WO2011012107A9 - Control device for freely flying wind engagement elements having a wing area greater than 20 m2 - Google Patents
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- WO2011012107A9 WO2011012107A9 PCT/DE2010/000825 DE2010000825W WO2011012107A9 WO 2011012107 A9 WO2011012107 A9 WO 2011012107A9 DE 2010000825 W DE2010000825 W DE 2010000825W WO 2011012107 A9 WO2011012107 A9 WO 2011012107A9
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
- B63H9/00—Marine propulsion provided directly by wind power
- B63H9/04—Marine propulsion provided directly by wind power using sails or like wind-catching surfaces
- B63H9/06—Types of sail; Constructional features of sails; Arrangements thereof on vessels
- B63H9/069—Kite-sails for vessels
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- B63H9/072—Control arrangements, e.g. for launching or recovery
Definitions
- the invention relates to a device for controlling a traction cable freely flying out, the use of traction wind attack element, which includes active and passive components for changing the flight characteristic determining, effective lengths of lines.
- the high, used for Fieren and the low, spent for retrieving forces are determined essentially by the position of the steering krae with respect to the wind window and the wind window edges.
- electrical geared motors are used with timing belts and pulleys in the form of pulleys. To avoid overloading is called in DE102004018838 the fishing of the ship's rope.
- DE 10 2005 019 226, PCT / DE 2005/001 182 and US Patent Application 1 876 189 disclose a system for storing hysteresis movements ("system for accumulating hysteresis movements"), which has repetitive, hysteresis, fluctuations in force at its hysteresis threshold Attack point is used to move this point effectively against the direction of force and to accumulate these movements, for example by winding rope.
- system for accumulating hysteresis movements which has repetitive, hysteresis, fluctuations in force at its hysteresis threshold Attack point is used to move this point effectively against the direction of force and to accumulate these movements, for example by winding rope.
- the application DE10 2004 018 837 explains the various changes in the aerodynamic properties of the windage element as desirable and essential control variable, but holds little concrete devices for performing these different tasks.
- a first disadvantage of previously implemented devices lies in the use of timing belts for operating the control lines. In this case, there is a risk of slipping, and it is an exactly right angle between the freely in space plane of the belt and the axis of rotation of the belt pulley required to avoid wear.
- Another disadvantage is that the wing segments are controlled by a gondola partly directly and partly on pulleys, the integer division ratios result in extreme Steueriagen to large Hubunter defenceen and thus high material loading of the wing at their segment boundaries.
- the interruption of the nacelle's ship's power supply requires the design of the battery capacity for at least one complete pickup maneuver. A failure of the drives or the control electronics in the nacelle makes a crash inevitable.
- Wind turbines based on stunt kites with a fixed angle of attack are limited in energy yield when they have to visit regularly low-traction sectors in order to catch up with the rope being towed. task
- a control device comprises at least one drive unit, which implements the adjustable connection of a freely flying windfall element on the pull rope by opposing winding of control lines or belts on at least one cable drum.
- Control denotes short-term effective positioning movement of components in the sense of directly influencing the current direction of movement of the windage element.
- Parts usually identifies long-term effective positioning movement of certain components, eg. B. with effects on the shape and other aerodynamic properties of the wing to adapt to given wind conditions or desired control strategies.
- Attack Point Shifting denotes the displacement of the cable stop relative to the windage element on the one hand transversely to the direction of flight for the purpose of controlling and on the other hand in the direction of flight for adjusting the angle of attack of the wing.
- Segments characterizes the division of the wing according to the attacking control lines into sections transverse to the direction of flight whose differentiated
- “Surface warping” marks the setting of different angles of attack on the left and right sides of the wing, thus enabling direct control and reducing the control work used when the point of application is shifted in order to adapt their aerodynamic properties to the wind situation.
- control lines of the device according to the invention is not exactly right-angle plane of the forces acting on the axis of rotation of the cable drums required because no toothed belt used, but directly ropes are driven, which can be bent in more than one plane.
- the correct winding can be supported by mitbewegte guide rollers.
- the different drum diameter and gear stages between the drums achieve the same effect.
- control lines are additionally divided over the wing depth and symmetrically wound with respect to the wing span on front and rear drums whose diameter each have small differences, which is coupled to control movements for Kraftangriffsticianverlagerung Trag lakeverwindung.
- control device according to the invention is designed as a double drive unit with two control / charging drives, each having at least two interconnected cable drums of different diameters, which execute a movement of the two control lines, which are each struck on a pulley, whereby an active Control with low power consumption of the drive or using the instantaneous traction, passive control is realized without any power consumption of the drive.
- one end of a right cable transmission line on the thick drum of the first drive unit and the other end are wound on each other in the same direction on the slender drum of the second drive unit.
- one end of a left cable transmission line is wound on the thick drum of the second drive unit and the other end on the slender drum of the first drive unit.
- the dual drive unit includes additional design redundancy, whereby the failure of one drive can be compensated for by the other drive since it can perform both control movements without additional components or shifting operations.
- the double drive unit according to the invention is formed with spindles on the drum axles on whose spindle nuts on the one hand an axial cable guide is coupled for winding on the drums and on the other hand via transmission components, the position of a Symmetrielagegebers is determined, which represents the actual control position and thus one Loop via the mechanical feedback of the control target specification on brakes or clutches allows.
- the same function is also possible with a differential gear.
- Such a dual drive unit with control loop according to the invention is advantageously extended by an emergency control, which mechanically determines the desired control input via a mass pendulum whose gravitational position determines via transmission components.
- an emergency control which mechanically determines the desired control input via a mass pendulum whose gravitational position determines via transmission components.
- coupling geared components is formed, so z.
- B. in case of failure of drives, electronic control or power supply a certain survival position of the windage element are passively driven to catch it ship or bottom side.
- a mass for the pendulum specifically come in particular components in question, which are carried anyway, and are not subject to any functionally related arrangement, such. B. accumulators.
- An advantageous asymmetric adjustment of the angle of attack of the two wing sides for Trag vomverwindung in order to improve the curve flight characteristics can via a pulley, which causes an opposing stroke of a back-compensation line, either by a compound of the back-compensation line with the control target specification or the actual control position or by a separate actuator of the back-compensation line can be realized.
- An advantageous symmetrical adjustment of the angle of attack of the two sides of the wing is achieved by the introduction of back-Steuerieinen, which are struck on the wing trailing edge and whose length can be set active or passive.
- the active adjustment by means of actuators is suitable for adapting the flight characteristics to the wind speed. This is also advantageous for reducing the tension in wind turbines with steered kites to minimize the energy expenditure during hauling and to largely avoid the low-yield times of the control of a trajectory section with low cable traction.
- the effective lengths of control lines to the rear of the wing are symmetrically increased when exceeding a predetermined tension against the force of a preloaded spring and added directly to the segment-specific control strokes and reduced again when lowering the tensile force by the spring force , which corresponds to a temporary symmetrical fibrillation of the right and left rear portions of the wing.
- the thick cable drums can be loaded independently of active drives by Seiltrommelcrue different diameter are each equipped with an overrunning clutch relative to the common drive shaft.
- the overrunning clutches are mounted such that with increasing traction the thick drum is blocked relative to the drive shaft and the slender drum overhauls the drive shaft by means of cables, and tensions the torsion spring.
- the cable drums have a certain rotationally symmetrical basic shape, wherein the effective drum diameter co-determined by its leverage at each point of the cable outlet the effective moment, which is therefore uniquely associated with each wound line length. So that the rope assumes the intended winding position securely, Seil holderssnuten can be incorporated or an axis-parallel guide can be attached. If, as the basic form of the rope drums, an increasing diameter is chosen in the direction of unwinding, the stronger drive unit in each case gives priority to the storage of rope length by hysteresis movements and thus an automatic adjustment of the charge state of the two drive units due to the larger currently effective drum diameter.
- Cord drum pairs which wind up segment-wise Seilegetriebeleinen, allows the determination of the individual control strokes of the wound lines by the selected gear stages.
- a distribution of the total force is achieved by the division of the individual control lines on other cable transmission, which in detail smaller rope diameters can be used, which can be wound up on slimmer drums.
- Fig. 1 control gondola with oppositely wound control lines
- Fig. 2 control gondola with double drive and deflected, wound in opposite directions
- Fig. 4 control gondola with double drive and multi-stage cable gears
- Fig. 6 control gondola in side view with hysteresis cable loading system
- Fig. 1 shows a control gondola with oppositely wound control lines.
- Control (47R, 47L) corresponds to the ratio of the diameter of the thick cable drum (48) to that of the middle cable drum (49) to that of the slender cable drum (50).
- Fig. 2 shows a control gondola with double drive and deflected, wound in opposite directions Seilegetechnischeleinen (1 1 R, 11 L).
- a control movement to the right with energy expenditure is effected by a clockwise rotation of the A-cable drums (13A, 14A) by means of their drive (18A), wherein the right cable transmission line (1 1 R) and the left cable transmission line (1 1 L) are unwound, whereby the right outer wing (9R) is caught with the right wing side (5R) a little farther than the left outer wing (9L) is left with the left wing (5L).
- a left-hand control movement with energy expenditure is effected by turning the B-cable drums (13B, 14B) to the left by means of their drive (18B), unwinding the left cable-transmission line (11 L) and unwinding the right-hand rope transmission line (1 1 R) left outer control line (9L) with the left wing side (5L) is caught a little further than the right outer control line (9R) with the right wing side (5R) is gefhrt.
- FIG. 3 illustrates an exploded double windage nacelle control nacelle.
- FIG. 9 depicts nine segments of the windage element (5R, 4R, 3R, 2R, 1, 2L, 3L, 4L, 5L) having tether trees, with the eight connecting segments being non-direct , segment-related lintel assignment, for the sake of clarity only by the dashed lines are shown without fidelity.
- the entire wind engagement element is connected to the nacelle carrier (15) firstly at the fixed bearing (12) with statically fixed control and supporting line ends, secondly with the back compensation line (20) via back line deflection rollers (21, 27), thirdly the back center line (30 ) and fourthly through the right and left
- Control line (9R, 9L) is connected via the right and left cable transmission pulley (10R, 10L) and right and left rope transmission line (1 1 R, 1 1 L) via the drums (13A, 14A, 13B, 14B).
- the change in both the distance and the recovery of the left control line (9L) is transmitted to the left wing segment (5L) by 100%, 50% by the left front pulley first stage (6Lf) and the left back Center roller first stage (6Lb) on the
- a change of the front profile of the wing segments (5R, 4R, 3R, 2R, 1, 2L, 3L, 4L, 5L) in the direction of a slight curvature is made by increasing the distance of both the right control line (9R) and the left control lines (9L ) causes the nacelle carrier (15).
- This change in the front profile is caused causally by a left turn of the B drive motor (18 B) with the thick drum (3 B) with simultaneous clockwise rotation of the A drive motor (18 A) with the thick drum (13 A), both more left Seilgetriebeleine (1 1 L) as well as more right roping line (1R) is released, as at the same time on the slender drums (14A, 14B) on the Seilgetriebeleinen (1 1 L, 1 1 R) is overtaken.
- Gondola carrier (15) causes.
- This change in the front profile is caused causally by a clockwise rotation of the B-drive motor (18 B) with the thick drum (13 B) while turning to the left of the A-drive motor (18 A) with the thick drum (13 A), both more left Seilgetriebeleine (1 1 L) as well as more right-hand rope transmission line (1 1 R) is obtained, as at the same time on the slender drums (14A, 14B) on Seilgetriebeleinen (1 1 L, 1 1 R) is released.
- the control of the windage element can be done by shifting the force application point, ie the nacelle carrier (1 5) on the Y-axis with respect to the wing front profile in different variants.
- a right-hand control is applied to both the brakes (16A, 16B) a) by turning to the left of the A-drive motor (18A) with its drums (13A, 14A), with the right control line (9R) caught up and the left control line (9L) be fought; b) by turning left from the B drive motor (18B) with its drums (13B, 14B), catching the right control lines (9R) and flipping the left control lines (9L); c) both by a left turn from the A drive motor (18A) with its drums (13A, 14A) and a left turn from the B drive motor (18B) with its drums (13B, 14B), at increased speed the right control line (9R ) and the left control line (9L) is triggered.
- Left control is applied to both the brakes (16A, 16B), e) by turning to the right of the B drive motor (18B) with its drums (13B, 14B), catching the left control line (9L) and pulling the right control line (9R). be fought; f) by a clockwise rotation of the A drive motor (18A) with its drums (13A, 14A), with the left control line (9L) being overtaken and the right control line (9R) being engaged; g) both by a clockwise rotation of the B-drive motor (18 B) with its drums (13 B, 14 B) and a clockwise rotation of the A-drive motor (18 A) with its drums (13 A, 14 A), wherein at increased speed, the left control line (9 L ) and the right control line (9R) is caught.
- the drums (13A, 13B) are each coupled with spindles (19A, ...) on which run Spindelemuttem (28A, 28B), which are interconnected with a lever as Symmetrielagegebergeber (26).
- Symmetrielagegebergeber 26
- the deviation from the symmetrical position of the force application point of the windage element with respect to the Y-axis shifts the back-compensation line fixation (24) and adjusted over the
- Pulleys (21, 27) asymmetrically the wing trailing edge.
- the back-balancing line (20) is guided over load-limiting-back line deflection rollers (21), which are mounted on a load limiting lever (22), which is held in its initial position with a prestressed spring (23). Further, a back center segment line (30) is posted on the load limiting lever (22) on the back center segment line fixture (24).
- Fig. 4 shows a control gondola with dual drive and multi-stage cable gearboxes for the realization of freely selectable, segment-specific Steuerleinenhübe.
- the segment-specific control lines are bound here in each case via separate Seilgetriebeleinen to several separate cable transmission drum units, which are each connected to each other via gear stages (52, 53) and belong to FIG. 2 respectively to drive unit A or B.
- the outer (9R, 9L), the semi-inner (46R, 46L) and the inner (47R, 47L) control lines have control strokes derived from the gear ratios (52, 53) and the Drum diameters are determined.
