DE2024355A1 - Heizvorrichtung - Google Patents

Description

4690 Herne,

Freiligrathstraße 19 Postfach 140

Pal.-Anw. Herrmann-Trentepohl

Fernsprecher: 51013 510 14

Telegrammanschrift: Bahrpatente Herne Telex 08 329 Dipl.-I ng. R. H. Bahr

Dipl.-Phys. Eduard Betzier

Dipl.-Ing. W. Herrmann-Trentepohl

PATENTANWÄLTE

8000 München 23,

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National Lead Comoany, 111 Broadway, Hew Υοτ\, Η.Υ.

USA

Heizvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung zur -Erwärmung bestimmter Körperteile einer einen Skistiefel tragenden Person, der an einem Ski befestigt ist. Eine derartige Heizvorrichtung kann zur Erwärmung der Füsse oder der Hände eines Skiläufers unter Ausnutzung der kontinuierlichen Bewegung, der durch die Person während des Ski-

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laufens hervorgerufenen Bewegung ausgenutzt werden, um . einen elektrischen Strom zu erzeugen, der ein elektrisches Widerstandsheizelement speist, das in der die Extremitäten des Skiläufers bedeckten Kleidung angeordnet ist.

Die Erwärmung durch Verwendung elektrischer Heizelemente, P die in der Bekleidung, z.B. den Schuhen, den Handschuhen oder in isolierten Anzügen angeordnet sind, ist bekannt und wurde mehrere Jahre verwendet, um Piloten in grossen Höhen warm zu halten. Der Nachteil der elektrisch beheizten Bekleidung liegt meist darin, dass der Benutzer nahe an einer festen Energiequelle, z.B. dem elektrischen System eines Flugzeugs bleiben muss, um die zur Verfügung stehende elektrische Energie ausnutzen zu können.

In der USA-Patentschrift 2 692 326 ist eine batteriebetriebene elektrische Heizvorrichtung zur Verwendung Il in den Schuhen eines Benutzers beschrieben. Diese Vorrichtung ist, obwohl sie vollständig tragbar ist und es dem Benutzer ermöglicht, sich unabhängig von einer festen Energiequelle zu bewegen, an Batterien begrenzter Energiekapazität gebunden. Es wurden nunmehr elektrische Generatoren entwickelt, die einen hohen Wirkungsgrad besitzen, die kompakt sind, die ein geringes Gewicht aufweisen und die nur eine minimale mechanische Energie zur Erzeugung einer elektrischen Energie erfordern, die ausreicht, um einen feinen Widerstandsdraht zu erhitzen,

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der wahlweise zur Erwärmung bestimmter Körperteile, z.B. der Hände oder der Füsse von Personen verwendet werden kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die zweckmässigerweise von Skiläufern oder anderen, dem Wetter relativ lange ausgesetzten Personen verwendet werden kann und die infolge ihrer Bewegung beim Skilaufen »der infolge anderer Bewegungsvorgänge durch die Körperbewegung eine Kraft erzeugen, die, umgewandelt in Drehenergie, ausreicht, um einen kleinen elektrischen Generator anzutreiben und das Heizelement mit elektrischer Energie zu versorgen.

Eine derartige Vorrichtung soll ein geringes Gewicht aufweisen, kompakt sein und leicht an dem oberen Teil eines Skistiefels befestigt werden können. Auch soll diese Vorrichtung durch die natürliche Bewegung eines Skiläufers betätigt werden, wenn er sich mit seinen Skistiefeln in den Skibindungen hin- und herbewegt.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, dass ein Widerstandselement an der zu beheizenden Stelle des Körpers der Person angeordnet ist, dass ein Stromgenerator an dem hinteren Teil des Skistiefels befestigt ist, dass der Generator Ausgangsanschlüsse besitzt, die elektrisch mit dem Heizelement verbunden sind, dass der Generator ein Magnetfeld und einen Rotor aufweist, der derart angeordnet ist, dass er die magnetischen Kraftlinien des

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Feldes schneidet und so bei Drehung einen elektrischen Strom zu den Ausgangsanschlüssen liefert, dass sich ein flexibles Teil von dem Ge<nerator zu einer festen Stelle an dem Ski hinter dem Skistiefel erstreckt und an dieser befestigt ist, und dass eine Einrichtung die Bewegung des Generators relativ zu der festen Stelle in eine tk Drehbewegung des Rotors umwandelt, wobei die von der Person verursachte Bewegung des oberen Teils des Skistiefels relativ zu dem Ski den Rotor antreibt und so Strom zur Erhitzung des Skistiefels erzeugt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigt j ·'"--

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Skistiefels mit einem

Teil des Beins der den Skistiefel tragenden Person und eine an dem Skistiefel und einen Teil eines Skis befestigten geeigneten elektrischen Generator,

Fig. 2 einen Querschnitt des elektrischen Generators der Fig. 1 längs der Linie 2-2 in Fig. 1, aus dom Konstruktionseinzelheiten hervorgehen und

Fig. 3 einen Querschnitt längs der Linie 3-3 der Fig. 2, aus dem Einzelheiten des Generators hervorgehen.

