DE19937965A1

DE19937965A1 - Strömungskraftmaschine, insbesondere Windkraftmaschine

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Publication number: DE19937965A1
Application number: DE19937965A
Authority: DE
Inventors: Guenter Freudenau
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-08-25
Filing date: 1999-08-11
Publication date: 2000-03-23

Abstract

Eine verbesserte Führungstechnik für das eine Ende des Trägerrahmens (1) liegt vor: eine gerade Führung: DOLLAR A - förderlich z. B. der Antreibbarkeit einer Säge, Kolbenpumpe oder eines Lineargenerators DOLLAR A - möglich nun: z. B. ein Bahnverlauf für das aerodynamische Profil mit geraden Strecken zwischen Wendekurven DOLLAR A - Anstellwinkel auf den geraden Strecken gegenüber der relativen Strömung auf Amwindkursen im Betrieb optimal einstellbar DOLLAR A - dank der aerodynamisch günstigen Konstruktion gute Auftriebsbeiwerte/Leistung DOLLAR A - Verwundenheit von Flügeln ist unnötig, gut für die Wirtschaftlichkeit DOLLAR A - in strömendem Wasser einsetzbar DOLLAR A - Sturmstellung unproblematisch DOLLAR A - langsam laufend, geringe Wirbel- oder Geräuschbildung DOLLAR A Zur Zusammenfassung die schematische Skizze II: DOLLAR A nur gezeigt eine ebene Platte als aerodynamisches Profil im Einsatz, 12 mal Angestelltsein der ebenen Platte gegen die Strömung.

Description

Die Erfindung betrifft eine Strömungskraftmaschine, ins besondere Windkraftmaschine, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Stand der Technik

Die bekannte Windkraftmaschine von Meltzer und die Anmeldung Aktenzeichen 197 41 759.0-15.

Kritik

Wie sich die Anstellwinkel eines z. B. symmetrischen Pro fils im Betrieb ergeben, wenn das eine Ende des Träger rahmens (1) im kippbaren Rahmen geführt wird und das an dere Ende mit der Kurbel an einer Abtriebs- bzw. An triebswelle verbunden ist, sollte (zwecks Optimierung der aerodynamischen Vorgänge: möglichst Anstellwinkel, die anders und weniger unterschiedlich sind) für den Be trieb auch zwecks möglichst ruhigem und gleichförmigen Laufs der Maschine verbessert werden.

Die Führungstechnik nach dem Stand der Technik ist ma schienenbautechnisch auch ungünstig, wenn z. B. mittels der Hin- und Herbewegungen des Trägerrahmens (1) eine Säge hin und her geschoben/gezogen werden oder z. B. eine Kolbenpumpe betrieben werden soll.

Ferner ist der kippbare Rahmen mit seinen Führungen für einen Trägerrahmen (1) keine gute Lösung, wenn z. B. eine Bahn, die ein z. B. symmetrisches Profil beschreibt, ge rade Strecken mit gleichbleibenden Anstellwinkeln zwi schen zwei Wendekurven (Halbkreisen z. B.) aufweisen soll, vgl. Fig. IV.

Aufgabe

An die Stelle des Geführtwerdens des einen Endes eines Trägerrahmens (1) in einem kippbaren Rahmen soll unter Verzicht auf den kippbaren Rahmen eine verbesserte Führungstechnik treten.

Die Lösung ist dadurch gekennzeichnet, daß anstelle eines kippbaren Rahmens mit seinen Führun gen für einen Trägerrahmen (1) mindestens eine gerade Führung/stange/schiene (2.2), vorzugsweise senkrecht oder waagerecht und fest auf/an einer Konstruktions platte (11) montiert, vorgesehen ist, auf/an/in der im Betrieb eine geeignete Kippstellungen des Trägerrahmens (1) erlaubende Kupplung (4) zwischen dem einen Ende des Trägerrahmens (1) und der geraden Führung/stange/schiene (2.2) hin und hergleiten (o. ä.) kann,
daß neben dem Geführtwerden des einen Endes des Träger rahmens (1) mittels der geraden Führung (2.2) das andere Ende des Trägerrahmens (1) mit einer Kurbel (5.1) an einer Abtriebs- bzw. Antriebswelle (5) in geeigneter Weise für Zusammenarbeit gekuppelt ist (22) und so im Betrieb das aerodynamische Profil (3) auf einer Kreisbahn herumgeführt wird,
daß das andere Ende des Trägerrahmens (1) gekuppelt ist mit einem geführt herumfahren könnenden geeigneten Wagen (3.3), der eine ellipseähnliche, eine Figur mit Wende kurven und geraden Zwischenstücken oder eine andere geeig nete Bahnfigur beschreibt, auf der das aerodynamische Pro fil im Betrieb herumgeführt wird,
daß z. B. zwei Trägerrahmen (1) und z. B. zwei aerodynamische Profile (3) in einer Maschine nebeneinander bzw. überein ander arbeitend angeordnet sind, die Trägerrahmen (1) ober halb und/oder neben und/oder unterhalb der Profile sich be finden und die gewonnene Energie an eine Kurbel an einer Abtriebswelle und/oder an eine Pumpe oder Säge oder an ei nen herumfahrenden geeigneten Wagen (3.3) mit z. B. Nabendynamo/s weitergegeben wird,
daß vorgesehen ist: eine intelligente, vorzugsweise elek tronische Steuer- bzw. Regeleinrichtung zur Steuerung bzw. Regelung der Maschine in Abstimmung auf die Gesamtbetriebs bedingungen, sowie für Aufgaben der Sturmsicherung und Energiespeicherung.

