DE10053920A1 - Wind-powered drive for float body, e.g. surfboard, boat or float; has wind wheel connected to vertical axle, to transmit rotation to drive shaft for screw propeller with holder element for float body - Google Patents

Wind-powered drive for float body, e.g. surfboard, boat or float; has wind wheel connected to vertical axle, to transmit rotation to drive shaft for screw propeller with holder element for float body

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Abstract

The drive converts wind energy to mechanical rotation energy using a wind wheel (4). A vertical rotation transmitting axle (1) is connected to a screw propeller (3) by a drive shaft (2). The wind wheel preferably comprises several hemispherical umbrella-type screens (5). A holder element (6) is connected to the axle on one side by a roller bearing (7) and to a float body (9) on the other side by stabilizers (8).

Description

Die Erfindung betrifft einen Windkraftantrieb vorzugsweise für Schwimmkörper, der eine gerichtete Fortbewegung erzeugt. Dieser Windkraftantrieb kann an beliebigen Schwimmkörpern wie Wasser­ bälle, Schwimmringe, Luftmatratzen, Surfbretter, Boote, Flöße und so weiter eingesetzt werden. Der Einsatz ist auch für Landfahrzeuge unterschiedlichster Art geeignet. Sie dient somit vorzugsweise dem Sport und der Freizeitgestaltung. Die Anwendung erfolgt in Gegenden mit natürlichen Windströmungen. The invention relates to a wind power drive preferably for Floating body that generates directional locomotion. This Wind power can be used on any float such as water balls, swim rings, air mattresses, surfboards, boats, rafts and so on continue to be used. The use is also for land vehicles of all kinds. It therefore preferably serves the Sport and leisure activities. The application takes place in areas with natural wind currents.  

Die Erfindung kann ebenso zur Energiegewinnung oder für Trans­ portaufgaben eingesetzt werden.The invention can also be used for energy generation or for trans port tasks can be used.

Bekannt sind eine Vielzahl unterschiedlichster Schwimmkörper, wie zum Beispiel Wasserbälle, Schwimmringe, Luftmatratzen, Surfbretter, Boote, Flöße, welche in Verbindung mit ebenfalls bekannten Antrieb­ selementen, wie Paddel, Segel, Wasserrad, Motor und anderen eine Fortbewegung auf dem Wasser ermöglichen. Diese finden Anwen­ dung bei Sport und Freizeitgestaltung und daneben auch als Transportmittel.A variety of different floating bodies are known, such as for example beach balls, swim rings, air mattresses, surfboards, Boats, rafts, which in connection with also known drive elements such as paddle, sail, water wheel, motor and other one Allow movement on the water. These find users training in sports and leisure activities and also as Mode of Transport.

Der Nachteil dieser bekannten Lösungen besteht darin, daß zur Fortbewegung erhebliche Körperkraft, aufwendiges Lernen zur Beherrschung der Steuerung bei unterschiedlichen Windrichtungen und Windgeschwindigkeiten. Die Benutzung solcher Geräte für Kinder ist sehr eingeschränkt. Außerdem benötigen aufwendige Zusatzeinrichtungen und Technik erhöhten Platzbedarf, was den Gebrauchswert einschränkt, das heißt, die Anwendung erfolgt entwe­ der durch Ausleihe an entsprechend ausgerüsteten Punkten oder es entstehen Aufwendungen und Unbequemlichkeiten beim Transport oder Lagerung der Zusatzeinrichtungen. Somit ist keine Mobilität und Individualität in der Anwendung der bekannten Lösungen gegeben.The disadvantage of these known solutions is that Movement considerable physical strength, extensive learning to Mastery of control in different wind directions and wind speeds. The use of such devices for Children is very limited. They also require elaborate Additional equipment and technology increased space requirements, which the Restricted use value, that is, the application takes place either by borrowing from appropriately equipped points or it there are expenses and inconveniences during transport or storage of additional devices. So there is no mobility and individuality in the application of the known solutions given.

Außerdem schränkt der zum Teil notwendigen Kraftaufwand die Anwendbarkeit ein. Ein Großteil der bekannten Lösungen (Antrieb durch Motor, zum Teil Wasserräder) sind umweltschädlich.In addition, the sometimes necessary effort limits the Applicability. Most of the known solutions (drive motor, partly water wheels) are harmful to the environment.