In Fig. 1 ist ein einzelner Skistiefel 10 mit einem Teil des Beins 11 der den Skistiefel 10 tragenden Person dargestellt. Der Stiefel wird an einem Ski 12 mittels eines

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üblichen Vorderbackens 13 und eines Federzugs Ik gehalten. Der Federzug 14 läuft in bekannter Weise um das Fersenteil 15 des Skistiefels 10 und lässt eine Hin- und Herbewegung des Benutzers auf seinem Fussballen zu, wobei er das Fersenteil von der Oberfläche des Skis abhebt und in die gestrichelte Stellung 11a bringt. Diese Hin- und Herbewegung wird von einem Skiläufer durchgeführt» um sein Gewicht auf den Skiern in Abhängigkeit von seiner Geschwindigkeit, seiner Lage und der Art des überquerten Gefälles nach vorne und nach rückwärts zu verschieben.

In dem Skistiefel befindet sich, wie in den weggebrochenen Teilen gezeigt, eine Wicklung eines Widerstandsheizelements l6 aus einem feinen Draht, das den Fuss des Benutzers umgibt oder ganz unter diesem liegen kann, d.h. in der Sohle des Skistiefels oder in einem Socken. Bei der gezeigten Ausführungsform befindet sich das Heizelement in dem Futter des Skistiefels, es kann jedoch auch in dem Socken des Benutzers oder gegebenenfalls in den Handschuhen des Benutzers angeordnet sein.

Die Enden des Widerstandselements 16 verlaufen nach oben zu dem oberen Ende des Stiefels und sind an zwei Ausgangsanschlüssen 17 befestigt, die einen Teil eines elektrischen Generators 18 bilden. Wie aus Fig. 1 weiter zu ersehen ist, verläuft ein Spannteil 1£, dessen Zweck später erläutert wird, von dem untersten Teil des Generators an der Rückseite des Fersenteils 15 des Stiefels 10 zu einer Öse 20, an der es befestigt ist. Das Gehäuse des Generators 18 besitzt mehrere Bügel 21, die auch in Fig. .£,

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zu sehen sind, die zwei Riemen 22, 23 aufnehmen, die den oberen Teil des Skistiefels 10 umgeben und den Generator festhalten·

Nach den Figuren 2 und 3 besitzt eine bevorzugte Ausführungsform des Generators 18 einen Rotor 2k, der an einer Welle 25 befestigt ist, die in dem Gehäuse 26 des Genera-P tors 18 drehbar gelagert ist. Ein Schwungrad 27 ist ebenfalls an der ¥elle 25 befestigt. Ein Klinkenrad 28 mit ausseren Schaltzähnen 29 ist, wie am besten in Fig. 3 zu sehen ist, an einer Welle 30 drehbar gelagert, die parallel zu der Rotorwelle 25 im Abstand von dieser angeordnet ist. pin abgesetzter, mit inneren Zähnen versehener Ring 31 1st einstückig mit und koaxial zu dem Klinkenrad 28 ausgebildet, wie am besten in Fig.. 2 zu sehen ist, und besitzt einen Durchmesser, so dass die inneren Zähne 32, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, mit, einem Ritzel 33 kämmen, das an dem benachbarten Ende der Rotorwelle 25 befestigt ist.

Aus Fig. 3 is * ei*¹ Schwenkarm 3^ ersichtlich, der an einem festen Zapfen 35 an dem Gehäuse des Generators 18 befestigt ist und an dessen einem Ende eine Schaltklinke 36 schwenkbar angeordnet ist. Das gegenüberliegende Ende des Schwenkarmes 3^ ist an dem Spannteil I9 befestigt, das durch eine Öffnung 37 in dem unteren Teil des Gehäuses 26 verläuft. Das freie Ende 38 der Schaltklinke ■ 36 wird, wenn sich die Schaltklinke 36 in der in Fig. 3 gezeigten Stellung befindet, von einem Anschlag 39 ausser Eingriff mit den Sehaltzähnen 29 gehalten. Wenn der Schwenkarm ^k im Gegenuhrzeigersinn durch eine Kraft

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gedreht wird, die auf das Spannteil 19 in Richtung des Pfeils ausgeübt wird, ergreift die Schaltklinke 36 einen Schaltzahn 29 des Klinkenrads 28, wenn sich der Schwenkarm 3^- von dem Anschlag 39 wegbewegt und eine weitere, von dem Spannteil 19 gelieferte Kraft bewegt die Schaltklinke 36 nach linke, so dass das Klinkenrad 28 und der mit inneren Zähnen versehene Ring 3T gedreht werden.