- control functions by means of drives (18A, 18B), planetary gears (17A, 17B) and brakes (16A, 16B) are similar to those of Fig. 2, and the assignment of the control lines (9R, 9L, 46R, 46L, 47R, 47L) corresponds to those Assignment to the segments of FIG. 1.
- Fig. 5 shows an overrunning clutch in detail, as used in Fig. 6 as component 33A and 33B.
- the shaft with the overrunning clutch inner ring (55) only a rotation in the direction of the inner arrow relative to the fixed overrunning clutch outer ring (54) is possible.
- Overrunning clutch outer ring (54) is only a rotation in the direction of the outer arrow relative to the fixed overrunning clutch inner ring (55) possible. In a rotation opposite to the respective arrow direction of the overrunning clutch inner ring (55) is coupled by the clamping body (56) to the overrunning clutch outer ring (54).
- the overrunning clutch is shown as a ball bearing symbol, and a central point indicates the side at which the shaft side would move out of the drawing surface towards the viewer.
- FIG. 6 shows a control gondola in side view with a hysteresis cable loading system.
- the term right-hand rotation is oriented in FIG. 6 in the X-direction.
- the right control line (9R) is moved via the right rope transmission pulley (1 OR) by means of the right rope transmission line (1 1 R), which with one end on the thick A-drums! (13A) and wound on the other end in the same direction on the slender B-drum (14B) and fixed.
- the ends of the left Seilgetriebeleine (11 L) are on the one hand on the thick B-drum (13 B) and on the other hand on the slender A-drum (14 A) in the same direction, but with respect to the winding of the ends of the right Seilgetriebeleine (1 1 R) wound in opposite directions and attached.
- the outer rings of the epicyclic gears (17A, 17B) are blocked by the brakes (16A, 16B) by the spring force of the springs (34A, 34B).
- Rope line (1 1 R) remains stationary on the thick A-drum (13A) through the blocked A-overrunning clutch (33A).
- this increase in tractive effort causes the slender A-drum (33A), freewheeled by the A-over-center clutch relative to the A-axis (40A), to turn clockwise, leaving some left roping line (11 L) and the A-torsion spring (33). 32A).
- the other end of the left cable transmission line (11 L) remains stationary on the thick B-drum (13 B) by the blocked B-overrunning clutch (33 B).
- the mechanical feedback of the target specification of the control is shown.
- the target specification by an adjustment at the end of the brake setpoint lever (36) in the direction A of the control target specification (41) is specified.
- brake lever (37), brake lever (38) and A-brake lever (35A) the A-brake (16A) is released by being raised against the force of the spring (34A).
- the A-spindle nut moves on the A-spindle and thus also the Symmetrielagegebergeber (26) in the direction of nacelle carrier (15).
- cable guides (3 A, 31 B) can be realized by suitable gradients of the spindles (19A, 19B).
- Fig. 7 shows the cable guide of the cable transmission to the assignments and winding directions of the right Seilgetriebeleine (1 R) to the thick A-drum (13 A) and the slender B-drum (14 B) and the left cable transmission line (11 L) to the thick B-drum (13B) and the slender A-drum (14A).
- Fig. 8 shows a mechanical emergency control in which a grounded (58) pendulum (65) via a linkage (57) by means of a driver (61) by a locking bolt (62) is fixed, as long as current flows through the magnetic coil (63).
- the linkage (57) couples the brake setpoint lever (36) with the brake lever (60) in the sense of normal operation of the control target specification of FIG. 6.
- the spring (64) pulls the locking pin (62), thus solving the fixation, whereby a compression spring (59) moves the driver, so that the coupling of the brake setpoint lever (36) is released and a coupling of the brake lever (60) with the mass-bearing (58) pendulum (65) is formed.
- the force acting on the mass (58) gravity thereby assumes the control target (41).
- Control path 28A A-spindle nut
- Overrunning clutch inner ring Overrunning clutch outer ring Segment center roller R steering right half outside L Control left half outside R Right steering half inside L Control left half inside R Control right inside left Control left inside
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Abstract
In commercial shipping, a new age began with the use of wind force to drive ships by means of controlled, kite-like wind engagement elements. As a result of the connection by means of a pulling rope, the wind engagement element operates at heights, at which conventional sails are unusable, at said heights greater wind speed and wind steadiness prevail. Said technology can also be used in wind power plants having a controllable kite. The present control device is characterized by an improvement in regard to the operational reliability, service life, and energy yield of known systems. The presented multitude of feasible problem solutions is based on the principle of winding control lines onto rope drums in opposite directions in advantageous combination with active and passive components. The invention uses the available tensile forces to perform control motions and achieves high control speeds even under extreme load. Because the invention does without cumbersome control drives, the weight carried along and the expense of the nacelle energy supply are reduced. The improvement of the flight dynamics resulting therefrom is amplified by a system of individual adjustment of the aerodynamic properties of the wind engagement element. Control safety is thereby ensured even in extreme situations. The influencing of the angle of incidence segment-by-segment achieves the improvement of the flight dynamics under asymmetrical adjustment. The symmetrical adjustment by slacking the rear wing edge ensures that overloading is reliably avoided, because the load limitation is activated immediately by the direct mechanical coupling thereof. The layout as a double drive unit as a result of the design offers redundancy. In the event of a failure of the drives, the electronic controller, or the energy supply, an emergency controller brings the wind engagement element into a survival position in a passively controlled manner in order to shelter the wind engagement element on the ship side.
Description
Steuerungsvorrichtung für frei ausfliegende Windangriffselemente mit einer Tragflächengröße von mehr als 20 m2 Control device for free-flying windage elements with a wing size of more than 20 m 2
Beschreibung description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung eines an einem Zugseil frei ausfliegenden, der Nutzung von Zugkraft dienenden Windangriffselements, weiche aktive und passive Komponenten zur Veränderung der die Flugcharakteristik bestimmenden, wirksamen Längen von Leinen umfasst. The invention relates to a device for controlling a traction cable freely flying out, the use of traction wind attack element, which includes active and passive components for changing the flight characteristic determining, effective lengths of lines.
Aus dem Stand der Technik sind Vorrichtungen zur Windkraftnutzung für die Schifffahrt mittels gesteuerter, drachenartiger Windangriffselemente bekannt, die an einem Zugseil frei manövrierbar ausfliegen. Die Patente DE 102004018835, DE 02004018837, DE 102004018838 beschreiben die Windkraftnutzung durch frei ausfliegende Windangriffselemente zum Schiffsvortrieb, wie sie zurzeit in der kommerziellen Schifffahrt erprobt werden. Dabei wird das Wasserfahrzeug durch nur ein Zugseil mit einer Gondel verbunden, die über mindestens ein aktives Antriebselement zur Veränderung der aerodynamischen Wirkung des Windangriffselementes verfügt. In den Ansprüchen der DE102004018835 und der DE102004018837 wird explizit von aktiven Antriebselementen zur Veränderung der aerodynamischen Wirkung ausgegangen, also baulichen Komponenten, deren Betrieb eine direkt den Stell- und Devices for wind power use for navigation by means of controlled, kite-like wind engagement elements are known from the prior art, which fly on a pull rope freely maneuverable. The patents DE 102004018835, DE 02004018837, DE 102004018838 describe the use of wind power by free-flying windfall elements for ship propulsion, as they are currently being tested in commercial shipping. In this case, the vessel is connected by only one pull rope with a nacelle, which has at least one active drive element for changing the aerodynamic effect of the windage element. In the claims of DE102004018835 and DE102004018837 is explicitly assumed by active drive elements to change the aerodynamic effect, ie structural components whose operation directly a the Stell- and
Steuerungsaufgaben entsprechend leistungsfähige Energieversorgung erfordert. In DE102004018837 sind als aktives Antriebselement ein Antriebsmotor mit einem drehbar gelagerten Element, einer Wippe, einem Hebel, einer Zahnriemenscheibe vorgesehen, welches die Steuerieinen bewegt, die durch Flaschenzüge über- oder untersetzt werden können. Dieses findet auch Anwendung in den Anmeldungen der .Windenergieanlage mit steuerbarem Drachen" DE202006005389U1 , EP00000200499A1 , Control tasks correspondingly powerful power supply requires. In DE102004018837 are provided as an active drive element, a drive motor with a rotatably mounted element, a rocker, a lever, a toothed belt pulley, which moves the Steuerieinen that can be over-or understated by pulleys. This is also used in the applications of the "controllable-dragonfly wind turbine" DE202006005389U1, EP00000200499A1,
WO 2007/1 12993 A1 wobei hier die hohen, zum Fieren genutzten und die niedrigen, zum Einholen aufgewendeten Kräfte wesentlich durch die Position des Lenkdrachens bezüglich des Windfensters und der Windfensterränder bestimmt werden. Bei der derzeitigen Realisierung der Zugdrachensteuerung für Schiffe werden elektrische Getriebemotoren mit Zahnriemen und Umlenkungen in Form von Flaschenzügen eingesetzt. Zur Vermeidung von Überlastung wird in DE102004018838 das Fieren des schiffsseitigen Zugseils genannt. Weiter ist unter DE 10 2005 019 226, PCT/DE 2005/001 182 und USA Patentanmeldung 1 876 189 ein System zur Speicherung von Hysteresebewegungen („System for accumulating hysteresis movements") bekannt, welches repetitive, Hystereseschwellen über- und unterschreitende Kraftschwankungen an seinem Angriffspunkt nutzt, um diesen Punkt effektiv entgegen der Kraftrichtung zu bewegen und diese Bewegungen z. B. durch Aufwicklung von Seil zu kumulieren. Here, the high, used for Fieren and the low, spent for retrieving forces are determined essentially by the position of the steering krae with respect to the wind window and the wind window edges. In the current implementation of the kite control for ships electrical geared motors are used with timing belts and pulleys in the form of pulleys. To avoid overloading is called in DE102004018838 the fishing of the ship's rope. Furthermore, DE 10 2005 019 226, PCT / DE 2005/001 182 and US Patent Application 1 876 189 disclose a system for storing hysteresis movements ("system for accumulating hysteresis movements"), which has repetitive, hysteresis, fluctuations in force at its hysteresis threshold Attack point is used to move this point effectively against the direction of force and to accumulate these movements, for example by winding rope.
Die Anmeldung DE10 2004 018 837 erklärt die vielfältige Veränderung der aerodynamischen Eigenschaften des Windangriffselements als wünschenswert und wesentliche Steuerungsgröße, hält aber wenig konkretisierte Vorrichtungen zur Durchführung dieser unterschiedlichen Aufgaben bereit. The application DE10 2004 018 837 explains the various changes in the aerodynamic properties of the windage element as desirable and essential control variable, but holds little concrete devices for performing these different tasks.
Ein erster Nachteil bisher realisierter Vorrichtungen liegt in der Verwendung von Zahnriemen zur Betätigung der Steuerleinen. Hierbei besteht die Gefahr des Durchrutschens, und es ist ein genau rechter Winkel zwischen der frei im Raum liegenden Ebene des Zahnriemens und der Rotationsachse der Zahnriemenscheibe erforderlich, um Verschleiß zu vermeiden.
Ein weiterer Nachteil liegt darin, dass die Tragflächensegmente von einer Gondel aus zum Teil direkt und zum Teil über Flaschenzugrollen gesteuert werden, wobei die ganzzahligen Teilungsverhältnisse bei extremen Steueriagen zu großen Hubunterschieden und damit zu hoher Materialbelastung der Tragfläche an ihren Segmentgrenzen führen. A first disadvantage of previously implemented devices lies in the use of timing belts for operating the control lines. In this case, there is a risk of slipping, and it is an exactly right angle between the freely in space plane of the belt and the axis of rotation of the belt pulley required to avoid wear. Another disadvantage is that the wing segments are controlled by a gondola partly directly and partly on pulleys, the integer division ratios result in extreme Steueriagen to large Hubunterschieden and thus high material loading of the wing at their segment boundaries.
Der wesentliche Nachteil bisheriger Lösungen zur Verstellung und Steuerung des Windangriffselements besteht in der ausschließlich aktiven Betätigung der Steuerleinen, welche mit Energieeinsatz verbunden ist. Die Strömungswiderstände und -kräfte steigen im quadratischen Verhältnis zur Geschwindigkeit. Dadurch liegen bei hohen Windgeschwindigkeiten und den daraus resultierenden hohen Fluggeschwindigkeiten entsprechend hohe Kräfte an. Soll ein derartiges Drachensystem den Spitzengeschwindigkeiten von Böen standhalten, müssen alle Materialien und die Steuerantriebe für diesen Arbeitspunkt ausgelegt werden. Das bedeutet ein aktives Einholen der jeweiligen Steuerleinen durch leistungsfähige Antriebe entgegen den hohen Kraftspitzen bei Böen und damit gegenüber dem Normalbetrieb eine überdimensionierte Auslegung von Leistung, Energiespeichergröße, Materialfestigkeit und Stromversorgung mit entsprechend ungünstigen Konsequenzen auf die erforderliche Mindestwindgeschwindigkeit für das Starten und Landen wegen des erhöhten Fluggewichts und einer Minderung der nutzbaren Zugkraft durch das zu tragende Eigengewicht. The main disadvantage of previous solutions for the adjustment and control of the windage element consists in the exclusively active actuation of the control lines, which is associated with energy use. The flow resistance and forces increase in the quadratic ratio to the speed. This results in high wind speeds and the resulting high airspeeds correspondingly high forces. If such a kite system is to withstand the peak velocities of gusts, all materials and the control drives must be designed for this operating point. This means an active catching up of the respective control lines by powerful drives against the high force peaks in gusts and thus compared to normal operation an oversized design of performance, energy storage size, material strength and power supply with correspondingly unfavorable consequences to the required minimum wind speed for starting and landing because of the increased flight weight and a reduction of the usable tensile force by the weight to be carried.
