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Die Erfindung betrifft ein Windenergieantriebselement als Zusatzantrieb für ein durch Muskeloder Motorkraft angetriebenes Land- oder Wasserfahrzeug, insbesondere Fahrrad, bestehend aus einer am Fahrzeug in Fahrtrichtung verlaufenden horizontal angeordneten Stange, welche ein von Speichen gehaltenes zusammenklappbares schirmartige Segel trägt
Bekannt sind Zusatzseget an Booten und Schiffen, welche aber bei Fahrten gegen den Wind mittels Motor- oder Muskelkraft mechanisch oder händisch eingeholt werden müssen Bekannt sind weiters Segel, welche mit gasgefüllten Ballons gehoben werden und das Schiff ohne Segelmasten nur mit Tauen verbunden hinterher ziehen.
Es können so grosse Segelflachen in den Wind gesetzt werden Bei Fahrten gegen den Wind müssen diese Segel mitsamt den Ballons jedoch ebenfalls händisch oder mechanisch eingeholt und verstaut werden.
Die Patentschrift US 4 441 728 A offenbart ein Segel für ein Fahrrad, welches sich um eine horizontale Stange entfaltet, jedoch eine vertikale, ebene Fläche bildet und dadurch einen schlechten Wirkungsgrad erzielt und bei geringer Windrichtungsänderung in sich zusammenfällt sowie bei Gegenwindfahrt von Hand aus zusammengebunden werden muss.
Aus der CH 229 341 A geht eine Schutzvorrichtung in Schirmform für ein Fahrrad hervor, welche vor dem Fahrer angebracht ist und daher als Zusatzantrieb keineswegs geeignet ist
Die technische Aufgabe, welche mit der vorliegenden Erfindung gelöst werden soll, ist die völlig automatische Ausnützung der Energie des Windes als Zusatzantrieb für sich in Windrichtung bewegende, durch Muskel- oder Motorkraft angetriebene Land- und Wasserfahrzeuge, wie einund zweispurige Fahrrader und Motorfahrräder, Solar- und Elektrofahrzeuge, leichte Stadtfahrzeuge, Autos, Tretboote, Surfbikes, Elektroboote, Motorboote und-schiffe. Die eingesparte Energie hängt von der Windstärke ab.
Das Windenergieantriebselement ist auch für den Antrieb von Vertikalachsen-Windkraftanlagen geeignet
Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass jede der Speichen mittels einer Schubstange auf einem entlang der Stange frei verschiebbarem Gleitstück abgestützt ist, wobei die Speichen an der dem Wind zugewandten Seite des schalenförmig aufblasbaren Segels verlaufen. Bei entsprechenden Rückenwind oder Seitenwind von hinten in Fahrtrichtung bläst dieser in den rückwärts offenen Teil des gefaltenen Segels, welches an den acht Speichen befestigt ist und öffnet sich synchron mittels der gleichlangen Schubstangen welche am Gleitstück gelenkig gelagert sind zu einer der Windrichtung zugewandten offenen schalenähnlicher Form.
Die offene schalenförmige Gestaltung des Windenergieantriebselementes im Betriebszustand ergibt aufgrund der hohen Luftwiderstandszahl beste Windantriebswerte und ist auch noch wegen der besonderen Formgebung bei Seitenwind von rückwärts bis 600 wirksam Bei Gegenwind klappt sich das Faltsegel des Windenergieantriebselementes ohne menschliches Zutun selbsttätig auf kleinsten Raum in die schützende Segeltuchaufbewahrungswanne ein und nimmt eine strömungsgünstige Körperform mit geringen Luftwiderstandswerten an. Der Oberteil der Segeltuchauf-bewahrungswanne, welcher mit einem speziellen Führungsteil auf der oberen Speiche gleitet und der Unterteil der Segeltuchaufbewahrungswanne, welcher mit dem Führungsteil auf der unteren Speiche gleitet, machen synchron die Bewegung der Speichen mit um die ihnen zugeschriebene Aufgabe erfüllen zu können.
Das Windenergieantriebselement zeichnet sich vor allem dadurch aus, dass die Segeleinrichtung ohne Segelmast ausgestattet ist und die in den Wind gesetzte Segelfläche durch das Verschieben eines Fixierteiles auf der Stange gesteuert wird. Eine weitere Ausbildung des Windenergieantriebselementes besteht darin, dass die Stützen des Kopf- und Endteiles mit dem Fahrzeug verschraubt sind und es dadurch auch jederzeit mit wenig Aufwand vom Fahrzeug genommen werden kann.
