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Die Erfindung geht aus von einem Wassersportgerät aus einem schwimmfähigen Material, wobei das Wassersportgerät einen elektrischen Antrieb und Akkumulatoren umfasst, wobei in Abhängigkeit von mindestens einem Sensor die Leistung des elektrischen Antriebs angepasst wird und die Akkumulatoren über eine bewegliche Verbindung mit dem Wassersportgerät verbunden sind.
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Stand der Technik
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Aus der
DE 20 2004 013 826 U1 ist ein Gleitbrett mit Motorantrieb bekannt. Das Gleitbrett besteht aus einem länglichen Schwimmkörper mit Akkumulatoren und zwei Antriebseinheiten, wobei die Antriebseinheiten im Gleitbrett nebeneinander angeordnet sind und je eine Steuereinheit aufweisen, wobei die Leistung der Antriebseinheiten durch je einer Antriebseinheit zugeordneten Steuerschalter gesteuert wird. In einer alternativen Ausführungsform sind Solarzellen auf der Oberseite des Gleitbretts vorgesehen, die über eine Regeleinheit mit den Akkumulatoren verbunden sind.
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Aus der
DE 298 10 534 U1 ist ein Surfbrett bekannt, das in einer ersten Ausführungsform eine Batterie und einen Elektromotor, in einer zweiten Ausführungsform einen Verbrennungsmotor und in einer dritten Ausführungsform einen durch Solarenergie angetriebenen Elektromotor umfasst. Die Motorleistung kann in allen Ausführungsformen durch einen Geschwindigkeitsknopf mit einem Fuß bestimmt werden.
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Offenbarung der Erfindung
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Vorteile der Erfindung
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Die erfindungsgemäße Vorgehensweise mit den kennzeichnenden Merkmalen der unabhängigen Ansprüche weist demgegenüber den Vorteil auf, dass das Wassersportgerät mindestens einen Sensor aufweist, wobei in Abhängigkeit von mindestens einem Sensor die Leistung des elektrischen Antrieb angepasst wird und die Akkumulatoren über eine bewegliche Verbindung mit dem Wassersportgerät verbunden sind.
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Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Sportgeräte aus einem schwimmfähigen Material sind beispielsweise Surfbretter, Katamarane, ein Paddelbrett und/oder ein Kajak.
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Hartschaum bildet bei den meisten Surfbrettern den Kern und ist von einem Glasfasergewebe umgeben. Bei neueren Surfbrettern ist zusätzlich im Kern ein Hohlraum vorgesehen, der mit Helium gefüllt wird, um einen höheren Auftrieb zu erreichen. Alternativ bestehen Surfbretter im Kern aus Styropor und sind von Holz umgeben. Um eine bessere Längsstabilität bei allen Arten von Surfbrettern zu erreichen, können auch Längsversteifungen vorgesehen sein.
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Je nach Anwendungszweck, beispielsweise Windsurfen, Wellensurfen oder Paddelsurfen, gibt es unterschiedliche Bauformen der Surfbretter. Durch die Bauform des Surfbretts werden das Drehverhalten und der Auftrieb eines Surfbretts, und somit die Handhabbarkeit des Surfbretts für den Surfer bestimmt. Üblicherweise sind neben der Bauform auch die Größe und das Volumen des Surfbretts charakteristische Größen. Die Größe eines Surfbrettes wird üblicherweise in Fuß oder Inch angegeben. Das Volumen gibt den statischen Auftrieb des Surfbretts an und wird üblicherweise in Litern angegeben. Surfbretter mit einem größeren Volumen werden vorteilhafterweise von Einsteigern in diesen Wassersport verwendet.
