst die Vorrichtung 10 weiter ein elektrisch aktivierbares Verriegelungselement 30 mit einer Verbindungsstellung, in der das elektrisch aktivierbare Verriegelungselement 30 die elektrische Maschine 16 in dem Betriebszustand hält. Das elektrische Verriegelungselement 30 verriegelt dabei nur dann, wenn es mit elektrischer Spannung versorgt wird. Im stromlosen Zustand bei einem Stromausfall geht das elektrisch aktivierbare Verriegelungselement 30 in eine Lösestellung, in der es keine Verriegelung der elektrischen Maschine 16 bewirkt. D.h., dass bei einem Spannungsausfall das Verriegelungselement 30 automatisch öffnet.

Weiter umfasst die Vorrichtung 10 mindestens ein Verbindungselement 22, das eine lösbare Verbindung zwischen dem Energiespeicherelement 20 und dem Rotorabschnitt 12 bewirkt.

In dem Ausführungsbeispiel nach Figur 2a verbindet das Verbindungselement 22 das Energie speicherelement 20 im Betriebszustand mit dem Rotorabschnitt 12. Das Energiespeicherele ment 20 dreht sich daher mit dem Rotorabschnitt 12 mit.

Das mindestens eine Verbindungselement 22 weist in diesem Ausführungsbeispiel ein Kupp lungselement zum formschlüssigen Verbinden des Energiespeicherelements 20 mit dem Ro torabschnitt 12 auf. Dabei ist das Kupplungselement als Bolzen ausgebildet, der sich von den Rotorabschnitt 12 in das Energiespeicherelement 20 erstreckt. Dazu kann der Rotorabschnitt 12 Bohrungen 38 aufweisen, die passend zu den Bolzen ausgebildet sind. Sobald die Bolzen des Verbindungselements 22 mit den Bohrungen 38 fluchten, wird das Energiespeicherele ment 20 gestoppt und die Bolzen in die Bohrungen 38 geschoben. Gleichzeitig wird die elektri schen Maschine 16 von dem Energiespeicherelement 20 getrennt und mit dem Rotorabschnitt 12 verbunden. Danach kann der Rotorabschnitt 12 mittels der elektrischen Maschine 16 be schleunigt werden und der Betriebszustand ist wiederhergestellt.

In einer alternativen Ausführungsform kann das mindestens eine Verbindungselement 22 ein Kupplungselement zum kraftschlüssigen Verbinden des Energiespeicherelements 20 mit dem Rotorabschnitt 12 aufweisen (nicht dargestellt). Dabei kann zum Beispiel eine Magnetkupplung oder eine Viscokupplung zwischen dem Energiespeicherelement 20 mit dem Rotorabschnitt 12 vorgesehen sein.

Das Verbindungselement 22 kann dabei so ausgestaltet sein, dass es zum Verbinden des Energiespeicherelements 20 mit dem Rotorabschnitt 12 elektrische Spannung benötigt. Im stromlosen Zustand löst das Verbindungselement 22 damit automatisch die Verbindung zwi schen dem Energiespeicherelement 20 und dem Rotorabschnitt 12.

Der Zustand eines Stromausfalls ist in Figur 2b dargestellt. Dabei löst das mindestens eine Verbindungselement 22 das Energiespeicherelement 20 von dem Rotorabschnitt 12. Weiter geht das elektrisch aktivierbare Verriegelungselement 30 in eine Lösestellung über und entrie gelt das elektrische Verriegelungselement 30 die elektrische Maschine 16. Dies bewirkt, dass die elektrische Maschine 16 von der ersten Funktionsstellung in die zweite Funktionsstellung übergeht. Dabei wird die energieübertragende Verbindung zwischen der elektrischen Ma schine 16 und dem Rotorabschnitt 12 gelöst. Stattdessen verbindet sich die elektrische Ma schine 16 mit dem Energiespeicherelement 20. Damit kann die elektrische Maschine Energie aus dem Energiespeicherelement 20 entnehmen. Die elektrische Maschine 16 wirkt nun als Generator und stellt elektrische Energie aus der Umwandlung der entnommenen kinetischen Energie bereit.