Die weitere Ausgestaltung der Erfindung ist durch Fol gendes gekennzeichnet bzw. dadurch gekennzeichnet, daß:
auf den kippbaren Rahmen als Führung für den Träger rahmen (1) wird ganz verzichtet und damit auf die Kipp barkeit des Trägerrahmens (1) mit Hilfe des kippbaren Rahmens, und eine nicht kippbare fest montierte gerade Führung (2.2) für den Trägerrahmen (sein eines Ende, welches nicht das mindestens z. B. eine symmetrische Pro fil 3 trägt) ersetzt den kippbaren Rahmen mit seiner Führungsfunktion; wobei eine geeignete Verbindung, z. B. eine Muffe (4), zwischen Trägerrahmen und gerader Führung (2.2) die Kippbarkeit des Trägerrahmens weiterhin ermög licht sowie zusätzlich ein Hin- und Hergleiten (o. ä.) des einen Endes des Trägerrahmens auf/an/in der geraden Füh rung. Wie bisher können die Kippbewegungen plus dem gleichzeitigen Hin und Her des Trägerrahmens (1) mit sei nem/seinen Profilen, das/die er trägt, z. B. durch das weitere Geführtwerden des anderen Endes des Trägerrahmens, der das/die Profile trägt, z. B. durch Kupplung des Trä gerrahmens mit einer Kurbel (5.1) an einer Abtriebs- bzw. Antriebswelle bewirkt werden. (Anmerkung: die Maschine ist nicht eigentlich eine Windmühle, sondern sie oszilliert wie die von Meltzer, nur geschieht beim Hin und Her Um lenkung, vor allem des Profils). Fortsetzung gemäß Zeile 2, siehe oben diese Seite:
daß anstelle eines kippbaren Rahmens mit seinen Führun gen für einen Trägerrahmen mindestens 1 gerade Führungs stange/schiene (Fig. I,2 und Fig. II,2), senkrecht und fest auf einer Konstruktionsgrundlage montiert, vorgese hen ist, auf/an/in der im Betrieb eine geeignete Kipp stellungen des Trägerrahmens (Fig. I,1 und Fig. II,1) er laubende Kupplung (Fig. I,4) zwischen Trägerrahmen (Fig. I,1) und Führungsstange/schiene (Fig. I,2) hin- und herglei ten (o. ä.) kann, wobei andererseits der Trägerrahmen (Fig. I,1) mit einer Kurbel an einer Abtriebs- bzw. An triebswelle (Fig. I,5.1 und 5) in geeigneter Weise für die Zusammenarbeit gekuppelt ist (und deshalb auch auf einer Kreisbahn im Betrieb herumgeführt wird), aufgrund wovon die auf den Trägerrahmen (Fig. I,2) vom aerodynamischen z. B. symmetrischen Profil (Fig. I,3) her übertragene Windkraft an die Kurbel an der Abtriebswelle (Fig. I,5 und 5.1) weitergegeben werden kann,
daß die Hin- und Herbewegungen eines Trägerrahmens (Fig. I,1) nicht hauptsächlich an eine Kurbel mit Abtriebswelle (Fig. I,5.1 und 5) weitergegeben werden - Kurbel und Ab triebswelle jetzt als Führung für den Trägerrahmen (Fig. I,1) - sondern von dem Trägerrahmen her (evtl. über minde stens eine weitere geradlienige Führung und mittels geeig neter Verbindungselemente) z. B. an eine Säge oder Kolben pumpe (evtl. beim Drücken wie Ziehen Druck erzeugend) - vgl. Fig. II,9 - wobei bei letzterer vorgesehen sein kann:
Zylinder mit Kolben als Führung für und Kupplung hin zum Trägerrahmen (vgl. Fig. II,9 und 1),
daß Einrichtungen vorgesehen sind: für automatisches in- Startstellung-Gehen eines z. B. aerodynamischen symmetri schen Profils nach Abstellen der Maschine oder nach einer Flaute z. B. mittels gewollter Unwucht bei der eingesetz ten Schwungmasse, wenn z. B. im Abtriebswellenbereich ein Schwungrad sich jeweils auf eine bestimmte dem Starten förderliche Ruhestellung einpendelt, wobei Profilposion und Anstellwinkel aufeinander abgestimmt vorzusehen sind,
daß bei einer Maschine mit z. B. 2 z. B. übereinander ange ordneten symmetrischen Profilen die Anstellwinkel im Be trieb mittels geeigneter technischer Einrichtungen/Maß nahmen so steuerbar vorgesehen sind, daß ein Profil stets in einer Position ist, die Starten der Maschine in aus reichend starker Strömung bedeutet,
daß ein technisches System für Sturmsicherheit vorgesehen ist: das z. B. eingesetzte symmetrische Profil auf einem der Übergangspunkte vom vorderen zum hinteren Bereich der Drehung oder umgekehrt positionierend, wodurch das Profil der Strömung nur noch geringen Widerstand bietet,
daß für die hydrodynamische Anwendung geeignete Einrich tungen vorgesehen sind: von festem Montagegrund, von der Seite (z. B. Ufer) oder von oben (z. B. Brücke) her konstru iert, Haltevorrichtungen und Einrichtungen, um ein hydro dynamisches symmetrisches Profil usw. in die Strömung ganz oder teilweise hineinzubringen und wieder hinaus,
daß für Lösungen von Aufgaben beim Anmeldungsgegenstand vor, im und nach dem Betrieb, auch im nicht aerodynami schen bzw. nicht hydrodynamischen Teil der Anlage, als verschiedene technische Wege mittels bekannter Techniken bzw. Bauteile, insbesondere auch für Aufgaben im Zusam menhang mitdem Kippen/Kippstellungen/Kippvorgängm usw. von Trägerrahmen mit aerodyn. Profil/en sowie der Weiter gabe/Verwendung gewonnener Energie vorgesehen ist/sind (evtl. als Kombinationen untereinander):
als Wege: per Hand mittels Griff usw.,bzw. durch Einrich tungen/Systeme mechanischer, motorischer, servomotorische, schrittmotorischer, magnetischer, elektrischer, elektro magnetischer, pneumatischer, aerodynamischer, hydrodynami scher, hydraulischer, selbsttätiger, nachrichtentechni scher usw. Art;
als Bauteile: Gelenk, Scharnier, Kurbel an Antriebs- bzw. Abtriebswelle oder ein anderes Getriebe, Exzenter, Stoß steuerungs- und/oder Seilszugsystem, Umlenkblock, Zahn stange/rad, Freilaufeinrichtung/system, Verbindungsele ment, Anschlag.
Generator, Lineargenerator, Kolbenpumpe als Drucklufter zeuger, Druckluftbehälter, Druckausgleichsbehälter, Druckluftwerkzeuge, Druckprüfer, Ventile zur Drucksteuer rung/Luftsteuerung und geeignet angeordnete Lufträume; Oruckluftmotor, z. B.: per Druckluft rotierende, das Rück stoßprinzip nutzende Düse, um/auf Welle/Generator arbei tend, mit Multivariabilität des Systems, z. B. Abstandsva riabilität von Düse zu Drehmittenachse/Welle, Düse immer dann rotierend, wenn in einem Druckbehälter sich mittels einer Kolbenpumpe ein ausreichend hoher Druck aufgebaut hat; Übersetzungsgetriebe; Energiespeichereinrichtungen/ systeme mittels Federn, Druckluft, Wasserstoff usw.; - Zahnstangen, Zahnradräder, Seilzugsystem, Schwungrad/ räder, Abtriebs-bzw. Antriebswellen, Federn-System, Getriebe, Freilaufeinrichtungen usw. ((die letztgenann ten 8 Bauteile als Beispiele für Einrichtungen, um z. B. von der Kupplung 4 aus (Fig. I,4) die Hin- und Herbewe gungen des Trägerrahmens (Fig. I,1) in geeigneter Weise per z. B. Zahnstange/n an z. B. 1 oder 1 mit Zahnkranz versehene Schwungräder (mit mindestens 2 Abtriebswelle und mindestens 1 Generator zusammenarbeitend) weiterzu geben)); - noch ganz andere (als im übrigen Text genannte) und anders gestaltete Steuer-, Führungs- und Hebelmecha nismen oder getriebetechnische Einrichtungen, evtl. in sehr kleiner/kompakter/"reduzierter" Form vorliegend, ins besondere auch bei der technisch-alternativen Gestaltung des Trägerrahmens (Fig. I,1) in Verbindung mit den angren zenden Bauelementen, aber im Ergebnis die z. B. in Fig. II ge zeigten Positionen eines Profils und die Anstellwinkel im Prinzip bewirkend.

