Spannvorrichtung

Die Erfindung betrifft zunächst eine Segelanordnung mit einem mit seinem fes- ten Ende an einer Welle befestigten, darauf auf- und abwickelbaren Segel, insbesondere Sonnensegel, an dessen losem Ende ein Ende eines Spannseiles befestigt ist, welches mit einer ersten und einer zweiten Umlenkrolle umgelenkt und zur Welle zurückgeführt ist, wo es mit seinem anderen Ende derart an der Welle befestigt ist, dass es sich beim Abwickeln des Segels auf der Welle aufwi- ekelt und beim Aufwickeln des Segels von der Welle abwickelt, mit einer zwischen den beiden Umlenkrollen angeordneten dritten Umlenkrolle, mit der eine Spannvorrichtung am Spannseil angreift, um eine Seilspannung zu erzeugen.

Eine derartige Sonnensegelanordnung wird von der EP 0 865 557 Bl beschrie- ben. Die dort beschriebene Sonnensegelanordnung besitzt ein Gestell, welches eine Welle trägt an der entlang einer Faltlinie ein zwei Planenhälften aufweisendes Sonnensegel befestigt ist. An einem Schothorn des Sonnensegels ist ein Spannseil befestigt, welches über eine erste an einem Mast befestigte Umlenkrolle zu einer zweiten ebenfalls an einem Mast angeordneten Umlenkrolle um- gelenkt wird. Das andere Ende des Spannseils wird gegensinnig zur Wickelrichtung des Segels auf der Welle aufgewickelt, wenn das Segel abgewickelt wird. Zur Erzeugung einer Seilspannung ist zwischen den beiden Umlenkrollen eine dritte Umlenkrolle angeordnet, an der eine Spannvorrichtung in Form einer Schrauben- oder Wendelfeder angreift. Von dieser Spannvorrichtung soll eine konstante Spannkraft auf das Spannseil aufgebracht werden.

Bei der bekannten Vorrichtung wird das Spannseil auf einem Abschnitt der Welle aufgewickelt, wenn das Sonnensegel abgewickelt wird. Das Spannseil wickelt sich von der Welle ab, wenn das Sonnensegel auf der Welle aufgewickelt wird. Während sich das Sonnensegel zu einem geordneten Wickel aufwickelt, wickelt sich das Spannseil zu einem unkontrollierten Wickel auf. Dies führt zu einer unkontrollierten Radienzunahme und damit zu einer effektiven Verkürzung der Gesamtlänge des wirksamen Spannseils. Dies bringt den Nachteil, dass die Feder der Spannvorrichtung variierende und damit unkontrollierte Spannkräfte auf das Spannseil ausübt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unabhängig von der variierenden Radienzunahme des Spannseil wickels auf der Welle eine gleichmäßige Spannkraft zu erzeugen.

Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung. Zunächst und im Wesentlichen schlägt die Erfindung vor, dass zur Erzeugung der Seilspannung die Schwerkraft verwendet wird. Hierzu werden die beiden ersten und zweiten Umlenkrollen derart angeordnet, dass sich eine nach unten hängende Schlaufe des Spannseiles ausbildet. Diese Schlaufe trägt die dritte Umlenkrolle, an der ein Gewicht befestigt ist, dessen Masse die Höhe der Spannkraft definiert. Die Schlaufenschenkel sind derart lang bemessen, dass das Gewicht in der Höhe variieren kann, wenn das Spannseil auf der Welle aufgewickelt beziehungsweise von der Welle abgewickelt werden kann. Die beiden Seilschenkel der nach unten hängenden Schlaufe bilden darüber hinaus eine Flaschenzuganordnung, so dass die Vorrichtung eine Winddruck- Entlastungsfunktion ausüben kann, wie sie in der DE 10 2011 113678 AI beschrieben ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch mehrere am Gewicht befestigte Rollen besitzen. Es sind dann ein oder mehrere weitere feste Umlenkrollen erforderlich, so dass das Gewicht an einem mehr als zweischenk- ligen Flaschenzugsystem hängt. Die nach unten hängende Schlaufe ist dann eine Doppel- oder Dreifachschlaufe. In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind die ersten und zweiten Umlenkrollen derart dicht benachbart nebeneinander angeordnet, dass die Schlaufenschenkel insbesondere einer Ein- fachschlaufe spitzwinklig zueinander verlaufen. Besonders bevorzugt sind die beiden Umlenkrollen aber derart dicht benachbart zueinander angeordnet, dass die beiden Schlaufenschenkel parallel zueinander verlaufen. Dies ist insbesondere auch dann von Vorteil, wenn keine Einfachschlaufe, sondern eine Zweioder Dreifachschlaufe vorgesehen ist. Die Umlenkrollenanordnung ist bevor- zugt einem Mast zugeordnet. Sämtliche Umlenkrollen können einem einzigen Mast zugeordnet sein. Der Mast kann von einem Rohr gebildet sein. Im Rohrinneren kann das Gewicht nebst der dritten Umlenkrolle angeordnet sein. Mit der ersten und der zweiten Umlenkrolle wird das Spannseil in das Rohr hinein- beziehungsweise herausgeführt. Die erste Umlenkrolle, über die das unmittel- bar am Segel angreifende Spannseil läuft, ist bevorzugt oberhalb der zweiten Umlenkrolle angeordnet. Die erste Umlenkrolle kann im Bereich eines Tops eines Mastes angeordnet sein. Die zweite Umlenkrolle kann in einem Fenster des Mastes sitzen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch zwei oder mehr Spannseilanordnungen besitzen, wobei jedes Spannseil auf einem eigenen Wickel auf der Welle aufgewickelt wird. Die jeweiligen Wickel sind räumlich voneinander beabstandet. Zwischen zwei Wickeln kann sich das Sonnensegel befinden. Innerhalb der Welle oder an der Welle kann ein Elektromotor sitzen, der in beiden Drehrichtungen drehantreibbar ist, um die Welle in Abwickelrichtung des Segels und in Aufwickelrichtung des Segels zu drehen.

Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Sonnensegelanordnung, bei der ein erster Elektromotor die Welle und ein zweiter Elektromotor eine Seilwickelvorrichtung antreibt. Die beiden Elektromotoren sind derart miteinander synchro- nisiert, dass sie mit in etwa derselben Drehzahl laufen beziehungsweise in etwa dieselbe Auf wickelrate (Meter/ Zeit) aufweisen. Mit dem ersten Elektromotor wird das Segel aufgewickelt. Gleichzeitig wird mit dem zweiten Elektromotor das Spannseil abgewickelt. Soll das Sonnensegel von der Welle abgewickelt werden, so wird gleichzeitig das Spannseil auf der ihm zugehörigen Wickelvorrichtung aufgewickelt. Auch bei diesem Aspekt der Erfindung kann am Spannseil eine Spannvorrichtung angreifen, um dem Seil eine konstante Seilspannung zu geben, die unabhängig davon ist, mit welchem Wickelradius das Spannseil momentan aufgewickelt wird. Die Spannvorrichtung kann insbesondere in der zuvor beschriebenen Art gestaltet sein. Ausgehend von einem auf der Welle aufgewickelten Sonnensegel werden zum Abwickeln des Sonnensegels beide Motoren synchronisiert drehangetrieben. Der das Spannseil aufwickelnde zweite Elektromotor leistet dabei eine Wickelarbeit am Ende des Spannseiles, welches von der Spannvorrichtung mit einer konstanten Spannung beauf- schlagt wird. Der erste Elektromotor hat dabei im Wesentlichen lediglich eine die Welle drehhemmende Funktion. Er bewirkt, dass sich das Sonnensegel in etwa um das Maß abwickelt, um das sich das Spannseil auf der Wickelwelle des zweiten Elektromotors aufwickelt. Beim Aufwickeln des Sonnensegels hat der erste Elektromotor die arbeitsleistende Funktion, während der zweite Elektro- motor eine im Wesentlichen bremsende Funktion besitzt, um vom Seilwickel in etwa das Maß an Seil abzuwickeln, um das das Segel auf der Welle aufgewickelt wird. Die nicht zu vermeidenden Abweichungen in der Aufwickelrate und in der Abwickelrate werden durch das frei in der Schlaufe hängende Spanngewicht ausgeglichen.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass sich das Spanngewicht gedämpft auf und nieder bewegen kann. Hierzu kann zwischen einem losen Flaschenzugblock und den festen Umlenkrollen eine Feder oder ein Puf- fer vorgesehen sein. Damit kann der maximale Ausgleichsweg zur Winddruckentlastung materialschonend begrenzt werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 2 einen Mast 11 eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung im Längsschnitt und

Fig. 3 eine Darstellung gemäß Figur 1, jedoch mit einem gesonderten motorischen Antrieb für die Wickelwelle des Spannseiles.

