DE9004412U1 - Solar telescope sail wings with computer-controlled automation for ships and boats - Google Patents

Solar telescope sail wings with computer-controlled automation for ships and boats

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DE9004412U1 DE9004412U DE9004412U DE9004412U1 DE 9004412 U1 DE9004412 U1 DE 9004412U1 DE 9004412 U DE9004412 U DE 9004412U DE 9004412 U DE9004412 U DE 9004412U DE 9004412 U1 DE9004412 U1 DE 9004412U1
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Description

BeschreibungDescription

Az: G 9o ok V12.6Az: G 9o ok V12.6

Stand der TechnikState of the art

Der neueste Stand der Technik auf dem Gebiet von teleskopartig aus- und einfahrbaren Segelflügeln auf Booten/Schiffen ist mit der Patentanmeldung non Herrn Ludwig Naake Az: P 23 56 ^26»3 vom 12.11.1973 gekennzeichnet. Sei:_r"iragflächensegel" wui-de jedoch niemals bisher gebaut.The latest state of the art in the field of telescopically extendable and retractable sail wings on boats/ships is identified by the patent application by Mr. Ludwig Naake, reference number P 23 56 ^26»3, dated November 12, 1973. However, this "airplane sail" has never been built to date.

Den neusten Stand der Technik in der Verwendung von Segelflügeln auf Booten zeigt jener Flügel, der I9Ö0 während der Regatta um den America-Cup eingesetzt wurde. Er hat jedoch eine flexible Ob'"fläche v.-d kann nicht verkleinert/gerefft werden- (Die "Yachtv· Ia-. '■' '88 S. £2 - 29 u. Nr 2o/88 £ bis 135).The latest state of the art in the use of sail wings on boats is shown by the wing that was used during the America's Cup regatta in 1980. However, it has a flexible surface - it cannot be reduced in size/reefed - (The "Yacht" in 1988, p. 2 - 29 and no. 20/88 £ to 135).

~.i e Japaner haben 1a Hände}ssch-ife mit Segelflügeln fester Oberfläche und Profil ausgerüstr ;·,~.The Japanese have equipped hand-held ships with sail wings with a solid surface and profile;·,

Auf6abeOn 6 abe

Die Erfindung stellt sich zur Aufgabe, die immer noch sehr komplizierten Vorgänge zur Bedienung der Segel an Bord zu vereinfachen und sie der Automatisierung zugänglich zu machen, die Fahrleistung der Seefahrzeuge unter Segel zu erhöhen, sie vermehrt für die Verwendung von Solargeneratoren zu erschließen und ihren CO -Ausstoß zu mindern.The invention aims to simplify the still very complicated processes for operating the sails on board and to make them accessible to automation, to increase the performance of seagoing vessels under sail, to make them increasingly available for the use of solar generators and to reduce their CO emissions.

VorteileAdvantages

Der statisch sich selbst tragende oegelflügel ist aerodynamisch erheblich effizienter zu gestalten als das herkömmliche fiigg und Tuchsegel, bei dem Masten, Wanten, Fallen und Falten schädliche Widerstände erzeugen. Die feste Außenhaut des Segelflügels ermöglicht die formgebung von vortriebsgünstigen Profilen und die Anbringung von Solargeneratoren in der Senkrechten an Bord an Vor- und xiinterwand des Flügels. Das versechsfacht die Fläche für Solargeneratoren an Bord, die bisher nur in der Waagerechten an Deck angebracht sind. Damit ist soviel iv-Enerftie zu gewinnen ii'ner Tag, dal!, es -;ich auf hooten lohnt, den fonsilen ,'!rennstoffrnotor aln Hilibantrieb 'lurch e J. &tgr;&igr; en l'l-Motor zu orr;etzcn.The statically self-supporting wing can be designed to be considerably more aerodynamically efficient than the conventional sail and cloth sail, where masts, shrouds, halyards and folds generate harmful resistance. The solid outer skin of the sail wing enables the shaping of profiles that promote propulsion and the attachment of solar generators vertically on board to the fore and rear walls of the wing. This increases the area for solar generators on board sixfold, which until now were only attached horizontally on deck. This means that so much energy can be gained in one day that it is worthwhile to use the solid fuel engine as auxiliary propulsion with a J&T oil engine.

