DE102006015751A1 - Ball joint mounting for solar panel has ball supported in adapted concave socket and permits stepless movement of object in several axes and locking of object in desired position by clamping - Google Patents

Ball joint mounting for solar panel has ball supported in adapted concave socket and permits stepless movement of object in several axes and locking of object in desired position by clamping Download PDF

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Abstract

The ball joint mounting is a stable construction which by using a ball (9), which is supported in an adapted concave socket (8), offers the possibility of moving an object (13,14) steplessly in several axes and to lock the object in a desired position by clamping. The spherical socket is adapted to the outside diameter of the ball. The locking of the ball is carried out by two plates of a hinge (10) which close around the ball, with the upper and lower sections of the plates having a hole diameter which is smaller than the overall diameter of the ball.

Description

1) Technisches Gebiet1) Technical field

Die Erfindung stammt aus dem Gebiet des Technischen Zubehörs für Wasserfahrzeuge am Beispiel des Solarpaneels.The Invention comes from the field of technical equipment for watercraft using the example of the solar panel.

2) Stand der Technik2) State of the art

Seit mehreren Jahren gibt es Solarzellen, die zusammengefasst zu sog. Paneelen, zur Stromversorgung beitragen. Um die Leistung der Solarzellen auszunutzen, ist es erforderlich, sie dem Lauf der Sonne anzupassen. Bei einer stationären Montage auf einem Rohr erfolgt die Montage etwa im Winkel von 35° nach Süden ausgerichtet (1). Dabei wird darauf geachtet, dass kein Baum, Häuser o.ä. Schatten auf die Solarzellen werfen.For several years, there are solar cells, which contribute to so-called panels, contribute to the power supply. In order to exploit the power of the solar cells, it is necessary to adapt them to the course of the sun. In a stationary mounting on a pipe, the assembly is approximately at an angle of 35 ° facing south ( 1 ). It is ensured that no tree, houses or similar. Cast shadows on the solar cells.

Für den stationären Bereich gibt es sehr aufwändige elektrische Nachführsysteme, die ganze Gruppen von Solarpaneelen rechtwinklig zu den Sonnenstrahlen ausrichten. So wird den jahreszeitlichen Schwankungen und der Erddrehung Rechnung getragen und dabei die optimale Leistung erzielt (ohne Abb.)For the stationary area There are very expensive electric tracking systems, the whole groups of solar panels perpendicular to the sun's rays align. So will the seasonal fluctuations and the earth's rotation Accounted for thereby achieving the optimum performance (without Fig.)

Bei der hier vorgestellten Erfindung handelt es sich um eine Halterung für ein Solarpaneel, das meist mobil auf Fahrzeugen verwendet wird. Dabei ist es nicht erforderlich, ein automatisches Nachführsystem zu verwenden, weil einerseits das Verhältnis Kosten-Nutzen sehr schlecht ist und andererseits bei Abwesenheit der Benutzer eine ausreichende Batterieladung durch eine stationäre Ausrichtung wie in 1 beschrieben völlig ausreicht.In the invention presented here is a holder for a solar panel, which is mostly used on vehicles. It is not necessary to use an automatic tracking system, because on the one hand, the cost-benefit ratio is very poor and on the other hand, in the absence of the user sufficient battery charge through a stationary orientation as in 1 described completely sufficient.

Wird eine Solarhalterung auf See verwendet, ist eine ungefähre Ausrichtung zur Sonne ohne Schatten auf dem Paneel sehr wichtig. Im Hafen oder auf dem Campingplatz ist jemand anwesend, der im Abstand von mehreren Stunden die Halterung neu ausrichten kann.Becomes Using a solar mount at sea is an approximate orientation very important to the sun without shadow on the panel. In the harbor or on There is someone present at the campsite who is at intervals of several Hours can reorient the bracket.

Eine einfache Halterung wird in 2 dargestellt. Es handelt sich um ein festes Rohr, das drehbar auf einer Yacht an der Reling befestigt wurde. Durch die Biegung des Rohres um etwa 35° ist das Solarpaneel permanent in dieser schrägen Lage. Zusätzlich kann das Solarpaneel um die schräger Achse herum gedreht und in jeder Position fixiert werden. Dies ist eine relativ leichte und preiswerte Möglichkeit der Montage. Der Nachteil liegt darin, das das Solarpaneel zur Mittagszeit, wenn die Sonne die meiste „Kraft" hat, nicht optimal flach genug ausgerichtet werden kann. Hinzu kommt, das nur ein sehr leichtes Solarpaneel verwendet werden kann, weil die gesamte Anlage auf See einen großen Windwiderstand aufbaut.A simple mount will be in 2 shown. It is a fixed tube, which was rotatably mounted on a yacht on the railing. Due to the bending of the pipe by about 35 °, the solar panel is permanently in this oblique position. In addition, the solar panel can be rotated around the oblique axis and fixed in any position. This is a relatively easy and inexpensive way of mounting. The drawback is that the solar panel can not be optimally shallow enough at lunchtime, when the sun has the most "power." In addition, only a very light solar panel can be used because the entire plant at sea has a large Wind resistance builds up.

