DE3405091A1

DE3405091A1 - Windkraftanlage

Info

Publication number: DE3405091A1
Application number: DE19843405091
Authority: DE
Inventors: Bernhard 7183 Langenburg Graeber
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-02-14
Filing date: 1984-02-14
Publication date: 1985-08-14

Description

Beschreibung
Windkraftanlage Die Erfindung betrifft eine Windkraftanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Windenergie hat mit der Sonnenenergie gemeinsam, nicht an sich verbrauchende Hilfsquellen gebunden zu sein und bei der Nutzung keine Schadstoffe zu erzeuyen. Der Sonnenenergie gegenüber ist in unseren Breiten von Vorteil die relativ höhere Verfügbarkeit (Wind bläst auch nachts), wobei natürlich lagebedingt Unterschiede bestehen. Gewöhnlich herrscht gerade in der Zeit, in der die Sonne nicht oder nur schwach scheint, eine starke Luftbewegung; in dieser Zeit (Wintermonate) ist auch der Energiebedarf am größten.
Von Vorteil ist ferner die größere Unabhängigkeit (Solaranlagen und Wärmepumpen sind stark vom Stromnetz abhängig).
Eine Windkraftanlage ist vielseitiger - es kann Strom für Licht und Maschinen erzeugt werden, nicht nur Warmwasser.
Ein Nachteil von Windkraftanlagen besteht hinsichtlich der Lärmentwicklung (schnell bewegte Teile - insbesondere Getriebe erzeugen erhebliche Geräusche).
In Wohngebieten bzw. im Lebensbereich stört jedoch am meisten die optische Erscheinung, weshalb nur wenige daran denken, sich eine Anlage mit dem üblichen hohen Mast in den Garten zu stellen bzw. sich einen großen Ständer aufs Dach zu pflanzen, zumal die Bauämter nicht immer mitspielen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in möglichst einfacher Weise eine Windkraftanlage so auszuführen, daß sie bei Bedarf bzw. wenn es nicht stört (z.B. bei Nacht) ausgefahren werden kann und wenn sie nicht gebraucht wird oder wenn es windstill oder zu stürmisch ist, oder wenn sie transportiert werden soll möglichst klein zusammenfaltbar ist.
Diese Aufgabe wird bei der gattungsgemäßen Einrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Der Hauptvorteil liegt dabei in der geringen optischen Beeinträchtigung.
Nach einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung weist der Rotor einen konzentrischen Ring auf, der mit einem Stromerzeuger vorzugsweise reibschlüssig zusammenwirkt.
Damit läßt sich vorteilhafterweise ein lärmerzeugendes und ernergiefressendes Getriebe vermeiden.
Ein Ausfühungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen Fig. 1 eine Windkraftanlage in eingefahrenem Zustand Fig. 2 eine Windkraftanlage in ausgefahrenem Zustand, wobei aus Platzgründen Rotor und Unterteil weggelassen sind Fig. 3 Einzelheiten im Bereich des Rotors Fig. 4 eine ergänzende Einrichtung zum selbsttätigen Einfahren Fig. 5 eine Anordnung an einem Fahrzeug.
Gemäß den Fig. 1 u. 2 hat ein Rotor 3 einen Bügel 23, an dem die rotierenden Teile gelagert sind.
Der Bügel ist über ein Parallelgestänge 2 aus paarweise angeordneten Stäben mit einer hohlen Stange 4 in vertikaler Ebene schwenkbar verbunden. Die Stange 4 hat vorzugsweise einen quadratischen Querschnitt und ist in Führung 6 vertikal verschiebbar angeordnet. Diese Führungen sind an einem Rahmen 8 befestigt. Der Rahmen umschließt ein senkrechtes Rohr 9, an dem er mit einer oberen und einer unteren Lagerung 10, 11 drehbar sitzt. Die untere Lagerung 11 weist Wälzkörper 12 auf, die sich direkt auf dem Rohr 9 abwälzen.
Das Rohr steckt unten in einer in den Boden eingelassenen Hülse 24.
Das Seil eines Seilzuges 1 läuft von einer im Rahmen 8 untergebrachten Wickeltrommel 25 über einen Feststeller 26 zu einem über der oberen Lagerung 10 sitzenden großen Umlenkrad 27 und von dort durch nicht sichtbare Aussparungen an den Führungen 6 hindurch zu einer am unteren Ende der Stange 4 sitzenden kleinen Umlenkrad 28, dann im Innern der Stange 4 zu einer am oberen Stangenende angeordneten Rolle eines Flaschenzuges 5.