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Bei herkömmlichen Surfbrettern wird eine Bewegungsrichtung in Wasser durch beispielsweise Faktoren wie einer Muskelkraft einer Person („Surfer“) die das Wassersportgerät benutzt, einem Wellengang des Wassers, einer Strömungsrichtung des Wassers und/oder Wind bestimmt. Durch eine Kombination von mindestens zwei Faktoren kann das Surfbrett höhere Geschwindigkeiten im Vergleich zu beispielsweise reiner Muskelkraft des Surfers erreichen. Allerdings bestimmt in vielen geografischen Positionen nur einer der Faktoren die Bewegungsrichtung. Wird das Surfbrett beispielsweise zum Windsurfen benutzt, dann herrschen beispielsweise auf Seen selten konstant so hohe Windgeschwindigkeiten, dass das Windsurfen dauerhaft möglich ist.
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Um diesem Umstand zu begegnen ist es vorteilhafterweise vorgesehen, das Surfbrett mit einem Antrieb zu versehen. Dadurch kann vorteilhafterweise der Surfer beispielsweise während einer Windflaute und/oder einem geringen Wellengang surfen. Mit dem elektrischen Antrieb kann das Surfbrett vorteilhafterweise auch hohe Geschwindigkeiten erreichen und beispielsweise im Falle einer Seenot eines anderen Wassersportgeräts dieses abschleppen oder zumindest die Person des sich in Seenot befindlichen Wassersportgeräts sicher an ein Ufer befördern.
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Aufgrund der im Vergleich zu Booten geringen Maße eines Surfbretts können herkömmliche Außenbordmotoren nicht verwendet werden, da beispielweise durch ein Gesamtgewicht von Tank, Treibstoff und Motor kein hinreichender Auftrieb des Surfbretts erreicht wird.
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Vorteilhafterweise wird bei dem erfindungsgemäßen Wassersportgerät ein elektrischer Antrieb und mindestens ein Akkumulator und mindestens ein Sensor verwendet.
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Werden nun beispielsweise der elektrischer Antrieb und Akkumulatoren in einen Innenraum des Surfbretts verbaut, so weist das Surfbrett ein geringeres Volumen auf und die Handhabbarkeit für den Surfer verändert sich. Das Volumen kann durch Änderungen des Surfbretts angepasst werden, wie beispielsweise durch eine Änderung von Breite und Länge des Surfbretts. Durch eine Veränderung der Bauform des Surfbretts wird aber auch das Drehverhalten verändert, so dass beispielsweise das Surfbrett durch eine größere Breite und kürzere Länge eine höhere Kippstabilität aufweist, aber keine sportliche Fahrweise für den Surfer mehr möglich ist.
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Bei dem erfindungsgemäßen Wassersportgerät ist daher vorteilhaftweiser der mindestens eine Akkumulator über eine bewegliche Verbindung mit dem Wassersportgerät verbunden. Die mindestens eine bewegliche Verbindung ist ein Schubgelenk, ein Drehschubgelenk, ein Kreuzgelenk, ein Schraubgelenk und/oder ein Kugelgelenk. Durch die bewegliche Verbindung werden bei einer Verlagerung des Gewichts auf eine Längsaußenseite durch den Surfer die Akkumulatoren in dem Wassersportgerät ebenfalls in Richtung dieser Längsaußenseite bewegt. Dadurch werden zum einen vorteilhafterweise die mechanischen Verbindungen zwischen dem Wassersportgerät und den Akkumulatoren durch eine Bewegungsmöglichkeit entlastet und/oder das Wassersportgerät weist ein im Vergleich zu herkömmlichen Sportgeräten sehr ähnliches Drehverhalten auf, wodurch eine ähnliche Handhabbarkeit beispielsweise im Vergleich zu einem herkömmlichen Surfbrett für den Surfer erreicht wird und/oder das Surfbrett eine verbesserte Kippstabilität aufweist. Beispielsweise kann bei Verwendung eines Schubgelenks entlang der Querachse des Wassersportgeräts mindestens ein Akkumulator mit dem Schubgelenk verbunden sein. Vorteilhafterweise werden für Akkumulatoren, mit im Vergleich zum Schubgelenk wesentlich größeren Abmessungen, mindestens zwei Schubgelenke verwendet, um beispielsweise eine mechanische Belastung zwischen nur einem Schubgelenk und einem Akkumulator bei häufigen Bewegungen zu verringern.