Die häufigste Montage ist die, flach auf dem Dach eines Wohnmobils oder auf dem Deck/Dach einer Yacht (3). Diese Solarpaneele sind flach aufgeklebt und können dann auch betreten werden. Der Nachteil ist der schlechte Wirkungsgrad außerhalb der Mittagszeit mit ihrer hochstehenden Sonne und die mögliche Abschattung durch Masten o.ä.The most common installation is, flat on the roof of a motorhome or on the deck / roof of a yacht ( 3 ). These solar panels are glued flat and can then be entered. The disadvantage is the poor efficiency outside lunchtime with its high sun and the possible shading by masts or the like.

Um dem aus dem Wege zu gehen, montieren viele Yachteigner ihre Solarpaneele auf einem sog. Geräteträger am Heck des Schiffes (4). Der Vorteil liegt darin, dass die Abschattung meist kein Problem darstellt, die Solarpaneele nicht beschädigt werden können und dass der Geräteträger noch für andere Zwecke Verwendung findet (Montage Radar, Positionslampen u.ä.). Der Nachteil besteht darin, dass die Solarpaneele nicht ihre optimale Leistung bringen, weil sie nicht zur Sonne ausgerichtet werden können.In order to avoid this, many yacht owners mount their solar panels on a so-called equipment carrier at the stern of the ship ( 4 ). The advantage is that the shading is usually not a problem, the solar panels can not be damaged and that the equipment rack is still used for other purposes (mounting radar, position lights, etc.). The disadvantage is that the solar panels do not perform at their best because they can not be aligned with the sun.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, (5) ein drehendes Standrohr zu verwenden, auf dem das Solarpaneel gekippt und arretiert werden kann. Diese relativ optimale Konstruktion wurde von der Fa. Prasolux vorgestellt. Es handelt sich um eine relativ leichte und instabile Bauweise, die nicht für schwerere Solarpaneele geeignet erscheint und den Erfordernissen der Bedingungen auf See nicht gewachsen ist.Another possibility is ( 5 ) to use a rotating standpipe on which the solar panel can be tilted and locked. This relatively optimal design was presented by Prasolux. It is a relatively light and unstable construction that does not seem to be suitable for heavier solar panels and can not cope with the requirements of marine conditions.

3) Das der Erfindung zugrundeliegende Problem3) The underlying of the invention problem

Wie oben beschrieben, gibt es eine Reihe von Halterungsmöglichkeiten für Solarpaneele, jedoch alle mit Nachteilen.As As described above, there are a number of mounting options for solar panels, but all with disadvantages.

Die Hauptprobleme lassen sich wie folgt zusammenfassen bzw. die folgenden Aufgaben muss die ideale Halterung erfüllen:

  • • Leicht zu verstellen, um das Paneel zur Sonne auszurichten
  • • Geringstmöglicher Windwiderstand durch horizontale Position des Paneels
  • • Stabile, seegerechte Halterung mit entsprechend dimensionierten Materialien
  • • Leichte, schnelle und sichere Arretierung in jeder möglichen Position
The main problems can be summarized as follows or the following tasks must fulfill the ideal mounting:
  • • Easy to adjust to align the panel with the sun
  • • Lowest possible wind resistance due to horizontal position of the panel
  • • Stable, seaworthy mounting with appropriately dimensioned materials
  • • Easy, fast and secure locking in any position

5) Gewerbliche Anwendung5) Commercial application

Die Verwendung von Solarpaneelen zur unabhängigen Stromversorgung von Segelyachten wird immer beliebter. Umso wichtiger ist es, eine stabile Halterung zu haben, die sich leicht zur Sonne ausrichten lässt, denn nur dann kann das Solarpaneel wirkungsvoll Strom erzeugen. Dies ist mit der hier vorgestellten Erfindung gegeben und darin liegt auch der Grund, weshalb sich diese Erfindung gut auf dem Markt verkaufen wird.The Use of solar panels for independent power supply of Sailing yachts are becoming increasingly popular. The more important it is, a stable mount to have, which can be easily aligned to the sun, because only then can Solar panel effectively generate electricity. This is with the one presented here Invention given and therein is the reason why this Invention will sell well in the market.