Fliehkraftkupplung, Generator an Ablaufrad, Nabendynamo, Übersetzungsgetriebe in Zusammenhang mit Abtriebswelle und Generator, (Kurbel-) Getriebesysteme, Haltevorrichtun gen, diverse Bahnführungssysteme für das Herumführen des aerodynamischen Profils, Einrichtungen, um die Maschine in die Strömung zu steuern (evtl. variabel im Betrieb zwecks ständiger Nutzung der Richtung der Gesamtkraft eines aerodynamischen Profils), Hebel-, Verstell- oder Steuermechanismen bzw. Gestängesysteme, unterschiedli che Kurbelarten/ausführungen.

Ferner:
daß überhaupt Austauschbarkeit von Bauteilen, Gestaltungs vielfalt und Variabilität, auch im Betrieb der Anlage, vorgesehen ist, u. a. in folgenden Punkten/bzgl.:
Anstellwinkel und Profil, Zahl von Profilen auf/an minde stens einem Trägerrahmen (Fig. I,1), ihre Distanz zueinan der, Kombination verschiedener einseitig gekrümmter Profil formen, knickbares La Cour - Profil (vgl. Offen.legungs gungsschrift DE 197 41 759 A1, Fig. IV); Kippbarkeit, Kippstellung, Kippausschlag, Kipptakt, Kippprogramm; sämtlicher aerodynamisch/hydrodynamisch bedeutsamer Ab messungen und Bewegungsbahnen/verläufen bei in dieser An meldung genannten Bauelementen/Strecken usw., z. B. bei dem Abstand zwischen Mitte der Länge der Führungsstange/schie ne (Fig. I,2) und der Mitte der Abtriebswelle (Fig. I,5) und bzgl. der Länge der Kurbel (Fig. I,5.2); Lage der oszil lierenden Kippachse/linie im Raum, um die herum/über die der Trägerrahmen gekippt werden kann (vgl. Fig. I, 4 und 1); Form und Bahn der an sich gerade vorgesehenen Führungs stange/schiene (Fig. I,2 und Fig. II,2), um auf die sich im Betrieb ergebenden Anstellwinkel doch noch einen wei teren Einfluß nehmen zu können; bzgl. des "Gewichts" ein gesetzter Schwungmasse; bzgl. einer technischen Einrich tung, um eine Druckpunktwanderung am (z. B. einseitig gekrümmten) Profil nachzuvollziehen.

