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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Windkraftmaschine oder Windkraftanlage nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Sie dient zur Erzeugung elektrischer und/oder mechanischer Energie aus Windenergie und umfasst dazu mindestens ein Windangriffselement, das durch mindestens ein Führungselement entlang einer vorgegebenen Bewegungsbahn hin und her bewegbar geführt ist. Unter der Einwirkung von Wind kann das Windangriffselement auf dieser Bewegungsbahn bewegt werden. Zusätzlich zu dieser Bewegung kann das Windangriffselement für den Rückweg auch noch in seiner Ausrichtung verstellt werden, wozu es drehbar oder schwenkbar an dem Führungselement oder an einem anderen entlang der Bewegungsbahn beweglichen Element angelenkt ist. Außerdem ist das Windangriffselement mit mindestens einem Wandlermittel wirkverbunden, durch das zumindest die in einer Richtung entlang seiner Bewegungsbahn erfolgende Bewegung des Windangriffselements in elektrische und/oder in mechanische Energie umgewandelt wird.
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Die Ausnutzung der Windenergie zur Erzeugung mechanischer Energie beispielsweise durch Windmühlen sowie zu Erzeugung elektrischer Energie durch oftmals auch als Windräder bezeichnete Windkraftanlagen ist allgemein bekannt. Dabei treibt der vom Wind in Rotation versetzte Rotor, der bei einem Durchmesser von mittlerweile bis zu über 100 Metern üblicherweise zwei oder drei Rotorblätter aufweist, zur Stromerzeugung entweder direkt oder über ein Getriebe einen elektrischen Generator an. Derartige Windradanlagen sind schon allein aufgrund ihrer Baugröße nicht nur bei der Herstellung, sondern insbesondere auch bei der Wartung mit sehr hohen Kosten verbunden.
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Ein noch größerer Nachteil von derartigen propellerartigen Windkrafträdern, bei denen die Rotorachse in der Windrichtung liegt, besteht jedoch darin, dass die zur Verfügung stehende Windenergie nur zu einem relativ geringen Anteil ausgenutzt wird. Das liegt vor allem an der nur sehr geringen Flächenausnutzung, die die Rotoren bieten. Trotz ihrer immensen Länge erfassen die quer zur Windrichtung bewegten Rotorblätter auch bei schnellerer Rotation jeweils nur einen Bruchteil der insgesamt vom Rotordurchmesser abgedeckten Fläche, so dass ein Großteil der Windenergie ungenutzt zwischen den rotierenden Rotorblättern hindurchgeht. Außerdem benötigen die Rotoren zur Erzielung ihres maximalen Wirkungsgrades einen laminaren Windfluss, der naturgemäß nicht immer zur Verfügung steht und nur in großen Höhen erreicht werden kann, was bei entsprechender Baugröße wiederum hohe Investitions- und Wartungskosten bedingt. Und selbst wenn derartige Windkrafträder eine bessere Ausnutzung der Windkraft hätten, so könnten sie bauartbedingt den dann hierbei auftretenden höheren Belastungen nicht standhalten, so dass sie nur bei entsprechend geringeren Windstärken einsetzbar wären und somit insgesamt nicht rentabel betrieben werden könnten.
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Um eine bessere Ausnutzung der Windenergie zu erreichen sind auch Windkraftmaschinen vorgeschlagen worden, bei denen Windangriffselemente nach dem Widerstandsprinzip so bewegt werden, dass sie eine Bewegungskomponente aufweisen, die zumindest teilweise in der Windrichtung liegt.
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So sind insbesondere Windräder bekannt, bei denen die Rotorachse quer zur Windrichtung ausgerichtet ist. Beispielsweise zeigt die
DE 33 03 532 A1 ein Flügelrad, das um eine vertikale Welle rotiert. Seine einzelnen Flügel müssen dabei jeweils um horizontale Achsen auf einer halben Umdrehung des Windrads in den Wind und auf der anderen halben Umdrehung des Windrads aus dem Wind geschwenkt werden. So wird der Staudruck des Windes auf den Flügeln besser genutzt und eine schräge Anstellung der Flügel wie bei propellerartigen Windrädern mit horizontaler Rotationsachse ist nicht mehr erforderlich.