Die Vereinfachun," <!<■»■ Jo.'-elmanöver und ihre .«ut &ogr;&igr;&pgr;,&iacgr; t i.'iie-The simplification," <!<■»■ Jo.'-el maneuvers and their .«ut &ogr;&igr;&pgr;,&iacgr; t i.'iie-

&bull; &igr; ■ &igr; · ' '&bull;&igr; ■ &igr; · ' '

Beschreibung
Az: G 9o o*Description
Az: G 9o o*

rung ermöglichen Verringerung der Bedienmannschaft, den Einsabz Ungeübter und ggf. Behinderter (Segeln als Therapie) .enable the reduction of the operating crew, the employment of inexperienced and possibly disabled people (sailing as therapy).

Die Drehbarkeit des Flügels um 360 und die stufenlose Einstellbar!^ii: der FlÜE-elfr':i*e r? nach Windstärke und deren Autün-atisierbarkeit erhöhen ä^c Sicherheit des Segeins erheblich und mindern die Kentergefahr von Booten. Das unter Seglern als gefährlich bekannte Halsemanöver wird völlig harmlos.The ability to rotate the wing through 360° and the infinitely variable adjustment of the wing to suit wind strength and its ability to be adjusted significantly increase the safety of sailing and reduce the risk of boats capsizing. The gybe maneuver , known to be dangerous among sailors, becomes completely harmless.

Die Automatisierung des Segelflügels ermöglicht in Kombination mit der heute üblichen Ruderautomatik und unter rechnergesteuerten Zeitvorgaben segeltaktisches Hanöverieren des ganzen Bootes ohne Menschenhand.The automation of the sail wing, in combination with the automatic rudder system that is common today and under computer-controlled time specifications, enables the entire boat to be maneuvered tactically without human intervention.

Sonnennergie kann auch währen der Liegezeit der Boote/ Schiffe im Hafen generiert werden.Solar energy can also be generated while the boats/ships are docked in the harbor.

Weiterbildungen der ErfindungFurther developments of the invention

Durch die V/eiterbidungen der Erfindung erhält nie Patentanmeldung von Herrn Naake vom 12.11.1973 eine neue Form und wesentliche Ergänzungen« Die Weiterbildungen nach Anspruch 1, 5 und 7 ermöglichen die Brückentauglichkeit eines Seglers, Rückwärtssegeln ein·" Bootes und Hinderung dee Wartungsaufwands. The further developments of the invention give the patent application by Mr. Naake dated November 12, 1973 a new form and significant additions. The further developments according to claims 1, 5 and 7 enable a sailor to be used on a bridge, to sail a boat backwards and to reduce maintenance costs.

Die lierufsschiffahrt verwendet den Segelflügel zusätzlich 7 um Hauptvertrieb, spart damit öl und mindert CO -Ausstoß. Die oportnchiffahrt erhält Unabhängigkeit im Brennstoff-Nachschub. The delivery shipping company uses the sail wing additionally 7 for main distribution, thus saving oil and reducing CO emissions. The port shipping company gains independence in fuel supplies.

Der Solar-Telekop-oegel-Flügel ist in Berufsochtf fahrt, Fischerei und oportschiffahrt gewerblich verwendbar.The solar telescopic wing can be used commercially in commercial shipping, fishing and port shipping.

Darstellung der ErfindungDescription of the invention

Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, üwei 3olar-Teleskop-^egel-Flügel (1) sind an Bord eines ochiffes auf·· gestellt. Der vordere (l) ist ausgefahren, beim hinteren (2)Figure 1 shows an embodiment of the invention, two polar telescopic glider wings (1) are set up on board a ochiff. The front one (1) is extended, the rear one (2)

r. j..--; -···" &ogr; o'.'i'.'..'■:■■■,. 'Ji -<· f.-i i.rori und y.un: er.ceschoi/.'ii.rj.--; -···"&ogr;o'.'i'.'..'■:■■■,.'Ji-<· f.-i i.rori and y.un: er.ceschoi/.'ii.

