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Patent Searching and Data


Title:
SUN PROTECTION DEVICE HAVING SOLAR PANELS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/000931
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a sun protection device comprising a base body and a support structure for a clampable surface structure, the structure having a plurality of support elements, and a device for the utilization of solar energy, characterized in that the support elements (1; 10) divide the surface structure (7; 17) in covering regions (7.1, 7.2; 17.1, 17.2;) and in that at least one support element (1; 10) is designed as a solar panel.

Inventors:
MUNDT, Pascal (Nusshäherstraße 5A, Berlin, 13505, DE)
Application Number:
DE2016/000260
Publication Date:
January 05, 2017
Filing Date:
June 30, 2016
Export Citation:
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Assignee:
MUNDT, Pascal (Nusshäherstraße 5A, Berlin, 13505, DE)
International Classes:
A45B25/02
Foreign References:
US20140028242A12014-01-30
DE202012009833U12012-11-15
DE202009017001U12010-04-08
DE202010002673U12010-06-24
DE202010006758U12010-10-14
Attorney, Agent or Firm:
KAYSER, Christoph (Am Borsigturm 53, Berlin, 13507, DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Sonnenschutzvorrichtung mit einem Grundkörper und einer Tragestruktur für ein aufspannbares Flächengebilde, wobei die Struktur eine Mehrzahl von Trägerelementen aufweist, und mit einer Einrichtung zur Nutzung von Sonnenenergie,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Trägerelemente (1 ; 10) das Flächengebilde (7; 17) in Bespannungsbereiche (7.1 , 7.2; 17.1 , 17.2;) unterteilen und wenigstens ein Trägerelement (1 ; 10) als Sonnenkollektor ausgebildet ist.

2. Sonnenschutzvorrichtung nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass das wenigstens eine Trägerelement (1 ; 10) eine Kollektorplatte (3; 13) aufweist, die über wenigstens einen angrenzenden Bespannungsbereich (7.1 , 7.2; 17.1 , 17.2) übergreift.

3. Sonnenschutzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet,

dass das wenigstens eine Trägerelement (1 ; 10) eine Spanneinrichtung (5; 15) zum Einspannen des Flächengebildes (7; 17) aufweist.

4. Sonnenschutzvorrichtung nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Flächengebilde (7; 17) zwischen der Spanneinrichtung (5; 15) und dem wenigstens einen Trägerelement (1 ; 10) angeordnet ist.

5. Sonnenschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Flächengebilde (17) einstückig ausgebildet ist.

6. Sonnenschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet,

dass Flächengebilde (7; 17) aus einer Mehrzahl von physisch getrennten Bespannungsbereichen (7.1 , 7.2; 17.1 ; 17.2) zusammengesetzt ist.

7. Sonnenschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

dadurch gekennzeichnet,

dass das wenigstens eine Trägerelement (1) und die Spanneinrichtung (5) einstückig ausgebildet sind.

8. Sonnenschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

dadurch gekennzeichnet,

dass die die Spanneinrichtung (5; 15; 25) ein U-Profil ist, das über eine Clipverbindung mit dem wenigstens einen Trägerelement (1 ; 10; 20) lösbar verbunden ist.

9. Sonnenschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7,

dadurch gekennzeichnet,

dass in jeweils an das wenigstens eine Trägerelement (1 ; 10) angrenzenden Enden der physisch getrennten Bespannungsbereichen (7.1 , 7.2; 17.1 ; 17.2) flexible Versteifungen (7.3, 7.4; 17.3, 17.4) eingearbeitet sind, welche eine ortsfeste Lage zwischen der Spanneinrichtung (5; 15) und dem wenigstens einen Trägerelement (1 ; 10) sichern.

10. Sonnenschutzvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass in dem wenigstens einen Trägerelement (1 ) auf einer der Sonne abgewandten Seite ein Träger-Kanal (9) ausgebildet ist.

11. Sonnenschutzvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass das wenigstens eine Trägerelement (1 ; 10) in seiner der Sonne zugewandten Form an eine der Sonne zugewandten, aufgespannte Form des Flächengebildes (7; 17) angepasst ist.

12. Sonnenschutzvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Grundkörper (101 ) mit der Tragestruktur einen Sonnenschirm bildet.

Description:
Sonnenschutzvorrichtung mit Sonnenkollektoren

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sonnenschutzvorrichtung mit einem Grundkörper und einer Tragestruktur für ein aufspannbares Flächengebilde, wobei die Struktur eine Mehrzahl von Trägerelementen aufweist, und mit einer Einrichtung zur Nutzung von Sonnenenergie.

Solche Sonnenschutzvorrichtungen sind z. B. aus DE 20 2012 009 833 U1 oder DE 20 2009 017 001 U1 bekannt. In diesem Stand der Technik sind auf einer Oberseite des Schirms Solarpaneele aufgebracht.

Aus DE 2010 002 673 U1 und DE 20 2010 006 758 U1 sind Filme und Folien als Bespannungsmaterial eines Sonnenschirmes bekannt.

Die oben genannten zwei Gruppen von Sonnenschutzvorrichtungen werden hier stellvertretend für eine Vielzahl ähnlicher Techniken erwähnt, die alle entweder eine Auflage von Paneelen auf einer Schirmoberfläche oder eine Beschaffenheit des Bespannungsmaterials der Schirmfläche an sich zum Inhalt haben.

In beiden Fällen ist die praktische Umsetzung nicht erfolgreich, weil die Sonnenschutzvorrichtungen gar nicht oder nur sehr eingeschränkt zwischen einer Betriebsstellung und einer Ruhestellung hin und her bewegt werden können. Das schränkt diese in ihrer Funktion erheblich ein.

Die Auflage von Solarpaneelen auf der Oberfläche eines Sonnenschirms beeinträchtigt z.B. die Faltenbildung beim Zusammenklappen eines Sonnenschirmes. Paneele auf einer Oberseite des Sonnenschirms erfordern eine dauerhafte Aufspannung der Sonnenschutzvorrichtung, auch bei Regen und Sturm.

BESTÄTIGUNGSKOPIE Die Bespannung eines Sonnenschirmes aus einer Photovoltaikfolie oder -film ist ebenfalls nicht flexibel genug, um eine übliche leichte Faltenbildung beim Zusammenklappen des Sonnenschirms zu ermöglichen. Folien und Filme sind zwar flexibel, haben aber im Vergleich zu textilen Stoffen nach wie vor eine viel größere Steifigkeit.

In beiden Fällen ist der übliche Betrieb eines Sonnenschirms mit Solarpaneelen oder zur Photovoltaik geeigneten Bespannungsmaterialien im Vergleich zu einer üblichen textilen Bespannung erheblich eingeschränkt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, eine Sonnenschutzvorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass mit einer solchen Vorrichtung Sonnenenergie absorbiert und genutzt werden kann, ohne den Betrieb der Vorrichtung beim Wechsel zwischen Betriebsstellung und Ruhestellung einzuschränken.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Trägerelemente das Flächengebilde in Bespannungsbereiche unterteilen und wenigstens ein Trägerelement als Sonnenkollektor ausgebildet ist.

Mit der vorliegenden Erfindung wird die Idee umgesetzt, eine Sonnenschutzvorrichtung mit Sonnenkollektoren auszustatten, ohne die Falttechnik und somit den Betrieb des Sonnenschutzvorrichtung zu beeinträchtigen. So kann eine Sonnenschutzvorrichtung mit der Folge Erfindung auch weiterhin je nach Umfang der gewünschten Beschattung teilweise aufgespannt, ganz aufgespannt oder gar nicht aufgespannt werden, ganz so, wie das mit üblichen Sonnenschutzvorrichtungen auch möglich ist. Eine besondere Rücksichtnahme auf Sonnenkollektoren ist nicht erforderlich. Die Idee wird dadurch umgesetzt, dass die in üblichen Sonnenschutzvorrichtungen vorhandenen Trägerelemente als Sonnenkollektor genutzt werden. Bei Sonnenschirmen sind dies zum Beispiel die radialen Speichen. Mit dieser Konstruktion können die Sonnenschutzvorrichtungen weiterhin mit üblichen textilen Stoffen bespannt werden, deren Faltenwurf leicht und mit nur geringem Widerstand erzeugt werden kann.