Eine weitere Konsequenz aus der Verwendung eines aktiven Steuerantriebs ist das mit seiner konstruktionsbedingten Maximalleistung verbundene Sinken der Steuergeschwindigkeit bei steigender Last. Das führt dazu, dass in Phasen höchster Belastung überiebenswichtige Steuerbewegungen langsamer ausgeführt werden und damit das Risiko steigt, dass das Windangriffselement außer Kontrolle gerät. Another consequence of using an active control drive is the decrease in the control speed associated with its design maximum power as the load increases. As a result, overly important control movements are carried out more slowly in phases of maximum load and thus the risk increases that the windage element gets out of control.
Als unmittelbare Gefahrenabwehr gegen die Überlastung während starker Böen ist zurzeit nur das Fieren des Zugseils dokumentiert, welches durch die schiffs- oder bodenseitige, auf der Seiltrommel verfügbare restliche Seillänge begrenzt ist und den Nachteil birgt, dass ein entsprechender Seilvorrat auf der Seiltrommel vorgehalten werden muss, was insbesondere bei stromleiterführendem Zugseil eine Erhöhung des Leitungsverlusts zur Folge hat. As an immediate security against overloading during heavy gusts, at the moment only the hauling of the hauling rope is documented, which is limited by the length of the rope available on the rope drum, and has the disadvantage that a corresponding supply of ropes must be kept on the rope drum. which in particular has an increase in the line loss in the case of a conductor-carrying towing cable.
Als weitere Strategie zur Überlastvermeidung kommt derzeit nur Vertass auf die Steuerung zum Ausweichen des gesamten Windangriffselements in eine Position mit geringeren Windangriffskräften in Betracht, was mit der ungünstigen Kombination einer notwendigen kurzen Reaktionszeit mit dem erforderlichen großen Steuerweg verbunden ist. Das Einsatzrisiko wird zudem durch die begrenzte, zum Fieren vorrätige Leinenlänge und die schwer abschätzbare und insbesondere kaum praktisch testbare Funktion des Autopiloten in den vielfältigen Extremsituationen erhöht. As a further strategy for avoiding overloads, only the use of the control for deviating the entire windage element into a position with lower wind forces is currently possible, which is associated with the unfavorable combination of a necessary short reaction time with the required large control travel. The risk of use is also increased by the limited, available to Fieren line length and the difficult to estimate and in particular hardly practically testable function of the autopilot in the various extreme situations.
Die Unterbrechung der schiffsseitigen Stromversorgung der Gondel erfordert die Auslegung der Akkukapazität für mindestens ein ganzes Einholmanöver. Ein Ausfall der Antriebe oder der Steuerelektronik in der Gondel macht einen Absturz unausweichlich. The interruption of the nacelle's ship's power supply requires the design of the battery capacity for at least one complete pickup maneuver. A failure of the drives or the control electronics in the nacelle makes a crash inevitable.
Windkraftanlagen auf Basis von Lenkdrachen mit festem Anströmwinkel sind in der Energieausbeute beschränkt, wenn diese regelmäßig zugkraftarme Sektoren aufsuchen müssen, um das gefierte Seil wieder einholen zu können.
Aufgabenstellung Wind turbines based on stunt kites with a fixed angle of attack are limited in energy yield when they have to visit regularly low-traction sectors in order to catch up with the rope being towed. task
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zumindest eines der Probleme der vorbekannten Vorrichtungen zu verringern und eine hinsichtlich der Betriebssicherheit, Lebensdauer und Energieausbeute verbesserte Vorrichtung bereit zu stellen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem eine erfindungsgemäße Steuerungsvorrichtung mindestens eine Antriebseinheit aufweist, welche die verstellbare Anbindung eines frei ausfliegenden Windangriffselements am Zugseil durch gegensinniges Aufwickeln von Steuerleinen oder Riemen auf mindestens einer Seiltrommel realisiert. The object of the invention is to reduce at least one of the problems of the previously known devices and to provide an improved device with regard to operational safety, service life and energy yield. This object is achieved by a control device according to the invention comprises at least one drive unit, which implements the adjustable connection of a freely flying windfall element on the pull rope by opposing winding of control lines or belts on at least one cable drum.
Die Begriffsbestimmung der folgenden, im weiteren Text durchgehend verwendeten Begriffe dient der klaren Differenzierung. .Steuern" kennzeichnet kurzfristig wirksame Positionierbewegung von Komponenten im Sinne der unmittelbaren Beeinflussung der momentanen Bewegungsrichtung des Windangriffselementes.„Stellen" kennzeichnet meist längerfristig wirksame Positionierbewegung bestimmter Komponenten, z. B. mit Wirkungen auf die Form und andere aerodynamische Eigenschaften der Tragfläche zur Anpassung an gegebene Windbedingungen oder gewünschte Steuerstrategien. The definition of the following terms, which are used throughout the text, serves to clearly differentiate. "Control" denotes short-term effective positioning movement of components in the sense of directly influencing the current direction of movement of the windage element. "Positions" usually identifies long-term effective positioning movement of certain components, eg. B. with effects on the shape and other aerodynamic properties of the wing to adapt to given wind conditions or desired control strategies.
.Angriffspunktverlagerung" kennzeichnet die Verlagerung des Zugseilanschlags relativ zum Windangriffselement einerseits quer zur Flugrichtung zwecks Steuern und andererseits in Flugrichtung zwecks Einstellen des Anströmwinkels der Tragfläche.„Segmente" kennzeichnet die Aufteilung der Tragfläche gemäß den angreifenden Steuerleinen in Abschnitte quer zur Flugrichtung, deren differenzierte "Attack Point Shifting" denotes the displacement of the cable stop relative to the windage element on the one hand transversely to the direction of flight for the purpose of controlling and on the other hand in the direction of flight for adjusting the angle of attack of the wing. "Segments" characterizes the division of the wing according to the attacking control lines into sections transverse to the direction of flight whose differentiated
Ansteuerung über die einzelnen Leinenhübe geschieht.„Flächenverwindung" kennzeichnet das Einstellen unterschiedlicher Anströmwinkel der rechten und linken Seite der Tragfläche. Dadurch wird einerseits direktes Steuern und andererseits die Verminderung der bei Angriffspunktverlagerung eingesetzten Steuerarbeit ermöglicht.„Frontprofiländerung" kennzeichnet die spiegelsymmetrische Veränderung des Frontprofils der Tragfläche zwecks Anpassung ihrer aerodynamischen Eigenschaften an die Windsituation. "Surface warping" marks the setting of different angles of attack on the left and right sides of the wing, thus enabling direct control and reducing the control work used when the point of application is shifted in order to adapt their aerodynamic properties to the wind situation.
Bei den Steuerleinen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist keine genau rechtwinklige Ebene der Krafteinwirkungen zur Rotationsachse der Seiltrommeln erforderlich, weil keine Zahnriemen eingesetzt, sondern direkt Seile angetrieben werden, welche sich in mehr als einer Ebene verbiegen lassen. In the control lines of the device according to the invention is not exactly right-angle plane of the forces acting on the axis of rotation of the cable drums required because no toothed belt used, but directly ropes are driven, which can be bent in more than one plane.
Außerdem kann das korrekte Aufwickeln durch mitbewegte Führungsrollen unterstützt werden. In addition, the correct winding can be supported by mitbewegte guide rollers.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform werden durch die Verwendung verschiedener Trommeldurchmesser bei der Aufwicklung der segmentweise zur Tragfläche zugeordneten Steuerleinen unterschiedliche, über die Tragflächenspannweite frei wählbare Steuerhübe realisiert, welche unabhängig von den ganzzahligen Teilungsverhältnissen von Flaschenzügen sind und damit bei extremen Steuerlagen die Belastungsdifferenzen des Tragflächenmaterials an den jeweiligen Segmentgrenzen senken. Anstatt der unterschiedlichen Trommeldurchmesser erzielen auch Getriebestufen zwischen den Trommeln die gleiche Wirkung. In an advantageous embodiment, the use of different drum diameters in the winding of segmented to the wing control lines different, on the wing span freely selectable Steuerhübe realized, which are independent of the integer division ratios of pulleys and thus at extreme control positions, the load differences of the wing material to the respective Lower segment limits. Instead of the different drum diameter and gear stages between the drums achieve the same effect.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform werden die Steuerleinen zusätzlich über die Tragflächentiefe aufgeteilt und bezüglich der Tragflächenspannweite symmetrisch auf vordere und hintere Trommeln gegensinnig aufgewickelt, deren Durchmesser jeweils geringe Unterschiede aufweisen, wodurch an Steuerbewegungen zur Kraftangriffspunktverlagerung eine Tragflächenverwindung gekoppelt wird.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Steuerungsvorrichtung als Doppelantriebseinheit mit zwei Steuer-/Ladeantrieben ausgebildet, die jeweils mindestens zwei miteinander verbundene Seiltrommeln unterschiedlichen Durchmessers aufweisen, die eine Bewegung der beiden Steuerleinen, welche jeweils an einer Umlenkrolle angeschlagen sind, ausführen, wodurch eine aktive Steuerung mit geringer Leistungsaufnahme des Antriebs oder eine die momentane Zugkraft nutzende, passive Steuerung ganz ohne Leistungsaufnahme des Antriebs realisiert wird. Hierbei werden untereinander gleichsinnig das eine Ende einer rechten Seilgetriebeleine auf der dicken Trommel der ersten Antriebseinheit und das andere Ende auf der schlanken Trommel der zweiten Antriebseinheit aufgewickelt. Gegensinnig zu dieser Aufwicklung werden das eine Ende einer linken Seilgetriebeleine auf der dicken Trommel der zweiten Antriebseinheit und das andere Ende auf der schlanken Trommel der ersten Antriebseinheit aufgewickelt. Wenn die Drehmomentübertragung zwischen einer Antriebseinheit und deren Trommelpaar durch eine Kupplung oder ein ungebremstes Gehäuse eines Umlaufgetriebes unterbrochen wird, entsteht unter der Voraussetzung etwa gleicher Zugkräfte an rechter und linker Steuerleine eine Momenten-Differenz, aufgrund derer die Seilgetriebeleine der einen Seite von der dicken Trommel abgewickelt und durch die gegensinnige Wickelrichtung auf derselben Achse eine entsprechend geringere Länge der Seilgetriebeleine von der Gegenseite auf der schlanken Trommel aufgewickelt wird. Dieses passive Steuerungsprinzip funktioniert aufgrund der zweifachen Ausführung der Antriebseinheit in beiden Richtungen. Das für eine derartige passive Steuerbewegung erforderliche Antriebsmoment wird ausschließlich durch die momentan anliegende Zugkraft aufgebracht. Dadurch ist immer die notwendige Steuerkraft und -geschwindigkeit gewährleistet, insbesondere auch in Extremsituationen wie z.B. Böen. Dementsprechend entfällt eine gegenüber dem Normalbetrieb überdimensionierte Auslegung von Antriebsleistung, Energiespeichergröße, Materialfestigkeit und Stromversorgung. Aufgrund des eingesparten Fluggewichts sinkt auch die erforderliche Mindestwindgeschwindigkeit für das Starten und Landen, und die nutzbare Zugkraft steigt ebenso wie die Flugdynamik des Windangriffselements, wodurch das Ausweichen aus potenziellen Überlastungssituationen in eine Position mit geringeren Windangriffskräften in einer notwendigen kurzen Reaktionszeit in Verbindung mit der erforderlichen Steuerdynamik ermöglicht wird. In a further advantageous embodiment, the control lines are additionally divided over the wing depth and symmetrically wound with respect to the wing span on front and rear drums whose diameter each have small differences, which is coupled to control movements for Kraftangriffspunktverlagerung Tragflächenverwindung. In a further advantageous embodiment, the control device according to the invention is designed as a double drive unit with two control / charging drives, each having at least two interconnected cable drums of different diameters, which execute a movement of the two control lines, which are each struck on a pulley, whereby an active Control with low power consumption of the drive or using the instantaneous traction, passive control is realized without any power consumption of the drive. In this case, one end of a right cable transmission line on the thick drum of the first drive unit and the other end are wound on each other in the same direction on the slender drum of the second drive unit. In opposition to this winding, one end of a left cable transmission line is wound on the thick drum of the second drive unit and the other end on the slender drum of the first drive unit. If the torque transmission between a drive unit and the drum pair is interrupted by a clutch or an unbraked housing of a planetary gear, provided on the assumption of about the same tensile forces on right and left control line a torque difference due to which the cable transmission line unwound from one side of the thick drum and by the opposite direction of winding on the same axis a correspondingly shorter length of the cable transmission line is wound from the opposite side on the slender drum. This passive control principle works in both directions due to the double design of the drive unit. The drive torque required for such a passive control movement is applied exclusively by the currently applied tensile force. As a result, always the necessary control force and speed is guaranteed, especially in extreme situations such as gusts. Accordingly, an over-dimensioned design of drive power, energy storage size, material strength and power supply is eliminated compared to normal operation. Due to the saved air weight, the required minimum wind speed for take-off and landing also decreases, and the usable tractive effort increases as well as the flight dynamics of the windage element, thereby avoiding potential overload situations to a position with lower wind attack forces in a necessary short reaction time in conjunction with the required control dynamics is possible.
Während jeder derartigen, passiven Steuerbewegung entfernen sich, summarisch betrachtet, die Tragflächensegmente von der Steuereinheit. Dadurch wird es erforderlich, die Seilgetriebeleinen für weitere Steuerbewegungen wieder auf die Trommeln zu laden. Da die Zeitdauer der Steuerbewegungen im Verhältnis zum Halten einer statischen Steuerposition gering ist, steht verhältnismäßig viel Zeit zur Verfügung, um dies durch Antriebe mit hoch untersetztem Getriebe bei geringer Leistungsaufnahme zu realisieren, wobei eine jeweils kürzere Länge dieser Seilgetriebeleinen auf den schlanken Trommeln abgewickelt wird. In der Summe betrachtet, wird damit der Abstand der Tragfläche von der Steuergondel wieder kleiner und damit in die Ausgangssituation vor den passiven Steuerbewegungen gebracht. Ohne Kupplung oder Bremse kann die zuvor beschriebene Momenten-Differenz auch genutzt werden, um jeweils den entsprechenden Steuerantrieb bei der Steuerarbeit zu entlasten. Darüber hinaus kann ein elektrischer Antrieb als Generator betrieben werden. Unter geeigneten Bedingungen ergibt sich daraus die Begrenzung des Stromtransports im Zugseil bis hin zur Möglichkeit seiner kompletten Einsparung.
