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Wind- und Sonnenkraftmaschine (stationär, transportabel und mobil)
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Wind- und Sonnenkraftmaschine,
die einerseits von im Wind sich drehenden Teilen und andererseits durch Umwandeln
von Sonnenerergie in elektr. Strom und Wärme betrieben wird.
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Es sind Windkraftwerke bekannt, die nur als solche die Drehachse ihrer
Windflügel oder Windräder (Savoniusrotoren) mit den Antriebswellen von Generatoren
bzw. Arbeitsmaschinen gekoppelt haben.
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(D.P. - Schriften Nr. 821 930, 883 430 und 911 840) Desweiteren ist
die Umwandlung von Sonnenenergie in elektrischen Strom mittels photoelektrischer
Zellen (Solarzellen) gegeben.
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Umwandlungsmethoden zur indirekten Elektrizitäts- und Wärmeerzeugung
über ReflektDren (Sonnenöfen), Hohlspiegel und Konvexlinsen, welche Plüssigkeitsmedien
erwärmen bzw. Wasserdampf über einen im geschlossenen System arbeitenden Turbogenerator
leiten, sind bekannt.
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Diese vorstehenden Gegenstände und Methoden zu den bekannten Energieumwandlungen
lassen die letzten Erfahrungen und Ergebnisse vermissen und weisen demnach folgende
Nachteile auf, 1. Der Energieumwandlungsprozess ist in Gegenstand und Funktion hinsichtlich
Wind- und Sonnenenergie getrennt - auseinanderkonstruiert, obwohl sie als kausaler
Zusammenhang, sich auch wechselseitig ergänzen können, sodaß fdgerichtig bei Wind
und Sonnenstrahlung, aber auch bei Windstille die Sonnenenergie und bei Nacht bzw.
difusen Liohtverhältnissen die Windenergie wirksam werden kann,
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daß die bekannten Wind- und Sonnenkraftwerke ihre örtliche Versorgungsmöglichkeit
mit zwei Primärenergien bisher nicht in einer Konstruktion vereinigten und demzufolge
ihre Betriebsstunden für eine Wirtschaftlichkeit zu gering waren.
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3. Daß nicht nur die nach der Winarichtung sich drehenden und mit
rotierenden Achsen versehenen bekannten Windkraftwerke weder elektrischen Strom
noch Wärme durch Sonnenenergie abgeben, sondern auch umgekehrt - Sonnenkraftwerke
windneutral sind, und ihre Konstruktionsarten, von Gebäude und Stationen, in Abhängigkeit
stehen.
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4. Ein weiterer Nachteil ergibt sich aus dem Durchmesser vertikal
rotierender Windflügel; denn, wird dieser verdoppelt, so erhält man wohl die vierfache
Leistung - aber nach dem Hebelarmgesetz innerhalb der Baustatik, wächst der Aufwand
der Tragkonstruktion um das Achtfache.
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5. Hinzu kommt das solche HochleistungswindflügelXin ihrer Rerstellbarkeit
nach Windstärke bzw. Anstellwinkelneine kostenreiche sowie komplizierte Mechanik
beanspruchen.
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6. In diesem Zusammenhawng beanspruchen wohl vertikalachsige aindrotoren
weniger Aufwand, aber sie können nur den vierten Teil ihrer Rotoren für den Antrieb
nützen.
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7. Desweiteren werden die an spitzwinkligen Schrägflächen ableitenden
Windkräfte stets so stark vermindert, daß sie den Winddruck (kp/m ) nach der Beaufort-Skala
nur dezimiert aufnehmen können, entsprechend ist der Drehkreisdurchmesser der Drehflügel
so sperrig groß, daß ein Transportieren nur im demontiertem Zustand möglich ist.
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8. Daß sowohl bekannte pyramidenstumpfförmige als auch zylindrische
Parabolkollel-toren, wenn sie lichtelektrisch zeitgesteuert, mittels Tazesgetriebe
und E.-Motoren den scheinbaren Sonnerlauf Rollen, hinsichtlich Kosten und StöranfällinLeit
nicht vertretbar erscheinen.
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Solche Solarheizungen, die aber fixiert und als Spitzdachabdeckung
odgl. hergestellt sind, benötigen in unseren Breiten für die notwendige Brauchwassererwärmung
bzw. deren Speicherung als Kombinationen Wärmepumpen oder Zusatzheizkessel und eine
Dampfdruck-Erzeugung für einen Turbo-Generator ist damit selbst in äquatorialen
Breiten nur kurzzeitig möglich.
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Aufgrund dieser bekannten KonstruXtionen, bei denen der optimale Einfallswinkel
bzw. Reflexionswinkel der Sonnenstrahlen nur kurzzeitig erreicht wird, ist eine
zwangsläufige Verminderlmg der Wärmewertleistung stets gegeben und eine Ersatzlieferung
durch Windkräfte ist durch die bekannten Systemen bisher nicht möglich gemacht worden.
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Nicht nur das Fehlen einer einfachen Sonnenlaufsteuerung, sondern
auch die stets im Abseits stehenden Windkraftmaschinen, welche wegen ihren sperrigen
Konstruktionen und veralterten Systemen zu keiner Solarheizung verwand werden können,
lassen berechtigte Erwartungen und Ergebnisse hinsichtlich Umwandlung von Wind-
und Sonnenenergie vermissen.
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Die aus dem vorliegenden System der gemeinsamen sowie ergänzenden
Umwandlung von Wind- und Sonnenenergie resultierenden Ergebnisse ergeben im Rahmen
des Erfindungsgedanken eine Vielzahl von gegenständlichen Anwendungstechniken, wobei
nur die wesentlichen Techniken genannt worden sind.
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Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, eine Wind- und Sonnenkraftmaschine
zu schaffen, die zugleich auch ein nach dem Sonnenstand verstellbares Sonnenkraftwerk
darstellt, und einen höheren Wirkungsgrad, mittels kompakter sich integrierender
Bauelemente, mit einem System der Energieumwandlung vereinigt, welches nicht nur
elektr. Strom, Warm - Wasser und Dampf liefert, sondern auch eine Fortbewegung im
Sinne des Fahrens ermöglichen soll.
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Diese Aufgabe wird erfindungsmäßig dadurch gelöst, daß um und an dem
unteren feststehenden Säulenschaft einer senkrecht stehenden Säule, mehrere aus
einzelnen sogenannten Sonnenöfen odgl., die ringförmig als ein Reflektor-Ringofen
zusammengesetzt und daran mittels Zugfedern daran aufgehangen ist, wobei in einer
gleisartigen Kurve gezogene oder eigenbewegbare Rollgewichte den Reflektor-Ringofen
nach dem scheinbaren Sonnenlauf in Bewegung setzen; und im oberen drehgelagerten
Säulenschaft eine Gabel die eine Rohrachse, welche gabelinnenseitig Je ein Drehlager
aufweist, aufnimmt, sowie an den beiden Drehlagern ein Schwingkorb mit halbkreisförmiger
Ritzel-Lauffläche befestigt ist und der Schwingkorb innerhalb, einen Wasser-Dampf-
oder/und Luftdruckkessel sowie am äußeren Umfang, Kurbelzapfen für die Koppelstangen
von Bogenschubkurbeln odgl. aufweist, wobei oberhalb der Rohrachse koaxial verlaufende
Lagermitnehmer angeordnet sind, welche die Drehlager mit den primären Schwunglagern,
an denen die Speichen des einen Laufring aufnehmenden Schwungrades und Lagerschäfte
in denen die Achsen von asymetrischen mit Solarzellen bestückten Winddrehblättern
befestigt und so drehverbunden sind, damit ein an der Unterkante des Jeweiligen
Winddrehblattes befestigtes Drehblattpendel das zwangsläufig nach dem reversiblen
(rückgängigem) Prozeß der periodischen Umwandlung potentieller in kinetische -mechanische
Energie, pendelrhythmisch die Winddrehblätter
um 900 verdrehen,
wobei, während die oberen Winddrehblätter ihre Breitflächen, die unteren ihre Rantenseiten
- und umgekehrt - stets in den Schwingphasenenden "im Wind" stellen, sodaß eine
Aerodynamik des Gegenwind-Kreuzens entsteht und schon der windbezogene Teil, gegenständlich
auf ein entsprechendes Fahrwerk oder Schwimmkörper (Antrieb) montiert, ein t'Geradeausfahren"
auch gegen den Wind erwirkt wird.
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Zur Verhinderung von Rotation des asymetrischen Winddrehblattes um
seine Achse, ist als rechter Winkel an dem Lagerschaft der Drehblattachse, ein abgefederter
Auflageanschlag und in der Drehblattachse selbst ein Sperrgelenk angeordnet, welches
ein Umklappen des Winddrehblattes Mr den Transport odgl. stets ermöglicht.
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Damit die mittels des Auflage ans chlags und des Pendels erwirkte
900 Drehung des Winddrehblattes auch rhythmisch auf das Untere übertragen wird,
ist die obere Drehblattachse mit der unteren mittels eines kraftschlüssigen Drehbügels,
der das Schwinglager überbrückt, verbunden.