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Aus der
DE 826 430 B ist eine Windkraftmaschine bekannt, bei der Windschirme oder ähnliche Teile von Windstößen pendelnd bewegt werden. Der Windschirm ist über Stangen mit dem Kolben einer Pumpe gekoppelt, um eine Flüssigkeit auf eine größere Höhe zu pumpen. Dabei ist der Kolben der Pumpe von einer Druckfeder oder einem Gegengewicht beaufschlagt, um in seine Ausgangslage zurückkehren zu können.
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Aus der
DE 30 34 384 A1 ist ein Schwingflügel-Windmotor bekannt, bei dem an einem mittig gelagerten Schwingbalken angebrachte Flügel bei Windbeaufschlagung hin- und her bewegt werden. An den Totpunkten dieser oszillierend Wippbewegung werden die Flügel in ihrer Neigung jeweils zwangsgesteuert umgestellt.
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Aus der
DE 32 23 177 A1 ist eine Vorrichtung bekannt, bei der Windkraft mittels eines Windwiderstandsköpers eingefangen wird, der vom Wind über einen Schwenkbereich von maximal 90° entgegen seiner Gewichtskraft nach oben und zur Seite bewegt werden kann, wobei er über ein Parallel-Stangenpaar stets senkrecht ausgerichtet bleibt. Diese relativ kleine Auslenkungsbewegung des Windwiderstandsköpers wird über ein Gestänge auf einen Hydraulikzylinder übertragen und von dort über ein Hydraulikleitungssystem zu Energieverbrauchern weitergeleitet oder in andere Energieformen umgewandelt.
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Eine Windkraftmaschine der eingangs genannten Art ist aus der
DE 37 42 738 A1 bekannt, die die Ausnutzung von Windenergie durch eine sogenannte Windpaddelpumpe betrifft. Dabei ist ein Windpaddel am oberen Teil eines als Hebel ausgebildeten Masts befestigt, dessen Hin- und Herschwenkbewegung auf einen Hydraulikzylinder übertragen wird. Auch hier kann sich das Paddel um den Mast drehen, um mit seiner Schmalseite voran gegen die Windrichtung zurückpendeln zu können. Auf diese Weise wird die Strömungsenergie des Windes auf einem Teilbereich des Hinweges großflächig genutzt und kann von dem Hydraulikzylinder an weitere Verbraucher weitergeleitet werden.
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Von Nachteil bei allen vorgenannten Windkraftmaschinen ist jedoch, dass auch sie keinen optimalen Wirkungsgrad bieten, da die Windangriffselemente stets entlang einer Kreisbahn bzw. entlang eines Kreisabschnitts bewegt werden. Deshalb stehen sie nur an einem einzigen äußersten Punkt ihrer Bewegungsbahn mit ihrer gesamten Widerstandsfläche voll im Wind. Unabhängig von der für den Rückweg erfolgenden Verstellung liegen die Windangriffselemente vor und hinter diesem äußersten Punkt aufgrund ihrer kreisbahnförmigen Bewegung in einem Winkel schräg zur Windrichtung, so dass auch hier jeweils nur ein bestimmter Anteil ihrer Fläche als Widerstandskörper genutzt werden kann. Die Windangriffselemente werden dabei stets nur mit einer sinuskurvenförmig variierenden Komponente ihrer entlang der Kreisbahn erfolgenden Bewegung in der Windrichtung bewegt.