Ferner:
daß ein Energieturm bzw. eine größere Maschine mit Hilfe von mindestens 2 Trägerrahmen (Fig. I,1) und mindestens 2 aerdynamischen Profilen/hydrodynamischen Profilen (Fig. I,3) mit ausreichendem Abstand untereinander mittels ge eigneter Rahmen/Stabilität und Funktionalität gebender Bauelemente(Haltevorrichtungen, Wellen, Gelenke, Riemen triebe usw.) vorgesehen ist, um den Einsatz eines ein zelnen, großen, evtl. schwer beherrschbaren Profils zu umgehen,
daß ein oder mehrere Trägerrahmen (1) und eine oder mehre re gerade Führungen (2.2) für mindestens ein aerodynami sches Profil (3) vorgesehen sind.

Ferner:
daß die vom aerodynamischen Profil aufgenommene Windkraft über den Trägerrahmen (1) an eine Kurbel an einer Ab triebswelle und/oder z. B. über eine Muffe (4) an der ge raden Führung (2.2) an eine Säge oder Pumpe oder über mindestens einen hin und her bzw. vor der Strömung ir gendwie herumfahrenden geführten Wagen (3.3), der z. B. mit einem Nabendynamo ausgerüstet ist, oder über ein Ablaufrad an/in/innerhalb einem/eines ge eigneten Leitplankensystem/s an einen mitgeführten Ge nerator/Dynamo weitergegeben wird.

Ferner: daß die Technik (auch frühere Entwicklungsstadie en) bei dem bekannten berührungsfreien Trag-, Führ- und Antriebssystem der Magnetschnellbahn Transrapid mit einem geeigneten und auf die Strömung hin orientierten/ orientierbaren Fahrweg/Bahnverlauf (vgl. Fig. IV), - alles nach Bedarf in geeigneter Weise abgewandelt/ab wandelbar -, angewandt wird, um mittels mindestens ei nes Wagensfauf dem Fahrweg, mindestens eines mitfahren den aerodynamischen Profils am Trägerrahmen und einer geraden Führung/eines solchen Systems Energie zu gewin nen, wobei der Trägerrahmen (1) mit dem aerodynami schen Profil (3) wieder doppelt geführt wird: durch den Wagen (3.3) auf dem Fahrweg und die gerade Führung (vgl. Fig. IV) und wobei die vom Profil aufgenommene Windkraft auf den Wagen übertragen wird zu weiterer Energieumwandlung.

Ferner:
daß eine erfindungsgemäße Maschine in einer strömenden Flüssigkeit genutzt wird, evtl. zu dem Zweck, eine Hin- und eine Herströmung (wie bei Ebbe und Flut) energiegewin nend abzubremsen.

Ferner:
daß 2 und mehr Trägerrahmen (1) für jeweils mindestens ein z. B. symmetrisches Profil (in einer Maschine oder die Maschinen in Reihe stehend) nebeneinander und/oder über einander vor der Strömung arbeitend vorgesehen sind.

Vorteile

Eine verbesserte Führungstechnik für das eine Ende des Trägerrahmens (1) liegt vor: eine gerade Führung:

- förderlich z. B. der Antreibbarkeit einer Säge, Kol benpumpe oder eines Lineargenerators
- möglich nun: z. B. ein Bahnverlauf für das aerodyna mische Profil mit geraden Strecken zwischen Wendekur ven
- Anstellwinkel auf den geraden Strecken gegenüber der relativen Strömung auf Amwindkursen im Betrieb optimal einstellbar
- dank der aerodynamisch günstigen Konstruktion gute Auftriebsbeiwerte/Leistung
- Verwundenheit von Flügeln ist unnötig, gut für die Wirtschaftlichkeit
- in strömendem Wasser einsetzbar
- Sturmstellung unproblematisch
- langsam laufend, geringe Wirbel- oder Geräuschbildung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in schemati schen Skizzen dargestellt und werden im Folgenden nä her beschrieben. Erläuterungen und Bemerkungen zu den Ziffern in den einzelnen schematischen Skizzen.