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Für eine Phasengleichheit ist zur Ubertragung der Pendelbewegung auf
andere Winddrehblätterpaare eine Querverbindung vorgesehen, sie besteht aus einer
von Drehbügel zu Drehbügel gelagerten Schubstange. (Nach Fig. 1) Sollen im Orkan-
oder Transportfall die Winddrehblattpaare festgesetzt werden, so besteht der Lagermitnehmer
als Drehverbindung vom Schwing- zum Drehlager, im wesentlichen aus einem auf dem
Drehlager-Gehäuse geschraubtes Federblatt, das in einer Ausfräsung der oberen Schwunglagerhälfte,
nur dann nicht im Eingriff steht, wenn ein auf der Rohrachsa befestigter Schrauben-Exzenter
bzw. sein Hebel, auf "Ruhestellung" bewegt wird.
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Um die mittels des Drehblattpendels erzwungenen gunstig wechselnden
Buftwiderstandszahlen (Gw), also der Wechsel zwischen einer Platte und ihrer Kante,
zu erhöhen, können die Winddrehblätter nach Art und Bauweise eines ragflügels gefertigt
sein.
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Zur Befestigung des Schwingkorbes an den beiderseitigen Drehlagern
und zur Bildung einer zentrischen Antriebsritzel-Lauffläche, besteht der Schwingkorb
aus mindestens zwei halbkugelförmigen Kreuzverbänden sowie einem oder mehreren Ringverbänden
aus Flachstahl, wobei ein oder mehrere gabelmittige Kreuzverbände untereinander,
die Lauf- und Antriebs flächen für an der Gabelklaue im Federwiderlager geschraubten
Generatoren bilden.
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Damit das vom Wind erzwungene Schwungmoment, eines solchen mechanisch-translatorischen
Systems, durch Dämpfung (= Generatorenbelastung) auf den Schwingkorb, nicht zum
Stillstand kommt, kann statt der Vorrichtung eines Schubtrieb-Starters mit ausgeprägter
Haltewicklung, welche ab einer mechanischen Schwinggröße, diese über einen Potentiometer
in elektr. Werte umsetzt und so zum halten oder Abfallen bringt, eine Vorrichtung
vorgeschlagen werden, bestehend aus einem vom Schwunglager angetriebenen Kolbenverdichter,
dessen ventilgesteuerten Luftdruckleitungen in jeweils einen Faltenbalg enden, wobei
der Faltenbalg unter den gegen Federkraft kippgelagerten Generator so angeordnet
ist, damit der Jeweilige Faltenbalg erst ab einer gewählten Schwungmomentgröße (=
Luftdruck) das betreffende Generatorritzel gegen die Antriebsritzel-Lauffläche des
Kreuzverbandes odgl. drückt - oder abheben läßt.
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(Nach Fig. 1)
Die stufenweise Einschaltung von mehreren
Generatoren im Verhältnis zur Schwungmomentgröße bzw. Windstärken braucht nicht
auf die Kreuzverbände beschränkt werden, sodaß neben den Generatoren-Laufflächen
der gabelmittigen Kreuzverbände, Laufflächen vorzuschlagen sind, die Jeweils aus
einem Schwungrad, welches mittig um die Rohrachse verläuft bestehen und das Schwungrad
mittels zweier am Schwunglager befestigten Radspeichen, sowie von den beiden in
Achslagern eingesetzten Drehblattachsen festgehalten bzw. bewegt wird; wobei die
Generatoren auf gleicher Art und Weise wie die an den Gabelklauen eine solche Federgelenk-Befestigung
und Funktion erhalten. Um solche Schwungbewegungen ohne Kurbelgetriebe odgl. in
kontrollierbare Umläuft zu verwandeln, ist in dem Schwungrad ein wälzlagerartiger
warm eingesetzter Zahnkranz mit ausgeprägten Bund angeordnet, wobei an dem seitlichen
freien Zahnkranzbund eine griffige Ringkörper-Innenlauffläche angeschraubt ist.
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Damit die Ringkörper-Innenlauffläche durch das Schwungrad in eine
Kreisbewegung versetzt wird, greift nur unterhalb der Waagerechten ein im Schwungrad
angebrachte Federsperrklinke in den Zahnkranz funktionsmäßig dann ein, wenn der
jeweilige Schwung, entgegen der Windrichtung beginnt und verläuft.
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Soll in diesem mechanischen Pendel-Drehschwingungssystem ab einer
Amplitudengröße, d.h. die Wechselgeschwindigkeit schneller zu einer Umfangsgeschwindigkeit
führen, so ist an der äußeren Ringkörperfläche ein, mittels Halteseil und Zugfeder
indirekt befestigtes Schwunggewicht angeordnet, wobei das Halteseil die maximale
Streckung der Zugfeder begrenzt.
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Erfindungsmäßig ist neben einen als Anlaßhilfe zu verwendender, gegen
die Schwungrad-Lauffläche gerichteter Gleichstrom-Motorgenerator, eine zweite Anlaßhilfe
vorgesehen, sie besteht aus einem an der mittigen äußeren Ringkörperfläche angeordnetem
Balkenkreuz, dessen Querbalken, wie an der Rohrachse, zwei stabile Winddrehblattpaare
aufweisen und deren-Slächen funktionsmäßig infolge von Rotation bzw. aufgehobener
Pendelwirkung zu Kanten und gegenständlichen Schwunggewichte werden, um bei verminderter
Schwungraddrehzahl in Ausgangspendelbewegung, wieder eine Antriebskraft abzugeben.
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Für so eine Windkraftmaschine ist vorgesehen, daß ab einer .1indstär}fe
die Umfangsgeschwindigkeit mittels Bremsung dadurch verringert wird, daß ein elektrodynamisch
wirkender Verlangsamer, bestehend aus einem gebräuchlichem mech. Kippschalter mit
Umschaltkontakt, welcher von einem Boden-Schraubgestell in Nähe des durch das Halteseil
endbegrenzten Schwunggewichtkreises hochgeschraubt ist, damit das Schwunggewicht
den als Blattfeder ausgebildeten Kipphebel trifft, wobei über ein Verzögerungsrelais
und Schütz zusätzlich ein oder mehrere Generatoren bzw. deren Antriebsritzel auf
die Lauffläche des Ringkörpers gebracht werden.
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Wird bei einer solchen erfindungsmäßigen Ausführung der Windkraftmaschine
wahlweise auf den Schwingkorb mit seinen Einrichtungen verzichtet, so ist dieser
windbestimmte Teil der Wind- und Sonnenkraftmaschine aus mehreren vorstehend genannten
Winddrehblattpaaren mit ihren Schwungrädern baukastenartig zusammengesetzt, wobei
die Rohrachse, auf der mehre Relektor-Ringöfen montiert sind und im Rohrinnern das
"Wärmemedium -Wasser" odgl. über die Säule bodenwärts leitet, an ihren Enden geschweißte
Schraubflansche aufweist.
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Damit das "Heizungsmedium Flüssigkeit11 oder der Dampfdruck den jeweiligen
Verbrauchern zugeführt wird, sind die von den Heizelementen der Reflektor-Ringöfen
ausgehenden Vor-und Rücklaufleitungen, nur bei den oberen Öfen, in wärmeisolierten
Tragarmen installiert, wobei flexibele Schläuche die Anschlüsse, für die in der
Säule ausgelegten Rohrleitungen, bilden, während die unteren, an der Säule aufgehangenen
Reflektor-Ringö fen, ihre Rohrleitungen direkt bodenwärts leiten.
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(Nach Fig. 2) Zum Großteil ist in Küstennähe die Windrichtung, einschließlich
der rückdrehenden Winde, fast konstan-t, so daß auf die Drehlagerung der Gabel bzw.
auf den Schwingkorb verzichtet werden kann, wobei mittels von Schraubflansche, die
an den Enden der Jeweiligen Rohrachsen angeordnet sind, jede gewünschte Anzahl von
Wind- und Sonnenkraftwerke aneinandergereiht werden können.
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Eine solche nach Kilometer und Megawatt zählende, vorwiegend durch
Hilfskräfte erstellbare Großmaschinenanlage, kann auch zur Entsalzung von Meerwasser
dienen, zu diesem Zweck ist vorzugsweise Jeder zweite Reflektor-Ringofen mit einem
Schwimmerventil versehen, welches einen ca. 900 drehbar gelagerten Schwimmer aufweist,
der das Wasser über die Uberhitzer bis zur Dampfdombildung zulaufen läßt.
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Von dem Dampfdom der von der thermopanen Scheibe begrenzt wird, geht
die Dampfdomleitung zu dem Kondensator, welcher an dem unteren Rahmen des Reflektor-Ringofenbodens
aufgehangen ist und eine Schlauchleitung aufweist, die das Destillat aus dem Kondensator
in ein geschlossenes Sammelbecken odgl. leitet.
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Damit diese Reflektor-Ringöfen leicht zu entsalzen sind, weisen sie
einen gegen Federkraft aufklappbaren Ringofenboden auf.
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(Nach Fig. 3)
Für in Watt- oder Schelfgebiete einzusetzende
Wind- und Sonnenkraftmaschinen, besteht eine Ausführungsform aus mindestens zwei
Standrohren, welche die Führungssäulen für den jeweiligen Tideponton darstellen
und der unterhalb einen ausblasbaren Druckkörper sowie oberhalb, auf einer Plattform,
die mittig angeflanschte Säule aufweist.
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(Nach Fig. 4) Eine andere Ausführung besteht aus mehreren, an einem
Tragseil, welches über zwei mittels Seilrollen bestückten Fixpunkten geführt wird,
befestigten amphibienartigen Schiffskörper-Wagen, wobei die beiden Enden des Tragseiles
von Seilwinden "an Land" aufgenommen, entgegen Dünung und Winddruck, die Schiffskörper-Wagen,
mit den darauf befindlichen Wind- und Sonnenkraftmaschinen, mehr- oder weniger "zu
Wasser" gezogen oder an Land gedrückt werden.
