DE102008030747A1 - Tracking device for e.g. solar collector, has housing arranged on base and rotatably mounted around longitudinal axis of drive shaft, where common drive is assigned to support shaft and drive shaft - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft Nachführeinrichtungen insbesondere für Sonnenkollektoren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to tracking devices, in particular for Solar collectors according to the preamble of the claim 1.
Derartige Einrichtungen verfolgen das Ziel, Sonnenkollektoren zu jeder Zeit des Tages optimal zur Sonne auszurichten. Bei flächig ausgebildeten Sonnenkollektoren, z. B. Photovoltaik-Kollektoren bedeutet dies, dass ihre beschienenen Flächen senkrecht zur Sonne ausgerichtet werden müssen. Auf diese Weise wird die Energiedichte auf den Sonnenkollektoren und somit der Wirkungsgrad der Anlage optimiert.such Facilities pursue the goal of solar panels at all times optimally aligned to the sun of the day. For flat solar collectors, z. B. photovoltaic panels, this means that their lighted Surfaces must be aligned perpendicular to the sun. On this way will the energy density on the solar panels and thus optimizing the efficiency of the system.
Da die Sonne im Tagesverlauf einerseits von Ost nach West zu laufen scheint (Azimut) und sich andererseits von unten nach oben und wieder nach unten (Elevation) zu bewegen scheint, muss eine Nachführeinrichtung für Sonnenkollektoren zwei Schwenk- bzw. Drehrichtungen aufweisen, um die Sonnenkollektoren jederzeit senkrecht zur Einstrahlung der Sonne ausrichten zu können.There to walk the sun from east to west during the day seems (azimuth) and on the other hand from bottom to top and again To move down (elevation) seems to have a tracking device for solar panels two swiveling or rotating directions Have the solar panels at any time perpendicular to the radiation to align with the sun.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Ansätze zur Nachführung bekannt.Out the prior art are various approaches to tracking known.
In
der Druckschrift
Nachteilig an diesem Ansatz ist, dass die Elevation der Sonne im Tagesverlauf und im Jahresverlauf nicht berücksichtigt wird und dadurch die Sonnenstrahlen nicht optimal aufgefangen werden.adversely At this approach is that the elevation of the sun during the day and is not taken into account during the year and thereby the sunbeams are not optimally caught.
In
der Druckschrift
Die
Druckschrift
Nachteilig an derartigen Nachführvorrichtungen ist, dass für beide Verstellrichtungen getrennte Antriebe und Mechanismen vorgesehen sind, deren Fertigungs- und Wartungsaufwand erheblich ist.adversely In such Nachführvorrichtungen is that for both adjustment separate drives and mechanisms provided are, whose production and maintenance is significant.
Demgegenüber liegt der vorliegenden erfindungsgemäßen Nachführeinrichtung die Aufgabe zu Grunde, mit geringem antriebstechnischen Aufwand eine „duale” Nachführung zu ermöglichen.In contrast, lies the present invention tracking device the task is based on a "dual" tracking with low drive engineering effort to enable.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Nachführeinrichtung nach Patentanspruch 1.These Task is solved by a tracking device according to claim 1.
Die erfindungsgemäße Nachführeinrichtung ist geeignet, eine Einheit (z. B. Sonnenkollektor) in einer Richtung, die im dreidimensionalen Raum definiert ist, auszurichten und mit zwei Einstellungsvariablen („dual”) einzustellen. Weiterhin ist sie in der Lage, die Einheit z. B. einem Objekt nachzuführen, wobei die Einheit an einer Trägerwelle befestigt ist, die um ihre Längsachse drehbar in einem Gehäuse gelagert ist. Dabei steht die Trägerwelle über ein Getriebe mit einer ebenfalls drehbar im Gehäuse gelagerten Antriebswelle in Wirkverbindung. Die Antriebswelle und die Trägerwelle stehen lotrecht zueinander und haben einen gemeinsamen Antrieb. Das Gehäuse ist um die Längsachse der Antriebswelle drehbar gegenüber einem ortsfesten Untergrund gelagert. Der gemeinsame Antrieb für beide Drehrichtungen ist weniger aufwändig und kompakter gestaltet als zwei getrennte Antriebe.The Tracking device according to the invention suitable, a unit (eg solar collector) in one direction, which is defined in three-dimensional space, align and with set two setting variables ("dual"). Furthermore, it is able, the unit z. B. track an object, wherein the unit is fixed to a support shaft, the order its longitudinal axis rotatably mounted in a housing is. The carrier shaft is supported by a gear a likewise rotatably mounted in the housing drive shaft in active connection. The drive shaft and the carrier shaft stand perpendicular to each other and have a common drive. The housing is rotatable about the longitudinal axis of the drive shaft stored on a stationary base. The common drive for both directions of rotation are less complicated and more compact designed as two separate drives.