Fig. I

Dieses Ausführungsbeispiel soll zeigen, wie der bisherige kippbare Rahmen (vgl. Offenlegungsschrift DE 197 41 759 A1, Fig. I, 2) durch eine gerade Führungsstange/schiene, besser: durch ein System einer geraden Führung ersetzt werden kann.
1 = Trägerrahmen
2.2 = geeignete Führungsstange/schiene/system/mechanismus, auf/an/in/mittels dessen sich der Trägerrahmen (1) im Betrieb mittels der in jeder technischen Hinsicht ge eigneten Kupplung (4) zwischen 1 und 2.2 hin- und her bewegen/gleiten (o. ä.) kann; man könnte auch sagen, daß die/der Kippachse/linie/punkt des Trägerrahmens (1) hin und hergleitet. Gemäß der DE 197 41 759 A1, z. B. Fig. I,8 lag dieser Punkt fest, und der kippba re Rahmen mit dem Trägerrahmen (DE 197 41 759 A1, Fig. I,1 und 2) wurde über die/ um die Kippachse/ linie herum gekippt. Jetzt oszilliert die Kippachse/ linie/der Kippachsenpunkt mit der Kupplung 4, vgl. auch 7
1 und 2.2 sind in allen ihre Funktion betreffenden Punkten aufeinander abgestimmt vorzusehen (wie na türlich die gesamte Anlage)
2.2 stehe auch für alle denkbaren technischen Alternati ven mit dem Ziel, auch im Betrieb die prinzipiell entsprechenden Anstellwinkel und Nullleistungspositio nen zwischen dem vorderen und hinteren bzw. hinteren und vorderen Bereich der Drehung hervorzurufen bei evtl. in sehr "reduzierter", kaum noch als solcher erkennbaren Form vorliegendem kippbaren Trägerrahmen, ohne den es aber in irgendeiner Form einer kippbaren Haltevorrichtung (o. ä.) nicht geht; denn für das aero dynamische Profil muß irgendeine kippbare tragende Haltevorrichtung vorgesehen sein: also z. B. andere ge eignete Haltevorrichtungen, Hebel-, Verstell- oder Steuermechanismen bzw. Gestängesysteme
3 = senkrecht auf dem Trägerrahmen 1 und quer zu ihm z. B. eine Muffe an geordnetes z. B. symmetrisches Profil z. B. eine Muffe irgendwo auf 1
4 = geeignete Kupplung z. B. eine Muffe zwischen dem Trägerrahmen 1 und der Führungsstange/schiene 2.2; die Kupplung sorgt auch für die notwendige Beweglichkeit zwischen den Bewe gungen von 1 und 2.2, während sie im Betrieb auf/an/in 2.2 hin- und hergleitet (vgl. 7); 4 kann auch als os zillierende Kippachse/linie/punkt, worüber der Trä gerrahmen 1 gekippt wird, angesehen werden. Diese Kippachse/linie kann senkrecht und waagerecht ver laufen, wie auch dasaerodynamische Profil senkrecht und waagerecht arbeitend angeordnet sein kann, zwei verschiedene Konstruktionsmöglichkeiten, die für die ganze Maschine gelten
5 = Abtriebs-bzw. Antriebswelle
5.1 = Kurbel
6 = Ständer als Haltevorrichtungen, senkrecht auf der drehbaren Grundplatte 11 stehend und in ihr veran kert. Daß man sich die Grundplatte 11 als eben, lie gend vorzustellen hat, ist aus der schematischen Skizze nicht erkennbar. An den Ständern 6 ist die Führungsstange/schiene 2.2 in geeigneter Weise fest montiert. Die Verankerungspunkte von 6 und derjeni ge der Abtriebs- bzw. Antriebswelle 5 liegen auf einer geraden Linie auf der drehbaren Grundplatte 11
11 = drehbare Grundplatte, auf der die Abtriebs-bzw. An triebswelle 5 und die beiden Ständer 6 angeordnet ge dacht werden sollen. Sie schematische Skizze selbst entspricht diesem Zueinander von Grundplatte 11 und Ständern 6 nicht. Wenn das aerodynamische Profil nicht stehend arbeiten soll (also die ganze Anlage senkrecht hingestellt), könnte die Grundplatte die Funktion einer seitlich angeordneten Konstruktionsplatte bekommen, selbst dann wieder auf einer drehbaren Grundplatte anzuord nen. Ein Nachteil dieser Anordnung wäre, daß die Drehbewegungen der Abtriebswelle 5 aus dem oberen Bereich nach unten hin, z. B. mittels Riementrieb, weiter geleitet werden müßten
13 = Strömungsrichtung
21 = Drehrichtung
22 = Achse zwischen Trägerrahmen 1 und Kurbel 5.1
23 = hier ist 22 mit der Kurbel 5.1 drehfest verschraubt
24 = hier befindet sich ein Lager für Drehungen der Kur bel mit der Achse 22 gegenüber dem Trägerrahmen 1
25 = Abstands- und Haltegestänge zwischen Trägerrahmen 1 und aerodynamischem Profil 3

Fig. II

Diese schematische Skizze gehört zu Fig. I und soll, von oben gesehen, die verschiedenen Anstellwinkel zeigen, die sich ergeben, wenn sich die Kurbel (Fig. I,5.1) mit dem in diesem Ausführungsbeispiel vorgesehenen 1 symmetrischen Profil dreht (vgl. Fig. I,3 und 1). Bei den Drehungen der Kurbel ergeben sich Kippstellungen des Trägerrahmens (Fig. I,1 und II,1), welcher mittels der geeigneten Kupp lung (Fig. I,4) auf/an/in der Führungsstange/schiene 2.2 hin- und hergleitet (o. ä.). Hier in Fig. II,3 ist eine ebe ne Platte als Profil eingezeichnet, genauer: eine der Po sitionen, bei der Drehung der Kurbel (vgl. Fig. I,5.1); gezeigt ist insgesamt 12 mal Angestelltsein der ebenen Platte gegen die Strömung, genauer gesagt aber vielleicht nur 10 mal; denn es ist sichtbar: in dem Punkt des Übergangs vom hinteren Bereich des Abbremsens der Strömung (und umgekehrt) ist die ebene Platte ohne jegliches Angestelltsein gegen die Strömung, die Fahrt ge winnen kann. Bai der Betrachtung von Fig. II kann auch deutlich werden, daß die genaue Steuerung der Maschine in die Strömung wichtig ist, da sonst im vorderen oder hin teren Bereich der Drehung die Strömung schlechter abge bremst wird, was sich sogleich leistungsmindernd auswirkt.
1 = Trägerrahmen (vgl. Fig. I,1)
2.2 = Führungsstange/schiene (vgl. Fig. I, 2.2)
3 = eine der 12 gezeichneten Positionen der einen ebe nen senkrecht auf und quer zu dem Trägerrahmen ange brachten ebenen Platte als Profil
5 = Mitte der Abtriebswelle
6 = Ständer für 2.2 (vgl. Fig. I, 2.2 und 6)
9 = angedeutet: in Fortsetzung der Linie Abtriebswelle 5 und Führungsstange/schiene 2.2 könnte eine Kolbenpumpe installiert sein; der Zylinder ist angedeutet, in welchem der Kolben einer Kolbenpumpe sich hin und her bewegen kann, geschoben und gezogen von 2.2 aus, oder Zylinder und Kolben selbst, statt der Führungs stange/schiene 2.2, als Führung etc. für den Trägerrahmen 1, in geeigneter Weise gekoppelt mit 1. Das wäre dann wie bei einem Verbrennungsmotor: der Zylinder 9 der Kolbenpumpe als Führung, der Trägerrahmen 1 als Pleuelstange, der Kolben mit Gelenk zwischen Kolben und Trägerrahmen im Zylinder als Kupplung 4 hin zum Trägerrahmen 1; die vom aerodynamischen Pro fil aufgenommene und an den Trägerrahmen weitergege bene Windkraft wird auf den Kolben übertragen, wo bei die Kolbenpumpe beim Ziehen und Schieben Druck erzeugen könnte.
13 = Strömungsrichtung
21 = Drehrichtung
26 = der Winkel von 90 Grad zwischen der ebenen Platte als Profil und dem Trägerrahmen, von oben gesehen.