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Ifird auf die Seilwinden verzichtet, so sind die an Land fixierten
Endstücke des Tragseiles, Gummiseile, welche funktionsgemäß die Schiffskörper-Wagen
zu und von der Strandböschung bewegen, wobei die einzelnen Schiffskörper-Wagen vorderseitig
mittels Halteseile an dem Tragseil und seitlich am Bug- und Heck, durch abwechselnd
versetzte Rohrabstandshalter miteinander verbunden sind.
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(Nach Fig. 5) Die vorhandenen Erfindungsgegenstände und ihre Funktionen
ergeben durch ein angelenktes Festmachen von Grundnetzen odgl., an das Tragseil
mitte einer innengekehrten Schleppleine, die auf einer Seilabstandsrolle der Fixpunkte
sowie auf einer jeireiligen Seilwindenrolle gerollt wird, ein Fischbecken.
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Um den Fang zu intensivieren bzw. zu sortieren, weist das Grundnetz
elastische Reusen auf, deren engste Öffnungen durch einen Klappdeckel, an dem ein
Zugseil sowie eine Lichtquelle befestigt ist, verschlossen werden kann, wobei das
Schließen mittels des Zugseiles zugleich einen Zugschalter betätigt, der die Lichtquelle
abschaltet.
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Nicht nur in Sonderheit der ruderartig vom bewegten Wasser getriebenen
untereren Winddrehblätter, sondern auch die nur Landbestimmten, weisen über dem
Schwungraddurchmesser herausragende Winddrehblätter auf, die Jeweils mittels einer
Aussparung im Bereich der äußeren Drehblattachslager, einen 900 freien Drehbereich
gegenüber dem Schwunglager erhalten, wobei ein entsprechend verkröpfter bzw. abgewinkelter
Teil des Winddrehblattes, einen Anschlag auf das seitliche Schwungrad bildet.
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(Nach Sig. 6) Damit ein störungsfreies und kinetisch hochwirksames
Schwunggewicht auch die Pendelbewegung der Winddrehblätter unterstützt, ist an der
Seite des unteren sowie oberen Schwungrades eine kastenförmige Gleitbahn, die unterhalb
eine schlitzförmige Ausfräsung aufweist, angeschraubt und in der Gleitbahn ein Gleitstein
mit einer Gleitstange, an der eine vertikalachsige Zwillingsrolle befestigt ist,
in dem Schwungkreis so hin- und herbewegt werden, daß funktionsgerecht die jeweiligen
Zwillingsrollen die Winddrehblätter in Kantenstellung drücken. Um einen so gesteuerten
Schwingkreis, in dem das Wenden bzw. Drehschwingen der Winddrehblätter im waagerechten
1800 Bereich erzwungen wird, ist ein Doppelanschlag als Drehbegrenzer erforderlich,
der innerhalb der Mittellinie angeordnet ist, er bestehet im wesentlichen aus Je
einem auf der Rohrachse, im gleichem Abstand vom Mittelpunkt der Säule angeschweißten
Rohrstutzen, der eine, die Mittellinie deckende, Blattfeder aufnimmt, wobei die
Blattfeder in den beiden, mit den Drehblattachsen fluchtliniengleichen, Speichen
des Schwungrades, federnd eingreift.
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Erfindungsgemäß kann die Wind- und Sonnenkraftmaschine u.a.
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eine mechanisch angetriebene Seilwinde mit vertikaler Achse betreiben,
sie besteht im wesentlichen aus einem vom Lagermitnehmer des Schwunglagers schaltbares
und von der Rohrachse gehaltenes Triebling-Tellerradgetriebe, wobei unterhalb an
das um die Säule zentrisch gelagerte horizontale Tellerrad, eine Doppelseilrolle
geschraubt ist und deren auf- und abrollenden Seile, über fixierte Umlenkrollen,
zbsp. bekannte Bodenbearbeitungsmaschinen ziehen können.
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Zu dieser Vorstehend genannten Ausführung wird eine vereinfachte Umwandlung
von Schwing- in Umlaufbewegung, statt der @ittels Zahrkranz und Ringkörperlauffläche
erreicht vorgeschlagen, sie besteht im wesentlichen aus einem an den Speichen des
Schwungrades befestigtem und auf der Rohrachse gelagertem Drehgestell, an dessen
Drehring ein Federgelenk-Mitnehmer, der in die Radspeichen eines aut der Rohrachse
gelagerten Treibrades einp;relft, angeordnet ist, und das Eingreifen einen Schwungstoß
bewirkt, der den Federgelenk-Mitnehmer, von der nachfolgenden schneller sich drehenden
Radspeiche, überholerd abknickt um eine darauffolgende eingeholte Radspeiche, mittels
des richtungsgesperrten Federgelenk-Mitnehmers, im Schwung des Schwungrades wieder
mitzudrehen.(Nach Fig. 7) Wind- und Sonnenkraftmas chinen die in See auf Standrohre
montiert werden, können von Abweichungen abgesehen, das vorstehend genannte system
der drehenden Federge lenkmitnahme verwenden, d.h. auch die Bewegungsenergie der
von Wind erzwungenen Wasserschwingungen, in Drehenergie umwandeln. Zu diesem Zweck
sind auf einen, zur Wellenfront spitz auslaufenden länglichen Schwimmkörper mindestens
vier, riit dem bekannten System der Niveauregelung ausgerüsteten, hydropneumatische
Stoßdämpfer angeordnet, wobei ihre jeweilige Kolbenstange, an einen an der Rohrachsenhalterung
drehbar gelagerten Hebelarm, angelenkt befestigt ist.
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Solche Hebelarme weisen als Verlängerung die Federgelenk-Mitnehmer
auf, welche beiderseitig des Treibrades in dessen Radspeichen stoßend (Wellenberg)
bzw. ziehend (Wellental) eingreifen, um so die am Treibrad angeschlossenen Maschinen
(Generator) zu betätigen, wobei gemäß der Erfindung, eine Drehverbindung zu dem
vom Wind und / oder Dünung getriebenen Schwungrades, mittels bekannter Ausgleichsgetriebe
oder Rutschkupplungen, vorgesehen ist.
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Sollte bspw. ab Windstärke lo trotz Einschaltung aller Generatoren
odgl. die Windkraftbelastung zu gro @ werden, so wird ein lSO0 Ausschlag der Winddrehblätter
so ztarlc, daß ein windbewegtes automatisches Sperrgetriebe wirksam wird; es besteht
aus einem auf der Rohrachse drehbar gelagertes gezahntes llemmrad in dem, mit einen
stehendem Windblatt versehener, gegen Federdruck gelagerter Rasterhebel, nur ab
einer max. Windstärke in das Hemmrad sperrseitig eingreift, und die Halteseite,
von einem an dem Lagerschaft des Winddrehblattes befestigter Sperrfederbügel gebildet
wird, wobei die fast in kraftloser Schwingphase arretierten Winddrehblätter funktionsmäßig
nur so lange Zeitz t mit ihren Kantenseiten im Yind stehen, bis der annormale Winddruck
auf das Rasterhebel-Windblatt aufhört bzw. die so entlastete Druckf eder, den Rasterhebel
aus der Verzahnung des liemmrades aushebt.
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(Nach Fig. 8) mit mit solcher Schwingbewegung auch volle Umläufe,
wie sie direkt oder über eine Gelenkwelle für viele lraschinen verwandt werden,
auszuführen, erhält beiderseitig der untere Kreuzverband des Schwingkorbes (= Schwinge)
je einen Kurbelzapfen für die betreffende Koppelstange deren anderes Ende als Kurbel
ihren Zapfen, über einen Gleitstein in ihrem Verstell-Langloch, stufenlos verbindet;
wobei das Gestell für die Gelenkglieder bzw.
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den Antrieb, von einer Konsole oder Plattform die an den unteren Gabelklauen
befestigt ist, gebildet wird, und die @ntriebswelle eine Drehrichtung, durch bekannte
Sperr- oder Freilaufvorrichtungen erhält.
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Erfindungsmäßig erhalten die so eingebaut;en Bogenschubkurbeln mit
Schaltwerk als stufenloses Getriebe, ein Fahrwerk mit Rädern und ein Wasserfahrzeug,
eine entsprechend übersetzt Schiffsschraube nachgeschaltet.
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De@weiteren erhält die Wind- und Sonnenkraftmaschine zur Aufrechterhaltung
und Begrenzung ihrer Schwung-und Antriebskraft, Abstoßvorrichtungen, deren Stoß--raft
von E.-Magneten, Druckluft oder Dampf gebildet wird und deren Kraftwirkung gegenständlich,
von einem an der Rohrachse waagerecht angeschweißter Ausleger sowie an dem äu@eren
Schwingkorbrand schraubbefestigten Konsolen, ihren Ausgang nimmt.
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Merzu sind, ungeachtet einer elektromagnetischen bzw.
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motorischen Absto@vorrichtung, an der halbkreisförmigen joweils schwungseitigen
Auslegerrundung Druckfederwiderlager und an dem gleichgeformten Schwingkorbrand
Prallböcke angeordnet, die mit dem Druckfederwiderlager einen abgefederten Schwingkreisbegrenzer,
im größten Schwungbereich bilden.