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Anhand von Sensorsignalen des mindestens einen Sensors kann ein im Wassersportgerät angebrachtes Steuergerät die Leistung des elektrischen Antriebs anpassen. Als der mindestens eine Sensor werden beispielsweise ein Sensor zur Erkennung von Wasser in einem direkten Umfeld des Wassersportgeräts und/oder ein Sensor zur Lagebestimmung des Wassersportgeräts verwendet.
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Durch die Lagebestimmung durch den mindestens einen Sensor wird vorteilhafterweise die Neigung des Wassersportgeräts um die Längsachse und/oder die Neigung des Wassersportgeräts um die Querachse und/oder die geografische Position des Wassersportgeräts ermittelt. Vorteilhafterweise wird als der mindestens eine Sensor ein GPS-Sensor und/oder ein Beschleunigungssensor und/oder ein Drehratensensor verwendet.
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Wird durch den mindestens einen Sensor erkannt, dass das Wassersportgerät sich nicht mehr im Wasser befindet und/oder die Person von dem Wassersportgerät abgestiegen ist, dann wird der elektrische Antrieb vorteilhafterweise abgeschaltet.
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Vorteilhafterweise sind Mittel vorgesehen, um einen Bewegungszustand des mindestens einen Akkumulators zu beeinflussen. Sind die Akkumulatoren beispielsweise mit einem Schubgelenk beweglich mit dem Wassersportgerät verbunden, so können die Geschwindigkeit und/oder die maximal Auslenkung der Akkumulatoren auf dem Schubgelenk bei einer Drehung des Wassersportgeräts, beispielsweise um die Längsachse, festgelegt werden. Durch eine Erhöhung der Reibung zwischen Akkumulator und dem Schubgelenk wird die Geschwindigkeit verringert, mit der der Akkumulator einer Drehung des Wassersportgeräts folgt. Auch ein Schwellenwert, ab welchem Grad der Drehung des Wassersportgeräts der Akkumulator aus einer Ruheposition ausgelenkt wird, wird so festgelegt. Durch Begrenzungen auf dem Gelenk wird die maximale Auslenkung der Akkumulatoren vorteilhafterweise begrenzt. So können im Außenbereich und/oder im mittleren Bereich des Schubgelenks Begrenzungen vorgesehen sein, welche die maximale Auslenkung festlegen und/oder verhindern, dass die Akkumulatoren zusammenstoßen.
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Die bewegliche Verbindung zwischen dem mindestens einen Akkumulator und dem Wassersportgerät kann gekrümmt und/oder gerade und/oder konisch ausgeführt sein. Ein Querschnitt eines Schubgelenkes und/oder eines Drehschubgelenkes kann rund, rechtwinklig und oder dreieckig sein.
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In einer weiteren Ausführungsform kann der mindestens eine Sensor unterscheiden, ob eine Person mit einem oder mit beiden Füßen auf dem Wassersportgerät steht und/oder die Person auf dem Wassersportgerät liegt. Vorteilhafterweise kann die Leistung angepasst werden, so dass beispielsweise bei einer liegenden Person die maximale zu erreichende Geschwindigkeit höher ist, als bei einer stehenden Person. Steht die Person beispielsweise länger als ein festgelegter Schwellenwert mit nur einem Fuß auf dem Wassersportgerät, dann wird die Leistung gedrosselt, um eine Wahrscheinlichkeit von Verletzungen bei einem Herunterfallen der Person zu reduzieren. Weiterhin wird eine Gefährdung von Personen im Umfeld des Wassersportgeräts verhindert.
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Durch eine vorteilhafte Anpassung der Leistung durch das Steuergerät werden die Akkumulatoren geschont und eine längere Lebensdauer der Akkumulatoren und/oder eine längere Betriebsdauer erreicht.
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Aufgrund der im Vergleich zu Booten geringen Maße eines Surfbretts treibt der elektrische Antrieb ein Schaufelrad an, das beispielsweise teilweise im Surfbrett eingebaut ist. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der elektrische Antrieb mindestens ein Strahltriebwerk.