Fig. III

Diese schematische Skizze zeigt, wie z. B. zwei Träger rahmen (1) mit z. B. je einem aerodynamischen symmetri schen Profil (3) z. B. nebeneinander für Zusammenarbeit angeordnet sein können. Die Maschine könnte auch mit z. B. unten angeordneten Trägerrahmen gestaltet sein. Die Pro file (3) an den Trägerrahmen (1) können untereinander Gegengewichte darstellen. Auch schon Meltzer hatte ähnlich nebeneinander arbeitende Flächenreihen in Trägerrahmen.
Die Skizze zeigt im einzelnen:
1 = Trägerrahmen; ein solcher Trägerrahmen kann auch mehr als ein aerodynamisches Profil (3), wie es in Fig. 3 als Beispiel gezeigt ist, tragen; dazu kann der Träger rahmen (1) über das in der Skizze sichtbare Profil (3) hinaus verlängert sein und dort (aus aerodynamischen Gründen im notwendigen Abstand zum gezeigten Profil) ein z. B. in der gleichen Weise angebrachtes zweites Profil tragen; in weiterem Abstand evtl. z. B. ein drit tes. Die Profile können z. B. unterschiedliche Tiefe ha ben, aber sich auch in anderen Punkten evtl. unterschei den, z. B. bei der Wölbung.
2.2 = eine der zwei dargestellten geraden Führungen; auf den geraden Führungen kann evtl. je ein hin und her fahren könnender Motor, in geeigneter Weise gestaltet, vorgesehen sein, der das/die symmetrischen Profil/e (3) in die möglichen Sturmstellungen zwingt. Die geraden Führungen können auch unterhalb der Profile (3) angeord net sein, um mit z. B. Pumpen besser für Zusammenarbeit gekuppelt werden zu können.
3 = eines von zwei eingesetzten symmetrischen Profilen
4 = eine geeignete Muffe; sie ist an/auf der in diesem Ausführungsbeispiel senkrecht angeordneten geraden Füh rung (2.2) - diese sei als Rundeisen gestaltet - in ge eigneter Weise verschiebbar gelagert und mit dem aero dynamischen Profil (3) über eine Schubstange, = den Träger rahmen (1), verbunden; auch Kipppunkt von 1.
5 = Abtriebs-bzw. Antriebswelle
5.1 = eine von 4 miteinander drehfest verschraubten Kur bel/stangen/eisen; zwischen jeweils zweien von diesen - durch die symmetrischen Profile in geeigneter Weise hin durchgehend, die Profile auf ihnen gelagert - zwei Ver bindungsstangen als Achsen, auf denen im Betrieb die Profile in Grenzen sich hin- und herbewegen können: ge führt durch die quer zu ihrer Sehne an ihnen drehfest befestigten Trägerrahmen (1)
10 = der Aufbaugrund
11 = auf 10: eine drehbare Grundplatte für die Maschine
12 = Aufbaugerüst/Haltegestänge
12.2 = Teil von 12, als Windfahne gestaltet, die Maschine in die Strömung steuernd
13 = Strömungsrichtung
14 = Welle als Verbindung zwischen den mittleren Kur belstangen; das ganze sich drehende Gestänge usw. evtl. mit einer Kurbelwelle im Motor vergleichbar
21 = Drehrichtung

Fig. IV

Diese schematische Skizze zeigt, welchen Bahnverlauf/ Bahnfigur (50) ein Schienen-, Leitplanken-, Fahrweg- oder sonstiges Bahnverlaufs-Führungssystem aufweisen könnte, bei welchem zwei gerade Strecken (zwischen den Punkten 55 und 56 und zwischen 53 und 58) mit zwei dazugehörenden Wendekurven plus einer geraden Führung (2.2) vorgesehen sind.

Somit zeigt die schematische Skizze die Figur, die ein eingesetztes einzelnes z. B. symmetrisches Profil (3) im Betrieb beschreiben könnte.

Eine solche oder eine anders gewählte Bahnfigur kann fest gelegt/definiert sein durch z. B.:

- irgendein geeignetes Schienensystem (das gesamte Schie nensystem - falls nicht zu ausgedehnt - auf die Strömung hin ausrichtbar vorgesehen; es könnten auch anders in geeigneter Weise verlegte Schienen mit Weichen einem solchen Zweck dienen; Entsprechendes könnte auch für die weiteren Punkte gelten):
- ein Fahrwegsystem wie/ähnlich wie beim bekannten Trans rapid
- ein Leitplankensystem (s. u.) mit (evtl. zu einem geig neten Wagen (3.3) gehörenden) Ablaufrädern.

Die geraden Strecken können mit den Wegen verglichen wer den, die ein Segelboot (hier das mindestens eine aerody namische Profil auf Amwindkurs quer zur atmosphärischen Strömung)beschreibt; der möglichst gute Anstellwinkel (im Betrieb gegenüber der relativen Strömung evtl. zwi schen 15 und 20 Grad) bleibt mit Hilfe der geraden Füh rung gleich, solange im übrigen die Betriebsbedingungen gleich bleiben oder er wird betriebsorientiert mittels der vorgesehenen umfassenden Variabilität der Maschine, auch im Betrieb, angeglichen/wieder optimiert.