Vorzugsweise kann die Trägerwelle mit dem Gehäuse oder alternativ das Gehäuse mit dem ortsfesten Untergrund kraft- oder formschlüssig und drehfest verbunden werden. Dadurch ist sicher gestellt, dass durch den einen Antrieb entweder die eine oder die andere Einstellungsvariable (Drehrichtung) justierbar und fixierbar ist.Preferably can the carrier shaft to the housing or alternatively the housing with the stationary surface non-positive or positive and rotatably connected. This ensures that by the one drive either one or the other setting variable (Direction of rotation) is adjustable and fixable.
In einer bevorzugten Weiterbildung werden die kraftschlüssigen Verbindungen jeweils durch Scheibenbremsen hergestellt, wobei durch eine Gehäusebremse die Drehung des Gehäuses gegenüber dem ortsfesten Untergrund und durch eine Wellenbremse die Drehung der Trägerwelle im Gehäuse verhindert werden kann. Diese Technik ermöglicht eine stufenlose Festlegung der jeweiligen durch Rotation eingestellten Teile.In In a preferred development, the non-positive Compounds each made by disc brakes, wherein a housing brake the rotation of the housing relative to the stationary ground and by a shaft brake the rotation of the Carrier shaft can be prevented in the housing. This technique allows a stepless determination of the respective parts set by rotation.
Bei einer ersten Variante der erfindungsgemäßen Nachführeinrichtung ist die Trägerwelle horizontal und die Antriebswelle vertikal angeordnet, wobei das Gehäuse auf einem Sockel angeordnet ist, der mit dem ortsfesten Untergrund verbunden ist. Bei Drehung des Gehäuses auf dem Sockel und gleichzeitiger gebremster Trägerwelle wird eine Links-Rechts-Drehung der Einrichtung (Azimut eines Sonnekollektors) ausgeführt. Wenn hingegen die Drehung des Gehäuses gebremst wird, kann durch Drehung der Trägerwelle eine Aufwärts-Abwärts-Drehung der Einheit (Elevation eines Sonnenkollektors) eingestellt werden.In a first variant of the tracking device according to the invention, the carrier shaft is horizontal and the drive shaft arranged vertically, wherein the housing is arranged on a base which is connected to the stationary ground. Upon rotation of the housing on the base and simultaneous braked carrier wave a left-right rotation of the device (azimuth of a solar collector) is performed. If, however, the rotation of the housing is braked, can Rotation of the carrier wave, an upward-downward rotation of the unit (elevation of a solar collector) can be adjusted.
Eine zweite Variante der erfindungsgemäßen Nachführeinrichtung ist dagegen um 90 Grad gekippt, so dass das Gehäuse seitlich an einem Sockel gelagert ist, der mit dem ortsfesten Untergrund verbunden ist. Die Trägerwelle ist vertikal und die Antriebswelle horizontal angeordnet, so dass durch Drehung des Gehäuses bei gleichzeitig gebremster Trägerwelle eine Aufwärts-Abwärts-Bewegung der Einheit ausführbar ist, während andererseits bei gebremstem Gehäuse durch Drehung der Trägerwelle eine Links-Rechts-Bewegung durchführbar ist.A second variant of the tracking device according to the invention In contrast, it is tilted 90 degrees so that the housing is laterally is mounted on a pedestal, which is fixed to the ground connected is. The carrier shaft is vertical and the drive shaft arranged horizontally, so that by rotation of the housing at the same time braked carrier wave an up-down movement the unit is executable while on the other hand with braked housing by rotation of the carrier shaft a Left-right movement is feasible.