Die Doppelantriebseinheit beinhaltet eine zusatzliche, konstruktionsbedingte Redundanz, wobei der Ausfall eines Antriebes von dem anderen Antrieb kompensiert werden kann, da er ohne zusätzliche Komponenten oder Schaltvorgänge beide Steuerbewegungen verrichten kann. During each such passive control movement, in summary, the wing segments are removed from the control unit. This makes it necessary to load the Seilgetriebeleinen again for further control movements on the drums. Since the duration of the control movements is small relative to maintaining a static control position, a relatively large amount of time is available to accomplish this with low-power high-gear transmission drives, with each shorter length of these cable gearing unwound on the slender drums. In sum, the distance of the wing from the control pod is again smaller and thus brought into the initial situation before the passive control movements. Without clutch or brake, the above-described torque difference can also be used to relieve each of the corresponding control drive in the control work. In addition, an electric drive can be operated as a generator. Under suitable conditions, this results in the limitation of the current transport in the towing rope up to the possibility of its complete saving. The dual drive unit includes additional design redundancy, whereby the failure of one drive can be compensated for by the other drive since it can perform both control movements without additional components or shifting operations.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Doppelantriebseinheit mit Spindeln auf den Trommelachsen ausgebildet, an deren Spindelmuttern einerseits jeweils eine axiale Seilführung zur Aufwicklung auf die Trommeln gekoppelt ist und andererseits über Getriebekomponenten die Lage eines Symmetrielagegebers bestimmt wird, der die Ist-Steuerlage darstellt und damit einen Regelkreis über die mechanische Rückführung der Steuer-Sollvorgabe auf Bremsen oder Kupplungen ermöglicht. Dieselbe Funktion ist auch mit einen Differentialgetriebe realisierbar. In an advantageous embodiment, the double drive unit according to the invention is formed with spindles on the drum axles on whose spindle nuts on the one hand an axial cable guide is coupled for winding on the drums and on the other hand via transmission components, the position of a Symmetrielagegebers is determined, which represents the actual control position and thus one Loop via the mechanical feedback of the control target specification on brakes or clutches allows. The same function is also possible with a differential gear.
Eine derartige erfindungsgemäße Doppelantriebseinheit mit Regelkreis wird vorteilhaft erweitert durch eine Notsteuerung, welche über ein massebehaftetes Pendel, dessen schwerkraftbestimmte Lage über Getriebekomponenten mechanisch die Steuer-Sollvorgabe bestimmt. Indem eine derartige, im Normalbetrieb deaktivierte Kopplung über Getriebekomponenten zuschaltbar ausgebildet ist, kann damit z. B. beim Ausfall von Antrieben, elektronischer Steuerung oder Energieversorgung eine bestimmte Überlebensposition des Windangriffselements passiv angesteuert werden, um es schiffs- oder bodenseitig einzuholen. Als Masse für das Pendel kommen konkret insbesondere Bauteile in Frage, die ohnehin mitgeführt werden, und die keiner funktional bedingten Anordnung unterliegen, wie z. B. Akkumulatoren. Such a dual drive unit with control loop according to the invention is advantageously extended by an emergency control, which mechanically determines the desired control input via a mass pendulum whose gravitational position determines via transmission components. By such a deactivated in normal operation coupling geared components is formed, so z. B. in case of failure of drives, electronic control or power supply a certain survival position of the windage element are passively driven to catch it ship or bottom side. As a mass for the pendulum specifically come in particular components in question, which are carried anyway, and are not subject to any functionally related arrangement, such. B. accumulators.
Eine vorteilhafte asymmetrische Verstellung des Anströmwinkels der beiden Tragflächenseiten zur Tragflächenverwindung zwecks Verbesserung der Kurvenflugeigenschaften kann über eine Umlenkrolle, welche einen gegensinnigen Hub einer Back-Ausgleichsleine bewirkt, entweder durch eine Verbindung der Back-Ausgleichsleine mit der Steuer-Sollvorgabe oder der Ist-Steuerlage oder durch einen eigenen Stellantrieb der Back-Ausgleichsleine realisiert werden. An advantageous asymmetric adjustment of the angle of attack of the two wing sides for Tragflächenverwindung in order to improve the curve flight characteristics can via a pulley, which causes an opposing stroke of a back-compensation line, either by a compound of the back-compensation line with the control target specification or the actual control position or by a separate actuator of the back-compensation line can be realized.
Eine vorteilhafte symmetrische Verstellung des Anströmwinkels der beiden Tragflächenseiten wird durch die Einführung von Back-Steuerieinen erzielt, die an der Tragflächenhinterkante angeschlagen sind und deren Länge aktiv oder passiv eingestellt werden kann. Die aktive Verstellung mittels Stellantrieben ist geeignet zur Anpassung der Flugeigenschaften an die Windgeschwindigkeit. Dies ist auch zur Zugkraftsenkung bei Windkraftanlagen mit gesteuerten Lenkdrachen vorteilhaft, um den Energieaufwand während des Einholens zu minimieren und die ertragsarmen Zeiten der Ansteuerung eines Flugbahnabschnitts mit niedrigen Seilzugkraft weitgehend zu vermeiden. Zur passiven Verstellung mittels Federkraft zur Vermeidung von Überlastsituationen werden die wirksamen Längen von Steuerleinen zum hinteren Bereich der Tragfläche bei Überschreiten einer vorgegebenen Zugkraft gegen die Kraft einer vorgespannten Feder symmetrisch vergrößert und direkt zu den segmentspezifischen Steuerhüben addiert und beim Absinken der Zugkraft durch die Federkraft wieder verkleinert, was einem vorübergehenden symmetrischen Fieren des rechten und linken hinteren Bereichs der Tragfläche entspricht. An advantageous symmetrical adjustment of the angle of attack of the two sides of the wing is achieved by the introduction of back-Steuerieinen, which are struck on the wing trailing edge and whose length can be set active or passive. The active adjustment by means of actuators is suitable for adapting the flight characteristics to the wind speed. This is also advantageous for reducing the tension in wind turbines with steered kites to minimize the energy expenditure during hauling and to largely avoid the low-yield times of the control of a trajectory section with low cable traction. For passive adjustment by means of spring force to avoid overload situations, the effective lengths of control lines to the rear of the wing are symmetrically increased when exceeding a predetermined tension against the force of a preloaded spring and added directly to the segment-specific control strokes and reduced again when lowering the tensile force by the spring force , which corresponds to a temporary symmetrical fibrillation of the right and left rear portions of the wing.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung können über Hystereseschwellen hinausgehende Zugkraftänderungen genutzt werden, um Seillänge entgegen der wirkenden Zugkraft zu speichern, die dann wieder zu Steuerbewegungen zur Verfügung steht, d. h. die dicken Seiltrommeln können unabhängig von aktiven Antrieben geladen werden, indem Seiltrommelpaare
unterschiedlichen Durchmessers jeweils mit einer Überholkupplung gegenüber der gemeinsamen Antriebswelle ausgestattet sind. Hierbei werden die Seiltrommeln untereinander mit einem Rotationsarbeit speichernden Federelement verbunden, Die Überholkupplungen sind derart montiert, dass bei steigender Zugkraft die dicke Trommel gegenüber der Antriebswelle blockiert ist und mittels Fieren von Seilgetriebeleine die schlanke Trommel die Antriebswelle überholt und die Torsionsfeder spannt. Bei sinkender Kraft kann die schlanke Trommel gegenüber der Antriebswelle nicht zurückgedreht werden, und dadurch holt nach einer Hystereseschwelle die dicke Trommel durch Entspannen der Torsionsfeder Seilgetriebeleine ein, wobei sie die Antriebswelle überholt. Nach jedem Zyklus derartiger Kraftsteigerung und Kraftsenkung über Hystereseschwellen hinaus befindet sich mehr Seillange auf den beiden Trommeln als zuvor. Hiermit werden die Kraftangriffspunkte an den Seilgetriebe-Umlenkrollen über die Seilgetriebeleinen entgegen der wirkenden Kraft bewegt und speichern Seillänge. In a further advantageous embodiment of the device according to the invention can be used beyond Hystereseschwellen traction changes to store rope length against the tensile force acting, which is then available again to control movements, ie the thick cable drums can be loaded independently of active drives by Seiltrommelpaare different diameter are each equipped with an overrunning clutch relative to the common drive shaft. The overrunning clutches are mounted such that with increasing traction the thick drum is blocked relative to the drive shaft and the slender drum overhauls the drive shaft by means of cables, and tensions the torsion spring. With decreasing force, the slender drum relative to the drive shaft can not be turned back, and thereby brings after a hysteresis, the thick drum by relaxing the torsion spring cable transmission line, wherein it overhauled the drive shaft. After each cycle of such power increase and force reduction beyond hysteresis thresholds, there is more rope on the two drums than before. Hereby, the force application points on the rope transmission pulleys are moved against the acting force via the rope transmission lines and store rope length.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weisen die Seiltrommeln eine bestimmte rotationssymmetrische Grundform auf, wobei der wirksame Trommeldurchmesser durch seine Hebelwirkung am jeweiligen Punkt des Seilauslaufs das wirksame Moment mitbestimmt, welches mithin der jeweils aufgewickelten Leinenlänge eindeutig zugeordnet wird. Damit das Seil die vorgesehene Wickellage sicher einnimmt, können Seilführungsnuten eingearbeitet oder eine achsparallele Führung angebracht werden. Wird als Grundform der Seiltrommeln ein in Abwicklungsrichtung zunehmender Durchmesser gewählt, so bewirkt die jeweils stärker gefierte Antriebseinheit durch den größeren momentan wirksamen Trommeldurchmesser bei der Speicherung von Seillänge durch Hysteresebewegungen einen Vorrang und damit eine automatische Angleichung des Ladezustandes der beiden Antriebseinheiten. In a further advantageous embodiment, the cable drums have a certain rotationally symmetrical basic shape, wherein the effective drum diameter co-determined by its leverage at each point of the cable outlet the effective moment, which is therefore uniquely associated with each wound line length. So that the rope assumes the intended winding position securely, Seilführungsnuten can be incorporated or an axis-parallel guide can be attached. If, as the basic form of the rope drums, an increasing diameter is chosen in the direction of unwinding, the stronger drive unit in each case gives priority to the storage of rope length by hysteresis movements and thus an automatic adjustment of the charge state of the two drive units due to the larger currently effective drum diameter.
Die freie Wählbarkeit der Steuerhübe auf Basis der Trommeldurchmesser ist durch das materialbedingte Verhältnis von Leinendurchmesser zu Mindest-Trommeldurchmesser nach unten und durch die wünschenswerte Kompaktheit des Gesamtsystems nach oben begrenzt. Die vorteilhafte Erweiterung einer erfindungsgemäßen Doppel-Antriebseinheit um weitere, über Getriebestufen verbundene The free selectability of the control strokes based on the drum diameter is limited by the material-related ratio of line diameter to minimum drum diameter down and by the desirable compactness of the overall system upwards. The advantageous extension of a double drive unit according to the invention by more connected via gear stages
Seiltrommelpaare, welche segmentweise Seilgetriebeleinen aufwickeln, ermöglicht die Festlegung der einzelnen Steuerhübe der aufgewickelten Leinen durch die gewählten Getriebestufen. Zusätzlich wird durch die Aufteilung der einzelnen Steuerleinen auf weitere Seilgetriebe eine Verteilung der Gesamtkraft erreicht, wodurch im einzelnen geringere Seildurchmesser verwendet werden können, weiche sich auf schlankeren Trommeln aufwickeln lassen.
Cord drum pairs, which wind up segment-wise Seilegetriebeleinen, allows the determination of the individual control strokes of the wound lines by the selected gear stages. In addition, a distribution of the total force is achieved by the division of the individual control lines on other cable transmission, which in detail smaller rope diameters can be used, which can be wound up on slimmer drums.
Figurenübersicht LIST OF FIGURES
Fig. 1 Steuerungsgondel mit gegensinnig aufgewickelten Steuerleinen Fig. 1 control gondola with oppositely wound control lines
Fig. 2 Steuerungsgondel mit Doppelantrieb und umgelenkten, gegensinnig aufgewickelten Fig. 2 control gondola with double drive and deflected, wound in opposite directions
Seilgetriebeleinen Rope transmission lines
Fig. 3 Windangriffselement in Explosionsansicht mit Doppelantrieb-Steuerungsgondel Fig. 3 Windage element in exploded view with double drive control nacelle
Fig. 4 Steuerungsgondel mit Doppelantrieb und mehrstufigen Seilgetrieben Fig. 4 control gondola with double drive and multi-stage cable gears
Fig. 5 Überholkupplung im Detail Fig. 5 overrunning clutch in detail
Fig. 6 Steuerungsgondel in Seitenansicht mit Hysterese-Seilladesystem Fig. 6 control gondola in side view with hysteresis cable loading system
Fig. 7 Seilführung des Seilgetriebes Fig. 7 cable guide of the cable transmission
Fig. 8 Mechanische Notsteuerung Fig. 8 Mechanical emergency control
Beschreibung der Figuren Description of the figures
Die Zeichnungen des Windangriffselements sind regelmäßig so angeordnet, dass die Flugrichtung in X- Richtung zu verstehen ist, also aus der Zeichnung heraus. Dadurch ist seine rechte Seite mit den dazu gehörigen Bezeichnern auf der linken Seite der Zeichnung und seine linke Seite mit den dazu gehörigen Bezeichnern auf der rechten Seite der Zeichnung angeordnet. The drawings of the windage element are regularly arranged so that the direction of flight in the X direction is to be understood, so from the drawing out. As a result, his right side with the associated identifiers on the left side of the drawing and its left side with the associated identifiers on the right side of the drawing is arranged.