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Ein weiterer Nachteil liegt darin, dass bei der vorbekannten gattungsgemäßen Windkraftmaschine die Windenergie nur auf dem Hinweg der Schwenkbewegung und auch dabei nur teilweise ausgenutzt werden kann, da ein Teil der vom Windpaddel eingefangenen Windenergie zum Spannen einer Feder benötigt wird, die für die Rückstellung des als Führungselements dienenden Masts erforderlich ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine konstruktiv einfache Windkraftmaschine der eingangs genannten Art zu schaffen, die in der Herstellung, Installation und Wartung nur geringe Kosten verursacht und eine optimierte Ausnutzung der Windenergie ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Windkraftmaschine nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Wesentlich bei der erfindungsgemäßen Lösung ist es, dass zwei oder mehr Windangriffselemente angeordnet sind, die einander entgegengesetzt oder mit einer Phasenverschiebung versetzt zueinander bewegbar und über Koppelmittel in ihrer gegenläufigen oder versetzten Bewegung kinematisch miteinander gekoppelt sind, und dass die mindestens zwei Windangriffselemente jeweils zumindest über einen Teilbereich ihrer gesamten Bewegung entlang einer geradlinigen Bewegungsbahn linear bewegt werden. Dabei liegt eine gegenläufige Bewegung bei zwei miteinander gekoppelten Windangriffselementen vor, die sich mit einer Phasenverschiebung von 180° zueinander bewegen.
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Der Hauptvorteil der erfindungsgemäßen Ausführung liegt darin, dass nicht nur gegenüber den heute weit verbreiteten Windrädern, sondern auch gegenüber den vorangehend beschriebenen Windkraftmaschinen eine deutlich verbesserte Ausnutzung der Windenergie erreicht wird, da die Windangriffselemente nicht nur an einem einzigen Punkt, sondern über eine sehr viel längere Strecke unter voller Ausnutzung ihrer Angriffsfläche in der Windrichtung bewegt werden können. Zudem ist die erfindungsgemäße Windkraftmaschine trotz der verbesserten Ausnutzung der Windenergie weit höher belastbar als herkömmliche Windkrafträder, so dass sie auch bei größeren Windstärken und selbst bei sehr starken Windböen noch eingesetzt werden kann.
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Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass die Rückstellbewegung der Windangriffselemente durch jeweils mindestens ein anderes kinematisch hiermit verbundenes Windangriffselement herbeigeführt wird, so dass hierfür zusätzliche Federn oder Gewichte nicht erforderlich sind.
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Insgesamt wird mit der vorgeschlagenen Ausführungsform ein deutlich verbesserter Wirkungsgrad der Windkraftmaschine erzielt und die frei zur Verfügung stehende Windenergie wird optimal genutzt.
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Die erfindungsgemäße Windkraftmaschine ist bei einfacher Konstruktion kostengünstig herzustellen sowie einfach zu montieren und zu warten.
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Von Vorteil ist ferner, dass sie auch schon in vergleichsweise kleinen Abmessungen einsetzbar ist und eine gute Energieausbeute liefert. Aufgrund ihrer platzsparenden kompakten Bauform kann sie dabei besonders leicht auch in geringer Höhe sowie insbesondere auch auf Dächern von Gebäuden angebracht werden. Bei Bedarf sind jedoch auch größere Dimensionierungen möglich, um eine entsprechend größere Menge an elektrischer bzw. mechanischer Energie erzeugen zu können.
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Die erfindungsgemäße Windkraftmaschine ist nicht nur auf Anhöhen oder Bergen einsetzbar, sondern sie ermöglicht auch eine Nutzung in Tälern, wo der Wind meist in eine Richtung weht.
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Vorzugsweise verlaufen die geradlinigen Bewegungsbahnen der miteinander gekoppelten Windangriffselemente parallel zueinander. Dabei werden sie vorteilhafterweise bei der Installation der erfindungsgemäßen Windkraftmaschine so ausgerichtet, dass sie in bzw. parallel zu der am Installationsort am häufigsten auftretenden Hauptwindrichtung liegen.