Yegen des Unterschieds des Durchmessers des Innenzahnrings 31 und des Ritzels 33, das an der Welle 25 befestigt ist, wird durch eine kleine Drehung des Klinkenrads -28 eine relativ grosse Drehung des Rotors Zk bewirkt. Wenn der Schwenkarm 3k in seine in Fig. 3 gestrichelt gezeigte linke Stellung 3^a bewegt wird, schlägt die Stirnseite der Sperrklinke 36 an einen zweiten Anschlag kO an, der sie von den Schaltzähnen 29 löst, so dass sich das Klinkenrad 28 und der Innenzahnring 31 drehen können.

Bei der bevorzugten Ausführungsform des beschriebenen elektrischen Generators 18, der an dem hinteren Ende eines Skistiefels 10 befestigt ist, wie in Fig. 1 zu sehen ist, schwenkt die kontinuierliche Hin- und Herbewegung des Skiläufers in seinem Skistiefel, wie zuvor beschrieben wurde, kontinuierlich den Schwenkarm 3k und treibt somit das Klinkenrad 28 mittels der Schaltklinke 36 den Rotor 2k des Generators mit einer relativ kontinuierlichen und gleichmässigen Geschwindigkeit an und erzeugt somit eine erhebliche und gleichntässige elektrische Energiemenge zur Erhitzung des Heizelements 16.

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Das beschriebene System, das die natürliche Bewegung des Skiläufers oder einer anderen Person, die sich durch den Schnee bewegt, ausnutzt, kann zur Energieversorgung eines Heizelements verwendet werden, das' an irgendeinem Teil des Körpers des Benutzers und nicht nur an dessen Fuss angeordnet ist. Auch können andere besondere Ausführungsformen des Generators verwendet werden, die die Bewegung des Skiläufers in eine Drehbewegung zum Antrieb des Generators umwandeln. Da die Energiequelle für diese Heizelement· nicht von teuren Batterien, sondern von der kontinuierlichen Bewegung des Benutzers abhängt, hat die beschriebene Vorrichtung gegenüber den bekannten die Vorteile, dass die erzeugte Energie so lange zur Verfügung steht, als die Person sich im Freien bewegt.

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Claims (2)

1. P a t β nt ana ρ r ü ob. β

   1, Heizvorrichtung zur Erwärmung bestimmter Körperteile einen Skistiefel tragenden Person, der an einem Ski befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Widerstandsheizelement (16) an der zu beheizenden Stelle des Körpers der Person angeordnet ist, dass ein Stromgenerator (18) an dem hinteren Teil des Skistiefels (1O) befestigt ist, dass der Generator Ausgangsanschlüsse (l7) beiitzt, die elektrisch mit dem Heiaselement (i6) verbunden sind, dass der Generator (i8) ein Magnetfeld und einen Rotor (2k) aufweist, der derart angeordnet ist, dass er die magne-· tischen Kraftlinien des Feldes schneidet und so bei Drehung einen elektrischen Strom zu den Ausgangsan-Schlüssen (1?) liefert, dass sich ein flexibles Teil

   (19) von dem Generator (1.8) zu einer festen Stelle

   (20) an dem Ski .(12)'hinter dem Skistiefel (1O) erstreckt und an dieser befestigt ist, und dass eine Einrichtung die Bewegung des Generators (18) relativ zu der festen Stelle in eine Drehbewegung des Rotors (24) umwandelt, wobei die von der Person verursaohte Bewegung des oberen Teils des Skistiefels (-10.) relativ zu dem Ski (12) den Rotor (24) antreibt und so Strom zur Erhitzung des Skistiefels erzeugt«
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Umwandlung der Generatorbewegung in eine Drehbewegung ein Klinkenrad (28) auf«

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   weistι das koaxial an dem Rotor (24) befestigt ist, sowie eine mittels einer Feder vorgespannte Schalt· klinke (36), die an dem flexiblen Teil (19) feefestigt ist, dass durch die durch die Bewegung des Generators (18) relativ ^u der festen Stelle (20) dem flexiblen Teil (19) verliehene Spannung die Schaltklinke (36) in dem Rotor (24) eingreift und W diesen antreibt, und dass durch die nachfolgende

   Entspannung des flexiblen Teils (19) die Sehaltklinke (36) in ihre Ausgangsstellung zurückkehrt£ in der sie nicht in die Bewegung des Rotors (24) eingreift·

   3· Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn= zeichnet, dass das Heizelement (16) in dem Skistiefel (TO) angeordnet ist, .J .

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