Der Begriff Rechtsdrehung orientiert sich regelmäßig an der eingezeichneten Rotationsrichtung und der Begriff Linksdrehung an der Gegenrichtung. The term right turn is oriented regularly at the marked rotation direction and the term left turn at the opposite direction.
Fig. 1 zeigt eine Steuerungsgondel mit gegensinnig aufgewickelten Steuerleinen. Fig. 1 shows a control gondola with oppositely wound control lines.
Bei einer Rechtsdrehung der Seiltrommeln (48, 49, 50) durch den Antrieb (51 ) werden die rechten Steuerieinen (9R, 46R, 47R) auf- und die linken Steuerleinen (9L, 46L, 47L) abgewickelt, wodurch die rechten Steuerleinen (9R, 46R, 47R) mit der rechten Tragflächenseite (2R, 4R, 5R) eingeholt werden und die linken Steuerleinen (9L, 46L, 47L) mit der linken Tragflächenseite (2L, 4L, 5L) gefiert werden. Bei einer Linksdrehung des Antriebes (51 ) ist es umgekehrt. Das Verhältnis der Steuerhübe der äußeren Steuerleinen (9R, 9L) zu denen der halbinneren Steuerieinen (46R, 46L) zu denen der inneren In a clockwise rotation of the cable drums (48, 49, 50) by the drive (51), the right Steuerieinen (9R, 46R, 47R) and the left control lines (9L, 46L, 47L) unwound, whereby the right control lines (9R , 46R, 47R) to the right wing side (2R, 4R, 5R), and the left control lines (9L, 46L, 47L) to the left wing side (2L, 4L, 5L). With a left turn of the drive (51), it is reversed. The ratio of the control strokes of the outer control lines (9R, 9L) to those of the semi-inner control lines (46R, 46L) to those of the inner control lines
Steuerieinen (47R, 47L) entspricht dem Verhältnis des Durchmessers der dicken Seiltrommel (48) zu dem der mittleren Seiltrommel (49) zu dem der schlanken Seiltrommel (50). Control (47R, 47L) corresponds to the ratio of the diameter of the thick cable drum (48) to that of the middle cable drum (49) to that of the slender cable drum (50).
Fig. 2 zeigt eine Steuerungsgondel mit Doppelantrieb und umgelenkten, gegensinnig aufgewickelten Seilgetriebeleinen (1 1 R, 11 L). Fig. 2 shows a control gondola with double drive and deflected, wound in opposite directions Seilegetriebeleinen (1 1 R, 11 L).
Bei etwa gleicher Belastung der beiden Tragflächenseiten wird eine Steuerungsbewegung nach links mit geringem oder ohne Energieaufwand bewirkt durch eine Linksdrehung der A-Seiltrommeln (13A, 14A) durch ihren Antrieb (18A), wobei die linke Seilgetriebeleine (1 1 L) auf- und die rechte Seilgetriebeleine
(11 R) abgewickelt wird, wodurch die linke äußere Steuerleine (9L) und die linke Tragflächenseite (5L) etwas weniger weit eingeholt wird als die rechte äußere Steuerleine (9R) mit der rechten Tragflächenseite (5R) gefiert wird. Auch eine Freischaltung der A-Bremse (16A) kann diese Linksdrehung ihrer At about the same load on the two sides of the wing a steering movement to the left with little or no energy is caused by a left-handed rotation of the A-cable drums (13A, 14A) by their drive (18A), the left Seilgetriebeleine (1 1 L) up and right rope transmission line (11 R), whereby the left outer control line (9 L) and the left side wing (5 L) is slightly less far than the right outer wing (9 R) with the right wing side (5 R) is fetched. A release of the A-brake (16A), this left turn their
Seiltrommeln (13A, 14A) bewirken, welche dann durch eine Differenz der Drehmomente entsprechend den unterschiedlichen Durchmessern der Seiltrommeln (13A, 14A) angetrieben werden. Causing cable drums (13A, 14A), which are then driven by a difference in the torques corresponding to the different diameters of the cable drums (13A, 14A).
Eine Steuerungsbewegung nach rechts mit Energieaufwand wird durch eine Rechtsdrehung der A- Seiltrommeln (13A, 14A) mittels ihres Antriebs (18A) bewirkt, wobei die rechte Seilgetriebeleine (1 1 R) auf- und die linke Seilgetriebeleine (1 1 L) abgewickelt werden, wodurch die rechte äußere Steuerleine (9R) mit der rechten Tragflächenseite (5R) etwas weiter eingeholt wird als die linke äußere Steuerleine (9L) mit der linken Tragflächenseite (5L) gefiert wird. A control movement to the right with energy expenditure is effected by a clockwise rotation of the A-cable drums (13A, 14A) by means of their drive (18A), wherein the right cable transmission line (1 1 R) and the left cable transmission line (1 1 L) are unwound, whereby the right outer wing (9R) is caught with the right wing side (5R) a little farther than the left outer wing (9L) is left with the left wing (5L).
Bei etwa gleicher Belastung der beiden Tragflächenseiten wird eine Steuerungsbewegung nach rechts mit geringem oder ohne Energieaufwand bewirkt durch eine Rechtsdrehung der B-Seiltrommeln (13B, 14B) mittels ihres Antriebs (18B), wobei die rechte Seilgetriebeleine (11 R) auf- und die linke Seilgetriebeleine (1 1 L) abgewickelt werden, wodurch die rechte äußere Steuerleine (9R) mit der rechten Tragflächenseite (5R) etwas weniger weit eingeholt wird als die linke äußere Steuerleine (9L) mit der linken Tragflächenseite (5L) gefiert wird. Auch eine Freischaltung der B-Bremse (16B) kann diese Rechtsdrehung ihrer Seiltrommeln (13B, 14B) bewirken, welche dann durch eine Differenz der Drehmomente entsprechend den unterschiedlichen Durchmessern der Seiltrommeln (13B, 14B) angetrieben werden. At about the same load on the two sides of the wing a control movement to the right with little or no energy is caused by a clockwise rotation of the B-cable drums (13 B, 14 B) by means of their drive (18 B), the right Seilgetriebeleine (11 R) up and the left Rope (1 1 L) are unwound, whereby the right outer control line (9R) with the right wing side (5R) is slightly less far than the left outer control line (9L) with the left wing side (5L) is gefhrt. Activation of the B-brake (16B) can also cause this clockwise rotation of its cable drums (13B, 14B), which are then driven by a difference in the torques corresponding to the different diameters of the cable drums (13B, 14B).
Eine Steuerungsbewegung nach links mit Energieaufwand wird durch Linksdrehung der B-Seiltrommeln (13B, 14B) mittels ihres Antriebs (18B) bewirkt, wobei die linke Seilgetriebeleine (11 L) auf- und die rechte Seilgetriebeleine (1 1 R) abgewickelt werden, wodurch die linke äußere Steuerleine (9L) mit der linken Tragflächenseite (5L) etwas weiter eingeholt wird als die rechte äußere Steuerleine (9R) mit der rechten Tragflächenseite (5R) gefiert wird. A left-hand control movement with energy expenditure is effected by turning the B-cable drums (13B, 14B) to the left by means of their drive (18B), unwinding the left cable-transmission line (11 L) and unwinding the right-hand rope transmission line (1 1 R) left outer control line (9L) with the left wing side (5L) is caught a little further than the right outer control line (9R) with the right wing side (5R) is gefhrt.
Fig. 3 stellt ein Windangriffselement in Explosionsansicht mit Doppelantrieb-Steuerungsgondel dar. Es werden 9 Segmente des Windangriffselements (5R, 4R, 3R, 2R, 1 , 2L, 3L, 4L, 5L) mit Tragleinenbäumen dargestellt, wobei die acht verbindenden Segmente ohne direkte, segmentbezogene Tragleinenzuordnung, zwecks besserer Übersicht nur durch die gestrichelten Linien ohne Originaltreue dargestellt sind. Das gesamte Windangriffselement ist mit dem Gondelträger (15) erstens am Fixlager (12) mit statisch fixierten Steuer- und Tragleinenenden, zweitens mit der Back-Ausgleichleine (20) über Backleinen- Umlenkrollen (21 , 27), drittens der Back-Mittelleine (30) und viertens durch die rechte und linke FIG. 3 illustrates an exploded double windage nacelle control nacelle. FIG. 9 depicts nine segments of the windage element (5R, 4R, 3R, 2R, 1, 2L, 3L, 4L, 5L) having tether trees, with the eight connecting segments being non-direct , segment-related lintel assignment, for the sake of clarity only by the dashed lines are shown without fidelity. The entire wind engagement element is connected to the nacelle carrier (15) firstly at the fixed bearing (12) with statically fixed control and supporting line ends, secondly with the back compensation line (20) via back line deflection rollers (21, 27), thirdly the back center line (30 ) and fourthly through the right and left
Steuerleine (9R, 9L) mittels rechter und linker Seilgetriebe-Umlenkrolle (10R, 10L) sowie rechter und linker Seilgetriebeleine (1 1 R, 1 1 L) über die Trommeln (13A, 14A, 13B, 14B) verbunden. Control line (9R, 9L) is connected via the right and left cable transmission pulley (10R, 10L) and right and left rope transmission line (1 1 R, 1 1 L) via the drums (13A, 14A, 13B, 14B).
Eine Vergrößerung des Abstands der rechten Steuerleine (9R) zum Gondelträger bewirkt ein Fieren der rechten Tragflächenseite, welches segmentweise (5R, 4R, 3R, 2R) in unterschiedlicher Größenordnung geschieht. Eine Vergrößerung des Abstandes der linken Steuerleine (9L) zum Gondelträger bewirkt ein Fieren der linken Tragflächenseite, welches segmentweise (5L, 4L, 3L, 2L) in unterschiedlicher Increasing the distance of the right control line (9R) to the nacelle carrier causes the right wing side to fibrillate, which occurs in different orders of magnitude (5R, 4R, 3R, 2R). An increase in the distance of the left control line (9L) to the nacelle carrier causes a fieren the left wing side, which in segments (5L, 4L, 3L, 2L) in different
Größenordnung geschieht. Eine Verringerung dieser Abstände bewirkt ein entsprechendes Einholen der
entsprechenden Tragfiächenseiten. Diese Bewegungen werden beispielhaft für die linke Tragflächenseite im Detail erklärt: Magnitude happens. A reduction of these distances causes a corresponding catching the corresponding Tragfiächenseiten. These movements are explained in detail for the left wing side in detail:
Die Veränderung des Abstandes sowohl beim Fieren als auch beim Einholen der linken Steuerleine (9L) wird auf das Tragflächensegment links außen (5L) zu 100% übertragen, zu 50% über die linke Front- Flaschenzugrolle erste Stufe (6Lf) sowie die linke Back-Mittellagerolle erste Stufe (6Lb) auf das The change in both the distance and the recovery of the left control line (9L) is transmitted to the left wing segment (5L) by 100%, 50% by the left front pulley first stage (6Lf) and the left back Center roller first stage (6Lb) on the
Tragflächensegment links halb innen (3L) und zu 75% über die linke Front-Mittellagerolle (8Lf) sowie die linke Back-Mittellagerolle (8Lb) auf das dazwischen liegende Tragflächensegment links halb außen (4L) und zu 25% über die linke Front-Flaschenzugrolle zweite Stufe (7Lf) sowie die linke Back-Mittellagerolle zweite Stufe (7Lb) auf das Tragflächensegment links innen (2L), welches an das unbewegte mittlere Tragflächensegment ( 1 ) grenzt. Wing segment left half inside (3L) and 75% over the left front center roll (8Lf) and the left back center roll (8Lb) on the intermediate wing segment left half outside (4L) and 25% on the left front pulley second stage (7Lf) and the left rear middle roller second stage (7Lb) on the wing segment left inside (2L), which borders on the stationary middle wing segment (1).
Eine Veränderung des Frontprofils der Tragflächensegmente (5R, 4R, 3R, 2R, 1 , 2L, 3L, 4L, 5L) in Richtung einer schwachen Krümmung wird durch eine Vergrößerung des Abstandes sowohl der rechten Steuerleine (9R) als auch der linken Steuerieine (9L) zum Gondelträger ( 15) bewirkt. A change of the front profile of the wing segments (5R, 4R, 3R, 2R, 1, 2L, 3L, 4L, 5L) in the direction of a slight curvature is made by increasing the distance of both the right control line (9R) and the left control lines (9L ) causes the nacelle carrier (15).
Diese Veränderung des Frontprofils wird ursächlich durch eine Linksdrehung vom B-Antriebsmotor (18B) mit der dicken Trommel ( 3B) bei gleichzeitiger Rechtsdrehung vom A-Antriebsmotor (18A) mit der dicken Trommel (13A) hervorgerufen, wobei sowohl mehr linke Seilgetriebeleine (1 1 L) als auch mehr rechte Seilgetriebeleine (1 R) freigegeben wird, als gleichzeitig auf den schlanken Trommeln (14A, 14B) an den Seilgetriebeleinen (1 1 L, 1 1 R) eingeholt wird. This change in the front profile is caused causally by a left turn of the B drive motor (18 B) with the thick drum (3 B) with simultaneous clockwise rotation of the A drive motor (18 A) with the thick drum (13 A), both more left Seilgetriebeleine (1 1 L) as well as more right roping line (1R) is released, as at the same time on the slender drums (14A, 14B) on the Seilgetriebeleinen (1 1 L, 1 1 R) is overtaken.
Eine Veränderung dieses Frontprofils in Richtung einer starken Krümmung wird durch eine Verringerung des Abstandes sowohl der rechten Steuerleine (9R) als auch der linken Steuerleine (9L) zum A change of this front profile in the direction of a strong curvature is achieved by reducing the distance of both the right control line (9R) and the left control line (9L)
Gondelträger (15) bewirkt. Gondola carrier (15) causes.