In einer bevorzugten Weiterbildung sind der Antrieb und darüber hinaus Aufnahmestellen für die Einheit an Trägerwellenabschnitten außerhalb des Gehäuses angeordnet, während das Getriebe und die beiden Scheibenbremsen an Trägerwellenabschnitten innerhalb des Gehäuses angeordnet sind.In a preferred embodiment are the drive and above In addition, receiving points for the unit to carrier shaft sections arranged outside the housing while the gearbox and the two disc brakes on carrier shaft sections are arranged within the housing.
Bei einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel weist der Antrieb der Nachführeinrichtung zumindest eine linear angetriebene Zahnstange auf, die mit einem mit der Antriebswelle verbundenen Antriebszahnrad kämmt.at an embodiment of the invention the drive of the tracking device has at least one linearly driven rack on, with one with the drive shaft connected drive gear meshes.
Bei einem anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel hat der Antrieb der Nachführeinrichtung einen Kurbeltrieb mit einem Antriebsrad, an dessen Außenrand sich zwei beabstandete Gelenkaugen befinden. An den beiden Gelenkaugen ist jeweils eine Kolbenstange eines Hydraulikzylinders befestigt, wobei deren Wirkachsen in einer Ebene liegen, aber in einem Winkel > 0 Grad zueinander liegen. Durch einen derartigen Kurbeltrieb ist sicher gestellt, dass das Antriebsrad bewegt werden kann, auch wenn eines der beiden Gelenkaugen im Totpunkt des Kurbeltriebs zum Stillstand gekommen ist.at another embodiment of the invention the drive of the tracking device has a crank mechanism with a drive wheel, spaced at the outer edge of two Joint eyes are located. At the two joint eyes is one each Piston rod attached to a hydraulic cylinder, with their axes of action lie in one plane, but at an angle> 0 degrees to each other. Through a such crank mechanism is ensured that the drive wheel can be moved, even if one of the two hinge eyes at the dead center the crank mechanism has come to a standstill.
Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel wird die Antriebswelle durch einen Elektromotor angetrieben.at a further embodiment of the invention the drive shaft is driven by an electric motor.
Vorzugsweise wird die erfindungsgemäße Nachführeinrichtung zum Bewegen und Einstellen von Solarkollektoren, Fernrohren, Teleskopen oder Schneekanonen verwendet.Preferably becomes the tracking device according to the invention for moving and adjusting solar collectors, telescopes, telescopes or snow cannons used.
Im Folgenden werden anhand der Figuren verschiedene Ausführungsbeispiele detailliert beschrieben. Es zeigen:in the The following will be with reference to the figures, various embodiments described in detail. Show it:
Das
in
Der
im Wesentlichen kreiszylinderförmigen Sockel
In
einem oberen Gehäusedeckel
An
einem außerhalb des Gehäuses
Die
Zahnstangen
Die
Antriebswelle
An
einem im Innern des Gehäuses
Das
Kegelzahnrad
Die
Trägerwelle
Die
Trägerwelle
An
einem innerhalb des Gehäuses
An
einem unteren Abschnitt der Innenseite der Zylindermantelfläche
des Gehäuses
Im Folgenden wird die Funktion des ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Nachführeinrichtung beschreiben.in the The following will be the function of the first embodiment the tracking device according to the invention describe.
In
einem Ausgangszustand ist die Einheit gegenüber dem ortsfesten
Untergrund festgelegt, da die Wellenbremszange
Wenn
die an der Trägerwelle
Wenn
alternativ der Links-Rechts- bzw. die Ost-West-Ausrichtung der Einheit
verändert werden soll, bleibt die Wellenbremszange
Somit
kann die „duale” Verstellung der Einheit (z. B.