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Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn die Windangriffselemente jeweils mindestens eine Hauptangriffsfläche aufweisen, die zumindest über einen Großteil, vorzugsweise über die gesamte Strecke der entlang der geradlinigen Bewegungsbahn in einer ersten Richtung erfolgenden Hinbewegung senkrecht zu der Bewegungsbahn ausgerichtet ist. Vorteilhafterweise sind sie dabei auch senkrecht zu der hauptsächlich vorherrschenden Windrichtung ausgerichtet.
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Die Windangriffselemente können nach einer besonders zweckmäßigen und einfachen Ausführung plattenförmig ausgebildet sein. Beispielsweise können die Windangriffselemente als ebener Schild oder als Schirm mit einem von der Plattenebene vorstehenden Rand ausgeführt sein. Um dabei eine ausreichende Stabilität bei möglichst geringen bewegten Massen zu erhalten, wird der Einsatz von Platten aus einer Leichmetalllegierung, insbesondere aus Aluminium vorgeschlagen.
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Hierbei ist es weiterhin besonders vorteilhaft, wenn die Windangriffselemente jeweils um einen Winkel von 90° in eine Position gedreht oder geklappt werden können, in der zumindest über einen Teilbereich, vorzugsweise über einen Großteil oder die gesamte Strecke der entlang der Bewegungsbahn in der zur ersten Richtung entgegengesetzt erfolgenden Rückbewegung die plattenförmigen Windangriffselemente so ausgerichtet sind, dass die Bewegungsbahn in der Plattenebene oder parallel dazu verläuft. So können die Windangriffselemente mit ihrer Stirnseite voran gegen den Wind zurückgeführt und Energieverluste minimiert werden. Um kraftneutral zu wirken ist es dabei von Vorteil, wenn die Windangriffselemente um eine ihrer Symmetrieachsen gedreht werden.
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Diese relativ zu dem Führungselement und/oder zu der Bewegungsbahn erfolgende Verstellung der Windangriffselemente kann vorteilhafterweise elektrisch, mechanisch, pneumatisch oder hydraulisch gesteuert werden. Beispielsweise können hierfür kleine Stellantriebe eingesetzt werden, die zusammen mit den Windangriffselementen bewegbar sind. Aufgrund der Verstellung können die Windangriffselemente auf dem Hinweg eine möglichst große Luftangriffsfläche wirksam werden lassen und dennoch bei der Rückbewegung nur einen möglichst kleinen Luftwiderstand aufweisen.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Wandlermittel einen oder mehrere Hydraulikzylinder zum Fördern einer Hydraulikflüssigkeit umfassen, wobei jedes Windangriffselement mechanisch mit jeweils mindestens einem Hydraulikzylinder, vorzugsweise mit dessen Kolben, verbunden ist, um seine Bewegung zum Betrieb des Hydraulikzylinders zu nutzen. Die hierdurch geförderte Flüssigkeit kann in an sich bekannter Weise weiter genutzt werden.
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Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn mindestens ein Hydraulikmotor leitungsmäßig mit den Hydraulikzylindern verbunden ist. Der Hydraulikmotor kann vorteilhafterweise zum Antrieb eines elektrischen Generators eingesetzt werden, um aus der Bewegungsenergie des Hydraulikmotors elektrische Energie zu erzeugen. Damit der Hydraulikmotor auch bei den in den Leitungen auftretenden wechselnden Fließrichtungen der Hydraulikflüssigkeit stets in gleicher Drehrichtung rotiert, wird vorteilhafterweise eine entsprechende Wechselventil-Anordnung zwischengeschaltet.