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Damit das Zentrallager des Säulenschaftes auch unter einer extremen
Schwungkraft abgesichert bleibt, ist unterhalb des Zentrallagers ein mit dem Säulenschaft
durch Stützstreben verbundener Stützring angeordnet und oberhalb ein Laufkreuz,
das mittels des unteren Gabelteils sowie zwei am Gabellllittelteil befestigte Streben,
gebildet wird, um so an seinen vier Enden Stützrollen aufzunehmen, die auf den Stützring
in gleichen Abständen aufliegen.
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(Nach Fig. 9) Obwohl die Windrichtungsstabilität schon in den Kanten-Bewegungsphasen
der Winddrehblätter ermöglicht wird, soll eine Windfahne vorgeschlagen werden, die
eine Kombination von Statik und Richtungsstabilisator darstellt, sie besteht im
wesentlichen aus einer vom Gabel- und Rohrachsenmittelpunkt ausgehende und beiderseitis
in Nähe der Schwunglager auf der Rohrachse endende Stützverstrebung, welche in ihrer
Mitte den abgewinkelten bzw. ausladenden Teil der Windfahnenstange aufnirnnt.
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Um die Wattleistung solcher solaren breitflächigen Winddrehblätter
zu erhöhen, ist ein nach den äußeren Abmessungen des Anlage-Schwenkbereichs bemessener
leicht parabolisch geformter Kunststoff-Spiegelreflektor, rundum mit der unteren
Säule und der darunter befindlichen Säulentragkonstruktion mittels geeigneten Befestigungen
verbunden, wobei der Spiegelreflektor, in einer mittigen Ost-West-IIeigl1ng, das
jahresdurchschnitts-Bogenmaß des scheinbaren Sonnenlaufs erhält, und eine Auffangschale
für Upeisewasser odgl. darstellt.
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Erfindungsmäßig liegt es nah, den ursillichen Zusammcnhang zwischen
Wind- und Sonnenkraft, in ein physikalisches Zusammenführen auf engstem Raum, praktisch
zu nutzen, in Anwendung dessen, sind oberhalb der Rohrachse im gleichen Mittelpunktabstand
nach einer mittleren Bogenmaß-Kurve festgelegte und am unteren Säulenschaft aufgehangene,
nach Jahreszeiten im jeweiligen Kurven-Bogenmaß verstellbare Re flekt or-Ringö fen
angeordnet, und andererseits erhalten nichtrotierende parallelgesteuerte Winddrehblätter
auf ihren Oberflächen Solarzellenmatten, die mit hochtransparenten glasfaserverstärkten
Polyesterharz-Platten mit Oberflächenschutz, fugendicht abgedeckt sind.
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Um einfache stets funktionierende Mechaniken für ein Koordinatensystem
zu schaffen - mit dem Punkt Sonne, dem ungeachtet ihres Standes und den auch in
Windrichtung bewegten Reflektor-Ringöfen nachgegangen werden soll, besteht u.a.
der Reflektor- und Wärmekastenteil des Reflektor-Ringofens vorzugsweise aus einzelnen
anschraubbaren achtkantigen Pyramidenstümpfen, deren unteren Schmalseiten auf den
Jeweils ringachsenoffenen und gegenseitig angeflanschten trapezförmigen Wärmekasten
aufgeschraubt sind.
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Nach bekannter Ausführung ist der obere Wärmestau von thermopanen
Isolierglas gebildet und der Wärmekasten-Innenraum ringförmige Wärmetaushrohre aufweist,
auf deren Umfang Wärmeleitblech-Spiralen entsprechend angeordnet sind, wobei der
so zusammengesetzte Wärmekastenring geeignete Heiz- bzw. Wärmeaustauschsysteme ringförmig
aufnimmt.
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(Nach Fig. lo) Für die mittels Standsäulen auf der Rohrachse angeordneten
Reflektor-Ringöfen, ist Jeweils ein nach der Windrose drehbares Ringlager, an dem,
der über dem Säulenabstandring befestigter Reflektor-Ringofen hängt, vorgesellen
.
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Eine solche Aufhängung soll trotz der nach dem Wind sich drehenden
Rohrachse im Südpunkt beharren, der mittels einer Nagnetnadel Justiert wird, zu
diesem Zweck ist im Südpunkt des Reflektor-Außenwandes ein Lot aufgehangen, welches
einerseits infolge seines Gewichts den Widerstand des Ringlagers überwindet und
andererseits aufgrund seiner Südlager den Reflektor-Ringofen in Südneigung beharren
läßt.
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Damit die auf der Rohrachse montierten Reflektor-Ringöfen vom Wind
geschützt werden, ist an der Rohrachse Jeweils eine Rohrstange horizontal angeordnet,
wobei am freien Ende der Rohrstange ein spitzförmiges Windleitblecb, als Windableiter
befestigt ist.
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Wird bei dieser Ausführung auf eine Steuerung mittels der Reflektor-Sonnenöfen
bzw. der Bimetallspiralen verzichtet, so übernehmen, statt der auf und unter dem
Abdeckblech den Reflektor-Ringofen haltenden Bimetallspiralen,ein mit Zwillingslaufrollen
versehener südgeneigter und unter den Tragarmen befestigter Rundring die neigungsbestimmte
Drehrichtung des betreffenden Reflektor-Ringofens.
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Erfindungsmäßig liegt es nah, die vorhandene Windableiter-Konstruktion
dadurch winddynamisch zu nutzen, daß an der verlängerten Rohrstange, ein dem jeweiligen
Reflektor-Ringofen vorgelagert er indrotor, it einem Generator angeordnet ist und
dessen sonst üblich windgebremster Rotorflügelteil von dem an der Rohrstange befindlichen
kastenförmigen Windableiter windgeschützt wird.
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Darnit auch Ringöfen die dem Lauf der Sonne nachgehen, auch ohne Reflektoren,
konzentrierte Sonnenstrahlen auf die Wärmeaustauscher des Wärmekastens auftreffen
lassen, ist am äußeren Wärmekasten eine kegelförmige Hal-terung, welche oberhalb
als Einfassung konvexe facettierte Glas- oder Glaskunststoffkörper aufnimmt, angeordnet,
wobei der jeweilige Zwischenraum der Halterungen mittels Zwischenstreben, und die
Räume zwischen den einzelnen einen Ring bildenden Wärekästen von einer Blech-Isolierung
ausgefüllt sind.
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Die linsenörmigen hochtransparenten Konvexkörper sind entsprechend
ihrem Brechungsindex stets mittels der Halterung so auf Abstand gehalten, daß eine
ausreichend große Brennfläche die Wärmeaustauscher im Wärmekasten erreicht.
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Die bekannten zylindrischen Parabolkoilektoren sind nach einer weiteren
Ausbildung der Erfindung zu einem Rund- oder Rechteckring zusammengesetzt und auf
den jeweiligen am Säulenring hängenden Tragarmen befestigt, wobei mehrere solcher
Parabolkollektorringe turmartig aufgebaut sind und der größte unterste P.-Ring von
den Bimetallspiralen der Reflektor-Sonnenöfen gesteuert, alle obereren Parabolkollektorringe
funktionsgleich mitbewegt (Nach Fig. 11) Eine solche Ausbildung, Anordnung und "nach
dem Sonnenlauf-Steuern", erbringt wie bei den Reflektor-Ringöfen, in mehreren schattenfreien
Raumebenen eine dachunabhängige konzentrierte Nutzung der Sonnenenergie.
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(Nach Fig. 11)
Bei Niederschlägen ist die Bimetallsteuerung
richtungsneutral, d. h. die Reflektor-Ringöfen odgl. sind mit Hilfe des Rollgewichtes
leicht zum Südpol geneigt, demzufolge bietet sich auch hierzu Regenrinnen an, welche
jeweils halbkreisförmig an den Außen- und Innenrändern der genannten Reflektor-Ringöfen
odgl. befestigt sind und deren Ablauf- und IJassersammelvorrichtungen zweckentsprechend
angeordnet sind.
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Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung soll die mastadige Säule
welche die Wind- und Sonnenkraftmaschine trägt, ausfahrbar sein und ihre jeweilige
ausladende Tragkonstruktion kann sich bspw. einem Dach, oder stationären sowie fahrbaren
Objekten, durch bekannte Mittel, anpassen.
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Winddrehb'lätter, welche nicht nur mittels der Pendel eine schwingende
Drehbewegung erhalten, sondern ein am Schwinglager befestigter Drehkranz der mit
den beiden Zahnritzeln der Drehblattachsen nur zeitweise so im Eingriff steht, daß
eine Zahnlücke den Freilauf ermöglicht und mittels einer 200 mittigen Restverzahnung,
welche in horizontal gerichteter Stellung der Drehblattachsen, einen Eingriffs schwung
auf die oberhalb bzw. unterhalb der Rohrachse schwingenden Winddrehblätter, erwirkt.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,
daß statt komplizierter Energieumwandlungsmethoden, welche einmalige und abhängigmachende
Rohstoffe bedürfen, eine stationäre, transportabele sowie mobile Wind- und Sonnenkraftmaschine,
die mittels erprobter Mechaniken und Regeltechnik, größenunabhängig leicht herstellbar
ist - deshalb, insbesondere in Ländern mit Wind- und Sonnenreichtum deren wachsender
Energienotstand auch damit beendet werden kann, daß elektrische sowie mechanische
Antriebsleistungen ?? auf Land oder Wasser" für bekannte Maschinen, Geräte und Verfahrenstechniken
stets ortsnah erbracht wird.