Die Figur 1 zeigt eine Sonnensegelanordnung. Mit einem Befestigungselement 15 ist eine von einem nicht dargestellten Motor antreibbare Welle 1 an einer Gebäudewand oder dergleichen befestigt. Auf der in beiden Drehrichtungen drehantreibbaren Welle 1 ist ein Segel 2 aufgewickelt. Das Segel 2 ist mit seinem Rand, welches das feste Ende des Segels ausbildet, an der Welle 1 befestigt. Wird die Welle 1 gedreht, so wickelt sich das Segel 2 auf der Welle auf beziehungsweise wickelt sich von der Welle wieder ab.

An jeweils einem Schothorn 4, 5 am losen Ende des Sonnensegels 2 greift jeweils ein Spannseil 3 an. Das Ende des Spannseiles 3 ist am jeweiligen Schothorn 4, 5 in geeigneter Weise befestigt. Jedes der beiden Spannseile wird von einer Umlenkrolle 12 umgelenkt. Beim Ausführungsbeispiel befinden sich die Umlenkrollen 12 im Bereich des Tops eines Mastes 11. Sie können sich aber auch an einer anderen Gebäudewand oder dergleichen befinden.

Die Umlenkrolle 12 lenkt das Spannseil 3 nach unten, so dass sich ein erster Schenkel einer nach unten hängenden Schlaufe 10 ausbildet.

Im Schlaufenscheitel trägt die Schlaufe 10 eine weitere Umlenkrolle 8, an der ein Gewicht 9 befestigt ist. Die Umlenkrolle 8 lenkt das Spannseil 3 um etwa 180 Grad zurück, so dass eine Schlaufe 10 mit parallel zueinander verlaufenden Schlaufenschenkeln entsteht. Eine Umlenkrolle 13 lenkt das Spannseil 3 in

Richtung auf die Welle 1 um, wo es auf jeweils einem Wickel 6, 7 aufgewickelt wird. Die Wickelrichtung der Wickel 6, 7 ist der Wickelrichtung des Segels 2 entgegengerichtet, so dass sich das Spannseil 3 auf den Wickeln 6, 7 aufrollt, wenn das Sonnensegel 2 von der Welle 1 abgewickelt wird und umgekehrt.

Die Länge der Schlaufen 10 sind in der Figur 1 verkürzt dargestellt. Die beiden Schlaufen 10 haben eine derart große Länge, dass die Anordnung ein Winddruck-Entlastungssystem bildet. Greift in das Segel 2 eine Windböe, so kann das Segel 2 ausweichen. Die Schlaufe 10 bildet hierzu einen Seilspeicher aus, der durch das an der Rolle 8 hängende Gewicht 9 auf einer gleichbleibenden Seilspannung gehalten wird. Die wirksame Länge des Spannseils 3 kann somit variieren.

Auf den Wickeln 6, 7 wickelt sich das Spannseil 3 in unkontrolliert übereinan- der liegenden Windungen auf. Dies hat zur Folge, dass sich die Länge des auf den Wickeln 6, 7 aufgewickelten Spannseils 3 ändert. Diese unkontrollierte Zunahme der Wickelradien kompensiert die Seilspannvorrichtung, die von einem in einer Schlaufe 10 hängenden Gewicht 9 ausgebildet ist. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn am Segel 2 mehrere Spannseile angreifen. Die Seilspannungen werden jeweils auf einem konstanten Wert gehalten.

Das Gewicht 9 ist in einem von einem Rohr ausgebildeten Mast 11 angeordnet. Das Spannseil 3 wird durch geeignete Fenster in das Innere des Mastes 11 hereingeführt und wieder aus dem Inneren des Mastes 3 herausgeführt. Das Gewicht kann aber auch frei außerhalb eines Mastes 3 hängen.