Für die genannten Profilführungssysteme bzgl. des Bahn verlaufs kann mindestens ein geeigneter Wagen (3.3) vor gesehen sein, bzw. eine geeignete technische Alternati ve; daran/darauf ist in geeigneter Weise mindestens ein aerodynamisches Profil angeordnet, gleichzeitig auf und quer zum Trägerrahmen (1) sich befindend (3) - alles von einer ebenen Bahnfigur her gedacht.

Wie auch immer technisch im einzelnen gestaltet, können am/im Leitplankensystem Ablaufräder (evtl. als umlaufen de Generatoren gestaltet) ablaufen.

Beim Wagen (3.3) können Räder mit mitgeführten Genera toren antreibend verbunden sein; Nabendynamo-Prinzip (auch anwendbar, auch mit Leitplankensystem, wenn das eingesetzte aerodynamische Profil eine Kreisbahn be schreibt).
1 = Trägerrahmen, hier mit 1 aerodynamischen Profil (3), als ebene Platte gezeichnet
2.2 = gerade Führung
3 = ein aerodynamisches Profil; mehrere Profile (im nö tigen Abstand zueinander und in geeigneter Weise am Trä gerrahmen angeordnet) können, vom Wagen (3.3) geführt, vor der Strömung herumgeführt und die aufgenommene Wind kraft an den Trägerrahmen und dann an den Wagen (3.3) weitergegeben werden. Die Zahl der verwendeten Träger rahmen (1), Profile (3) und Wagen (3.3) - maschinenbau technische Machbarkeit vorausgesetzt - bleibe offen.
3.3 = geeigneter Wagen (oder eine technische Alternative), die Bahnfigur (50) entlangfahrend und einen Trägerrahmen (1 mit 3) an dem Ende, welches das Profil (3) trägt, füh rend; Trägerrahmen (1) und Wagen (3.3) sind, in geeigneter Weise im Betrieb gegeneinander beweglich, miteinander ge kuppelt. Mittels Trägerrahmen (1) und Wagen (3) und der geraden Führung (2.2) können nun, je nach Bahnverlauf, verschiedene Bahnfiguren realisiert werden.
4 = die gerade Führung (2.2) ist z. B. über eine auf der Führungsstange (2.2) hin und her (7) verschiebbare Muf fe (4) in geeigneter Weise fest und in den notwendigen Grenzen beweglich mit dem einen Ende des Trägerrah mens (1) verbunden
6 = Ständer für die gerade Führung (2.2), von oben gese hen
7 = Andeutung des Hin und Her von 4
13 = Strömungsrichtung (atmosphärische Strömung)
21 = Bewegungsrichtung auf der geraden Zwischenstrecke zwischen 55 und 56 und Drehrichtung in rechter Wendekurve
50 = die Bahnfigur, vorzugsweise in einer waagerechten Ebene liegend, Blick direkt von oben, gestrichelt darge stellt, von z. B. einem symmetrischen Profil beschrieben
51 = ein gerades Zwischenstück zwischen den Punkten 53/58
52 = Radius der Wendekurven
53-58 = Punkte auf der Bahnfigur 50
59 und 60 = Punkte im Inneren der Bahnfigur Längenvariabilität bzgl. der Strecken zwischen den Punk ten 53 bis 60 und Variabilität bzgl. des Längenverhältnis ses von Strecken zueinander einschließlich des Verhältnis ses der Länge des Radius (52), der Länge des Trägerrahmens (2), der Länge des Weges des Hin und Her bei der geraden Führung (2.2) und den Abmessungen (besonders auch der Tie fe) bei einem aerodynamischen Profil - aller diese Längen auch untereinander - sei vorsehbar; z. B. ist der Anstell winkel des Profils (3) gegen die Strömung (13) auch über die Länge des Trägerrahmens (1) beeinflußbar, auch diese sei deshalb variabel; eine umfassende Variabilität bzgl. Längen/Strec ken und ihrem jeweiligen Längenverhältnis zueinander gel te nach Bedarf auch im Betrieb der Maschine.
1 = (Nachtrag) wo zwischen den Enden eines Trägerrahmens (1) das mindestens eine aerodynamische Profil angeordnet wird, bleibe beliebig; es hängt mit davon ab, wie die von 3 aufgenommene Windkraft weiter verwendet werden soll:
als hin und her oder als drehende Bewegung.