Diese Flaschenzugrolle und weitere sind vorteilhafterweise an der Schwenkachse des Gestänges 2 angelenkt, das heißt die Stäbe des Gestänges 2 sind außen angelenkt und die Rollen innen. Zwecks Freiraum für den Seilabgang ist die Wand der Stange 4 entsprechend weit ausgenommen (nicht dargestellt). Das Gegenstück des Flaschenzuges 5 sitzt gelenkig zwischen den unteren Stäben des Gestänges 2, nahe dem Bügel 23.
Im eingefahrenen Zustand (Fig. 1) bewirkt ein Ziehen am Seil im Sinne des Aufrollens an der Wickeltrommel 25, daß zum einen das Gestänge 2 nach oben geschwenkt, zum anderen auch die Stange 4 nach oben geschoben wird, jeweils bis zu hier nicht dargestellten Begrenzungen.
Der Rotor 3 verändert seine Position entsprechend.
Zwecks selbsttätigem Aufwickeln des freien Seils ist die Wickeltrommel vorzugsweise durch eine Drehfeder o.ä. vorgespannt.
Im ausgefahrenen Zustand (Fig. 2) gehen Rotor 3 samt Gestänge 2 und Stange 4 infolge ihres Eigengewichtes nach unten, sobald das Seil am Feststeller 26 freigegeben wird.
In Fig. 3 ist das Gestänge 2 nach einem etwa zwischen 1200 und 1500 liegenden Schwenkwinkel durch einen am Bügel 23 gelagerten Arm 17 begrenzt; damit verbleibt ein horizontaler Abstand zwischen der Achse 7 des Rohres 9 und dem Rotor 3. Windkräfte am Rotor 3 bewirken dann Momente, die ihn durch Drehung um die Achse 7 in Front zum Wind stellen.
Der Rotor 3 weist einen konzentrischen Ring 13 auf, der vorzugsweise die Form einer Fahrradfelge hat und mit einer Bremse 15 zusammenwirkt, die am Bügel 23 aufgehängt ist.
Die Bremse 15 wird gegen die Kraft einer Feder 16 gelüftet, wenn das Gestänge 2 entsprechend stark gegen den Arm 17 drückt. Zur Koppelung zwischen dem Arm 17 und einem an der Bremse 15 ausgebildeten Hebel dient ein vorzugsweise einstellbares Glied 19, das zudem durch Nocken 30 in seinem Stellweg begrenzt ist.
Mit dem Ring 13 wirkt neben der Bremse 15 ein Stromerzeuger 14 zusammen. Dieser ist vorzugsweise wie ein Fahrraddynamo ausgebildet und liegt mit seinem Kopf 31 unter den Wirkungen einer Feder 32 seitlich am Ring an, wodurch beim Bewegen des Rotors 3 eine Drehung des Kopfes entsteht.
Vom Stromerzeuger 14 laufen nicht näher dargestellte Kabel 33 im Innern des Bügels 23 und im Innern des Gestänges 2 zu einem Stromübertrager 34, der dem oberen Lager 10 des Rahmens 8 zugeordnet ist; von dort laufen sie im Rohr 9, bis sie an dessen unterem Ende austreten.
In Fig. 4 weist der Rahmen 8 einen ersten Hebel 18 auf, an dem die Führungen 6 sitzen. Der Hebel scharniert oben neben der Lagerung 10 um eie horizontale Achse 19 und wirkt unten mit einem gekröpften, bei der Lagerung 11 entsprechend scharnierenden zweiten Hebel 20 so zusammen, daß dieser bei Kraftwirkungen in Richtung des Pfeiles 35 eine durch die Seilspannung sperrende Seilarretierung 21 auszulösen versucht.
Da sich in Richtung des Pfeiles 35 vor allem Krafteinwirkungen aus dem Winddruck am Rotor ergeben, wird das Seil im Sinne des Einfahrens der Anlage zumindest kurzzeitig gelöst, wenn der Winddruck einen bestimmten Grenzwert übersteigt. Damit wird in vorteilhafter Weise die Anlage vor Zerstörung bei Sturm geschützt.
In Fig. 5 ist das Rohr 9 am unteren Ende mit einem Fahrzeug 22 in Richtung des Pfeiles 36 umlegbar verbunden, wodurch sich die Anlage in eine horizontale Lage bringen läßt. In zusammengefaltetem Zustand ist so ein leichter Transport z.B. auf dem Fahrzeugdach möglich. Zum Halten des Rohres 9 in der Senkrechten dient eine Stütze 37. Nach Lösen einer vorzugsweise steckbaren Verbindung ist die Stütze 37 in Richtung des Pfeiles 38 umlegbar.
Eine Batterie 39 ist mit dem Kabel 33 aufladbar verbunden. Die geladene Batterie kann vorteilhafterweise gleich zum Antrieb des Fahrzeuges Verwendung finden.
Ein Laden ist insbesondere über Nacht möglich, wenn gute Windverhältnisse herrschen bzw. wenn mit dem Fahrzeug ein günstiger Standort angefahren wurde.
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Claims