Diese Veränderung des Frontprofils wird ursächlich durch eine Rechtsdrehung vom B-Antriebsmotor (18B) mit der dicken Trommel ( 13B) bei gleichzeitiger Linksdrehung vom A-Antriebsmotor (18A) mit der dicken Trommel (13A) hervorgerufen, wobei sowohl mehr linke Seilgetriebeleine ( 1 1 L) als auch mehr rechte Seilgetriebeleine (1 1 R) eingeholt wird, als gleichzeitig auf den schlanken Trommeln (14A, 14B) an Seilgetriebeleinen ( 1 1 L, 1 1 R) freigegeben wird. This change in the front profile is caused causally by a clockwise rotation of the B-drive motor (18 B) with the thick drum (13 B) while turning to the left of the A-drive motor (18 A) with the thick drum (13 A), both more left Seilgetriebeleine (1 1 L) as well as more right-hand rope transmission line (1 1 R) is obtained, as at the same time on the slender drums (14A, 14B) on Seilgetriebeleinen (1 1 L, 1 1 R) is released.
Die Steuerung des Windangriffselements kann durch Verschiebung des Kraftangriffspunktes, d. h. des Gondelträgers (1 5), auf der Y-Achse in Bezug auf das Tragflächen-Frontprofil in verschiedenen Varianten geschehen. Eine Steuerung nach rechts erfolgt bei beiden angezogenen Bremsen (16A, 16B) a) durch eine Linksdrehung vom A-Antriebsmotor (18A) mit seinen Trommeln (13A, 14A), wobei die rechte Steuerleine (9R) eingeholt und die linke Steuerleine (9L) gefiert werden; b) durch eine Linksdrehung vom B-Antriebsmotor (18B) mit seinen Trommeln ( 13B, 14B), wobei die rechte Steuerieine (9R) eingeholt und die linke Steuerieine (9L) gefiert werden; c) sowohl durch eine Linksdrehung vom A-Antriebsmotor (18A) mit seinen Trommeln (13A, 14A) als auch eine Linksdrehung vom B-Antriebsmotor (18B) mit seinen Trommeln (13B, 14B), wobei mit erhöhter Geschwindigkeit die rechte Steuerleine (9R) eingeholt und die linke Steuerleine (9L) gefiert werden. Weiter erfolgt eine Steuerung nach rechts, indem d) bei beiden stehenden Motoren ( 18A, 18B) sowie angezogener A-Bremse (16A) und gelöster B-Bremse ( 16B) bei etwa gleicher Last auf der rechten und linken Steuerleine (9R, 9L) mittels der linken Seilgetriebeleine
(11 L) wegen des größeren Durchmessers die dicke Trommel (13B) linksdrehen kann, wobei die linke Steuerleine (9L) gefiert wird und die schlanke B-Trommel (14B) die rechte Seilgetriebeleine (11 R) sowie auch die rechte Steuerleine (9R) einholt, was durch ein freies Drehen des ungebremsten B-Umlaufgetriebes (17B) ermöglicht wird. The control of the windage element can be done by shifting the force application point, ie the nacelle carrier (1 5) on the Y-axis with respect to the wing front profile in different variants. A right-hand control is applied to both the brakes (16A, 16B) a) by turning to the left of the A-drive motor (18A) with its drums (13A, 14A), with the right control line (9R) caught up and the left control line (9L) be fought; b) by turning left from the B drive motor (18B) with its drums (13B, 14B), catching the right control lines (9R) and flipping the left control lines (9L); c) both by a left turn from the A drive motor (18A) with its drums (13A, 14A) and a left turn from the B drive motor (18B) with its drums (13B, 14B), at increased speed the right control line (9R ) and the left control line (9L) is triggered. Next, a control to the right by d) in both stationary motors (18A, 18B) and tightened A-brake (16A) and dissolved B-brake (16B) at about the same load on the right and left control line (9R, 9L) by means of the left rope transmission line (11 L) because of the larger diameter, the thick drum (13B) can turn to the left, with the left control line (9L) being detended and the slim B-drum (14B) being the right cable transmission line (11 R) as well as the right control line (9R) which is made possible by a free rotation of the unbraked B-epicyclic gearbox (17B).
Eine Steuerung nach links erfolgt bei beiden angezogenen Bremsen (16A, 16B) e) durch eine Rechtsdrehung vom B-Antriebsmotor (18B) mit seinen Trommeln (13B, 14B), wodurch die linke Steuerleine (9L) eingeholt und die rechte Steuerleine (9R) gefiert werden; f) durch eine Rechtsdrehung vom A-Antriebs- motor (18A) mit seinen Trommeln (13A, 14A), wobei die linke Steuerleine (9L) eingeholt und die rechte Steuerleine (9 R) gefiert werden; g) sowohl durch eine Rechtsdrehung vom B-Antriebsmotor (18B) mit seinen Trommeln (13B, 14B) als auch eine Rechtsdrehung vom A-Antriebsmotor (18A) mit seinen Trommeln (13A, 14A), wobei mit erhöhter Geschwindigkeit die linke Steuerleine (9L) eingeholt und die rechte Steuerleine (9R) gefiert werden. Weiter erfolgt eine Steuerung nach links, indem h) bei beiden stehenden Motoren (18A, 18B) sowie angezogener B-Bremse (16B) und gelöster A-Bremse (16A) bei etwa gleicher Last auf der rechten und linken Steuerleine (9R, 9L) mittels der rechten Seilgetriebeleine (1 1 R) wegen des größeren Durchmessers die dicke A-Trommel (13A) rechtsdrehen kann, wobei die rechte Steuerleine (9R) gefiert wird und die schlanke A-Trommel (14A) die linke Seilgetriebeleine (11 L) sowie auch die linke Steuerteine (9L) einholt, was durch ein freies Drehen des ungebremsten A-Umlauf- getriebes (17A) ermöglicht wird. Left control is applied to both the brakes (16A, 16B), e) by turning to the right of the B drive motor (18B) with its drums (13B, 14B), catching the left control line (9L) and pulling the right control line (9R). be fought; f) by a clockwise rotation of the A drive motor (18A) with its drums (13A, 14A), with the left control line (9L) being overtaken and the right control line (9R) being engaged; g) both by a clockwise rotation of the B-drive motor (18 B) with its drums (13 B, 14 B) and a clockwise rotation of the A-drive motor (18 A) with its drums (13 A, 14 A), wherein at increased speed, the left control line (9 L ) and the right control line (9R) is caught. Next, a control to the left by h) in both stationary motors (18A, 18B) and tightened B-brake (16B) and released A-brake (16A) at about the same load on the right and left control line (9R, 9L) by means of the right rope transmission line (1 1 R) because of the larger diameter, the thick A-drum (13 A) can turn clockwise, the right control line (9 R) is gefendet and the slender A-drum (14 A) the left rope transmission line (11 L) and Also, the left control line (9L) catches up, which is made possible by a free turning of the unbraked A-epicyclic gear (17A).
Die Trommeln (13A, 13B) sind jeweils mit Spindeln (19A, ... ) gekoppelt, auf denen Spindelmuttem (28A, 28B) laufen, welche mit einem Hebel als Symmetrielagegeber (26) untereinander verbunden sind. Die Abweichung von der symmetrischen Lage des Kraftangriffspunktes des Windangriffselements bezüglich der Y-Achse verschiebt die Back-Ausgleichsleinenfixierung (24) und verstellt über die The drums (13A, 13B) are each coupled with spindles (19A, ...) on which run Spindelemuttem (28A, 28B), which are interconnected with a lever as Symmetrielagegebergeber (26). The deviation from the symmetrical position of the force application point of the windage element with respect to the Y-axis shifts the back-compensation line fixation (24) and adjusted over the
Umlenkrollen (21 , 27) unsymmetrisch die Tragflächenhinterkante. Pulleys (21, 27) asymmetrically the wing trailing edge.
Zwecks Lastbegrenzung wird die Back-Ausgleichsleine (20) über Lastbegrenzungs-Backleinen- Umlenkrollen (21 ) geführt, die an einem Lastbegrenzungshebel (22) montiert sind, welcher mit einer vorgespannten Feder (23) in seiner Ausgangslage gehalten wird. Weiter ist eine Back-Mittelsegmentleine (30) an dem Lastbegrenzungshebel (22) an der Back-Mittelsegmentleinenfixierung (24) angeschlagen. Bei Überschreiten einer vorgegebenen Zugkraft werden die wirksamen Längen von Back-Steuerleinen (20, 30) zum hinteren Bereich der Tragfläche gegen die Kraft der vorgespannten Feder (23) symmetrisch vergrößert und direkt mittels Back-Mittelsegmentleine (30) oder über Back-Mittellagerollen (6Rb, 6Lb, 7Rb, 7Lb, 8Rb, 8Lb) zu den segmentspezifischen Steuerhüben addiert und beim Absinken der Zugkraft durch die Federkraft (23) wieder verkleinert, was einem vorübergehenden symmetrischen Fieren des rechten und linken hinteren Bereichs der Tragfläche entspricht. For load limitation, the back-balancing line (20) is guided over load-limiting-back line deflection rollers (21), which are mounted on a load limiting lever (22), which is held in its initial position with a prestressed spring (23). Further, a back center segment line (30) is posted on the load limiting lever (22) on the back center segment line fixture (24). When a predetermined tensile force is exceeded, the effective lengths of back control lines (20, 30) to the rear portion of the support surface against the force of the prestressed spring (23) symmetrically enlarged and directly by means of back center segment line (30) or back-center roller bearings (6Rb , 6Lb, 7Rb, 7Lb, 8Rb, 8Lb) are added to the segment-specific control strokes and reduced again as the tensile force is reduced by the spring force (23), which corresponds to a temporary symmetrical fibrillation of the right and left rear portions of the support surface.
Fig. 4 zeigt eine Steuerungsgondel mit Doppelantrieb und mehrstufigen Seilgetrieben zur Realisierung frei wählbarer, segmentspezifischer Steuerleinenhübe. Die segmentspezifischen Steuerleinen werden hier über jeweils eigene Seilgetriebeleinen an mehrere separate Seilgetriebe-Trommeleinheiten gebunden, welche jeweils untereinander über Getriebestufen (52, 53) verbunden sind und gemäß Fig. 2 jeweils zu Antriebseinheit A oder B gehören. Die äußeren (9R, 9L), die halbinneren (46R, 46L) und die inneren (47R, 47L) Steuerleinen haben Steuerhübe, die von die Getriebeuntersetzungen (52, 53) und den
Trommeldurchmessern bestimmt werden. Die Steuerfunktionen mittels Antrieben (18A, 18B), Umlaufgetrieben (17A, 17B) und Bremsen (16A, 16B) entsprechen denen der Fig. 2, und die Zuordnung der Steuerleinen (9R, 9L, 46R, 46L, 47R, 47L) entspricht deren Zuordnung zu den Segmenten der Fig. 1. Fig. 4 shows a control gondola with dual drive and multi-stage cable gearboxes for the realization of freely selectable, segment-specific Steuerleinenhübe. The segment-specific control lines are bound here in each case via separate Seilgetriebeleinen to several separate cable transmission drum units, which are each connected to each other via gear stages (52, 53) and belong to FIG. 2 respectively to drive unit A or B. The outer (9R, 9L), the semi-inner (46R, 46L) and the inner (47R, 47L) control lines have control strokes derived from the gear ratios (52, 53) and the Drum diameters are determined. The control functions by means of drives (18A, 18B), planetary gears (17A, 17B) and brakes (16A, 16B) are similar to those of Fig. 2, and the assignment of the control lines (9R, 9L, 46R, 46L, 47R, 47L) corresponds to those Assignment to the segments of FIG. 1.
Fig. 5 zeigt eine Überholkupplung im Detail, wie sie in Fig. 6 als Komponente 33A und 33B verwendet wird. Hier ist der Welle mit dem Überholkupplung-Innenring (55) nur eine Drehung in Richtung des inneren Pfeils gegenüber dem feststehenden Überholkupplung-Außenring (54) möglich. Dem Fig. 5 shows an overrunning clutch in detail, as used in Fig. 6 as component 33A and 33B. Here, the shaft with the overrunning clutch inner ring (55) only a rotation in the direction of the inner arrow relative to the fixed overrunning clutch outer ring (54) is possible. the
Überholkupplung-Außenring (54) ist nur eine Drehung in Richtung des äußeren Pfeils gegenüber dem feststehenden Überholkupplung-Innenring (55) möglich. Bei einer Drehung entgegen der jeweiligen Pfeilrichtung wird der Überholkupplung-Innenring (55) durch die Klemmkörper (56) an den Überholkupplung-Außenring (54) gekoppelt. Overrunning clutch outer ring (54) is only a rotation in the direction of the outer arrow relative to the fixed overrunning clutch inner ring (55) possible. In a rotation opposite to the respective arrow direction of the overrunning clutch inner ring (55) is coupled by the clamping body (56) to the overrunning clutch outer ring (54).
In der Schnittansicht wird die Überholkupplung als Kugellagersymbol dargestellt, und mit einem zentralen Punkt wird die Seite gekennzeichnet, an der sich die Wellenseite aus der Zeichnungsfläche heraus in Richtung des Betrachters bewegen würde. In the sectional view, the overrunning clutch is shown as a ball bearing symbol, and a central point indicates the side at which the shaft side would move out of the drawing surface towards the viewer.