Der Rotorabschnitt 12 kann dabei unabhängig von dem Energiespeicherelement 20 abge bremst werden. Gleichzeitig wird dennoch elektrische Energie mittels der elektrischen Ma schine 16 und dem Energiespeicherelement 20 bereitgestellt. Das Energiespeicherelement 20 kann ein Schwungrad sein, das eine große Masse von z. B. 1000 kg bis 2000 kg aufweist. Damit kann das Energiespeicherelement 20 einen großen Be trag an Energie speichern.

Nach dem Bremsen des Rotorabschnitts 12 und nachdem das Energiespeicherelement 20 seine gesamte Energie abgegeben hat und ebenfalls abgebremst wurde, kann eine erneute Verbindung zwischen dem Rotorabschnitt 12 und dem Energiespeicherelement 20 bewirkt werden, sobald der Stromausfall beendet ist. Dabei ist die elektrische Maschine 16 auf Grund des vorangegangenen Stromausfalls noch mit dem Energiespeicherelement 20 verbunden.

Bei einem formschlüssigen Kupplungselement in Form eines Bolzens wird das Energiespei cherelement 20 mittels der elektrischen Maschine 16 so lange gedreht, bis die formschlüssi gen Kupplungselemente des Verbindungselements 22 in entsprechende Vorrichtungen an dem Rotorabschnitt 12 angeordnet werden können.

Die Figuren 3a und 3b zeigen ein alternatives Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 10.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3a unterscheidet sich dabei von dem Ausführungsbei spiel der Figuren 2a und 2b darin, dass das Verbindungselement 22 im Betriebszustand keine Verbindung zwischen dem Rotorabschnitt 12 und dem Energiespeicherelement 20 bewirkt.

Der Rotorabschnitt 12 kann dabei im Betriebszustand unabhängig von dem Energiespei cherelement 20 um die Rotationsachse 18 gedreht werden.

Das Energiespeicherelement 20 kann dabei Stillstehen, d.h., es rotiert im Betriebszustand nicht um die Rotationsachse 18. Alternativ kann das Energiespeicherelement 20 mit einer geringe ren Geschwindigkeit als der Rotorabschnitt 12 um die Rotationsachse 18 rotieren.

Der Zustand eines Stromausfalls ist in der Figur 3b dargestellt. Dabei wird das Energiespei cherelement 20 mittels des Verbindungselements 22 mit dem rotierenden Rotorabschnitt 12 verbunden. Nach dem Verbinden des Energiespeicherelements 20 mit dem Rotorabschnitt 12 geht die elektrische Maschine 16 von der ersten Funktionsstellung in die zweite Funktionsstel lung über und befindet sich nun im Eingriff mit dem Energiespeicherelement 20.

Das Verbindungselement 22 kann dabei so ausgebildet sein, dass es im stromlosen Zustand eine schleifende Verbindung zwischen dem Rotorabschnitt 12 und dem Energiespeicherele ment 20 bewirkt. Alternativ kann das Verbindungselement 22 Mitnehmer aufweisen, die bei einem Stromausfall eine Verbindung zwischen dem Rotorabschnitt 12 und dem Energiespei cherelement 20 bewirken. Mit dem Beginn der schleifenden Verbindung wird der Verbindungs vorgang zwischen dem Energiespeicherelement 20 und dem Rotorabschnitt 12 gestartet. Während des Verbindungsvorgangs mittels des Verbindungselements 22 wird das Energie speicherelement 20 beschleunigt. Bei den Beschleunigungsvorgang entnimmt das Energie speicherelement 20 Energie von dem Rotorabschnitt 12. D.h., der Rotorabschnitt 12 wird durch das Verbinden mit dem Energiespeicherelement 20 abgebremst. Dies unterstützt das Bremsen des Rotorabschnitts 12.

Auch in diesem Ausführungsbeispiel kann das Verbindungselement 22 eine kraftschlüssige o- der eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Energiespeicherelement 20 und dem Ro torabschnitt 12 bereitstellen, sobald das Energiespeicherelement 20 und der Rotorabschnitt 12 die gleiche Rotationsgeschwindigkeit aufweisen. Das Verbindungselement 22 kann dabei zum Beispiel ein Kupplungselement in Form einer magnetischen Kupplung oder einer Viscokupp- lung umfassen.