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Des weiteren ergibt die problem-, zeit- und kostenlose in jedem Ort
vorhandene Primärenergie- Sonne - Wind, in der voranstehend aufgezeigten Umwandlung
nicht nur rein technische, sondern auch daraus erwachsene sozialökonomische Vorteile
gegenüber den bekannt problematischen Energieumwandlungsmethoden, indem ohne kostenreiche
und gefährdeten Groß- und Kleinverteilernetze elektr. Strom für Ausbildungs- und
Informationszwecke, Rohstofferschließung und Verarbeitung, Kühlketten für Transport
sowie Lagerung verderblicher Nahrungsmittel (Fisch odgl.), örtlich machbar ist und
als Folge - die steigende Landflucht, welche nicht nur auf Kosten verminderter Nahrungsmittelproduktion
geht, einzudämmen vermag.
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Ein weiterer Vorteil besteht in der Möglichkeit einer weltweiten Kooperation
zur Schaffung einer problem-und zeitlosen Energieversorgung, welche den Pferdefuß
Plutonium und die zunehmenden erdatmosphärischen Veränderungen, begegnen kann.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in Zeichnungen, die mehr dem
Prinzip als bekannten Gegenständen nachgehen, dargestellt und werden im folgendem
näher beschrieben. Es zeigen unmaßstäblich Fig. 1 Vorder- und Seitenansicht des
windbestimmten Teils der Wind- und Sonnenkraftmaschine aus denen die Grundausführung
ersichtlich ist Fig. 2 eine Vorder- und Seitenansicht in denen die wind- und sonnenbestimmte
Maschinenfunktion dargestellt ist Fig. 3 in Vorderansicht die Entsalzungsanlage
Fig. 4 eine schaubildmäßige seebestimmte Ausführung der Wind- und Wetterkraftmaschine
Fig. 5 ihre Fischerei- und Nahrungsmittelproduktionsmechanik Fig. 6 die Umwandlung
von Wind- und Dünungskraft in ein Drehmoment Fig. 7 eine Wind- und Wellen - Drehmomentumwandlung
Fig. 8 die Sturmsicherung und Schwungkraftbeschleunigung Fig. 9 die Wind- und Sonnenkraftmaschine
mit Verstärkervorrichtungen und einer Windfahne Fig. lo Bauelemente des Wärmeaustauschens
und der Sonnenlauf - Steuerung Fig. 11 eine Ausrüstung der Maschine insbesondere
durch Parabolkollektoren und einer pendelunabhängigen Winddrehblatt - Wendevorrichtung.
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In Fig. 1 ist 1 die tragende Säule mit den beiden Rundlagern 2 in
denen die Gabel 3 im Festsitz gelagert ist.
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Die Gabelenden nehmen die Rohrachse 4 im Festsitz auf, während der
Schwingkorb 5 in den beiden Drehlagern 6 gehalten wird.
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(Nach Fig. 1 u. 2)
Im gleichen Säulen-Nittelpunktabstand
sind mindestens zwei Schwinglager 7, auf der schwenkbaren Rohrachse 4 angeordnet,
wobei Jeweils ein Lagermitnehmer 8 die Dreh- und Schwinglager drehverbindet.
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Die in dem Schwinglagergehäuse eingeschraubten Lagerschäfte 9 nehmen
die Drehblattachsen 1o der asymetrischen Winddrehblätter 11, auf. An den Lagerschäften
9 sind als Drehkreisbegrenzer, im rechten Winkel zueinander, Auflageanschläge 12
für die jeweiligen Winddrehblätter 11 angeordnet. Damit die um 900 versetzten Winddrehblätter
11 auch so paarig bleiben sind sie mit einem aus Federstahl bestehenden Drehbügel
13 bzw. deren Drehblattachsen 10 fest verbunden, wobei eine mittige Ausbuchtung
des Drehbügels auf die Rohrachse 4 federnd anschlägt.
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Um diese zweifache Drehkreisbegrenzung auf das anderè Winddrehblattpaar
zu übertragen, sind die Drehbügel 13, mittels einer daran angelenkten Schubstange
14, miteinander drehverbunden.
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Funktionsmäßig erhalten die Winddrehblätter 11, durch die federnden
Anschläge eine rückgängige Drehkraft, um diese zu verstärken, weisen die einzelnen
Winddrehblätter 11 Pendel 15 auf, die mittels einer elastischen Aufhängung einer
begrenzten Schwinggröße Raum geben.
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Damit eine solche winddynamische Pendelbewegung in elektr.
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Strom und mech. Arbeit umgesetzt wird, erhält einerseits der Schwingkorb
5 einen oder mehrere halbkreisförmige Kreuzverbände 16, unter denen griffige Lauf
flächen, für darauf einrück- oder draufdrückbare Umpol-Gleichstromgeneratoren, angeordnet
sind, und andererseits weist die Unterseite des Schwingkorbes 5 einen oder mehrere
Kurbelzapfen 17 auf mit denen bekannte Bogenschubkurbeln odgl.
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angetrieben werden.
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Wird auf eine stufenweise Einschaltung der Generatoren mittels Schubtrieb-Starter
verzichtet, so ist der Jeweils an der Gabelklaue 18 angelenkt befestigte Generator
bzw.
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seine kippgelagerte Konsole mit einem druckluftgesteuerten gegen das
Federwiderlager 19 drückender Faltenbalg 20 ausgerüstet um so je nach Windstärke,
einen oder mehrere Generator-Antriebsritzel gegen die Laufflächen der Kreuzverbände
16 zu drücken.
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Diese stufenweise Einschaltung von mehreren Generatoren zwecks Verminderung
der Frequens ist nicht auf die Kreuzverbände beschränkt, sondern eine solche Einschaltung
ist auch auf kreisende Generatoren-Laufflächen eines Schwungrades 21 vorgesehen,
welches seine zentrische Befestigung an dem Jeweiligen Schwinglagern 7, von zwei
Radspeichen 22 sowie über den beiden Drehblattachsen 1o erhält, wobei die Generatoren,
wie an den Gabelklauen 18, ein Federgelenk mit dem Faltenbalg 20, aufweisen.
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Desweiteren befindet sich in dem Schwungrad 21 ein gelagerter Zahnkranz
23, an dessen flanschartigem Bund eine griffige Ringkörper-Innenlauffläche 24 angeschraubt
ist.
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(Nach Fig. 2) Damit die Generatoren treibende Ringkörper-Innenlauffläche
24 in Schwungradbewegung kommt, greift die unterhalb der waagerechten Schwungrad-Mittellinie
im Schwungrad 21 festgeschraubten Federsperrklinke 25, funktionsgemäß in den Zahnkranz
23 nur dann ein, wenn der Jeweilig Schwung des Schwungrades entgegen der Windrichtung
beginnt.
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Soll in diesem windmechanischen Pendel-Drehschwingsystem, ab einer
Amplitudengröße, die Wechselgeschwindigkeit schneller zu einer Umfangsgeschwindigkeit
führen, so ist an der äußeren Ringkörperfläche ein, mittels Halteseil 26 und einer
Zugfeder 27, befestigtes Schwunggewicht 28 angeordnet, wobei das Halteseil 26 die
maximale Streckung der Zugfeder 27 begrenzt.
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Um auch bei geringer Windstärke von der Schwing- in Drehbewegung zu
gelangen, ist neben den als Anlaßhilfe verwendbaren Notorgenerator, ein die Zentrifugalkraft
unterstützender windynamischer Anlasser vorgesehen, er besteht im wesentlichen aus
einem an der mittigen Ringkörperaußenfläche befestigtes Balkenkreuz 29 an dessen
mittleren Querbalken fo, wie an der Rohrachse 4, zwei Winddrehblattpaare drehbar
gelagert sind, wobei ihre Drehblattachsen 1o in den beiden äußeren Querbalken 30
eine zusätzliche Lagerung aufweisen.
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Funktionsmäßig erzielt ein solcher Schwungbewegung-Anlasser nur so
lange ein hebelartiges Abstoßen, bis die Winddrehblätter 11, von der Pendel- in
Rotationsbewegung übergehen und infolge des durch die Fliehkraft gestreckten Pendels
15, alle Winddrehblätter eine Kanimstellung gegen den Windwiderstand einnehmen,
bzw. so ein Schwunggewicht bilden.
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In physikalischer Gesetzmäßigkeit findet die wechselseitige Drehung,
der großen primären Winddrehblattpaare, durch die Schwung- und Drehbegrenzung innerhalb
ihrer waagerechten Mittellinie statt, dort wo in Windrichtung - stets ihre Kantenstellung
liegt bzw. das Kreuzen gegen den Wind, den geringsten Widerstand bietet.
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Damit ab einer wählbaren Windstärke die Umfangsgeschwindigkeit der
Ringkörper-Innenlauffläche 24 durch eine elektrodynamische Nutzbremsung geringer
wird, bewegt, das mittels der Zentrifugalkraft federgestrecktes und seilgehaltenes
Schwunggewicht 28, einen als Blattfeder ausgebildeten Kipphebel 31 eines Kippschalters
mit Umschaltkontakten, welcher die Schubanker-Ritzel, von einem oder mehreren Generatoren,
auf die Lauffläche des Ringkörpers 32 bringt, wobei mittels des Schraubgestells
33 der Kipphebel 31, zu dem max. Drehbereich des Schwunggewichts 28, schraubverstellbar
ist.