Fig. 6 stellt eine Steuerungsgondel in Seitenansicht mit Hysterese-Seilladesystem dar. Der Begriff Rechtsdrehung orientiert sich in Fig. 6 an der X-Richtung. Die rechte Steuerteine (9R) wird über die rechte Seilgetriebe-Umlenkrolle (1 OR) mittels der rechten Seilgetriebeleine (1 1 R) bewegt, welche mit dem einen Ende auf der dicken A-Tromme! (13A) und mit dem anderen Ende gleichsinnig auf der schlanken B-Trommel (14B) aufgewickelt und befestigt ist. Die Enden der linken Seilgetriebeleine ( 11 L) sind einerseits auf der dicken B-Trommel (13B) und andererseits auf der schlanken A-Trommel (14A) zueinander gleichsinnig, jedoch bezüglich der Aufwicklung der Enden der rechten Seilgetriebeleine (1 1 R) gegensinnig aufgewickelt und befestigt. Die Außenringe der Umlaufgetriebe (17A, 17B) werden durch die Bremsen (16A, 16B) mittels der Federkraft der Federn (34A, 34B) blockiert. Unter der Voraussetzung, dass an der rechten Steuerleine (9R) und der entsprechenden linken Steuerleine etwa gleiche Zugkräfte wirken, wird bei einer Zunahme dieser Kräfte die schlanke B-Trommel (33B), welche durch die B- Überholkupplung gegenüber der B-Achse (40B) freiläuft, linksgedreht, wobei etwas rechte Seilgetriebeleine (11 R) gefiert und die B-Torsionsfeder (32B) gespannt wird. Das andere Ende der rechten FIG. 6 shows a control gondola in side view with a hysteresis cable loading system. The term right-hand rotation is oriented in FIG. 6 in the X-direction. The right control line (9R) is moved via the right rope transmission pulley (1 OR) by means of the right rope transmission line (1 1 R), which with one end on the thick A-drums! (13A) and wound on the other end in the same direction on the slender B-drum (14B) and fixed. The ends of the left Seilgetriebeleine (11 L) are on the one hand on the thick B-drum (13 B) and on the other hand on the slender A-drum (14 A) in the same direction, but with respect to the winding of the ends of the right Seilgetriebeleine (1 1 R) wound in opposite directions and attached. The outer rings of the epicyclic gears (17A, 17B) are blocked by the brakes (16A, 16B) by the spring force of the springs (34A, 34B). Assuming that approximately equal tractive forces act on the right control line (9R) and the corresponding left control line, as these forces increase, the slender B-drum (33B) which passes through the B-overrunning clutch relative to the B-axis (40B ), left-handed, with some right cable line (11 R) and the B-torsion spring (32 B) tensioned. The other end of the right
Seilgetriebeleine ( 1 1 R) bleibt an der dicken A-Trommel (13A) durch die blockierte A-Überholkupplung (33A) unbewegt. Gleichzeitig wird durch diese Zunahme der Zugkräfte die schlanke A-Trommel (33A), welche durch die A-Überhofkupplung gegenüber der A-Achse (40A) freiläuft, rechtsgedreht, wobei etwas linke Seilgetriebeleine (1 1 L) gefiert und die A-Torsionsfeder (32A) gespannt wird. Das andere Ende der linken Seilgetriebeleine (11 L) bleibt an der dicken B-Trommel (13B) durch die blockierte B- Überholkupplung (33B) unbewegt. Bei Abnahme der Zugkräfte an der rechten Steuerleine (9R) und der entsprechenden linken Steuerleine bis auf den anfänglichen Wert beginnt nach einer Hysterese, welche durch die Differenz zwischen großem (13A, 13B) und kleinem Trommeldurchmesser (14A, 14B) bedingt ist, durch das Moment der gespannten Feder (32A) eine Rechtsdrehung der dicken A-Trommel (13A), wobei mehr an Länge der rechten Seilgetriebeleine (1 1 R) eingeholt wird als zuvor gefiert wurde. Ebenso wird durch das Moment der gespannten Feder (32B) eine Linksdrehung der dicken B-Trommel (13B), wobei mehr an Länge der linken Seilgetriebeleine (1 1 L) eingeholt wird als zuvor gefiert wurde. D. h. durch
jeden Lastwechselzyklus über die Hystereseschwellen hinaus verringert sich kumulativ der Abstand sowohl der rechten Steuerleine (9R) als auch der linken Steuerleine (9L) zum Gondelträger (15). Rope line (1 1 R) remains stationary on the thick A-drum (13A) through the blocked A-overrunning clutch (33A). At the same time, this increase in tractive effort causes the slender A-drum (33A), freewheeled by the A-over-center clutch relative to the A-axis (40A), to turn clockwise, leaving some left roping line (11 L) and the A-torsion spring (33). 32A). The other end of the left cable transmission line (11 L) remains stationary on the thick B-drum (13 B) by the blocked B-overrunning clutch (33 B). When the tractive forces on the right control line (9R) and the corresponding left control line are decreased to the initial value, hysteresis, which is caused by the difference between large (13A, 13B) and small diameter drums (14A, 14B), starts by the Moment of the tensioned spring (32A), a clockwise rotation of the thick A-drum (13A), with more length of the right rope transmission line (1 1 R) is overtaken than previously gefiert. Also, by the moment of the cocked spring (32B), a left turn of the thick B-drum (13B) is caught, with more of the length of the left rope-line (1 1 L) being caught than before. Ie. by In addition, each cycle of load cycle beyond the hysteresis thresholds cumulatively reduces the distance of both the right control line (9R) and the left control line (9L) to the nacelle carrier (15).
Weiter wird die mechanische Rückkopplung der Sollvorgabe der Steuerung dargestellt. Bei einer passiven, d.h. nur durch Lösen von Bremsen verursachten Steuerung der Flugrichtung nach links wird die Sollvorgabe durch eine Verstellung am Ende des Bremssollwerthebels (36) in Richtung A der Steuer- Sollvorgabe (41 ) vorgegeben. Hierbei wird über Bremsgestänge (37), Bremsumlenkhebel (38) und A- Bremshebel (35A) die A-Bremse (16A) gelöst, indem sie gegen die Kraft der Feder (34A) angehoben wird. Während der darauf folgenden Linksdrehung der Trommeln (13A, 14A) bewegt sich die A- Spindelmutter auf der A-Spindel und damit auch der Symmetrielagegeber (26) in Richtung Gondelträger (15). Dies bewirkt eine gegenläufige Bewegung von Bremsgestänge (37), Bremsumlenkhebel (38) und A- Bremshebei (35A), wodurch die Bremse angezogen wird, indem die A-Bremse (16A) durch die A-Feder (34A) an den Außenring des A-Umlaufgetriebes (17A) gepresst wird und diesen blockiert. Die Verstellung am Ende des Bremssollwerthebels (36) in Richtung B der Steuer-Sollvorgabe (41 ) bewirkt im Sinne der Steuerung der Flugrichtung nach rechts die entsprechenden Bewegungsabläufe der Komponenten im Strang B. Next, the mechanical feedback of the target specification of the control is shown. In a passive, i. only by releasing brakes control of the direction of flight to the left, the target specification by an adjustment at the end of the brake setpoint lever (36) in the direction A of the control target specification (41) is specified. Here, brake lever (37), brake lever (38) and A-brake lever (35A), the A-brake (16A) is released by being raised against the force of the spring (34A). During the subsequent clockwise rotation of the drums (13A, 14A), the A-spindle nut moves on the A-spindle and thus also the Symmetrielagegebergeber (26) in the direction of nacelle carrier (15). This causes opposing movement of the brake linkage (37), brake bellcrank (38) and A-brake lever (35A), thereby tightening the brake by applying the A-brake (16A) to the outer ring of the A through the A-spring (34A) -Grlaufgetriebes (17A) is pressed and this blocked. The adjustment at the end of the brake setpoint lever (36) in the direction B of the control target specification (41) causes in the sense of controlling the direction of flight to the right the corresponding movements of the components in strand B.
Weiter wird gezeigt, wie durch geeignete Steigungen der Spindeln (19A, 19B) Seilführungen (3 A, 31 B) realisiert werden können. Furthermore, it is shown how cable guides (3 A, 31 B) can be realized by suitable gradients of the spindles (19A, 19B).
Fig. 7 zeigt die Seilführung des Seilgetriebes, um die Zuordnungen und Wickelrichtungen der rechten Seilgetriebeleine (1 R) zu der dicken A-Trommel (13A) und der schlanken B-Trommel (14B) sowie der linken Seilgetriebeleine (11 L) zu der dicken B-Trommel (13B) und der schlanken A-Trommel (14A) darzustellen. Fig. 7 shows the cable guide of the cable transmission to the assignments and winding directions of the right Seilgetriebeleine (1 R) to the thick A-drum (13 A) and the slender B-drum (14 B) and the left cable transmission line (11 L) to the thick B-drum (13B) and the slender A-drum (14A).
Fig. 8 zeigt eine mechanische Notsteuerung, bei der ein massebehaftetes (58) Pendel (65) über ein Gestänge (57) mittels eines Mitnehmers (61 ) durch einen Rastbolzen (62) fixiert ist, solange Strom durch die Magnetspule (63) fließt. Außerdem koppelt das Gestänge (57) den Bremssollwerthebel (36) mit dem Bremshebel (60) im Sinne des Normalbetriebs der Steuer-Sollvorgabe gemäß Fig. 6. Bei Stromunterbrechung zieht die Feder (64) den Rastbolzen (62) und löst so die Fixierung, wodurch eine Druckfeder (59) den Mitnehmer bewegt, so dass die Kopplung des Bremssollwerthebels (36) gelöst wird und eine Kopplung des Bremshebel (60) mit dem massebehafteten (58) Pendel (65) entsteht. Die auf die Masse (58) wirkende Schwerkraft übernimmt dadurch die Steuersollvorgabe (41 ). Fig. 8 shows a mechanical emergency control in which a grounded (58) pendulum (65) via a linkage (57) by means of a driver (61) by a locking bolt (62) is fixed, as long as current flows through the magnetic coil (63). In addition, the linkage (57) couples the brake setpoint lever (36) with the brake lever (60) in the sense of normal operation of the control target specification of FIG. 6. When power is interrupted, the spring (64) pulls the locking pin (62), thus solving the fixation, whereby a compression spring (59) moves the driver, so that the coupling of the brake setpoint lever (36) is released and a coupling of the brake lever (60) with the mass-bearing (58) pendulum (65) is formed. The force acting on the mass (58) gravity thereby assumes the control target (41).
Im Hinblick auf Details einzelner Elemente und Ausführungsbeispiele wird auch auf die gleichzeitig eingereichte parallele Patentanmeldung derselben Anmelder verwiesen. With regard to details of individual elements and exemplary embodiments, reference is also made to the co-pending parallel patent application of the same Applicant.
Die Erfindung ist nicht an die dargestellten Ausführungsbeispiele gebunden. Andere im Bereich der Erfindung liegende Konfigurationen ergeben sich aus der Kombination von Unteransprüchen, welche sich dem Fachmann aufgrund der vorliegenden Beschreibung erschließen.