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&bull; i'.· ,·■:;: r i -:iir ■ ■ :,'mi .i.nioii ( "■) -,oi.-ron 'ii;n um &Oacgr; -'.-io; .·.■;! >',(■- ■'■'■\ i ·&Mgr; &udigr;·^:; . &pgr;.-; : ■ &Tgr;"&idiagr;&igr; <-.; ·&Iacgr; ' . i):i:; . >·:: ;.'"' &Ggr;&eegr; &Lgr; &ogr; &ggr; (&Oacgr; i' ".·-.; &iacgr;. f;s i ·! &bull;i'.·,·■:;: ri -:iir ■ ■ : ,'mi .i.nioii ( "■) -,oi.-ron 'ii;n um &Oacgr;-'.-io;.·.■;!>',(■- ■'■'■\ i ·&Mgr;&udigr;·^:; . &pgr;.-; : ■ &Tgr;"&idiagr;&igr;<-.;·&Iacgr;' . i):i:; . >·:: ;.'"'&Ggr;&eegr;&Lgr;&ogr;&ggr;(&Oacgr;i'".·-.;&iacgr;.f;si ·!

&igr;· igur 1 ;;ew:t auch die ülemente i'ür die utliaiLuti(j cibs i;ewoi.:- neuen uolar-E-iJtromf; nac> Anspruch 9 S lJie oolar,;enoratu; on (^ die Batterie (G) und den E-llotor mit oclii ffswolle (7)· Figur 2 ^.eist dßc optimiorto i'rofil (8) des Segelflügels von oben. Die Tiefe dor. Profils an soiner concaven (9) und convexen !jeite (1&ogr;) nach Anspruch ?. werden aufgezeigt. Die .-isheibe mit Zahnkranz (11) nach Anspruch 6 ist dargestellt. Das Antriebsznhnrad (12) er:, üi;.i icht den anschlu,: von Stellmotoren zur Automatisierung najh Anspruch 11 und 12. Auch die Position der Wincch (1j5) ir den AuEi-und Einfahrm^ch ini.nmus nach Anspruch 5 und 6 wird auf,-;e«oigt. Figure 1 also shows the elements for the auxiliary lubrication (j cibs i;ewoi.:- new uolar electric motor according to claim 9. The functional unit (^ the battery (G) and the electric motor with the open end (7) Figure 2 shows the optimized profile (8) of the sail wing from above. The depth of the profile on the concave (9) and convex (10) sides according to claim ?. are shown. The disk with gear ring (11) according to claim 6 is shown. The drive gear (12) enables the connection of servomotors for automation according to claim 11 and 12. The position of the winch (1j5) for the extension and retraction mechanism according to claims 5 and 6 is also shown.

rif-ur 3 zeigt beispielhaft an ' oektoren (1^f) das teleskopartige Ineinanderschachteln der einzelnen Sektoren des S^prelr'lügels , 3ein»s Te] eskop-ilaat-Köhren-oys tems und dir Anbringung der einzelnen iiohre (15) ein den jeweils unteren Spanten/ Verstärkungen (16) d-r oektoren. Der Mar., t fuß (?) ir.i; daran gefestigter Scheibe mi* Zahnkranz sind in perspektivxscher Sicht dargestellt (11).Figure 3 shows, by way of example, the telescopic nesting of the individual sectors of the wing, a telescope-like tube assembly system and the attachment of the individual tubes (15) to the respective lower frames/reinforcements (16) of the wing. The mar., t foot (?) ir.i ; attached to it disk with toothed ring are shown in perspective view (11).