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Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Koppelmittel zum kinematischen Koppeln der mindestens zwei Windangriffselemente in zueinander versetzten oder zueinander gegenläufig erfolgenden Bewegungen mindestens zwei leitungsmäßig miteinander verbundene Hydraulikzylinder umfassen, wobei diese Hydraulikzylinder zugleich auch zu den Wandlermitteln gehören und daher mechanisch mit den Windangriffselementen verbunden sind. Bei zwei gegenläufig miteinander gekoppelten Windangriffselementen drückt der Zylinder, der mit dem vom Wind eingefahrenen Windangriffselement verbunden ist, die Hydraulikflüssigkeit über den Hydraulikmotor bis in den anderen Zylinder, der hierdurch ausfährt, so dass auch das hiermit verbundene zweite Windangriffselement mit vorteilhafterweise verringerter Angriffsfläche voran gegen den Wind ausgefahren wird. Anschließend werden beide Windangriffselemente verstellt und in umgekehrter Richtung wieder gegenläufig zueinander vom Wind in die Ausgangsposition zurückgedrückt. Dank des geschlossenen Hydraulikkreislaufs ergibt sich hiermit nicht nur ein konstruktiv einfaches, sondern auch ein besonders wartungsfreundliches System.
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Die Elemente für die Führung der Windangriffselemente können als beliebige Linearführungen ausgeführt sein. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich aber dadurch aus, dass die Führungselemente durch jeweils mindestens eine Kolbenstange mindestens eines Hydraulikzylinders gebildet sind, der zugleich auch Bestandteil der Wandlermittel ist. Die ein- und ausfahrbaren Kolbenstangen der feststehenden Hydraulikzylinder bilden so eine besonders einfach ausgeführte Linearführung. Außerdem können hierbei durch die Vereinigung mehrerer Funktionen in den Hydraulikzylindern mit gleichzeitiger Verwendung als Wandlermittel, Koppelmittel und Führungselement die Kosten besonders günstig gehalten werden. In vorteilhafter Weise können auch mehrere Hydraulikzylinder gemeinsam an einem Windangriffselement angeordnet sein.
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Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn die erfindungsgemäße Windkraftmaschine drei oder mehr Windangriffselemente umfasst, die über Koppelmittel kinematisch derart miteinander gekoppelt sind, dass sie mit einer vorzugsweise gleichmäßigen Phasenverschiebung versetzt zueinander bewegbar sind. Vorteilhafterweise wird dafür eine gerade Anzahl von Windangriffselementen, die jeweils paarweise gegenläufig zueinander bewegt werden, vorgeschlagen, wobei die einzelnen Paare in der Art der Zylinder eines Verbrennungsmotors jeweils phasenversetzt zueinander laufen. Sofern ein Hydraulikmotor in die Anlage integriert ist, kann eine Kopplung mehrerer Paare von Windangriffselementen vorteilhafterweise auch über Mehrfach-Hydraulikmotoren erfolgen, bei denen die Rotoren mehrerer hydraulisch voneinander getrennten Motorkammern über eine gemeinsame Motorwelle mechanisch miteinander verbunden sind.
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Die Energieausbeute kann noch weiter gesteigert werden, wenn die Windkraftmaschine einen Tragrahmen aufweist, der zumindest zwei kinematisch miteinander gekoppelte Windangriffselemente mit den zugehörigen Führungselemente trägt, und der gegenüber der Umgebung, insbesondere gegenüber einem Grundgestell der Maschine, um eine senkrecht angeordnete Achse drehbar oder schwenkbar ist. So kann die Maschine insgesamt relativ einfach in den Wind gedreht werden, um auch bei wechselnden Windrichtungen eine möglichst gute Ausnutzung der Windenergie erzielen zu können. Wenn die Windangriffselemente hierbei um eine vertikale Achse in ihrer Ausrichtung verstellbar sind, kann ein in der Rückführ-Position befindliches Windangriffselement gleichzeitig auch als Seitenruder fungieren und die Anlage in Windrichtung drehen bzw. in Windrichtung halten.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und dem in der Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel.
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Es zeigen:
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1: einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Windkraftmaschine, und
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2: ein hydraulischer Schaltplan für die Windkraftmaschine aus 1.