Claims

1. Strömungskraftmaschine, insbesondere Windkraftmaschine, mit Wendeklappen, die unter Umschaltung des Neigungswin kels durch den Wind geradlienig auf- und abbewegt werden;
mit einem Trägerrahmen (als tragender Halte-, Aufhänge- und Befestigungsvorrichtung für die Wendeklappen (1), wel cher quer zur nahezu waagerecht ankommenden Strömung an geordnet, um eine senkrechte Achse drehbar und auf die Strömung hin ausrichtber ist und zusammen mit seinen Wen deklappen auf- und abbewegt wird;
mit einem weiteren Trägerrahmen, der neben dem ersten ange ordnet ist und über einen oberen und unteren Doppelhebel mit dem ersten Trägerrahmen zusammenarbeitet, wobei wech selseitig ein Trägerrahmen als Gegengewicht zum anderen wirkt;
mit dem genannten oberen und unteren Doppelhebel, zwi schen deren Enden die Trägerrahmen - jeder für sich in die Strömung steuerbar - aufgehängt sind und durch welche sie bei ihren Auf- und Abbewegungen jeweils nahezu gerad lienig und zweifach geführt (der obere Doppelhebel als jeweils obere Führung und der untere Doppelhebel als je weils untere Führung) werden, wobei die von den Flächen in den Trägerrahmen aufgenommene Windkraft zuerst auf die Trägerrahmen und dann auf die schwingbaren Doppelhebel übertragen wird;
mit einer Art Stoßsteuerung zwecks Umschaltung des Nei gungswinkels der Klappen oder mit einem Kurbelgetriebe für diesen Zweck;
mit einem Kurbelgetriebe, um über ein Seilzugsystem die erzeugten Hin- und Herbewegungen in Drehbewegungen umzu wandeln;
mit Schwungmasse für einen gleichförmigen Lauf im Betrieb;
mit Variabilität hinsichtlich des Neigungswinkels min destens eines Trägerrahmens (1) mit mindestens einem aerodynamischen Profil (3) gegenüber dem nahezu waage recht ankommenden Wind, auch im Betrieb, mittels Kipprbarkeit eines Trägerrahmens (1) gegenüber dem nahezu waagerecht ankommenden Wind und mittels Geführtwerdens eines Trä gerrahmens im Betrieb; mit Kippbarkeit eines weiteren, des kippbaren Rahmens, der mit Führungen für den Träger rahmen für -(bezogen auf den kippbaren Rahmen) geradlie nige-Hin- und Herbewegungen des Trägerrahmens innerhalb des kippbaren Rahmens ausgestattet ist, wobei also die Kippbarkeit des Trägerrahmens auch die des kippbaren Rahmens ist und umgekehrt; mit einem drehbaren Trägermast mit u-förmigem Ausbaugestänge, welches 2 Lager aufweist, sin welchem je ein zum kippbaren Rahmen gehörender Zapfen gelagert ist, wobei zwischen des Zapfen eine Kipplinie/ achse verläuft; mit zwei Führungen für den Trägerrah men mit seinen Bewegungen im Betrieb: neben dem Geführt werden des einen Endes des Trägerrahmens im kippbaren Rahmen eine zweite Führung: realisiert durch die Kupplung des anderen Endes des Trägerrahmens - über eine Achse zwischen Trägerrahmen und Kurbel - mit der Kurbel an einer Abtriebs- bzw. Antriebswelle, wobei durch diese Kupp lung im Betrieb Kippstellungen des Trägerrahmens und des kippbaren Rahmens und beim aerodynamischen Profil Anstell winkel hervorgerufen werden; mit auf viele Punkte bezoge ner Variabilität u. a.: bei Anstellwinkel und Profil; mit verschiedenen Bewegungsbahnen/Bahnfiguren (z. B. Kreis oder Ellipse) eines aerodynamischen Profils am Träger rahmen; mit aquadynamischer Anwendbarkeit der Erfindung;
mit (einem) Trägerrahmen, der/die nicht als geschlossene Rahmen ausgeführt ist/sind, sondern in "reduzierter" Form vorgesehen ist/sind, z. B. nur eine Seite des Trägerrah mens als Trägerrahmen; mit einer intelligenten, vorzugs weise elektronischen Steuer- bzw. Regeleinrichtung zur Steuerung bzw. Regelung vor, in und nach dem Betrieb der Maschine in Abstimmung auf die Gesamtbetriebsbedingungen sowie für Aufgaben der Sturmsicherung/Energiespeicherung, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle eines kippbaren Rahmens mit seinen Führun gen für einen Trägerrahmen (1) mindestens eine gerade Führungs/stange/schiene (2.2), vorzugsweise senkrecht oder waagerecht und fest auf/an einer Konstruktions platte (11) montiert, vorgesehen ist, auf/an/in der im Betrieb eine geeignete Kippstellungen des Trägerrahmens (1) erlaubende Kupplung (4) zwischen dem einen Ende des Trägerrahmens (1) und der geraden Führungs/stange/schiene (2.2) hin und hergleiten (o. ä.) kann.

2. Strömungskraftmaschine, insbesondere Windkraftmaschi ne, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem Geführtwerden des einen Endes des Träger rahmens (1) mittels der geraden Führung (2.2) das andere Ende des Trägerrahmens (1) mit einer Kurbel (5.1) an einer Abtriebs- bzw. Antriebswelle (5)in geeigneter Weise für Zusammenarbeit gekuppelt ist (22) und so im Betrieb das aerodynamische Profil auf einer Kreisbahn herumgeführt wird.

3. Strömungskraftmaschine, insbesondere Windkraftmaschine, nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende des Trägerrahmens (1) gekuppelt ist mit einem geführt herumfahren könnenden geeigneten Wagen (3.3), der eine ellipseähnliche, eine Figur mit Wende kurven und geraden Zwischenstücken oder eine andere geeig nete Bahnfigur beschreibt, auf der das aerodynamische Pro fil im Betrieb herumgeführt wird.

4. Strömungskraftmaschine, insbesondere Windkraftmaschine, nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß z. B. zwei Trägerrahmen (1) und z. B. zwei aerodynamische Profile (3) in einer Maschine nebeneinander bzw. überein ander arbeitend angeordnet sind, die Trägerrahmen (1) ober halb und/oder neben und/oder unterhalb der Profile sich be finden und die gewonnene Energie an eine Kurbel an einer Abtriebswelle und/oder an eine Pumpe oder Säge oder an ei nen herumfahrenden geeigneten Wagen (3.3) mit z. B. Nabendynamo/s weitergegeben wird.

5. Strömungskraftmaschine, insbesondere Windkraftmaschine, nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß vorgesehen ist: eine intelligente, vorzugsweise elek tronische Steuer- bzw. Regeleinrichtung zur Steuerung bzw. Regelung der Maschine in Abstimmung auf die Gesamtbetriebs bedingungen, sowie für Aufgaben der Sturmsicherung und Energiespeicherung.