Figur k zeigt die Anordnung und Führung des Aus- und Einfahrmechanismus (19) in der Seitensicht und im Schnitt mitten durch den Flügel und h seiner Sektoren <1&Oacgr;, den Mastfuß (17), die Scheibe mit üahn'.:ranz (11) und die Winsch (13) für das SoilzugsysteiTi.Figure k shows the arrangement and guidance of the extension and retraction mechanism (19) in side view and in section through the middle of the wing and its sectors <1&Oacgr;, the mast foot (17), the disk with transverse gear (11) and the winch (13) for the sail hoist system.

Claims (1)

Andren.'" Wi one , I jy &eegr; ,<"■"■ &iacgr;&kgr;.-r ;■;.·-> tr , '// , '.;"-;oo dt >&igr;&eegr; 2, '.'·;.!.: or.v 8 . -y'j ~,:&lgr; ijAndren.'" Wi one , I jy &eegr;,<"■"■Î&kgr;.-r;■;.·-> tr , '// , '.;"-;oo dt >&igr;&eegr; 2, '.'·;.!.: or.v 8 . -y'j ~,:&lgr; ij oc'iiu ! r. a &eegr; &ggr;. pr;iche
Az: G 9&ogr; o'f 'f12.6oc'iiu ! r. a &eegr;&ggr;. pr ; iche
Az: G 9&ogr;o'f'f12.6 «Ein teleskopartig ein- und ausfahrbarer oegelflügel, der senkrecht auf dem Deck eines Schiffes/Bootes steht und dort um 360 drehbar gelagert ist«A telescopically extendable wing that stands vertically on the deck of a ship/boat and is mounted there so that it can rotate 360 degrees dadurch gelfnnzeichnet, daß er ein optimales aerodynamisches Profil mit fest"n Oberflächen aufweist, auf denen Solargeneratoren befestigt sind dergestalt, daß Wind- und Sonnennergie von gleicher Fläche gleichzeitig generiert werden·characterized in that it has an optimal aerodynamic profile with solid surfaces on which solar generators are attached in such a way that wind and solar energy are generated simultaneously from the same area. 2.Ein Solarteleskop-Segelflügel nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß er als neue aerodynamische Form ein Kreisbogen-Zweieck-Profil mit leicht abgerundeten Kanten erhält, dessen Tiefe auf der concaven Seite des Profils geringfügig geringer ist als auf der convexen oeite/Außenseite des Profils.2. A solar telescope glider according to claim 1, characterized in that it has a new aerodynamic shape in the form of a circular arc-two-corner profile with slightly rounded edges, the depth of which is slightly less on the concave side of the profile than on the convex side/outside of the profile. 3.Sol-Teleskop-Segel-Flügel nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß seine feste, absolut starre Außenhaut aus Kunststoff oder Aluminium-Blech gefertigt ist, auf dessen Oberfläche senkrecht flexible Solargeneratoren befestigt oder einlaminiert werden dergestalt, daß sie den Kurven des Profils nach Anspruch 2 passgenau folgen.3.Solar telescopic sail wing according to claim 1, characterized in that its solid, absolutely rigid outer skin is made of plastic or aluminum sheet, on whose surface flexible solar generators are attached or laminated vertically in such a way that they follow the curves of the profile according to claim 2 precisely. ^.Solar-Teleskop-Segel-Flügel nach Anspruch 1 dadurch gekennteichnet, daß er innen einen Hohlraum aufweist, worin das Teleskop-Hast-Rohr-System nach Anspruch 6 und die Aus- und Einfahrmechanik nach Anspruch 5 und die stromführenden Kabel der Solargeneratoren nach Anspruch J untergebracht sind.^.Solar telescopic sail wing according to claim 1 characterized in that it has a cavity inside in which the telescopic lifting tube system according to claim 6 and the extension and retraction mechanism according to claim 5 and the current-carrying cables of the solar generators according to claim J are accommodated. 