Ansprüche 1. Windkraftanlage mit einem vorzugsweise zweiflügeligen Rotor, dadurch gekennzeichnet, d sie ein mittels eines Seilzuges 1 in vertikaler Ebene schwenkbares Parallelgestänge 2 aufweist, an dessen freiem Ende der Rotor 3 sitzt und daß das Parallelgestänge an einer Stange 4 gelagert ist, die mittels des selben Seilzuges gleichsinnig vertikal verschiebbar angeordnet ist.
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Seilzug 1 großteils geschützt im Innern der Stange 4 verläuft und daß er im Bereich des Parallelgestänges 2 vorzugsweise als Flaschenzug ausgebildet ist.
3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die Stange 4 in Führungen 6 verschiebbar ist, die mit einem um eine vertikale Achse 7 frei drehbaren Rahmen 8 verbunden sind.
4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen 8 an einem senkrechten Rohr 9 mit einer oberen und unteren Lagerung 10, 11 drehbar gelagert ist und zumindest die untere Lagerung 11 Wälzkörper 12 aufweist, die sich direkt auf dem Rohr 9 abwälzen.
5. Anlage nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß Begrenzungen vorzugsweise Anschläge vorhanden sind, die beim Nachobenschwenken des Gestänges 2 das Einhalten eines bestimmten, vorzugsweise etwa der halben Gestänge länge entsprechenden horizontalen Abstandes zwischen der vertikalen Achse 7 und dem Rotor 3 bewirken.
6. Anlage insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor einen konzentrischen Ring 13 aufweist, der mit einem Stromerzeuger 14 vorzugsweise reibschlüssig zusammenwirkt.
7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring 13 ein einer Fahrradfelge ähnliches Gebilde ist und daß als Stromerzeuger 14 ein oder mehrere Dynamos, vorzugsweise handelsübliche Fahrraddynamos dienen.
8. Anlage nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring 13 mit einer Bremse 15 zusammenwirkt, die beim Nachobenschwenken des Gestänges 2 vorzugsweise gegen die Kraft einer Feder 16 gelüftet wird und den Rotor 3 zur Drehung freigibt.
9. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Bremse 15 und Begrenzungen mechanisch z.B.

über Arm 17 so gekoppelt sind, daß gelüftet wird, wenn das Gestänge 2 dagegendrückt.
10. Anlage insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die den Seilzug 1 im Sinne eines Herablassens der Stange 4 und damit auch des Rotors 3 freigibt, wenn die auf den Rotor und/oder die Stange wirkenden Kräfte einen bestimmten vorzugsweise einstellbaren Grenzwert übersteigen.
11. Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen 6 auf einem Hebel 18 angeordnet sind, der oben um eine horizontale Achse 19 scharniert und unten auf einen Mechanismus wirkt, der den Seilzug 1 freigibt, sobald die von der Stange 4 auf die untere Führung 6a wirkende Reaktionskraft groß genug ist.
12. Anlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Mechanismus einen gekröpften 2. Hebel 20 aufweist, der entgegen der Wirkung der Seilspannung eine Seilarretierung 21 löst, wenn der 1. Hebel 18 entsprechend stark drückt.
13. Anlage nach einem der Ansprüche 4 bis 12 dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr 9 am unteren Ende mit einem Fahrzeug 22 umlegbar verbunden ist, und ein Transport in zumindest annähernd horizontaler Lage und in zusammengefaltetem Zustand möglich ist.