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Durch eine vorhandene Kapazität der verwendeten Akkumulatoren ist eine bestimmte Betriebsdauer des Wassersportgeräts unter Verwendung des elektrischen Antriebs möglich. In einer ersten vorteilhaften Ausführungsform ist mindestens eine Solarzelle auf mindestens einer Oberfläche des Wassersportgeräts vorgesehen, wobei durch den erzeugten Strom der Akkumulator aufgeladen wird, so dass vorteilhafterweise eine längere Betriebsdauer des Wassersportgeräts erreicht wird.
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In einer zweiten vorteilhaften Ausführungsform ist eine Kurbel vorgesehen, wobei eine Person durch Drehen der Kurbel einen Generator antreibt und so den Akkumulator auflädt, wodurch vorteilhafterweise eine längere Betriebsdauer des Wassersportgeräts erreicht wird.
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In einer dritten vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass der elektrische Antrieb eine Rekuperation durchführt, um den Akkumulator auszuladen. Beispielsweise kann während einer Phase bei der das Wassersportgerät ohne Unterstützung fährt, beispielsweise während Windsurfen mit mäßigem Wind, der Vortrieb durch den Wind genutzt werden, eine Rekuperation der Vorwärtsbewegung des Wassersportgeräts mittels des vorhandenen elektrischen Antriebs durchzuführen. Vorteilhafterweise wird so eine längere Betriebsdauer des Wassersportgeräts erreicht.
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Vorteilhafterweise sind der elektrische Antrieb und/oder der mindestens eine Sensor und/oder die Akkumulatoren austauschbar.
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Vorteilhafterweise ist der mindestens eine Akkumulator ein Lithium-Ionen-Akkumulator, ein Lithium-Polymer-Akkumulator und/oder ein Lithium-Schwefel-Akkumulator.
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Das Steuergerät kann zur Ansteuerung des elektrischen Antriebs Gewichtsverlagerung des Surfers berücksichtigen. So wird eine Gewichtsverlagerung des Surfers in Richtung Bug entlang der Längsachse als Beschleunigungswunsch berücksichtigt, wobei eine Gewichtsverlagerung des Surfers in Richtung Heck entlang der Längsachse als Entschleunigungswunsch berücksichtigt. Neben der Gewichtsdifferenz kann auch eine Geschwindigkeit mit der die Gewichtsverlagerung durchgeführt wird, berücksichtigt werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann eine Ansteuerung des elektrischen Antriebs durch eine Verbindung zwischen dem Steuergerät des Wassersportgeräts zu einem Smartphone, Tablet oder PC erfolgen.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Es zeigt:
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1a eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf eine Ausführungsform eines Wassersportgeräts gemäß dem Stand der Technik;
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1b eine schematische Darstellung eines Querschnitts der Ausführungsform des Wassersportgeräts gemäß 1a;
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2a eine schematische Darstellung eines Wassersportgeräts mit einem Schaufelrad als elektrischem Antrieb gemäß einer ersten Ausführungsform;
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2b eine schematische Darstellung einer Seitenansicht eines Wassersportgeräts mit einem Schaufelrad als elektrischem Antrieb;
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2c eine schematische Darstellung eines Wassersportgeräts mit einem Strahltriebwerk als elektrischem Antrieb gemäß einer zweiten Ausführungsform;
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2d eine schematische Darstellung eines Querschnitts des Wassersportgeräts mit einem Strahltriebwerk als elektrischem Antrieb gemäß einer ersten Ausführungsform;
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2e eine schematische Darstellung des Wassersportgeräts mit zwei im Innenraum des Wassersportgeräts angeordneten Strahltriebwerken gemäß einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
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3a einen Vollschnitt durch ein Wassersportgerät gemäß der zweiten Ausführungsform, wobei die Akkumulatoren beweglich mit dem Wassersportgerät verbunden sind;
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3b beispielhaft das um die Längsachse gedrehte Wassersportgerät gemäß der zweiten Ausführungsform;
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3c einen Vollschnitt durch das Wassersportgeräts in einer Ruheposition mit einem Sensor zur Erkennung von Personen auf dem Wassersportgerät;
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4a einen Vollschnitt durch das Wassersportgerät in einer Frontalansicht gemäß einer ersten Ausführungsform zur Beeinflussung eines Bewegungszustandes der Akkumulatoren;
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4b einen Vollschnitt durch das Wassersportgerät in einer Frontalansicht gemäß einer zweiten Ausführungsform zur Beeinflussung eines Bewegungszustandes der Akkumulatoren;
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4c einen Vollschnitt durch das Wassersportgerät in einer Frontalansicht gemäß einer dritten Ausführungsform zur Beeinflussung eines Bewegungszustandes der Akkumulatoren;
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4d eine Frontalansicht von Akkumulatoren die über eine bewegliche Verbindung mit dem Wassersportgerät verbunden sind.