5.Solar-Telskop-Segel-Flügel nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß er mit einer Aus- und Einfahrmechanik ausgestattet ist, die nach Anspruch k im Hohlraum des Flügels liegt und nach dem Seilzugsystem so geführt ist, daß sie bei Anzug zuerst den obersten Sektor des Flügels ausfährt und bei weiterem Zug den darunter liegenden usw. Sie ist5.Solar telescopic sail wing according to claim 1, characterized in that it is equipped with an extension and retraction mechanism which, according to claim k , is located in the cavity of the wing and is guided according to the cable pull system in such a way that when pulled, it first extends the uppermost sector of the wing and, with further pulling, the one below it, etc. It is &ogr;c hu I;7,ans prvie he
Az: G 9o o'l- '1-12.6&ogr;c hu I;7,ans prvie he
Az: G 9o o'l- '1-12.6 ...it Hand oder i-innchine r, Uifenlor, /,u hodienen und zu arretieren, entlaß die Aus de Im'Mir- deü uolar-Toleskop-oe";el-i''lii reis Jnder ./.i.ndr;tärkp optimal nnp;epr,st und Lei ötarkwind verkleinert/ gerefi't werden kann,...by hand or in a cylinder, Uifenlor, /,u hodienen and to lock, release the exhaust from the im'Mir- deü uolar-toleskop-oe";el-i''lii travel and the ./.i.ndr; strength optimally nnp;epr,st and Lei ötarkwind can be reduced/refi't, ö.oolar-Teleskop-Segel-Flügel nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß er seine Statik durch ein oder mehrere Teleskop-Mast-Kchr-Syteme erhält, die nach Anspruch '+ im Hohlraum des Flügels untergebracht sind. Je ein Rohrstuckist jeweils mittig in der unteren Verstärkung/Spant eines Sektors befestigt und ist so dimensioniert, daß es in das Rohr des nächsten Sektors hinein passt und darin teleskopartig gleitet. Die einzelnen Rohre sind ca. 15 % langer als die Sektoren hoch sind, sodaß die Rohre im voll ausgefahrenen Zustand des Flügels sich ineinander noch jeweils um ca. 15 % überlappen. Dadurch wird die ^tatik des Segelflügels auch während des Aus- und Einfahrvorgangs/Reffvorgangs sichergestellt .A telescopic sail wing according to claim 1, characterized in that it receives its statics from one or more telescopic mast-and-mast systems which are accommodated in the cavity of the wing according to claim '+. A piece of tube is fastened in the middle of the lower reinforcement/frame of each sector and is dimensioned so that it fits into the tube of the next sector and slides in it like a telescope. The individual tubes are approx. 15 % longer than the sectors are high, so that when the wing is fully extended, the tubes still overlap each other by approx. 15 % . This ensures the statics of the sail wing even during the extension and retraction/reefing process. Am unteren Ende des Teleskop-Kast-Rohr-Systems, an seinem ilastfuß, ist eine runde Scheibe mit Z ihnkranz befestigt, in den das Antriebszahnrad der Drehmechanik eingreift. Auf dieser Scheibe sitzt auch die Winsüh der Aus- und Einfahrmechanik nach Anspruch 5·At the lower end of the telescopic box tube system, at its base, a round disk with a toothed ring is attached, into which the drive gear of the rotating mechanism engages. The pinion of the extension and retraction mechanism is also located on this disk according to claim 5. 