6) Vorteilhafte Wirkung6) Advantageous effect

  • • Verwendung auch schwerer Solarpaneele durch sehr stabile Gesamtkonstruktion• Use also heavy solar panels due to very stable overall construction
  • • Deshalb Verwendung der Erfindung sowohl im Binnenland als auch auf Hoher See.• Therefore Use of the invention both inland and at high altitude Lake.
  • • Wenig Windwiderstand durch horizontale Position des Paneels• Little Wind resistance through horizontal position of the panel
  • • Leichte Ausrichtung zur Sonne für optimalen Wirkungsgrad• Lightweight Orientation to the sun for optimal efficiency
  • • Montage auf den unterschiedlichsten Konstruktionen möglich (Standrohr, horizontales Rohr, Geräteträger o. ä.)• Assembly on the most different constructions possible (standpipe, horizontal Pipe, equipment carrier or similar)
  • • Hohe Festigkeit und Qualität der Gesamtkonstruktion (hier: durch die Verwendung von Edelstahl V4A)• Height Strength and quality the overall construction (here: through the use of stainless steel V4A)
  • • Geschützte Kabelführung (hier: im Rohr)• Protected cable routing (here: in the tube)
  • • Weitere Verwendungsmöglichkeiten sind denkbar.• Further uses are conceivable.

7) Ein Weg zur Ausführung der Erfindung7) A way to execute the invention

Zur Vereinfachung entspricht die Liste der Bestandteile der Bezugsziffernliste. Die Herstellung der Solarpaneelhalterung aus 7 wird hier nicht beschrieben, weil sich die Patentanmeldung auf die kugelige Halterung bezieht.For simplicity, the list of components corresponds to the reference numeral list. The manufacture of the solar panel mount 7 is not described here, because the patent application refers to the spherical holder.

a) Bestandteilea) ingredients

11
Standrohr, Edelstahl, Durchmesser 48 mmStandpipe, Stainless steel, diameter 48 mm
88th
Untere Teilkugelform, Durchmesser 60 mmLower Partial spherical shape, diameter 60 mm
99
Edelstahlkugel, Durchmesser 60 mmStainless steel ball, Diameter 60 mm
1010
Scharnier, Edelstahl, zwei Bohrungen ∅ ca. 50 mm, eine Bohrung ∅ 9 mmHinge, Stainless steel, two holes ∅ approx. 50 mm, one hole ∅ 9 mm
1111
Gewindestange, Edelstahl, ∅ 8 mm, Länge 30 mmThreaded rod Stainless steel, ∅ 8 mm, length 30 mm
1212
Sterngriff für Innendurchmesser 8 mm, handelsüblichSterngriff for inner diameter 8 mm, commercially available
1313
Montagestange, 100 × 8 mm, EdelstahlMounting rod, 100 × 8 mm, stainless steel
1414
Montagescheibe für den zu tragenden Gegenstand, Edelstahlmounting plate for the to be worn, stainless steel
1515
Stromkabelpower cable

b) Praktische Herstellungb) Practical production

Auf das Standrohr (1) wird seitlich ein Loch für das Kabel (15) gebohrt und an der Oberseite die Viertelkugel (8) aufgeschweißt. Der äußere Durchmesser dieser Teilkugelform entspricht dem Durchmesser des Loches im Teil (10), dem Scharnier, das jetzt auf die untere Kugelschale (8) augerschweißt wird.On the standpipe ( 1 ) is a hole for the cable side ( 15 ) and at the top the quarter ball ( 8th ) welded. The outer diameter of this partial spherical shape corresponds to the diameter of the hole in the part ( 10 ), the hinge now on the lower spherical shell ( 8th ) is welded out.

Auf die Oberseite des Scharnieres wird an der passenden Stelle, genau unterhalb des äußeren kleineren Loches, die kurze Gewindestange (11) aufgeschweißt. Nun kann die fertige Edelstahlkugel mit der Montagestange (13) versehen werden; sie wird senkrecht auf die Oberfläche geschweißt.On the top of the hinge, at the appropriate point, just below the outer smaller hole, the short threaded rod ( 11 ) welded. Now the finished stainless steel ball with the mounting rod ( 13 ); it is welded perpendicular to the surface.

Jetzt wird das Scharnier (10) aufgeklappt und das Teil mit der Haltestange voran durch die obere große Öffnung des Scharnieres gesteckt; nach dem Schließen des Scharnieres wird die Sterngriffschraube (12) auf die Gewindestange (11) geschraubt und festgezogen.Now the hinge ( 10 ) unfolded and stuck the part with the holding bar ahead through the upper large opening of the hinge; after closing the hinge, the star grip screw ( 12 ) on the threaded rod ( 11 ) and tightened.

Jetzt ist die Kugel (9) arretiert und es kann rechtwinklig auf die Montagestange (13) die Montagescheibe (14) aufgeschweißt werden.Now the ball ( 9 ) and it can be at right angles to the mounting rod ( 13 ) the mounting plate ( 14 ) are welded.

