DE3518131A1

DE3518131A1 - Fahrzeugantrieb mit schwebesegel

Info

Publication number: DE3518131A1
Application number: DE19853518131
Authority: DE
Inventors: Dieko 8720 Schweinfurt Bruins
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-05-21
Filing date: 1985-05-21
Publication date: 1986-11-27

Description

. Ing. Dieko Jruins

Ludwigstr. 16 :.::"'...".'". Schweinfurt *3 £ 1 ß 1 ^ 1

fahrzeugantrieb mit Schwebesegel.

Die Erfindung betrifft den Antrieb von Fahrzeugen durch Windenergie mit Schwebesegeln, die mit dem Fahrzeug verbunden sind und es ziehen.

Windenergie wird zum Antrieb von Wasser-Land-und Luftfabrzeugen verwendet.

Wasserfahrzeuge mit Antrieb durchWindenergie sind überwiegend Mastsegler, deren Segel am Käst und Mastbaum oder an einer Rahe befestigt sind. Diese sind mit dem Mast, der etwa in Fahrzeugmitte steht, beweglich verbunden.

Der Wind fängt sich in den Segeln und erzeugt Schubkräfte, die das Fahrzeug schieben. Die Schubkräfte sind sehr verschieden groß, je nach Form und Größe der Segel, deren Einstellung, der Windgeschwindigkeit und dem Winkel zwisehen Wind-und Kielrichtung. Der theoretische Angriffspunkt der Schubkräfte am Segel heißt Druckpunkt. Bei Achterwind wird der Spinnaker gesetzt, ein Segel, das an Mast und Bug befestigt ist. Die entstehende Windkraft zieht das Fahrzeug.

Am Segel ergibt sich durch den Aufwind eine Querkraft. Da diese theoretisch am Druckpunkt, oberhalb des Fahrzeugschwerpunkts angreift, entsteht ein Querkraftmoment,durch das das Fahrzeug krängt; wird es zu groß,dann kentert das Fahrzeug.

Ein Gegenmoment wirkt dem entgegen. Gegenmomente ergeben sich beispielsweise durch einen tief liegenden, schweren und großen Kiel, durch Ausleger oder einen Doppelrumpf.

ORiQiNAL !NSFi=CTED

Landfahrzeuge werden selten mit einem Mastsegel durch Windenergie angetrieben. Sie laufen mit Rädern auf Schienen oder als Schlitten auf Kufen. Dem Kentern wirkt man entgegen durch große Breite des Fahrzeugs oder großes Gewicht.

Segelflugzeuge segeln im Aufwind durch Windenergie. Aufwinde entstehen vor Bodenerhebungen oder durch Bodenerwärmung. Ballons erreichen durch den Wind ihr Ziel.

Kastsegler haben viele Nachteile.

Kentergefahr besteht bei zu großem Querkraf tmonient, besonders bei Seitenwind.

3ei Seitenwind muß man kreuzen, um das Ziel zu erreichen; Weglänge und Fahrzeit werden größer. An den Wendepunkten sind Teilwendungen, Halsen, notwendig, was schwierig und gefährlich ist.

Bei Böen, die an der Erdoberfläche häufig sind, kann man garnicht oder nur mit gerefftem Segel, das heißt langsamer fahren.
Flauten verlangsamen die Fahrt oder das Fahrzeug liegt fest.

Die Schubkraft am Segel,die etwa in Fahrzeugmitte angreift und die Querkraft am Segel erschweren die Lenkung.

Käst und Besegelung erfordern viel Platz an Deck.

Die Bedienung der Segel wird bei größeren Fahrzeugen von geschulten Kräften ausgeführt. Die damit verbundenen Gefahren sind erheblich.

meistens
Kastsegler dienenYnur als Küstenfahrzeuge und für Sport.

Die vorliegende Erfindung,Fahrzeugantrieb mit Schwebesegel, vermeidet weitgehend die genannten Mangel der Hastsegler und verbessert die Ausnutzung der Windenergie für den Fahrzeugantrieb.

Die Anwendung des Schwebesegels beschränkt sich,wie bei Mastseglern auf die Nutzung der Achterwinde. Sie sind auch bei geringer Abweichung der Windrichtung von der Fahrtrichtung zu verwenden, wenn die damit verbundene Abdrift des Fahrzeugs durch das Ruder auszugleichen ist, oder es sich lohnt, Maschinenkraft dafür einzusetzen.