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Wird nach einer solchen erfindungsmäßigen Ausgestaltung des Windkraftmaschinenteils
wahlweise auf die Schwingkorb-Mechanik verzichtet, so sind nicht nur auf dem frei
gewordenem Teil der Rohrachse 4 Winddrehblattpaare mit Schazungrädern 21 angeordnet
sondern auch ein baukastenartiges Anflanschen von Reflektor-Ringöfen 34 und Winddrehblatt
- Schwungrädern, an der Rohrachse 4 vorgesehen.
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Damit das Heizungsmedium Flüssigkeit" durch Schwer- oder Pumpenkraft
kreisen kann, sind die von den Heizelementen der Reflektor-Ringöfen 34 ausgehenden
Vor- und Rücklaufrohrleitungen 35 in den wärmeisolierten Tragarmen 36 installiert,
und flexibele Schläuche 37 der ringseitigen Tragarmenden, die Verbindung mit der
Vor- und Rücklaufleitung 38, der oberen an der Rohrachse 4 installierten Reflektor-Ringöfen
34, mit denen der Säule 1, herstellen, wobei die unteren Reflektor-Ringöfen ihre
Rohrleitungen direkt bodenwärts leiten. Für Erdgebiete mit fast konstanter Windrichtung
bzw. rückdrehenden Winden, kann erfindungsmäßig auf die in der Säule 1 drehgelagerten
Gabel 3 und Schwingkorb 5 verzichtet werden, wobei die Jeweilige Säule 1 mittig
Jeweils die Rohrachse 4, deren Enden Schraubflansche 39 aufweisen, im Festsitz aufnimmt
um so in Jeder gewünschten Anzahl, Größe und Länge, nach dem Baukastenprinzip, stationäre
Groß- Wind- und Sonnenkraftmaschinen zu erstellen, bzw. in Reihe zusammenzufügen.
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(Nach Fig. 3)
Eine solche nach Kilometern und Megawatt
zählende 7 zum Großteil durch Hilfskräfte schnell zu erstellende Großmaschinenanlage,
kann nicht nur in der Kosten-Nutzen-Analyse mit einem Atomkraftwerk Schritthalten,
sondern darüber hinaus schafft sie eine notwendige Voraussetzung, durch zeit- und
problemlose dörflichen Energieverbindungen sowie das Abwehren von Erosionen mittels
ihrer windbrechenden Bauart und Salzwasser-DestiIiervermögen, die katastrophale
Landflucht zu verhindern.
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Eine Entsalzungsanlage entsteht, wenn vorzugsweise Jeder zweite ringverbundene
Reflektor-Ringofen 34 durch ein Schwimmerventil M mit nach dem Schwerpunkt drehbar
gelagerten Schwimmer 41, seine bis zur Wasserstandshöhe einer Dampfdombildung, hochgepumpten
Salzwassermenge verdampfen läßt und der Wasserdampf, durch die Dampfdomleitung 42
in dem am Rahmen des gegen Federkraft klappbaren Ringofenbodens 43 angehängten,
stets im Schatten stehenden Kondensator 44 geleitet wird, um nachfolgend als Destillat
über eine Schlauchleitung 45 in ein geschlossenes Sammelbecken odgl. abzufließen.
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Es liegt erfindungsmäßig nah, so eine Wind- und Sonnenkraftmaschine
u.a. in Watt- und Schelfgebiete einzusetzen, wobei ein Teilstück der unteren Winddrehblätter
11 von der Dünung und die oberen stets vom Wind, unter Berücksichtigung der Gezeitenwechsel,
bewegt werden.
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Ausführungsgemäß bilden mindestens zwei Standrohre 46, an denen bekannte
Seebodenverankerungen befestigt sind, die Führungssäulen für den schiffsförmigen
Tideponton 47, welcher unterhalb den mittigen Druckkörper 48 aufweist und dessen
ausblasbarer Wasserinhalt den Tideponton 47 mehr oder weniger über den Wasserspiegel
49 hebt.
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Die Säule 1 ist zentrisch über den Druckkörper 48 und den Standrohren
46, auf die Plattform 50 des idepontons 4?, mittels Flansch befestigt.
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Unter Verwendung bekannter, vom Wasserstand abhängigen -Ventilsteuerung,
ist es stets möglich, die eigenerzeugte Druckluft "von Land aus" so zu regeln, daß
die unteren Winddrehblätter 11 entweder eine konstante Wasser-Tauchtiefe erhalten
oder infolge Druck-Wasser-Entleerung des Druckkörpers 48 - hochgehoben - so nur
vom Wind bewegt werden.
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Das Letztere tritt ein, wenn der Einfallwinkel des Windes, gemessen,
beiderseitig der Querachse des Tidepontons, mehr als 450 beträgt und im Orkanfall
- wobei eine nachfolgend noch zu nennende mech. Vorrichtung, die Winddrehblattpaare
in waagerechter Kantenstellung zwingt bzw.
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sie wieder atomatisch ab wählbarer Windstärke, löst.
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(Nach Fig. 4) Wird auf die vorstehend genannte einzelgesteuerte Ausführungsform
verzichtet, damit mehrere in Reihe gehaltene Wind- und Sonnenkraftmaschinen einfacher
wirksam werden, sind an Jeweils zwei im Wasser stehenden Fixpunkten 51 Seilrollen
52 angeordnet und deren ein Rechteck bildendes Tragseil 53, das mit seinen Enden
von Seilwinden 54 an Land festgehalten bzw. auf- und abgerollt wird, um so die im
Abstand zwischen den beiden Fixpunkten 51 am Tragseil 53 befestigten Schiffskörper-Wagen
55 in einem wechselbaren Abstand zum Land zu winden.
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Funktionsmäßig werden bei Loslassen der Seilwinden 54, die gegen den
Stau- und Winddruck der Dünung festgehaltenen Schiffskörper-Wagen 55 landeinwärts
bewegt, wobei Je nach dem Böschungswinkel des Strandes, ein Bremsen zu einem langsameren
Hochfahren der Schiffkörper-Wagen 55 stets gegeben ist.
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Bestehen die Zugseilendstücke aus einem Gummiseil 56, so werden Je
nach Dünung und Windstärke, die Schiffskörper-Wagen 55 mit den darauf festgeschraubten
Wind- und Sonnenkraftmaschinen automatisch mehr oder weniger auch ohne Seilwinden
auf den Strand hochgefahren.
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Damit ein Festhalten der Schiffskörper-Wagen 55 untereinander nicht
nur mittels Halteseile 57 erfolgt, sind seitlich am Bug Und Heck, abwechselnd versetzte,
Rohrabstandshalter 58 angeflanscht.
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Im Rahmen der Erfindung, bietet sich durch die schon vorhandenen gegenständlichen
Funktionen, das angelenkte Festmachen von Grundnetzen 59 odgl. an dem Tragseil 53,
mittels einer innengekehrten daran befestigten Schleppleine 60, an.
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Das so durch die Rechteckanordnung des Tragseiles 53 und des daran
befestigten Grundnetzes 59 gebildete kastenförmige Fischbecken odgl., wird infolge
des Mitabrollens, der Schleppleine 60, über die dafür vorgesehenen Seilabstandsrollen
61 und Jeweils einer zweiten auch innengekehrten Seilwindenrolle 62, bei Bedarf
verkleinert bzw. durch ein Aufrollen mittels der Seilwinde 54 wieder vergrößert.
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Das Grundnetz 59 eines so angefallenen Fischereigeräts weist elastische
größenunterschiedliche Reusen 63 auf, deren engste Öffnung durch einen Klappdeckel
64, an dem ein Zugseil 65 sowie eine Lichtquelle 66 befestigt ist, geschlossen werden
kann, wobei das Schließen mittels Zugseil, einen Zugschalter betätigt, der auch
gleichzeitig die Lichtquelle abschaltet.
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(Nach Fig. 5) Winddrehblätter 11, die über den Durchmesser des Schwungrades
21 herausragen, weisen die Aussparungen 67 im Bereich der äußeren Drehblattachslager
auf.
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Damit neben dem Pendel 15 auch ein Schwunggewicht die Pendelbewegung
der Winddrehblätter 11 funktionsgerecht unterstützt, ist an der Seite des oberen
und unteren Teil des Schwungrades 21, eine kastenförmige Gleitbahn 68, in der ein
Gleitstein 69 dessen Gleitstange 70 in einer schlitzförmigen Ausfräsung lagert,
angeschraubt.
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An dem Gleitstangenende ist eine Zwillingsrolle 71, mit senkrechten
Achsen befestigt, wiche stets das betreffende Winddrehblatt, im Schwingrhythmus,
in Kantenstellung drückt.
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Um den so gesteuerten Schwingkreis, in dem das Wenden bzw. Drehschwingen
der Winddrehblätter 11 im horizontalin 180° Bereich erzwungen wird, drehzubegrenzen,
ist innerhalb der Rohrachsen-Mittellinie, im gleichen Mittelpunktabstand von der
Säule 1, Jeweils ein Rohrstutzen 72 mit der Rohrachse 4 schweißverbunden, wobei
mittig in dem Rohrstutzenende, eine die Mittellinie der Rohrachse 4 deckende Blattfeder
73 eingelassen ist, welche in der åeweiligen Speiche 22 des Schwungrades 21, die
mit den beiden Drehblattachsen 1o parallel verlaufen, eingreifen.