8) Funktionsweise8) operation

Durch Lösen der Sterngriffschraube (12) löst sich der Druck auf die Kugel (9). Sie kann gemeinsam mit dem daran befestigten Gegenstand bewegt werden. Der Bewegungsbereich beträgt ca. 160° in jede Richtung.By loosening the star grip screw ( 12 ), the pressure on the ball ( 9 ). It can be moved together with the object attached to it. The range of motion is about 160 ° in each direction.

9) Quellen, Zeichnungen9) sources, drawings

Quellen:Sources:

  • 5: Messestand der Fa. Prasolux, Solingen auf der „boot" in Düsseldorf, Januar 2005 5 : Booth of the company Prasolux, Solingen at the "boot" in Dusseldorf, January 2005

Zeichnungen:Drawings:

1: Stand der Technik: Starre stationäre Montage von Solarpaneelen 1 : State of the art: Rigid stationary installation of solar panels

2: Stand der Technik: Drehbare Halterung mit abgewinkeltem Rohr 2 : Prior art: Rotatable holder with angled tube

3: Stand der Technik: Fixierte Lagerung auf dem Dach 3 : State of the art: Fixed storage on the roof

4: Stand der Technik: Fixierte Lagerung auf einem Geräteträger 4 : Prior art: Fixed storage on a gear tray

5: Stand der Technik: Dreh- und kippbare Lagerung 5 : State of the art: Turnable and tiltable storage

6: Seitenabbildung der hier vorgestellten Erfindung 6 : Side illustration of the invention presented here

7: Ansicht auf die Unterseite des Solarpaneels 7 : View on the bottom of the solar panel

11
Standrohrstandpipe
22
Solarpaneelsolar panel
33
Relingrailing
44
Mastmast
55
Bootsrumpfhull
66
Geräteträgerequipment rack
77
Arretierungsschraubelocking screw
88th
Untere TeilkugelLower partial sphere
99
KugelBullet
1010
Scharnierhinge
1111
Gewindeschraubescrew
1212
SterngriffSterngriff
1313
Tragachsecarrying axle
1414
Gerätehalterungdevice holder
1515
Kabelelectric wire

Claims (6)

Die hier vorgestellte Erfindung ist eine stabile Konstruktion (hier: Edelstahl), die mittels der Verwendung einer Kugel (9), die in einer angepasst konkaven Form lagert (8), die Möglichkeit bietet, einen Gegenstand (13, 14) stufenlos in mehreren Achsen zu bewegen und in einer gewünschten Position durch Festklemmen zu arretieren (11, 12).The invention presented here is a stable construction (here: stainless steel), which by means of the use of a ball ( 9 ) stored in an adapted concave shape ( 8th ), which offers the possibility of 13 . 14 ) to steplessly move in several axes and to lock in a desired position by clamping ( 11 . 12 ). Die Halterung des Kugelgelenks (9) aus Anspruch 1 erfolgt in einer kugelförmigen Pfanne (8), die dem äußeren Durchmesser der Kugel (9) angepasst ist.The bracket of the ball joint ( 9 ) of claim 1 takes place in a spherical pan ( 8th ), the outer diameter of the ball ( 9 ) is adjusted. Die Arretierung der Kugel (9) entsprechend Anspruch 1 erfolgt durch zwei Platten (12) eines Scharniers (10), die sich um die Kugel herum schließen und deren oberes und unteres Teil einen Lochdurchmesser aufweisen, der geringer ist als der Gesamtdurchmesser der Kugel (9).The locking of the ball ( 9 ) according to claim 1 is effected by two plates ( 12 ) of a hinge ( 10 ), which close around the ball and whose upper and lower part have a hole diameter which is smaller than the total diameter of the ball ( 9 ). Auf der Kugel (9) entsprechend Anspruch 1 befindet sich fest oder demontierbar, eine Tragachse (13), die zur Montage des zu bewegenden Teils angebracht wurde.On the ball ( 9 ) according to claim 1 is fixed or removable, a support shaft ( 13 ), which was installed for mounting the part to be moved. Die Arretierung der Kugel aus Anspruch 1 erfolgt entsprechend Anspruch 3 durch ein Zusammendrücken des Ober- und Unterteile (10) mittels eines Griffes, einer Schraube oder ähnlich Sachdienlichem.The locking of the ball of claim 1 is carried out according to claim 3 by squeezing the upper and lower parts ( 10 ) by means of a handle, a screw or similar pertinent. Die Montage des zu bewegenden Gegenstandes (14) aus den Anspruch 1 erfolgt mittels einer Montagestange (13).The mounting of the object to be moved ( 14 ) from claim 1 by means of a mounting rod ( 13 ).
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