Es ist eine Windpaddelanlage PN 433 4658 bekannt. Prinzipbedingter komplizierter und teurer Aufbau der Paddeleinrichtung sind Nachteile. Bekannt sind auch Strömungskraftmaschinen, insbeson­ ders eine Windkraftmaschine PN 197 41759 sowie alternative Windkraftnutzung durch geführte Auftriebsflächen PN 431 9823. Auch diese Erfindungen sind durch komplizierte Funktionsprinzipien unsta­ bil, unhandlich, teuer und funktionsunsicher.A wind paddle system PN 433 4658 is known. Principal complicated and expensive construction of the paddle device are Disadvantage. Fluid power machines are also known, in particular another a wind turbine PN 197 41759 and alternative  Use of wind power through guided lift areas PN 431 9823. Also these inventions are unstable due to complicated functional principles bil, unwieldy, expensive and unreliable.

Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer universell anwendbaren Antriebsmöglichkeit für Schwimmkörper, welche umweltfreundlich ist, technisch wenig aufwendig und platzsparend. Gebrauchswert sowie Anwendbarkeit bekannter Schwimmkörper werden erhöht.The aim of the invention is to create a universally applicable Drive option for floating bodies, which is environmentally friendly is technically less complex and space-saving. Use value and the applicability of known floats are increased.

Diese Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale wie folgt gelöst:This object is achieved by those listed in claim 1 Features solved as follows:

Es wurde ein Antrieb entwickelt, der in Verbindung mit beliebigen Schwimmkörpern imstande ist Windenergie in eine gerichtete Fortbe­ wegung umzusetzen. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Drehbewegung aus der umgewandelten Strömungsenergie des Windes über eine Achse mittels Antriebswelle mit einer Schraube verbunden ist. Die Drehzahl der Schraube kann zusätzlich mittels eines Getriebes sowie einem Bremselement beinflußt werden.A drive has been developed that can be used in conjunction with any Floating bodies are capable of wind energy in a directed fort implement movement. According to the invention it is provided that the Rotational movement from the converted flow energy of the Wind over an axis by means of a drive shaft with a screw connected is. The speed of the screw can also be increased by a transmission and a braking element can be influenced.

Wegen der Funktionssicherheit und des einfachen Aufbaues ist das Windrad vorzugsweise aus halbkugelförmigen Schirmen mit varia­ bler Achse vorgesehen. Das Halteelement in Verbindung mit den Stabilisatoren ermöglicht die Montage des Windkraftantriebes auf verschiedenen Schwimmkörpern, außerdem ist die Nutzung der Erfin­ dung auch bei Landfahrzeugen unterschiedlichster Art möglich und zwar wenn anstelle von Schwimmkörpern ein fahrbarer Untersatz mit Rädern eingesetzt wird, die Drehbewegung wird somit an die Räder direkt übertragen.Because of the functional reliability and the simple structure, this is Pinwheel preferably made of hemispherical shades with varia provided axis. The holding element in connection with the Stabilizers allow the wind power drive to be mounted on different floats, also the use of the inven can also be used with a wide variety of land vehicles if instead of floating bodies with a mobile base Wheels is used, the rotational movement is thus on the wheels broadcast directly.

An einem Ausführungsbeispiel wird die Erfindung erläutert. Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen: The invention is explained using an exemplary embodiment. The associated drawings show:  

Fig. 1 Schematische Darstellung - Seitenansicht - des erfindungsge­ mäßen Windkraftantriebes auf Schwimmring als Schwimm­ körper montiert. Fig. 1 Schematic representation - side view - of the wind power drive according to the invention mounted on a floating ring as a floating body.

Fig. 2 Schematische Darstellung - Draufsicht - des erfindungsgemä­ ßen Windkraftantriebes auf Schwimmring als Schwimmkör­ per montiert. Fig. 2 Schematic representation - top view - of the inventive wind power drive mounted on a floating ring as a float.

Fig. 3 Schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Windkraft­ antriebes in Schleppfunktion. Fig. 3 Schematic representation of the wind power drive in towing function.