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Die in 1 gezeigte erfindungsgemäße Windkraftmaschine 1 ist als Kleinanlage auf dem Dach eines Wohngebäudes installiert. Sie umfasst zwei parallel zueinander angeordnete Kanäle 2a und 2b, die nebeneinander oder, wie hier dargestellt, übereinander angeordnet sein können. Beide Kanäle 2a, 2b sind mit ihrer freien Öffnung der hier hauptsächlich vorherrschenden Windrichtung 3 entgegen gerichtet. In jedem Kanal 2a, 2b befindet sich ein schildförmiges Windangriffselement 4, das darin in Längsrichtung linear verschiebbar geführt ist.
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Zusätzlich zu dieser geradlinigen Bewegungsmöglichkeit können die Windangriffselement 4 jeweils auch noch um eine zentrale Querachse 5 um einen Winkel von 90° aus der im unteren Kanal 2a gezeigten vertikalen Arbeits-Position A in die im oberen Kanal 2b gezeigte horizontale Rückführ-Position R verstellt werden (Schwenkbewegung 6). Dazu können beispielsweise hydraulische Umschaltventile oder eine geeignete elektronische Steuerung vorgesehen sein, die hier nicht näher dargestellt sind. Während die Querachse 5 bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel horizontal verläuft, kann sie gemäß einer alternativen Ausführungsform auch vertikal verlaufen, so dass die Windangriffselemente 4 auch in der Rückführ-Position vertikal, aber in der Zeichenebene von 1 liegen.
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Als Führungselemente 7 für die beiden Windangriffselemente 4 dienen hier seitlich angeordnete Führungsschienen, in denen die Enden der Querachse 5 beidseitig über Gleitlagermittel eingreifen. Die geradlinigen Führungsschienen verlaufen parallel zur Längsachse der Kanäle 2a und 2b, so dass die Windangriffselemente 4 jeweils entlang einer geradlinigen Bewegungsbahn linear verschiebbar sind.
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Außerdem sind die hier durch die horizontalen Symmetrieachsen der beiden Windangriffselemente 4 verlaufenden Querachsen 5 jeweils an dem freien Ende der Kolbenstange 8 eines Hydraulikzylinders 9a bzw. 9b angelenkt, welcher sich auf der vom Wind 3 abgewandten Seite hinter den Windangriffselementen 4 befinden und dort bodenseitig am Boden 10 des jeweiligen Kanals 2 angelenkt sind, um eine statische Überbestimmung zu verhindern. Gemäß einer alternativen Ausführungsform können die Hydraulikzylinder auch starr am Boden des jeweiligen Kanals befestigt sein, so dass die Kolbenstangen dann zugleich auch als Führungselemente dienen.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel dienen die Hydraulikzylinder 9a und 9b als Koppelmittel, über die die beiden Windangriffselemente 4 kinematisch miteinander derart gekoppelt sind, dass sie in den jeweiligen Führungsschienen 7 nur gegenläufig zueinander bewegt werden können. Dazu sind die beiden Hydraulikzylinder 9a, 9b über jeweils bodenseitig angeschlossene Hydraulikleitungen 11 miteinander verbunden, so dass ein geschlossenes hydraulisches System gebildet wird.
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Im Betrieb trifft der Wind 3 auf die Hauptangriffsfläche 12 des am freien Ende des Kanals 2a in der vertikalen Arbeits-Position A befindlichen Windangriffselements 4 und drückt es entlang seiner von der Führungsschiene 7 vorgegebenen geradlinigen Bewegungsbahn in den Kanal 2a hinein. Diese lineare Bewegung 13 bewirkt über die Kolbenstange 8 und den hieran befestigten Kolben 14, dass die Hydraulikflüssigkeit aus dem entsprechenden Hydraulikzylinder 9a über die Hydraulikleitungen 11 in den anderen Hydraulikzylinder 9b gepumpt wird, wo sie den dortigen Kolben 14 mit der Kolbenstange 8 ausfährt. Auf diese Weise wird in dem Kanal 2b das andere Windangriffselement 4, das sich in der horizontalen Rückführ-Position R befindet, durch die aus dem Niederdruckanschluss des Hydraulikmotors 17 austretende Hydraulikflüssigkeit in einer linearen Bewegung 15 mit der Stirnseite 16 voran gegen den Wind 3 nach vorne gedrückt.