7. Solar-Teleskop-Segel-Flügel nach Anspruch 1 dadurch gekennnzeichnet, daß das untere Ende seines Teleskop-Mast-Rohr-Systems, der Mastfuß, um 36° drehend, kugelgelagert und arretierbar in einer Rohrbüchse steht, die im Deck und Teilen des Schiffs-/Bootsrumpfes verankert ist.7. Solar telescopic sail wing according to claim 1, characterized in that the lower end of its telescopic mast tube system, the mast base, rotates by 36°, is ball-bearing mounted and lockable in a tube sleeve which is anchored in the deck and parts of the ship/boat hull. 8. Solar-Teleskop-Segel-Flügel nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Segelflügel im zusammengeschobenen Zust/Kand und bei Nichtgebrauch mittels Scharnier im Mastfuß um 9o° von der Senkrechten in die Waagerechte gelegt werden kann, sodaß sein V/indwiderstand minimiert wird.8. Solar telescope sail wing according to claim 1, characterized in that the sail wing in the collapsed state and when not in use can be placed by 90° from the vertical to the horizontal by means of a hinge in the mast base, so that its resistance to wind is minimized. 9. Solar-Teleskop-Segel-Flügel nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung der elektrischen Energie seiner Solargeneratoren wahlweise auf den &Egr;-Motor zum Direktantrieb der9. Solar telescope sail wing according to claim 1, characterized in that the electrical energy of its solar generators can be switched optionally to the Egr; motor for direct drive of the &Lgr; &tgr;,: <&iacgr; 1O o'i ■'' Ir'.·�Lgr; &tgr;, : <&iacgr; 1 O o'i ■''Ir'.· ■ ic'nil'i Gwe j le od·??· inir au Jie . &eegr; :er'ie oder .·-.!<·■'.< " ^ i. t. i c rin" &eegr; ei do .--"lenkt &ngr;/"&idiagr;·.&idigr;·'?&eegr; k-'irin.■ ic'nil'i Gwe j le od·??· ini r au Jie . &eegr; : e r 'ie or .·-.!<·■'.<" ^ it ic rin"&eegr; ei do .--"lenkt &ngr;/"&idigr;·.&idigr;·'?&eegr;k-'irin. &Iacgr; &ogr;.oolar-'-'^laii OP-J0^oI-J11Ii' ';! &pgr; "·■';;: .·■■ &eegr;.'1, nru" h ' daoir-':h &pgr;',&ngr;.&ogr;&eegr;&pgr; :·" oi ■ net, daß er mit elrisr Rv f f automatik versehen ist dadurch Rekennzeichnet, daß sie mit oensorhilfe automatisch dann einen kef f vorganr/Verkleinerung des öet;olf lii^els auf ein stfi tisch sicheres Maß auslöst, wein der V/inddruck am Flügel einen Grenzwert ü'oerschrei t.'jt -&Iacgr;&ogr;.oolar-'-'^laii OP-J 0 ^oI-J 11 Ii'';!&pgr;"·■';;: .·■■ &eegr;.' 1 , nru" h 'daoir-':h&pgr;',&ngr;.&ogr;&eegr;&pgr;:·" oi ■ net that it is equipped with an automatic valve , characterized in that it automatically triggers a reduction in the oil pressure to a reliably safe level with the aid of an oel sensor when the pressure on the wing exceeds a limit value.'jt - 11^üolar-Teleskop-Segel-Flügel nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß er mit einer Am-Wind-Autonatik versehen ist der-P-,'estalt, daß :,ie bei An-Wind-Kursen des Bootes/Schiffee den wirksamsten Einstellwinkel des oegelflügels zum v;ind ermittelt und den Flügel mit Stellmotoren in diesem Winkel hält und eine parallele Schaltung zur automatischen 3teueranlage des Bootes+ochifi'es bewirkt, daß das Boot stets optimalen Am-Wind-Kurs steuert.11-pole telescopic sail wing according to claim 1, characterized in that it is provided with an upwind automatic system such that when the boat/ship is sailing upwind, the most effective setting angle of the wing to the wind is determined and the wing is held at this angle by servomotors and a parallel circuit to the automatic steering system of the boat/ship ensures that the boat always steers an optimal upwind course. 12.Solar-Teleskop-üegel-Flügel nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß er nach in Rechner eingegebenen, vorprogrammierten Zeiten automatisch Drehungen ausführt, die oegelmanovern entsprechen und die mit der. Steuerbewegungen der Suderautomatik des Bootes/Schiffes korrespondieren.12.Solar telescopic wing according to claim 1, characterized in that it automatically carries out rotations according to pre-programmed times entered into the computer, which correspond to oar maneuvers and which correspond to the control movements of the automatic steering system of the boat/ship.
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