eines Sonnenkollektors) um die waagerechte Neigungsachse (Elevation)
einerseits und die senkrechte Achse (Azimut) andererseits erfindungsgemäß mit
nur einer angetriebenen Antriebswelle
Beim
zweiten Ausführungsbeispiel ist eine Trägerwelle
Die
Trägerwelle
Bei
diesem Ausführungsbeispiel können Kugellager
Der
andere wesentliche Unterschied des zweiten Ausführungsbeispiels
gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel ist der
Antrieb, mit dem die Antriebswelle
An
den Gelenkaugen
Durch
diesen Antrieb bzw. Kurbeltrieb ist sicher gestellt, dass, auch
wenn z. B. das Gelenkauge
Im
Folgenden werden Weiterbildungen der erfindungsgemäßen
Nachführeinrichtung beschrieben, die nicht in den beiden
Ausführungsbeispielen gemäß
Anders
als in
Abweichend
von dem in
Anders
als in
Weiterhin
können die Bolzen
Die
Trägerwelle
Das
im Wesentlichen kreiszylinderförmige Gehäuse
Abweichend
von den in den
Durch
eine seitliche Kippung der in den
Als
weitere Varianten zu den in den
Offenbart ist eine Nachführeinrichtung mit der eine Einheit (z. B. Sonnenkollektor) in einer Richtung, die im dreidimensionalen Raum definiert ist, ausrichtbar bzw. einstellbar ist. Die Nachführeinrichtung ist in der Lage, die Einheit einem Objekt (z. B. Himmelskörper) nachzuführen, wobei die Einheit an einer Trägerwelle befestigt ist, die um ihre Längsachse drehbar in einem Gehäuse gelagert ist. Dabei steht die Trägerwelle über ein Getriebe mit einer ebenfalls drehbar im Gehäuse gelagerten Antriebswelle in Wirkverbindung. Die Antriebswelle und die Trägerwelle stehen lotrecht zueinander und haben einen gemeinsamen Antrieb. Das Gehäuse ist um die Längsachse der Antriebswelle drehbar gelagert.Disclosed is a tracking device with the one unit (eg. Solar collector) in one direction, in three-dimensional space is defined, is alignable or adjustable. The tracking device is capable of uniting an object (eg celestial body) track, the unit on a carrier shaft is attached, which is rotatable about its longitudinal axis in one Housing is stored. The carrier wave is over a transmission with a likewise rotatably mounted in the housing Drive shaft in operative connection. The drive shaft and the carrier shaft are perpendicular to each other and have a common drive. The housing is about the longitudinal axis of the drive shaft rotatably mounted.
- 11
- Sockelbase
- 22
- Vorsprunghead Start
- 44
- SchrägkugellagerAngular contact ball bearings
- 66
- Gehäusecasing
- 77
- Gehäusedeckelhousing cover
- 88th
- Antriebswelledrive shaft
- 1010
- Antriebszahnraddrive gear
- 12, 1412 14
- Zahnstangerack
- 16, 18; 116, 11816 18; 116, 118
- Hydraulikzylinderhydraulic cylinders
- 2020
- Kugellagerball-bearing
- 22, 2422 24
- Kegelzahnradbevel gear
- 26, 12626 126
- Trägerwellecarrier wave
- 28; 128, 12928; 128, 129
- Kugellagerball-bearing
- 3030
- Wellenbremsscheibewave brake disc
- 3232
- WellenbremszangeWave brake caliper
- 3434
- Befestigungsstegfastening web
- 3636
- Gehäusebremsscheibehousing disc
- 3838
- GehäusebremszangeHousing caliper
- 40, 4240 42
- Bolzenbolt
- 44, 4644 46
- Gelenkaugejoint eye
- 4848
- Kolbenstangepiston rod
- 100100
- Antriebsraddrive wheel
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- - DE 3525065 A1 [0007] - DE 3525065 A1 [0007]
- - DE 10022236 A1 [0008] - DE 10022236 A1 [0008]
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DE102008030747A DE102008030747A1 (en) | 2008-06-27 | 2008-06-27 | Tracking device for e.g. solar collector, has housing arranged on base and rotatably mounted around longitudinal axis of drive shaft, where common drive is assigned to support shaft and drive shaft |
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DE102008030747A1 true DE102008030747A1 (en) | 2009-12-31 |
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- 2008-06-27 DE DE102008030747A patent/DE102008030747A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20140101 |