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Danach werden beide Windangriffselemente 4 in die jeweils andere Position umgeklappt, so dass sie unter der erneuten Einwirkung der Windkraft 3 im umgekehrter Richtung wieder gegenläufig in die jeweiligen Ausgangspositionen zurückgedrückt werden. Anschließend werden sie erneut umgeschwenkt und so kann sich dieser Bewegungsvorgang beliebig oft wiederholen. Ebenso kann die Winkelverstellung der beiden Windangriffselemente 4 auch derart gesteuert werden, dass sie bereits kurz vor dem Erreichen der jeweiligen Endpositionen eingeleitet wird.
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Um durch die vom Wind 3 hervorgerufene Bewegung mechanische Energie gewinnen zu können, ist ein Hydraulikmotor 17 über eine in 2 dargestellte Wechselventil-Anordnung zwischen den beiden Hydraulikzylindern 9a und 9b in die hydraulische Verbindungsleitung 11 zwischengeschaltet. Die hierbei von dem Hydraulikmotor 17 gelieferte Rotationsbewegung kann in an sich bekannter Weise an einen elektrischen Generator 18 übertragen werden, um elektrischen Strom zu erzeugen.
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Die Hydraulikzylinder 9a, 9b gehören dabei mit dem Hydraulikmotor 17 und dem Generator 18 zu den Wandlermitteln, die zur Umwandlung der vom Wind 3 hervorgerufenen Bewegung der Windangriffselemente 4 in elektrische Energie benötigt werden. Die Hydraulikzylinder 9a und 9b erfüllen hier als Bestandteil der Wandlermittel und als Bestandteil der Koppelmittel also gleichzeitig zwei Funktionen.
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Die in 2 beispielhaft dargestellte hydraulische Schaltung erlaubt eine konstante Drehrichtung des Hydraulikmotor 17 unabhängig davon, welcher Hydraulikzylinder 9a oder 9b ein- oder ausgefahren wird. Sie umfasst ein Dreiwegeventil 19 und zwei Rückschlagventile 20a und 20b. Beim durch Winddruck hervorgerufenen Einfahren des Hydraulikzylinders 9a strömt das Hydraulikfluid mit dem Druck p1 + p2 über das Dreiwegeventil 19 in Richtung des Pfeils 21 durch den Hydraulikmotor 17, wo der Druckanteil p2 abgebaut wird. Das aus dem Hydraulikmotor 17 austretende Fluid strömt mit dem verbleibenden Restdruck p1 über das Rückschlagventil 20b in den anderen Hydraulikzylinder 9b, der dadurch ausgefahren wird.
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Wenn anschließend der andere Hydraulikzylinder 9b vom Winddruck wieder eingefahren wird, strömt das Fluid ebenfalls über das Dreiwegeventil 19 und somit ebenfalls in Richtung des Pfeils 21 durch den Hydraulikmotor 17. Das austretende Fluid strömt danach über das Rückschlagventil 20a wieder in den ersten Hydraulikzylinder 9a zurück und stellt ihn und das hiermit verbundene Windangriffselement 4 wieder in die Ausgangslage zurück. Auf diese Weise rotiert der Hydraulikmotor 17 auch bei abwechselnd zwischen den beiden Hydraulikzylindern 9a und 9b hin und her strömendem Fluid stets nur in einer Drehrichtung 22.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3303532 A1 [0005]
- DE 826430 B [0006]
- DE 3034384 A1 [0007]
- DE 3223177 A1 [0008]
- DE 3742738 A1 [0009]