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Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in allen Figuren gleiche Gegenstände.
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1a zeigt eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf eine Ausführungsform eines Wassersportgeräts gemäß dem Stand der Technik. Bei dem Wassersportgerät 10 handelt es sich beispielsweise um ein Surfbrett mit einer sogenannten „Longboard“ Bauform, welche eine abgerundete Spitze aufweist.
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1b zeigt eine schematische Darstellung eines Querschnitts des Wassersportgeräts 10 aus 1a. 2a zeigt eine erste Ausführungsform des Wassersportgeräts 10 mit einem elektrischen Antrieb gemäß des erfindungsgemäßen Wassersportgeräts, wobei der elektrische Antrieb des Wassersportgeräts 10 ein Schaufelrad 13 ist, welches sich an einer Unterseite des Wassersportgeräts 10 befindet. Ein Dorn 12 auf der Unterseite des Wassersportgeräts 10 dient beispielsweise zur Stabilisierung einer Bewegungsrichtung des Wassersportgeräts 10.
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2b zeigt eine schematische Darstellung einer Seitenansicht des Wassersportgeräts 10 mit der ersten Ausführungsform des Wassersportgeräts 10 mit dem elektrischen Antrieb in Form eines Schaufelrads 13.
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2c zeigt eine zweite Ausführungsform des Wassersportgeräts 10 mit einem elektrischen Antrieb gemäß des erfindungsgemäßen Wassersportgeräts, wobei der elektrische Antrieb des Wassersportgeräts 10 ein Strahltriebwerk 14 ist, welches sich an einer Unterseite des Wassersportgeräts 10 befindet. Das Wassersportgerät umfasst auf der Unterseite einen ersten Sensor 15. 2d zeigt eine schematische Darstellung eines Querschnitts des Wassersportgeräts 10 mit der zweiten Ausführungsform des Wassersportgeräts 10 mit einem Strahltriebwerk 14 als elektrischer Antrieb.
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2e zeigt eine dritten Ausführungsform des Wassersportgeräts 10 anhand einer schematischem Darstellung eines Querschnitts des Wassersportgeräts 10 mit zwei Strahltriebwerken 14a, 14b, welche im Inneren des Wassersportgeräts 10 angebracht sind und einem Dorn 12 zur Stabilisierung der Bewegungsrichtung des Wassersportgeräts 10.
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3a zeigt einen Vollschnitt durch eine erste Ebene des Wassersportgeräts 10 gemäß der zweiten Ausführungsform mit einem Strahltriebwerk 14 als elektrischen Antrieb in einer Ruheposition des Wassersportgeräts 10. Nach dem erfindungsgemäßen Wassersportgeräts ist mindestens eine bewegliche Verbindung 16a, 16b1, 16b2, 16c, 16d, 16e vorgesehen, durch die der mindestens eine Akkumulator 17a1, 17a2, 17b1, 17b2, 17c1, 17c2, 17d, 17e1, 17e2 mit dem Wassersportgerät beweglich verbunden ist. Das Wassersportgerät 10 weist neben dem ersten Sensor 15 einen zweiten Sensor 19 auf. Das Wassersportgerät 10 umfasst weiterhin ein Steuergerät 18, welches Signale der mindestens zwei Sensoren auswertet und den elektrischen Antrieb ansteuert.