Grundgedanken zur Erfindung.

Es ist bekannt, daß ein Segel bei Wind nach dem Drachenprinzip infolge des Auftriebs auf eine Höhe steigt, die durch Größe und Form des Segels, Gewicht von Segel und Halteseil, sowie der Windgeschwindigkeit gegeben ist. Das Segel schwebt dort und zieht ein Fahrzeug, das mit ihm verbunden ist, bei ausreichender Zugkraft mit sich. Bei nachlassender Windgeschwindigkeit oder Windstille fällt das Segel.

Zweck der Erfindung ist daher, das Segel durch eine Schwebe vorrichtung, unabhängig von der V/indgeschwindi?;-keit auf einer bestimmten Höhe zu halten. Zweckmäßig ist eine Höhe ·κΌη.>»50 m über der Erd-bezw. Wasseroberfläche. Dort treten nur geringe Turbulenzen auf,die Windgeschwindigkeiten sind konstant und größer als an der Erdoberfläche.

ORIGIN

Die Erfindung wird beispielsweise an den Figuren 1 bis 3 erklärt.

Das Schwebesegel besteht aus vier Teilen.Das eigentliche Segel 15 ist in einem Segelrahmen 14 befestigt, an dem die Schwebevorrichtung und die Halteseile 13 a,b,c,d angreifen. Der Segelrahmen 14 kann ein biegsames Rohr sein oder ein Schlauch,der mit Druckluft gefüllt ist.

Schwebevorrichtungen können Ballons aller Art sein, mit einer Gasfüllung,Helium,leichter als Luft, deren Auftrieb größer ist,als das Gewicht von Schwebesegel und Halteseilen. Die Halteseile 13 a,b,c,d laufen zum Fahrzeug 10, wo sie auf Seiltrommeln 12 a,b,c,d gewickelt werden, die vonhand oder mechanisch gedreht werden.
Durch Längenänderungen aller Halteseile 13 ergibt sich die Steighöhe h des Schwebesegels. Mit längenänderungen der einzelnen Halteseile wird das Segel den Windverhältnissen entsprechend eingestellt.

An Bord des Fahrzeugs stehen Tanks oder Gasflaschen, in denen das Leichtgas unter hohem Druck gespeichert wird.

Bei Gegenwind, Flauten oder Liegezeiten wird das Schwebesegel eingeholt, erst mit den Seiltrommeln, dann durch Leeren der Ballons durch Absaugen des Leichtgases mit einer Saugpumpe, das in den Tanks mit einer Druckpumpe gespeichert wird. Segel und die leeren Ballons werden so an Bord verstaut,daß sie wenig Platz einnehmen.

Figur 1 zeigt ein Wasserfahrzeug 10,auf dessen Vorderdeck 11vier Seilwinden 12 a,b,c,d stehen. Von deren Seiltrommeln laufen die Halteseile 13 a,b,c,d zum Segelrahmen 14, an dem Segel 15 befestigt ist.

Die Schwebevorrichtung besteht aus Schläuchen 16, die auf der Vorder-oder Rückseite von Segel 15 angebracht sind.Die gasdichten Schläuche 16 werden mit Leichtgas gefüllt oder es werden mit Leichtgas gefüllte Ballons in ihnen eingesetzt«

'Figur 2 zeigt ein Segel 15»das am Segelrahmen 14 befestigt ist, von dem die Halteseile 13 a,b,c,d zu den Seiltrommeln 12 a,b,c,d an Deck des Fahrzeugs laufen. Die Schwebevorrieh tung besteht aus vier Leichtgas-Ballons 17 a,b,c,d parallel zum Segelrahmen,mit dem sie verbunden sind.

Figur 3 hat ein kreisförmiges Segel 15 mit entsprechendem Segelrahmen 14 und den angelenkten Halteseilen 13 a,b,c,d. Zwei am Segelrahmen gegenüber liegende Zapfen 21 greifen in Buchsen 22 an den Enden von Bügel 20 ein. Die Seile um Ballon 18 laufen zusammen in Öse 23, deren Zapfen 24 in eine Bohrung eingreift,in der Mitte von Bügel 20.

Der Segelrahmen 14 wird durch Indern der Seillängen 13 a-d in eine Stellung geschwenkt, die den Windverhältnissen entspricht.