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Damit statt durch Fremdkraft angetriebene Seilwinden, ein Windspill
bzw. eine windgetriebene Seilwinde mit vertikaler Achse, bspw. bekannte Bodenbearbeitungsmaschinen
zieht, besteht das sogenannte Windspill im wesentlichen aus einem vom Lagermitnehmer
8 des Schwunglagers 7 im Freilauf schaltbares und von der Rohrachse 4 gehaltenes
Triebling-Tellerradgetriebe 74, wobei unterhalb an das um die Säule 1 zentrisch
gelagerte horizontale Tellerrad 75, eine Doppelseilrolle 76 geschraubt ist und deren
auf- sowie abrollenden Zugseile 77, über entsprechende fixierte Umlenkrollen, jede
Ziehrichtung ungeachtet der Windrichtung ermöglichen.
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(Nach Fiz. 6) Zu dieser vorstehend gekennzeichneten Ausführung wird
eine vereinfachte Umwandlung von Schwing- in Umlaufbewegung, statt der mittels Zahnkranz
23 und Ringkörper-Innenlauffläche 24 erreichten, vorgeschlagen, sie besteht gegenständlich
im wesentlichen aus einem an den Speichen 22 des Schwungrades 21 befestigtem und
auf der Rohrachse 4 gelagertem Drehgestell 78, an dessen Drehring 79, ein Federgelenk-Nitnehmer
80, der in die Radspeichen 81 eines auf der Rohrachse 4 gelagerten Treibrades 82
eingreift, befestigt ist und funktionsmäßig sein Eingreifen, einen Schwungstoß bewirkt,
der den Federgelenk-Mitnehmer 80, von der nachfolgenden Jetzt schneller sich drehenden
Radspeiche 81 überholend abgeknickt, um eine folgende eingeholte Radspeiche 81,
mittels des richtungsgesperrten Federgelen-Mitnehmers 80, im Schwung des Schwungrades
21 wieder mitzudrehen.
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Die vorstehend gekennzeichnete Funktion eines solchen mechanischen
translatorischen Systems soll, auch die Bewegungsenergie der vom Wind erzwungenen
Wasserschwingungen (Wellen), in Drehenergie wandeln.
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In phsykalischer Gesetzmäßigkeit lassen talab- und talaufwärts schwingende
Wellen, in ihren oft nach Metern zu messenden Amplituden, jeden darin befindlichen
ochwimmkörper, ungeachtet seiner gewichtsbestimmten Länge, mitschwingen.
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Zu dieser nutzbaren Tatsache, sind auf einem zur Wellenfront spitz
auslaufenden länglichen Schwimmkörper 83, mindestens vier, mit dem bekannten System
der IkTiveauregelung (Gezeiten) ausgerüsteten, hydropneumatische Teleskop-Stoßdämpfer
8/F angeordnet, wobei ihre jeweilige Kolbenstange 85, an einem an der Rohrachsenhalterung
86 drehbar gelagerten Hebelarm 87, angelenkt befestigt ist.
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Damit die im Wellengang sich mit dem Schwimmkörper 83 auf-und abwärts
bewegenden Hebelarme 87 schnell und störungsfrei innerhalb des Drchkreises des reibrades
82 arbeiten, erhalten sie als Verlängerung, die wie ein Kniclrhebelwir kenden Federgelenk-Mitnehmer
80, welche beiderseitig in entgegengesetzter Knickrichtung angeordnet, die Radspeichen
81 des Treibrades 82 wechselseitig stoßend (Wellenberg), bzw. ziehend (Wellental)
erfassen, wobei eine Drehverbindung zu dem vom Wind und / oder Dünung getrieben
Schwungrades 21, mittels bekannter Ausgleichsgetriebe oder Rutschkupplungen, vorgesehen
ist.
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(Nach Fig. 7) Um im Orkanfall die Winddrehblätter 11 automatisch in
horizontaler Kantenstellung zu halten bzw. danach - wieder zu lösen, besteht das
windbewegte Sperrgetriebe aus einem auf der Rohrachse 4 gelagertes gezahnte Hemmrad
88, in das, mit einem Windblatt 89 versehener, gegen Federdruck gelagerter Rastenhebel
90, nur ab einer max. Windstärke in das Hemmrad 88 sperrseitig eingreift.
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Die Halteseite des Sperrgetriebes wird von einem an dem Lagerschaft
9 des Winddrehblattes 11 befestigten Sperrfederbügel 91 gebildet, wobei funktionsgerecht
die fast in kraftloser Schwingphase so arretierte Winddrehblattpaare nur so lange
Zeit mit ihren Kantenseiten im Wind stehen, bis der annormale Winddruck auf das
Windblatt 89 des Rasterhebels 9o aufhört bzw. die so entlastete Druckfeder 92, den
Pasterhebel 9o aus der Verzahnung 93 des Hemmrades 88 aushebt.
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Ist die Wind- und onnenraftmaschine mit dem Schwingkorb 5 ausgerüstet,
so können volle Umlauf-Drehbewegungen, mittels der am Schwingkorb 5 über einen Kurbelzapfen
17 und Koppelstange 9lF angelenkte Bogenschubkurbel odgl., erzielt werden, wobei
eine Koppelung, aller ein Drehmoment bildenden Vorrichtungen, durch bekannte Getriebe,
auf einer Räder-oder Schiffsschraube antreibenden Hauptwelle, vorgesehen ist.
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Des weiteren sind zur Aufrechterhaltung und Begrenzung der Antriebs-
und Schwungkraft der Maschine, Abstoßvorrichtungen angeordnet, deren gespeicherten
Stoßkräfte von E. -Magneten 95, Druckluft oder Dampf gebildet werden und deren Krafbwirkung
gegenständlich, von einem an der Rohrachse 4 horizontal angeschweißten Ausleger
96 sowie als Gegenstück, die am äußeren Schlingkorbrand schraubbefestigten Konsole
97, ihren Ausgang nimmt.
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Hierzu sind, ungeachtet der elektromagnetischen oder motormechanischen
Abstoßvorrichtungen, zwischen dem halbkreisförmigen Ausleger 96 und dem gleichgeformten
Schwingkorb rand auf Prallböcke 98 befestigte Druckfedern 99 angeordnet, um mittels
eines solchen Druckfederwiderlagers einen zurückfedernden Schwingkreisbegrenzer
zu bilden.
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(Nach Fig. 8) Damit das Zentrallager 1' der Säule 1, auch unter extremer
Wind- und Schwungkraft abgesichert bleibt, ist unterhalb des Zentrallagers 1' ein
mit der Säule 1 durch Stützstreben 2' verbundener Stützring 3' angeordnet, welcher
oberhalb das Zentrallager 1' überbrückende, an dem Säulenschaft 4' oder an der Gabel
3 befestigte Streben 5' aufweist, die ein mit Stützrollen 6' versehenes Laufkreuz
7' aufnehmen das im Stützring 3' abrollt.
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Obwohl die Windrichtungsstabilität schon durch die Kanten-Bewegungsphasen
der Winddrehblätter erwirkt wird, soll eine Windfahne 8' vorgeschlagen werden, die
im wesentlichen aus einer auslegerartigen, an der Rohrachse 2L befestigten Stützverstrebung
9' besteht, die in ihrer Mitte eine senkrechte oder schräg ausladende Windfahnenstange
1o' mit der eigentlichen Windfahne, aufweist, wobei die Windfahnenanordnung, nicht
nur mittig, sondern auch endseitig der Rohrachse 4-, ausgeführt sein kann.
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Um die Wattleiztung solcller aucll solarbestimraten Winddrehblätter
11 zu erhöhen, ist ein leicht parabolisch geformter Kunststoff-Spiegelreflektor
an der Säule 1 angelenkt bzw.
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auf den Tragarmen 36 befestigt, und der Spiegelreflektor 11' in seiner
Südneigung eine Auffangschale für Regenwasser und ein Rollgewicht 12 @ darstellt.
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In diesem Zusammenhang erhalten die Winddrehblätter beiderseitig Solarzellenmatten
13', die mittels hochtransparenten glasfaserverstärkten Polyesterhaz-Platten mit
Oberflächenschutz, fugendicht abgedeckt sind.
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(Nach Fig. 9) Damit die durchschnittliche Boden-Solarkonstante von
ca.
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200 W/m2 mit anderen zusätzlichen Mitteln vervielfacht wird, sind
sowohl oberhalb der Rohrachse 4 als auch an der unteren Säule 1 Reflektor-Ringöfen
34 aufgehangen, sie bestehen im wesentlichen aus dem Jeweils achtkantigem Pyramidenstumpf,
der als Reflektor 13' mit dem oberhalb, durch das Thermopane Isolierglas'14', abgeschlossenen
Wärmekasten 15', zusammengeschraubt ist.
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Um einen Ring zu bilden, sind die einzelnen Wärmekästen trapezförmig
und miteinander mit ihren entsprechenden Rahmen, flanschartig verschraubt, wobei
die Kreisringe bildenden Vor- und Rücklaufrohrleitungen 35 an ihren äußeren Rohrwandungen,
Wärmeleitblech-Spiralen 16' aufweisen und in den ringförmigen Wärmekasten 15' als
Wärmeaustauscher bzw. Überhitzerelemente wirksam sind.
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Damit solche Reflektor-Ringöfen nach der Sonne leichtgewichtig sowie
taumelscheibenartig gesteuert werden, ind die an der Innenseite des jeweiligen Wärmekasten
15' angeflanschten Tragarme 3&, an einem zentrisch um die Säule 1 gelegenen
Säulenabstandsring 17', welcher mittels drei Zugfedern 18' die an dem Säulenring
19' befestigt sind, hängend angeordnet.