In der Folge wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Es zeigen
Fig 1 einen Ausschnitt des Windenergieantriebselementes im Betriebszustand von der linken Seite aus gesehen. Fig 2 eine Ausschnitt des Kopfteiles im geöffneten Zustand, Fig 3 das Windenergieantriebselementes in einer Seitenansicht im Betriebszustand, Fig 4 das Windenergieantriebselement in einer Seitenansicht im Ruhezustand bei Gegenwind und Fig 5 das Windenergieantriebselement in einer Draufsicht im Ruhezustand bei Gegenwind
Fig 1 zeigt einen Ausschnitt des Windenergieantriebselementes im Betriebszustand von der linken Seite aus gesehen. Auf der Stange 1, welche fest mit dem in Fahrtrichtung befindlichen
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Kopfteil 2 und dem Endteil 3 verbunden ist, bewegt sich das Gleitstück 4. Am Gleitstück 4 befindet sich der Bolzen 5, an weichen die Schubstange 6 beweglich gelagert ist.
Am anderen Ende der Schubstange 6 ist der Bolzen 7, weicher fix mit seiner Lagerung auf der Speiche 8 angebracht ist.
Die etwas biegsame Speiche 8 ist wieder ihrerseits mit Bolzen 9 am Kopfteil 2 gelenkig gelagert.
Insgesamt werden rundherum acht solcher Speichen mitsamt dazugehörender Schubstangen montiert. An der Speiche 8 wird durch das vorgesehene Loch am oberen Ende und ansonsten um die Stange herum mit der starken Schnur 10 das Segel 11 an deren Nahtstellen beweglich befestigt.
Das Segel 11 wird aus acht gleich grossen, keilförmig geschnittenen Teilen zusammengenäht, so dass immer für die Befestigung der Schnur 10 genügend Gewebe vorhanden ist. Am Kopfteil 2 befindet sich auch die Doppellagerung mit den leicht herausschraubbaren Bolzen 12 für die Segeltuchaufbewahrungswanne. Diese ist zweigeteilt und besteht aus dem Oberteil 13 und dem Unterteil 14. Die Wannenteile sind aus leichten, dünnen Kunststoff oder Leichtmetall gefertigt und haben die Aufgabe, bei Fahrten gegen den Wind oder Seitenwind von vorne das eingeklappt Segel 11 und die Mechanik aufzunehmen um den Luftwiderstand zu verringern.
An den Innenflächen der Wannenteile 13 und 14 befinden sich die mit einem Loch versehenen Führungsteile 13'und 14'durch welche die oberste und die unterste Speiche gesteckt wird damit die beiden Wannenteile automatisch die Bewegung der Segelstangen mitvollführen können. Bei hohen Wtndgeschwindigkeiten kann trotz stabiler Bauweise des Windenergieantriebselementes - um Beschädigungen auszuschliessen - mit Hilfe des Fixierteiles 15 durch Versetzung auf der Stange 1 der Öffnungswinkel verringert werden.
Fig 2 zeigt eine Ansicht des Kopfteiles im geöffneten Zustand Es ist die Lagerung der Speichen 8 mit den Bolzen 9 sowie die leicht herausschraubbaren Bolzen 12 für die beiden Segeltuchaufbewahrungswannenteilen dargestellt Ebenso kann man die Befestigungslocher für die feste Schnur 10 erkennen.
Fig 3 zeigt das Windenergieantriebselement in einer Seitenansicht im Betriebszustand Der Rückenwind hat das in Fahrtrichtung montierte Segel 11 geöffnet und dieses hat aufgrund der Mechanik eine dem Wind zugewandte offene schalenförmige Gestalt angenommen.
Fig. 4 zeigt das Windenergieantriebselement in einer Seitenansicht im Ruhezustand bei Gegenwind mit eingeklappten Segel 11 und Mechanik in den geschlossenen Oberteil 13 und Unterteil 14 der Segeltuchaufbewahrungswanne.
Fig. 5 zeigt das Windenergieantriebselement in einer Draufsicht im Ruhezustand bei Gegenwind mit eingeklappten Segel 11 und der Mechanik in die zweiteilige Segeltuchaufbewahrungswanne.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Windenergieantriebselement als Zusatzantrieb für ein durch Muskel- oder Motorkraft angetriebenes Land- oder Wasserfahrzeug, insbesondere Fahrrad, bestehend aus einer am Fahrzeug in Fahrtrichtung verlaufenden horizontal angeordneten Stange, welche ein von Speichen gehaltenes zusammenklappbares schirmartiges Segel trägt, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Speichen (8) mittels einer Schubstange (6) auf einem entlang der Stange (1) frei verschiebbarem Gleitstück (4) abgestützt ist, wobei die
Speichen (8) an der dem Wind zugewandten Seite des schalenförmig aufblasbaren Segels (11) verlaufen.