Ballon 18 kann ein Leichtgas-Ballon sein oder ein Heißluft-Ballon, dessen Brenner den Brennstoff über einen Schlauch vom Fahrzeug aus erhält.

Der Fahrzeugantrieb mit Schvebeserel hat große tihniche und wirtschaftliche Vorteile für Wasser-Land- und Luftfahrzeuge aller Art.

Er wird verwendet bei Achterwind mit Abweichungen bis zu - 60°. Günstig ist der Einsatz des Segels in Höhen über 50 m, da dort die Windgeschwindigkeiten größer und stetiger sind als an der .Erdoberfläche und weniger Turbulenzen auftreten.

Hohe Windgeschwindigkeiten mit großen Zugkräften können gefahrlos genutzt werden, da keine Kentergefahr besteht.

Der Einsatz des Antriebs mit Schwebesegel ist nur begrenzt durch die Festigkeit der Einzelteile.

Schwebesegel benötigen wenig Platz an Bord und sind nicht hinderlich beim Laden und Entladen.

Bei Liegezeiten und Fahrt mit Motorantrieb wird das Schwebesegel eingeholt mit den Seilwinden und die Ballons werden entleert. Das Leichtgas wird in !Tanks oder Gasflaschen gespeichert. Segel und Ballon v/erden gefaltet, so daß sie wenig Stauraum benötigen.

Für die Bedienung des Fahrzeugs werden wenige Hilfskräfte gebraucht; die Arbeit ist leicht und gefahrlos.

Schwebesegel und die erforderlichen Einrichtungen können nachträglich an Fahrzeugen angebracht werden.

Beim Einsatz von Schwebesegeln ergeben sich große Treibstoff ersparnisse .

BAD ORIGINAL

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Claims

Patentansprüche

1.Fahrzeugantrieb mit Schwebesegel dadurch gekennzeichnet, daß das in einem Segelrahmen befestigte Segel durch eine Schwebevorrichtung auf eine beliebige Höhe gebracht wird, die am Segel vorhandene Windenergie durch Halteseile, die am Segelrahmen angreifen, auf das Fahrzeug übertragen wird und der Segelrahmen mit Segel durch Längenänderungen der einzelnen Halteseile vom Fahrzeug aus vonhand oder mechanisch auf die jeweiligen Windverhältnisse eingestellt wird.

2.Fahrzeugantrieb mit Schwebesegel nach Patentanspruch 1 dadurch gekennzeichnet,daß die Schwebevorrichtung aus mehreren, auf der Segelfläche angebrachten Schläuchen besteht, die iüit Leichtgas gefüllt sind, oder in denen Leichtgasballons eingesetzt sind.

5« Fahrzeugantrieb mit Schwebesegel nach Patentanspruch 1 dadurch gekennzeichnet,daß die Schwebevorrichtung mehrere Leichtgas-Ballons sind, die um den Segelrahmen angeordnet sind.

4. Fahr zeugantrieb mit Schwebesegel nach Patentanspruch 1 dadurch gekennzeichnet,daß die Schwebevorrichtung ein Leichtgas-Ballon ist oder ein Heißluftballon, dessen Brenner zum Erzeugen der Heißluft vom Fahrzeug aus durch einen Schlauch mit Brenngas gespeist wird.

5.Fahrzeugantrieb mit Schwebesegel nach Patentanspruch 1 dadurch gekennzeichnet,daß der Segelrahmen mit Schwebevorrichtung und Halteseilen unmittelbar am Bug des Fahrzeugs beweglich befestigt ist.

6.Fahrzeugantrieb mit Schwebesegel nach Patentanspruch 1 dadurch gekennzeichnet,daß an Bord des Fahrzeugs Tanks oder Gasflaschen vorgesehen sind, in denen während der Fahrt mit Motorantrieb und in Liegezeiten .das Leichtgas unter hohem Druck gespeichert ist,und Saug-Druckpumpen, mit denen das Leichtgas von den Tanks in die Ballons oder zurück gepumpt wird, vorhanden sind.

7.Fahrzeugantrieb mit Schwebesegel nach den Patentansprüchen 1 bis 4 und 6 dadurch gekennzeichnet,daß SegeIrahmen,Segel . und Schwebevorrichtung mit den Halteseilen einzuholen sind, die Ballons entleert v/erden, das Leichtgas in die Tanks gedruckt wird, worauf das Schwebesegel platzsparend an Bord verstaut wird.

BAD ORIGINAL