Während das in der Figur 1 gezeigte Ausführungsbeispiel eine Einfachschlaufe 10 zeigt, zeigt das in der Figur 2 dargestellte Ausführungsbeispiel eine Zweifachschlaufe. Das Spannseil 3 ist an zwei mit dem Gewicht 9 verbundenen Umlenkrollen 8 umgelenkt und wird zusätzlich um eine oberhalb des Gewichtes angeordnete Festrolle 16 umgelenkt. Hierdurch vergrößert sich der Seilspeicher beziehungsweise vermindert sich der zur Aufrechterhaltung der Seilspannung erforderliche Hubweg des Gewichtes 9. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel befindet sich das Gewicht 9 sowie die Umlenkrollen 8, 8' in einem von einem Rohr gebildeten Mast 11. Das Spannseil 3 wird durch ein Fenster 17 in den Mast 11 und aus einem Fenster 14 aus dem Mast 11 herausgeführt. Die erforderliche Umlenkung des Spannseiles 3 erfolgt mittels der Umlenkrollen 12, 13.

Bei dem in der Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel könnte ein Gewicht mit der Masse 90 Kilogramm am Zugseil eine 50 Kilogramm entsprechende Spannung aufbringen. Bei dem in der Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel könnte ein Gewicht mit einer Masse von 200 Kilogramm auf ein Zugseil eine Spannkraft von 50 Kilogramm ausüben. Damit das Zugseil bei dem in der Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel eine Strecke von 1 Meter nachgeben kann, muss sich das Gewicht um mindestens 50 cm anheben können. Bei dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist hier nur ein Hubweg von 25 cm erforderlich.

Das in der Figur 3 dargestellte Ausführungsbeispiel besitzt einen ersten Elekt- romotor 18, der die Welle 1 dreht und zwei zweite Elektromotoren 19, die jeweils Wickelwellen 7 drehen zum Aufwickeln des Spannseils. Wie bei dem in der Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel greifen auch hier zwei Spannseile jeweils an einer Ecke eines Sonnensegels an. In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel, bei dem das Segel eine Dreieckform besitzt, ist lediglich ein Spannseil mit einem Wickelmotor 19 vorgesehen. Die gestrichelte Linie deutet an, dass die Elektromotoren 18, 19 miteinander synchronisiert sind. Sie sind bevorzugt derart synchronisiert, dass sie mit derselben Drehzahl drehen. Die Wellen der Motoren 18, 19 sind somit gewissermaßen über eine„elektrische Welle" miteinander verbunden. Dies hat den Vorteil, dass kein zur Welle zu- rücklaufendes Spannseil erforderlich ist. Es ist vielmehr möglich, den zweiten Elektromotor 19 an einem Ort anzuordnen, wo er optisch nicht stört, beispielsweise in einem Mast 11.

Soll das Segel 2 von der Welle 1 abgewickelt werden, so wird das Spannseil 3 auf dem Wickel 7 des zweiten Elektromotors 19 aufgewickelt. Der Elektromotor 19 dreht sich in Aufwickelrichtung. Mit derselben Drehzahl dreht sich der erste Elektromotor 18 in Abwickelrichtung. Seine Funktion ist im Wesentlichen eine bremsende Funktion, um die Abwickelgeschwindigkeit des Sonnensegels 2 mit der Aufwickelgeschwindigkeit des Spannseiles 3 auf dem Wickel 7 zu syn- chronisieren. Soll das Sonnensegel 2 auf der Welle 1 aufgewickelt werden, so dreht der erste Elektromotor 18 in Aufwickelrichtung. Der zweite Elektromotor 19 dreht in Abwickelrichtung. Jetzt übt der zweite Elektromotor 19 im Wesentlichen die Bremsfunktion aus. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel hängt in einer Seilschlaufe 10 des Spannseiles 3 eine Umlenkrolle 8, an der ein Gewicht 9 hängt, welches dem Spannseil 3 eine konstante Seilspannung verleiht. Die freie Verlagerbarkeit des Gewichtes 9 in Vertikalrichtung führt nicht nur zu einem Ausgleich sich ändernder Wickelradien des Seiles auf dem Seilwickel 7, sondern auch zu einem Ausgleich eventueller Synchronisationsfehler zwischen den beiden Elektromotoren 18, 19.

Die Synchronisation zwischen den Elektromotoren 18, 19 kann über eine Daten- leitung erfolgen. Die Elektromotoren 18, 19 können beispielsweise als Schrittmotoren ausgebildet sein. Einer der Motoren 18, 19 übernimmt dabei die„Masterfunktion" und der jeweils andere Elektromotor übernimmt dann die„Slave- funktion". Eine erforderliche Daten Verbindung zwischen den Elektromotoren 18, 19 kann aber auch drahtlos realisiert werden. Beide Elektromotoren 18, 19 können aber auch von einer gemeinsamen Steuerelektronik angesteuert werden.