Fig. 4 Schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Windkraft­ antriebes in erweitertem Einsatz als Schwimmplattform. Fig. 4 Schematic representation of the wind power drive according to the invention in extended use as a swimming platform.

Dargestellt sind nur die für das Wesen der Erfindung wichtigen Teile.Only the parts that are important for the essence of the invention are shown.

Fig. 1 und Fig. 2 zeigen die schematische Darstellung des Windkraftantriebes dessen Schwimmkörper 9 ein Schwimmring ist. Die Strömungsenergie des Windes wird durch das Windrad 4 in Drehbewegung umgesetzt. Das Windrad 4 ist vorzugsweise auf einer vertikalen Achse 1 montiert. Die Schirme 5 sind die wichtigsten Bestandteile des Windrades 4 und sind eine halbkugelförmig. Die Achse 1 ist mittels des Wälzlagers 7 mit dem Halteelement 6 einer­ seits und mit der Antriebswelle 2 andererseits verbunden. Die Antriebswelle 2 ist vorzugsweise eine flexible Welle. Die Schraube 3 wird durch die Antriebswelle 2 angetrieben und durch den Schrau­ benschutz 12 abgesichert. Die Stabilisatoren 8 sind mit dem Schwimmkörper 9 fest verbunden und sind somit ein Fundament für den gesamten Windkraftantrieb. Das Schleppseil 15 ist mit dem Schwimmkörper 9 so verbunden, daß in Übereinstimmung mit der Schraube 3 es auch eine Lenkfunktion übernimmt. Fig. 1 and Fig. 2 show the schematic representation of the wind power drive whose floating body 9 is a floating ring. The flow energy of the wind is converted into rotary motion by the wind wheel 4 . The wind wheel 4 is preferably mounted on a vertical axis 1 . The screens 5 are the most important components of the wind turbine 4 and are hemispherical. The axis 1 is connected by means of the roller bearing 7 with the holding element 6 on the one hand and with the drive shaft 2 on the other. The drive shaft 2 is preferably a flexible shaft. The screw 3 is driven by the drive shaft 2 and secured by the screw protection 12 . The stabilizers 8 are firmly connected to the floating body 9 and are thus a foundation for the entire wind power drive. The tow rope 15 is connected to the float 9 so that in accordance with the screw 3 it also takes over a steering function.

Fig. 3 zeigt ein Beispiel zum Einsatz des Windkraftantriebes, das die Fortbewegung als "Schlepper" durch das Schleppseil 15 in eine beliebige Richtung für einen "Urlauber" 16 auf einer Luftmatratze als Schwimmelement 17 ermöglicht. Fig. 3 shows an example of the use of the wind power drive, which enables the movement as a "tug" through the tow rope 15 in any direction for a "vacationer" 16 on an air mattress as a floating element 17 .

Fig. 4 zeigt ein Beispiel zum Einsatz des Windkraftantriebes zur Fortbewegung als schwimmende Plattform für mehrere Urlauber 16 und zusätzliche Bauten wie Regen- und Sonnenschutz 14, einem Lenkelement 10 in Verbindung mit der Schraube 3, einem vorzugs­ weise Reibradgetriebe 11 und einem Bremselement 13. Fig. 4 shows an example of the use of the wind power drive for locomotion as a floating platform for several vacationers 16 and additional structures such as rain and sun protection 14 , a steering element 10 in connection with the screw 3 , a preferred friction gear 11 and a braking element 13 .

Alle Teile des Windkraftantriebes sind so ausgeführt, daß sie ohne sonderlichen Kraftaufwand zusammen zu bauen beziehungsweise zerlegbar und zusammenklappbar sind. All parts of the wind power drive are designed so that they are without special effort to build together or can be dismantled and collapsed.  