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In allen Figuren sind die elektrischen Verbindungen zwischen den Akkumulatoren 17a1, 17a2, 17b1, 17b2, 17c1, 17c2, 17d, 17e1, 17e2 und dem Steuergerät 18 und/oder dem elektrischen Antrieb und/oder Signalleitungen zwischen dem ersten Sensor 15 und/oder dem zweiten Sensor 19 und/oder dem Steuergerät 18, sowie eine Ladevorrichtung, um die Akkumulatoren 17a1, 17a2, 17b1, 17b2, 17c1, 17c2, 17d, 17e1, 17e2 aufzuladen nicht dargestellt.
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3b zeigt das Wassersportgerät 10 gemäß der zweiten Ausführungsform mit einem Strahltriebwerk 14 als elektrischen Antrieb mit einer um die Längsachse des Wassersportgeräts 10 gedrehten Position. In dieser Position sind die Akkumulatoren 17a1, 17a2, 17b1, 17b2, 17c1, 17c2, 17d, 17e1, 17e2 auf den beweglichen Verbindungen 16a, 16b1, 16b2, 16c, 16d, 16e aus ihrer Ruheposition ausgelenkt.
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In 3c ist das Wassersportgerät 10 in einem Vollschnitt gemäß der zweiten Ausführungsform dargestellt, wobei das Wassersportgerät 10 einen dritten Sensor 25 umfasst, beispielsweise zur Erkennung von Personen auf dem Wassersportgerät 10. Dieser dritte Sensor 25 kann vorteilhafterweise als berührungsempfindlicher Sensor, als Taster, als Schalter, als Stufenschalter und/oder als lichtempfindlicher Sensor ausgeführt sein. Vorteilhafterweise werden für den dritten Sensor 25 mehrere Sensoren miteinander zu einer „Sensormatte“ verbunden, um beispielsweise zu Unterscheiden, ob eine Person auf dem Wassersportgerät mit einem oder beiden Füßen auf dem Wassersportgerät steht, und/oder ob die Person auf dem Wassersportgerät liegt.
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4a zeigt einen Querschnitt des Wassersportgeräts 10 gemäß einer ersten Ausführungsform zur Beeinflussung eines Bewegungszustandes der Akkumulatoren 17a1, 17a2. Damit beide Akkumulatoren 17a1, 17a2 gleichzeitig und mit konstant bleibendem Abstand auf der Verbindung 16a bewegt werden, ist eine Verbindung 21 zwischen den beiden Akkumulatoren 17a1, 17a2 vorgesehen. Um eine Beschädigung der Akkumulatoren 17a1, 17a2 und/oder des Wassersportgeräts 10 zu verhindern, sind Begrenzungen 22 vorhanden.
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4b zeigt einen Querschnitt des Wassersportgeräts gemäß einer zweiten Ausführungsform zur Beeinflussung eines Bewegungszustandes der Akkumulatoren 17c1, 17c2. Damit beide Akkumulatoren 17c1, 17c2 beispielsweise bei schnellen Positionsänderungen um die Längsachse des Wassersportgeräts 10 nicht auf der Verbindung 16c zusammenstoßen, sind neben den Begrenzungen 22 auch Begrenzungen 21 im mittleren Bereich des Wassersportgeräts 10 vorhanden.
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4c zeigt einen Querschnitt des Wassersportgeräts gemäß einer dritten Ausführungsform zur Beeinflussung eines Bewegungszustandes des Akkumulators 17d. Um eine Geschwindigkeit mit der der Akkumulator 17d auf einer Verbindung 16d bewegt wird und/oder um die maximale Auslenkung zu bestimmen, sind Mittel 24 vorgesehen, beispielsweise mit einem einstellbaren Reibungskoeffizienten.
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4d zeigt einen Querschnitt des Wassersportgeräts gemäß der ersten Ausführungsform der Verbindung zwischen Akkumulatoren und dem Wassersportgerät gemäß der 3b und 4a.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202004013826 U1 [0002]
- DE 29810534 U1 [0003]