Bei den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen können an den Gewichten 9 beziehungsweise an den losen Flaschenzugblöcken, die die dritte Umlenkrolle 8 ausbilden, auch Dämpfungselemente wie Federn oder Puffer angreifen, um eine Auf- und Abwärtsbewegung des Gewichtes bei der Ausübung als Winddruckentlastung zu dämpfen.

Die vorstehenden Ausführungen dienen der Erläuterung der von der Anmel- dung insgesamt erfassten Erfindungen, die den Stand der Technik zumindest durch die folgenden Merkmalskombinationen jeweils eigenständig weiterbilden, nämlich: Eine Segelanordnung, die gekennzeichnet ist durch einen zweiten Elektromotor, der mit dem ersten Elektromotor synchronisiert ist und der eine Wickelwelle antreibt, an der das andere Ende des Spannseiles befestigt ist, um es darauf auf- beziehungsweise abzuwickeln.

Eine Segelanordnung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass am Spannseil 3 eine Spannvorrichtung angreift.

Eine Segelanordnung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Spannvorrichtung zur Erzeugung einer konstanten Seilspannung die Schwerkraft verwendet und insbesondere die Spannvorrichtung ein Gewicht 9 aufweist.

Eine Segelanordnung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das Gewicht 9 insbesondere mittels einer Umlenkrolle 8 in einer nach unten hängenden Schlaufe 10 des Spannseiles 3 hängt, wobei die beiden Schenkel der Schlaufe 10 spitzwinklig, bevorzugt parallel zueinander verlaufen.

Eine Segelanordnung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sich die Elektromotoren 18, 19 mit derselben Drehzahl drehen.

Eine Segelanordnung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die beiden Elektromotoren 18, 19 über eine Datenleitung synchronisiert werden.

Eine Segelanordnung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Elektromotoren 18, 19 als Schrittmotoren ausgebildet sind, wobei einer der Motoren 18 eine „Masterfunktion" und der jeweils andere Elektromotor eine„Slavefunktion" übernimmt oder wobei beide Elektromotoren 18, 19 von einer gemeinsamen Steuerelektronik angesteuert werden. Eine Segelanordnung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Umlenkrollen an einem Mast 11, der ein Rohr ist, angeordnet sind, so dass sich die Schlaufe 10 im Mast befindet.

Eine Segelanordnung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Länge der Schenkel der Schlaufe 10 ausreichend lang ist, damit das Segel Windböen nachgeben kann. Eine Segelanordnung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass eine der ersten o- der zweiten Umlenkrolle, bevorzugt die erste Umlenkrolle 12 im Bereich des Tops des Mastes 11 angeordnet ist.

Eine Segelanordnung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der zweite Elekt- romotor innerhalb des Mastes 11, insbesondere am Fuß des Mastes 11 angeordnet ist.

Eine Segelanordnung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass am Segel mindestens zwei Spannseile 3 angreifen, die auf räumlich voneinander beabstandeten Wickeln 6, 7 auf der Welle 1 aufgewickelt werden.

Eine Segelanordnung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass jedes der mindestens zwei Spannseile 3 von einer Wickelwelle auf- beziehungsweise abwickelbar ist, die von einem jeweiligen zweiten Elektromotor drehangetrieben ist, der mit dem ersten Elektromotor synchronisiert ist. Eine Segelanordnung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Spannvorrichtung ein an der von einer nach unten hängenden Schlaufe (10) des Spannseiles (3) getragenen dritten Umlenkrolle (8) befestigtes Gewicht (9) ist. Alle offenbarten Merkmale sind (für sich) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen. Die Unteransprüche charakterisieren in ihrer fakultativ nebengeordneten Fassung eigenständige erfinderische Weiterbildungen des Standes der Technik, insbesondere um auf Basis dieser Ansprüche Teilanmeldungen vorzunehmen.

Bezugszeichenliste:

1 Welle

2 Segel

3 Spannseil

4 Schothorn

5 Schothorn

6 Wickel

7 Wickel

8 dritte Umlenkrolle

9 Gewicht

10 Schlaufe

11 Mast

12 erste Umlenkrolle

13 zweite Umlenkrolle

14 Fenster

15 Befestigungselement

16 Festrolle

17 Fenster

18 Elektromotor

19 Elektromotor