Bezugszeichenliste 13B große B-Seiltrommel The invention is not bound to the illustrated embodiments. Other configurations lying within the scope of the invention will become apparent from the combination of subclaims, which will become apparent to those skilled in the art based on the present description. Reference 13B large B-cable drum
14A kleine A-Seiltrommel 14A small A-cable drum
1 Tragflächensegment Mitte 14B kleine B-Seiltrommel 1 wing segment center 14B small B-pulley drum
2R Tragflächensegment rechts innen 15 Gondelträger 2R wing segment right inside 15 gondola carrier
2L Tragflächensegment links innen 16A A-Bremse 2L wing segment left inside 16A A-brake
3R Tragflächensegment rechts halb innen 16B B-Bremse 3R wing segment right half inside 16B B-brake
3L Tragflächensegment links halb innen 17A A-Umlaufgetriebe 3L wing segment left half inside 17A A planetary gearbox
4R Tragflächensegment rechts halb außen 17B B-Umlaufgetriebe 4R wing segment right half outside 17B B-epicyclic gearbox
4L Tragflächensegment links halb außen 18A A-Antriebsmotor 4L wing segment left half outside 18A A-drive motor
5R Tragflächensegment rechts außen 18B B-Antriebsmotor 5R wing segment right outside 18B B drive motor
5L Tragflächensegment links außen 19A A-Spindel 5L wing segment left outside 19A A-spindle
6R rechte Flaschenzugrolle erste Stufe 50% 19B B-Spindel 6R right pulley first stage 50% 19B B-spindle
Steuerweg 20 Back-Ausgleichsleine Control path 20 Back-compensation line
6Rf rechte Front-Flaschenzugrolle erste Stufe 21 Lastbegrenzungs-Backleinen-Umlenkrolle 6Rf right front pulley first stage 21 load limiting back line pulley
50% Steuerweg 22 Lastbegrenzungshebel 50% control travel 22 load limiting lever
6Lf linke Front-Flaschenzugrolle erste Stufe 23 vorgespannte Feder 6Lf left front pulley first stage 23 preloaded spring
50% Steuerweg 24 Back-Mittelsegmentleinenfixierung Lb linke Back-Mittellagerolle erste Stufe 50% 25 Back-Ausgleichsleinen-Fixierung 50% control travel 24 Back mid-segment leash fixation Lb left back middle roll first stage 50% 25 Back balancer fixation
Steuerweg 26 Symmetrielagegeber Control path 26 Symmetrielagegeber
7R rechte Flaschenzugrolle zweite Stufe 25% 27 Backleinen-Umlenkrolle 7R right pulley second stage 25% 27 back line pulley
Steuerweg 28A A-Spindelmutter Control path 28A A-spindle nut
7Rf rechte Front-Flaschenzugrolle zweite Stufe 28B B-Spindelmutter 7Rf Right Front Pulley Second Stage 28B B Spindle Nut
25% Steuerweg 29 Zugseil 25% control travel 29 pull rope
7Lf linke Front-Flaschenzugrolle zweite Stufe 30 Back-Mittelsegmentleine 7Lf left front pulley second stage 30 back middle segment leash
25% Steuerweg 31A A-Seilführung 25% control travel 31A A-cable guide
7Lb linke Back-Mittellagerolle zweite Stufe 25% 31 B B-Seilführung 7Lb Left Back Center Roller Second Stage 25% 31 B B-Cable Guide
Steuerweg control travel
32A A-Torsionsfeder 32A A torsion spring
8R rechte Mittellagerolle 62,5% Steuerweg 8R Right Center Roller 62.5% control travel
32B B-Torsionsfeder 32B B torsion spring
8Rf rechte Front-Mittellagerolie 75% Steuerweg 8Rf right front center bearing foil 75% control path
33A A-Überholkupplung 33A A-overrunning clutch
8L linke Mittellagerolle 75% Steuerweg 8L left center roller 75% control path
33B B-Überholkupplung 33B B-overrunning clutch
8Lf linke Front-Mittellagerolle 75% Steuerweg 8Lf left front center roller 75% control path
34A A-Feder 34A A-spring
8Lb linke Back-Mittellagerolle 75% Steuerweg 8Lb left back center roll 75% control path
34B B-Feder 34B B spring
9R Steuerleine rechts außen 9R steering line right outside
35A A-Bremshebel 35A A brake lever
9L Steuerleine links außen 9L steering line left outside
35B B-Bremshebel 35B B brake lever
10R rechte Seilgetriebe-Umlenkrolle 10R right rope gear pulley
36 Bremssollwerthebel 36 Brake setpoint lever
10L linke Seilgetriebe-Umlenkrolle 10L left cable transmission pulley
37 Bremsgestänge 37 brake linkage
1 1 R rechte Seilgetriebeleine 1 1 R right rope transmission line
38 Bremsumlenkhebel 38 brake lever
1 1 L linke Seilgetriebeleine 1 1 L left cable transmission line
39 Mittelsegmentleine 39 middle segment leash
12 Fixlager der Steuer- und Tragleinen 12 fixed bearings of the control and carrying lines
40A A-Achse 40A A-axis
13A große A-Seiltrommel 13A large A-cable drum
40B B-Achse
Steuer-Sollvorgabe 40B B-axis Control target setting
Überholkupplung-Innenring Überholkupplung-Außenring Segment-MittellagerolleR Steuerleine rechts halb außenL Steuerleine links halb außenR Steuerleine rechts halb innenL Steuerleine links halb innenR Steuerleine rechts innenL Steuerleine links innen Overrunning clutch inner ring Overrunning clutch outer ring Segment center roller R steering right half outside L Control left half outside R Right steering half inside L Control left half inside R Control right inside left Control left inside
Seiltrommel groß Cable drum big
Seiltrommel mittel Cable drum medium
Seiltrommel klein Cable drum small
Antrieb drive
erste Getriebestufe zweite Getriebestufe Überholkupplung-Außenring Überholkupplung-Innenring Klemmkörper first gear stage second gear stage overrunning clutch outer ring overrunning clutch inner ring clamping body
Gestänge linkage
Masse Dimensions
Druckfeder compression spring
Bremshebel brake lever
Mitnehmer takeaway
Rastbolzen Indexing plungers
Magnetspule solenoid
Zugfeder mainspring
Pendel pendulum
Steuer-Mittellageleine Kraft-Mittellageleine ,
Control Center Line Power Center Line,
Claims
1. Steuerungsvorrichtung für ein an einem Zugseil (29) frei ausfliegendes, der Nutzung von Zugkraft dienendes Windangriffselement, welche zur Veränderung der die Flugcharakteristik bestimmenden, wirksamen Längen von Leinen (11 R, 11 L, 9R, 46R, 47R, 9L, 46L, 47L) geeignet ist, dadurch 1. Control device for a traction cable (29) free-flying, the use of traction wind application element, which for changing the flight characteristic determining, effective lengths of lines (11 R, 11 L, 9R, 46R, 47R, 9L, 46L, 47L), thereby
gekennzeichnet, dass die Enden von rechten und linken Leinenpaaren (11 R, 11 L) (9R, 9L) (46R, 46L) (47R, 47L) gegensinnig auf als Seilspeicher dienende, miteinander verbundene Seiltrommeln (13A, 14A) (13B, 14B) (48, 49, 50), welche bestimmte Durchmesser aufweisen, aufgewickelt sind, wobei die jeweils wirksamen Leinenlängen (11R, 11L, 9R, 46R, 47R, 9L, 46L, 47L) zu den Bereichen der rechten in that the ends of right and left pairs of linen (11 R, 11 L) (9R, 9L) (46R, 46L) (47R, 47L) are counter-twisted to cable storage drums (13A, 14A) (13B, 14B ) (48, 49, 50), which have certain diameters, are wound, wherein the respective effective line lengths (11R, 11L, 9R, 46R, 47R, 9L, 46L, 47L) to the areas of the right
Tragflächensegmente (5R, 4R, 3R.2R) sowie der linken Tragflächensegmente (5L, 4L, 3L, 2L) durch Rotation der Seiltrommeln veränderbar sind. Wing segments (5R, 4R, 3R.2R) and the left wing segments (5L, 4L, 3L, 2L) are variable by rotation of the cable drums.
2. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Rotation der Seiltrommeln durch einen aktiven Antrieb bewirkt wird. 2. Control device according to claim 1, characterized in that the rotation of the cable drums is effected by an active drive.
3. Steuerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Seiltrommeln durch Getriebestufen miteinander verbunden sind. 3. Control device according to one of the preceding claims, characterized in that the cable drums are interconnected by gear stages.
4. Steuerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden von rechten und linken Steuerleinen des Frontbereichs der Tragfläche auf eine 4. Control device according to one of the preceding claims, characterized in that the ends of right and left control lines of the front portion of the support surface on a
Seiltrommel und die Enden von rechten und linken Steuerleinen des hinteren Bereichs der Tragfläche auf eine Seiltrommel mit einem anderen Durchmesser jeweils gegensinnig aufgewickelt sind. Cable drum and the ends of right and left control lines of the rear portion of the support surface are wound in opposite directions on a cable drum with a different diameter.
5. Steuerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einerseits das Ende einer rechten Steuerleine (9R) an einer rechten Seilgetriebe-Umlenkrolle (10R) angeschlagen ist, über welche eine rechte Seilgetriebeleine (11R) geführt wird, deren Anfang auf der dicken Seiltrommel (13A) einer ersten Antriebseinheit, welche auf mindestens einer Achse mindestens einen Motor (18A) und zwei Seiltrommeln (13A, 14A) aufweist, und deren Ende auf der schlanken Seiltrommel (14B) einer gleichartigen zweiten Antriebseinheit (13B, 14B, 18B) aufgewickelt ist und andererseits das Ende einer linken Steuerleine (9L) an einer linken Seilgetriebe-Umlenkrolle (10L) angeschlagen ist, über welche eine linke Seilgetriebeleine (11 L) geführt wird, deren Anfang auf der dicken Seiltrommel (13B) der zweiten Antriebseinheit (13B, 14B, 18B) und deren Ende auf der schlanken Seiltrommel (14A) der ersten Antriebseinheit (13A, 14A, 18A) jeweils gegensinnig bezüglich der 5. Control device according to one of the preceding claims, characterized in that on the one hand, the end of a right control line (9R) is posted on a right rope transmission pulley (10R) over which a right rope transmission line (11R) is guided, the beginning of the thick Cable drum (13A) of a first drive unit which has at least one motor (18A) and two cable drums (13A, 14A) on at least one axis, and whose end is supported on the slender cable drum (14B) of a similar second drive unit (13B, 14B, 18B). on the other hand, the end of a left control line (9L) is hinged to a left cable transmission pulley (10L), over which a left cable transmission line (11 L) is guided, the beginning of the thick cable drum (13B) of the second drive unit (13B , 14B, 18B) and their end on the slender cable drum (14A) of the first drive unit (13A, 14A, 18A) respectively in opposite directions with respect to
Aufwicklung der rechten Seilgetriebeleine (11 R) aufgewickelt ist. Winding the right rope transmission line (11 R) is wound up.
6. Steuerungsvorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Antriebseinherten (13A, 14A, 18A) (13B, 14B, 18B) jeweils Bauteile (16A, 17A) (16B, 17B) aufweisen, welche zur schaltbaren Unterbrechung der Momentenübertragung zwischen Antriebsmotor (18A) (18B) und Seiltrommeln (13A, 14A) (13B, 14B) geeignet sind, welche dadurch entweder angetrieben oder passiv mittels Seilkräften bewegbar sind. A control device according to the preceding claim, characterized in that the two drive units (13A, 14A, 18A) (13B, 14B, 18B) respectively comprise components (16A, 17A) (16B, 17B) for interrupting the torque transfer in a switchable manner Drive motor (18A) (18B) and cable drums (13A, 14A) (13B, 14B) are suitable, which are thereby either driven or passively movable by means of cable forces.
7. Steuerungsvorrichtung nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gleichartigen Antriebseinheiten (13A, 14A, 16A, 17A, 18A) (13B, 14B, 16B, 17B, 18B) über eine Getriebeeinheit (19A, 19B, 28A, 28B, 26) miteinander verbunden sind, welche die Abweichung von der symmetrischen Aufwicklung der Seilgetriebeleinen (11 R, 11L) mechanisch in der Lage eines Symmetrielagegebers (26) abbildet, die zur mechanischen Rückführung (36, 37, 38, 35A, 35B) auf die Steuerung der Unterbrechung der Momentenübertragung (16A, 17A) (16B, 17B) zwischen Antriebsmotor (18A) (18B) und Seiltrommeln (13A, 14A) .(13B, 14B) geeignet ist. 7. Control device according to one of the two preceding claims, characterized in that the similar drive units (13A, 14A, 16A, 17A, 18A) (13B, 14B, 16B, 17B, 18B) via a gear unit (19A, 19B, 28A, 28B , 26) are interconnected, which the deviation from the symmetrical winding of the Seilgetriebeleinen (11 R, 11 L) mechanically in the position of 16) for the mechanical feedback (36, 37, 38, 35A, 35B) to control the interruption of torque transmission (16A, 17A) (16B, 17B) between drive motor (18A) (18B) and cable drums (13A , 14A) (13B, 14B).
8. Steuerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Symmetrielagegeber (26) die Back-Steuerleinen (20) über Umlenkrollen (21 , 27) zur asymmetrischen Einstellung der rechten und linken Anströmwinkel der Tragfläche in einer Funktion zur Steuerbewegung betätigt. 8. Control device according to one of the preceding claims, characterized in that the symmetry position sensor (26) actuates the back control lines (20) via deflection rollers (21, 27) for the asymmetrical adjustment of the right and left angle of attack of the support surface in a function for control movement.
9. Steuerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie Getriebekomponenten (21 , 22) aufweist, welche ab Zugkraftüberschreitung einer mittels vorgespannter Feder (23) bestimmten Schwelle die wirksamen Längen von Back-Steuerleinen (20, 30) zum hinteren Bereich der Tragfläche symmetrisch vergrößern, mithin zu ihren segmentspezifischen Steuerhüben addieren und beim Absinken der Zugkraft durch die Federkraft wieder einholen. 0. Steuerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die erste als auch die zweite Antriebseinheit jeweils mit mehreren über Getriebestufen (52,53) verbundenen Seiltrommelpaaren ausgebildet ist, welche segmentweise Seilgetriebeleinen aufwickeln, wobei die Festlegung der Trommeldurchmesser und Getriebestufen die einzelnen 9. Control device according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises gear components (21, 22), which from exceeding a tensile stress by means of prestressed spring (23) certain threshold the effective lengths of back-control lines (20, 30) to the rear of the Symmetrically increase wing, so add to their segment-specific control strokes and catch up with the lowering of the tensile force by the spring force again. 0. Control device according to one of the preceding claims, characterized in that both the first and the second drive unit are each formed with a plurality of gear stages (52,53) connected cable drum pairs, which wind segmentally Seilgetriebeleinen, the definition of the drum diameter and gear stages the individual
Steuerhübe der aufgewickelten Leinen bestimmt. Control strokes of the wound lines determined.
11. Steuerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein massebehaftetes (58) Pendel (65) aufweist, dessen schwerkraftbestimmte Lage über Getriebekomponenten (57, 59, 61 , 36) mechanisch die Steuer-Sollvorgabe (41) bestimmt, wobei diese Kopplung als Notsteuerung zuschaltbar über Getriebekomponenten (61 , 62, 64) ausgebildet ist. 11. Control device according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a mass-loaded (58) pendulum (65) whose gravitational position via transmission components (57, 59, 61, 36) mechanically determines the control target specification (41), wherein This coupling is designed as an emergency control switchable via transmission components (61, 62, 64) is formed.
12. Steuerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Seiltrommeln (13A, 14A) (13B, 14B) paarweise untereinander durch Fedem (32A) (32B) verbunden und mittels Überholkupplungen (33A) (33B) jeweils auf einer gemeinsamen Achse (40A) (40B) gelagert sind, wobei steigende Zugkraft an den aufgewickelten Leinen (11 R) (11 L) deren zyklisches Fieren von den schlanken Seiltrommeln (14A) (14B) bewirkt und die Federn (32A) (32B) spannt, wonach sinkende Zugkraft mittels der Kraft der zuvor gespannten Federn (32A) (32B) das zyklische Einholen der aufgewickelten Leinen (11 R) (11 L) auf den dicken Seiltrommeln (13A) (13B) um eine größere Länge bewirkt, als zuvor gefiert wurde. 12. Control device according to one of the preceding claims, characterized in that cable drums (13A, 14A) (13B, 14B) in pairs with each other by Fedem (32A) (32B) and connected by overrunning clutches (33A) (33B) each on a common axis ( 40A) (40B), wherein increasing traction on the coiled lines (11R) (11L) causes them to cyclically fuse with the slender rope drums (14A) (14B) and biases the springs (32A) (32B), followed by falling ones Pulling force by means of the force of preloaded springs (32A) (32B) causes cyclical recovery of the wound-up lines (11R) (11L) on the thick cable drums (13A) (13B) by a greater length than previously induced.
13. Steuerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Seiltrommeln Seilführungen sowie eine bestimmte rotationssymmetrische Grundform aufweisen, wobei der wirksame Trommeldurchmesser durch seine Hebelwirkung am jeweiligen Punkt des 13. Control device according to one of the preceding claims, characterized in that the cable drums have cable guides and a certain rotationally symmetric basic shape, wherein the effective drum diameter by its leverage at each point of the
Seilauslaufs das wirksame Moment mitbestimmt, welches mithin der jeweils aufgewickelten Leinenlänge eindeutig zugeordnet wird. Seilauslaufs co-determines the effective moment, which is therefore uniquely associated with each wound line length.
14. Steuerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aktiven Antriebe (18A, 18B) während des Fierens über die dicken Seiltrommeln als Generatoren nutzbar sind. 14. Control device according to one of the preceding claims, characterized in that the active drives (18A, 18B) can be used as generators during Fierens on the thick cable drums.
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