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Die exzentrisch Dreipunktaufhängung hat den tiefsten erdbcdenn ahe
sten Null-Punkt, als wärmeneutrale Nei gungsvorgabe, stets im kompaßbestimmten Südpunkt,
während mittig vom Kontrapunkt, einerseits eine unter den Tragarmen 36 liegenden
und andererseits eine in dieser Halbkreiskurve 2o' abrollenden Stützkurve 21', angeordnet
ist, wobei die gegenständlichen Kurven aus zwei ineinandergreifenden U-Profilen
bestehen und die Stützkurve 21' von einem bodenaufliegenden Ständer 22' gehalten
wird.
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Eine solche einfache Mechanik wird von mindestens drei verstellbaren
Reflektor-Sonnenöfen 23 im einzelnen beliegt, von denen zwei in der Ost-Westtangente
mit einer jeweiligen 450 Außenneigung zwischen den Tragarmen 36 angeordnet sind,
während der dritte Reflektor-Sonnenofen 23' in deren Mitte auch in Bodenauflage,
mit Südneigung, aber außerhalb der Tragarme bzw. des Reflektor-Ringofens 34, befestigt
ist.
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Im Wärmekasten 15' sind an Stelle der sonst üblichen Heizungselemente
mehrere Bimetallspiralen 24' oder / und ein hydropneumatischer Stoßdämpfer 25' gelagert,
wobei die Drehlagerung der Bimetallspiralen 24', aus der beiderseitig gelagerten
zentrischen Drehachse 26' besteht und an deren Verlängerung außerhalb des Wärmekastens
15' ein Hebelarm 27' angeordnet ist.
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Die infolge Wärme sich krümmenden vorgespannten Bimetallspiralen,
drücken die am freien Ende des Hebelarm 27' befestigten Laufrolle 28' auf das betreffende
Tragarm-Abdeckblech 29', um so, den an den Zugfedern 18' aufgehangenen und mittels
der genannten Kurven geführten Reflektor-Ringofen 34, im Bogenmaß, nach dem scheinbaren
Sonnenlauf zu bewegen.
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Wird hierzu auf die an dem Reflektor-Sonnenofen 23' markierte Jahreszeit-
bzw. Breitengradverstellung verzichtet, so ist nach den jeweiligen Breitengraden,
eine ölfmonatige arithmetische Mittelwerteinstellung, von Bimetallspirale 24' und
Hebelarm 27', stets gegeben, wobei die Einstellung, nach dem Ausdehnungsquotienten
des Bimetalls in Verbindung mit der vorspannbaren spiralen Hebelwirkung, auf Grund
von gemessenen Werten vorgenommen wird.
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ihr Großanlagen wird zur Erlangung einer größeren Bewegungs- und Haltekraft,
auf den kurzen kasteninnenseitigen Zweithebelarm 30' ein im geschlossenem System
arbeitender bekannter IIydropneumatischer Stoßdämpfer 25' eingesetzt, welcher je
nach seiner Umgebungstemperatur im Wärmekasten 15' bzw. des Gasvolums seines Druckbehälters
31', das dem Ausdehnungsquotienten der Bimetallspirale 24 angeglichen ist, den längeren
Hebelarm 27 nach unten oder nach oben drückt. Im letzteren Fall ist ein Nachobendrücken
zur Erreichung der Sonnenhöchststand-Bewegung dadurch gegeben, daß die Hebel des
im Südpunkt angeordneten Reflektor-Sonnenofens, eine Seitenversetzung aufweisen
und die Laufrolle 28', statt auf ein oberes, auf ein unteres Abdeckblech 29' drückt.
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Zur einfachen Kapazitätserweiterung ist nach einer weiteren Ausbildung
der Erfindung, auf den bodennahen steuerprimären Reflektor-Ringofen 34 mindestens
ein Weiterer im schat-tenfreien Abstand aufgesetzt, wobei nur die zusätzlichen Abstandshaltern
32', welche die Tragverbindung zwischen den Tragarmen 36 herstellen, erforderlich
sind.
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Die kleineren auf der mit dem Wind sich drehenden Rohrachse 4 installierten
Reflektor-Ringöfen 34, weisen zum Zweck der Südrichtungsstabilität statt des festen
Säulenringes 19' ein Ringlager 33' auf, welches an der Rohrachsen-Standsäule 34'
angeordnet ist.
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Damit di Karusselartige Säulenring-Zugfederaufhängung der Reflektor-Ringöfen
32L auch unter den Drehungen der Rohrachse 4 eine Südlage bzw. Südrichtung beibehält,
ist am südlichsten Punkt des Reflektoraußenrandes ein Lot 35' hängend befestigt,
welches infolge seines Gelichtes den Drehwiderstand des Ringlagers 33' überwindet
und den betreffenden Reflektor-Ringofen 34 in Südpolrichtung beharren läßt.
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Wird hierzu die Sonnenrichtungssteuerung mittels der Bi:tìetqllspiralen
24' bzw. Ausdehnungskörper hinzugezogen, so ist die Lotgerechte Südstellung die
Ausgangsstellung für die genannte Steuerung.
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Zur Windablenkung ist an der Rohrachse 4 die Rohrstange 36', welche
an ihre freien Ende den Windableiter 37' aufnimmt, angeordnet.
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Für die mittels der Standsäule 34' auf der Rohrachse 4 angeordneten
Reflektor-Ringöfen 34 sind bei Verzicht auf die Bimetallsteuerung an der Rohrstange
36' in Südneigung befestigte Zwillingslaufrollen 38' vorgesehen zwischen denen ein
unter den Tragarmen 36 geschraubter Rundring 39' geführt wird.
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(Nach Fig. 1o) Desweiteren ist vorgesehen, daß an der verlängerten
Rohrstange 36' ein dem Reflektor-Ringofen 34 vorgelagerter Windrotor 40' mit Generstor
welcher mittels des aerodynamisch geformten Windableiters 37' den bisher windgebremsten
Rotorflügelteil windneutral hält, damit ein solcher mittels eines von der Windfahne
gesteuerter Windableiter 37', einen vertikalachsigen Windrotor 40 ', stets einen
höhereren Wirkungsgrad vermittelt.
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Damit auch Ringöfen bzw. trapezförmige zu Ringformen zusammengesetzte
Wärmekästen 15' auch ohne Reflektoren konzentrierte Sonnenstrahlen auf die Wärmeaustauscher
auftreffen lassen, ist am äußeren Wärmekasten eine kegelförmige Halterung 41', welche
oberhalb als Sinfassung 42' konvexe facettierte Glas- oder Glaskunststoffkörper
43' aufnimmt, wobei der jeweilige Zwischenraum der Halterungen 41' mittels Zwischenstreben
44' und die Räume zwischen den einzelnen einen Ring bildenden Wärmekästen 15', von
einer schützenden Blech-Isolierung, ausgefüllt sind.
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Die linsenförmigen Glas- oder Glaskunststoffkörper 43' sind entsprechend
ihrem Brechungsinde=X- mittels der Halterung 41' so auf Längenastand gehalten, daß
eine die Wärmeaustauscher deckende Brennfläche entsteht.
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Eine Variante zu den kreisrunden Reflektor-Ringöfen 34 besteht darin,
daß statt bekannte, zylindrischer mit Trockengas odgl. betriebene Parabolkollektoren,
ein als Rund- oder Rechteckring zusammengesetzter, an einer zentrischen Säule 1
aufgehangener Parabolkollektorring 45', auf dem mehrere turmartig aufgebaut sind
um in schattenfreien Raumebenen Sonnenenergie konzentriert zu sammeln, wobei der
größte unterste Parabolkollektorring 45' von den Bimetallspiralen 24' der Reflektor-Sonnenöfen
23' gesteuert, die aufgebauten oberen Parabolkollektorringe 45', funktionsgleich
mitbewegt.
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In Ländern mit Wind- und Sonnenreichtum - aber Trinkwasserarmut, soll
der bei Niederschlägen stets leicht in Südneigung beharrende Reflektor-Ringofen
35 oder der åeweilige Parabolkollektorring 45' an seinen Außen- und Innenwändern
halbkreisförmige Regenringen 46' erhalten deren Ablauf- und Wassersammelvorrichtungen
zweckentsprechend angeordnet sind.
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Die in Fig. 11 @ezeigte mastartige Säule ist eine Teles-@opsäule @7',
welche ausfahrbar, von der Jeweiligen, den entsprechenden Objekten baulich angepaßten,
Tragkonstruktionen 48', mehalten wird.
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Desweiteren zeigt Fig. 11 Winddrehblätter 11, welche nicht nur mittels
der Pendel 15 gedreht werden, sondern ei a Schwinglager 7 befestigter Drehkranz
49' der mit den beiden Zahnritzeln 50' der Drehblattachsen 10, teils durch seine
ca. 160° Zahnlücke im Freilauf dynamisch und .it der 20 gradigen mittigen Restverzahnung,
die in horizontaler Stellirn der Drehblattachsen 10 im Eingriffsschwung, die beiden
Winddrehblätter 11 funktionell stets phasenrichtig dreht.
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Eine solche Getriebe- Abstoßdrehung bei der die oberen Winddrehblätter
11 aus der breitflächigen Anschlagstellung und die Unteren stets aus der Kantenstellung
stoßgetrieben werden., bewirkt, eine höhere Langzeitgröße, in der kraftschlüssigen
breitflächigen Anschlagstellung, der jeweiligen Winddrehblätter 11.
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Die Erfindung ist nicht auf die voranstehenden im Einzelnen beschriebenen
und in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt, sondern es sind demgegenüber
Änderungen möglich, ohne ihren Grundgedanken zu verlassen.