Aufstellung der verwendeten BezugszeichenList of the reference symbols used

11

- Achse
- axis

22nd

- Antriebswelle
- Drive shaft

33rd

- Schraube
- screw

44

- Windrad
- Windmill

55

- Schirm
- Umbrella

66

- Halteelement
- holding element

77

- Wälzlagerung
- roller bearings

88th

- Stabilisatoren
- stabilizers

99

- Schwimmkörper
- floating body

1010th

- Lenkelement
- steering element

1111

- Getriebe
- Transmission

1212th

- Schraubenschutz
- screw protection

1313

- Bremselement
- braking element

1414

- Regen- und Sonnenschutz
- Rain and sun protection

1515

- Schleppseil
- tow rope

1616

- Person
- person

1717th

- Schwimmelement
- Floating element

Claims (9)

1. Windkraftantrieb vorzugsweise für Schwimmkörper, der Strömungsenergie der Luft in mechanische Rotationsenergie umwandelnd, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbewegungsübe­ tragende Achse (1) mittels Antriebswelle (2) mit der Schraube (3) verbunden ist.1. Wind power drive, preferably for floating bodies, converting the flow energy of the air into mechanical rotational energy, characterized in that the axis carrying the rotational movement ( 1 ) is connected to the screw ( 3 ) by means of the drive shaft ( 2 ). 2. Windkraftantrieb vorzugsweise für Schwimmkörper nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß sich die Achse (1) vorzugsweise in vertikaler Lage befindet.2. Wind power drive preferably for floating bodies according to claim 1, characterized in that the axis ( 1 ) is preferably in a vertical position. 3. Windkraftantrieb vorzugsweise für Schwimmkörper nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß das Windrad (4) vorzugsweise aus mehreren halbkugelförmigen Schirmen (5) besteht.3. Wind power drive preferably for floating bodies according to claim 1 and 2, characterized in that the wind wheel ( 4 ) preferably consists of several hemispherical screens ( 5 ). 4. Windkraftantrieb vorzugsweise für Schwimmkörper nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (6) mit der Wälzlagerung (7) und der Achse (1) einerseits und mittels Stabilisato­ ren (8) mit dem Schwimmkörper (9) andererseits verbunden ist.4. Wind power drive preferably for floating bodies according to claim 1 to 3, characterized in that the holding element ( 6 ) with the rolling bearing ( 7 ) and the axis ( 1 ) on the one hand and by means of Stabilisato ren ( 8 ) with the floating body ( 9 ) on the other hand. 5. Windkraftantrieb vorzugsweise für Schwimmkörper nach Anspruch 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (6) und die Achse (1) mit dem Bremselement (13) gekoppelt sind.5. Wind power drive preferably for floating bodies according to claim 1 to 4, characterized in that the holding element ( 6 ) and the axis ( 1 ) are coupled to the braking element ( 13 ). 6. Windkraftantrieb vorzugsweise für Schwimmkörper nach Anspruch 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube (3) gleichzeitig für die Lenkung mittels des Lenkelementes (10) benützt wird.6. Wind power drive preferably for floating bodies according to claim 1 to 5, characterized in that the screw ( 3 ) is simultaneously used for steering by means of the steering element ( 10 ). 7. Windkraftantrieb vorzugsweise für Schwimmkörper nach Anspruch 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß ein vorzugsweise Reibradge­ triebe (11) innerhalb der Antriebswelle (2) angeordnet ist.7. Wind power drive preferably for floating bodies according to claim 1 to 6, characterized in that a preferably friction gear ( 11 ) is arranged within the drive shaft ( 2 ). 8. Windkraftantrieb vorzugsweise für Schwimmkörper nach Anspruch 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (2) vorzugs­ weise eine flexible Welle ist. 8. Wind power drive preferably for floating bodies according to claim 1 to 7, characterized in that the drive shaft ( 2 ) is preferably a flexible shaft. 9. Windkraftantrieb vorzugsweise für Schwimmkörper nach Anspruch 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, daß die Ausführung aller Teile einen mühelosen Zusammenbau beziehungsweise Zerlegung und Zusam­ menklappen ermöglicht.9. Wind power drive preferably for floating bodies according to claim 1 to 8, characterized in that the execution of all parts one effortless assembly or disassembly and assembly allows folding flaps.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP2014914A1 (en) * 2006-04-25 2009-01-14 Tatumi Akamine Wind power generating rotor blades utilizing inertial force, wind power generating apparatus using the rotor blades, and wind power generating system
CN106628017A (en) * 2016-10-20 2017-05-10 冯亿坤 All-round water surface vehicle
CN107829880A (en) * 2017-10-31 2018-03-23 浙江海洋大学 A kind of wind energy, tidal current energy generating equipment

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