Mit der vorliegenden Erfindung ist es möglich, mit an sich üblichen Sonnenschutzeinrichtungen Strom für elektrische und/oder elektronische Verbraucher zur Verfügung zu stellen, wie z.B. mobile Mediengeräte, Beschallungssysteme, Beleuchtungssysteme, WLAN, etc. Somit wird der Sonnenkollektor ein konstruktiver Bestandteil der Sonnenschutzvorrichtung und bleibt somit nicht nur ein, wie im Stand der Technik, von der Sonnenschutzvorrichtung separates Bauteil, das mit jener erst konstruktiv verbunden werden muss.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass das wenigstens eine Trägerelement eine Kollektorplatte aufweist, die über wenigstens ein angrenzendes Flächengebilde übergreift. Auf diese Weise wird ermöglicht, dass die Kollektorfläche größer ausfallen kann, als eine Querschnittsfläche des jeweiligen Trägerelements. Das Übergreifen der Kollektorplatte kann einseitig oder beidseitig vorgesehen sein. Wenn zum Beispiel die radialen Speichen eines Sonnenschirms als Trägerelemente mit Übergreifen der Kollektorplatte ausgebildet sind, kann die sich quer zur radialen Länge der Speichen erstreckende Breite jeder Kollektorplatte so gewählt sein, dass die Kollektorplatten im in der zusammengeklapptem Ruhestellung den Schirmkörper vollständig umschließen und einen schützenden Mantel für das textile Bespannungsmaterial bilden.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass das wenigstens eine Trägerelement eine Spanneinrichtung zum Einspannen des Flächengebildes aufweist. Durch das Einspannen mittels einer Spanneinrichtung am Trägerelement ist sichergestellt, dass jeder durch ein Trägerelement separierter Bespannungsbereich in der Betriebsstellung optimal gespannt ist.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass das Flächengebilde zwischen der Spanneinrichtung und dem wenigstens einen Trägerelement angeordnet ist. Auf diese Weise ist es möglich, ein z.B. einheitliches Flächengebilde vorzusehen, dass im aufgespannt Zustand, also in der Betriebsstellung, an dem jeweiligen wenigstens einen Trägerelement gespannt bzw. nach gespannt werden kann.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass das wenigstens eine Trägerelement und die Spanneinrichtung in einer einfachen Ausführungsform einstückig ausgebildet sind. Bei dieser einstimmigen Ausbildung sind die beidseitig an das wenigstens eine Trägerelement angrenzenden Enden jeweils eines Bespannungsbereichs fest in dem wenigstens einen Trägerelement eingespannt. Eine solche feste Einspannung erfolgt in vorteilhafter Weise dadurch, dass die jeweiligen Enden der beiden an das wenigstens eine Trägerelement angrenzenden Bespannungsbereiche Versteifungen aufweisen, die form-und kraftschlüssig in eine dafür vorgesehene Räume des Trägerelements eingreifen.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass in anderen Ausführungsformen das wenigstens eine Trägerelement zweiteilig ausgebildet ist. In dieser anderen Ausführungsform ist die Spanneinrichtung clipartig ausgebildet und klemmt entweder jeweils ein Ende der beidseitig angrenzenden Bespannungsbereiche oder einen Abschnitt des einteiligen, durchgehenden Flächengebildes zwischen sich und dem wenigstens einen Trägerelement ein.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist auch, dass in dem wenigstens einen Trägerelement ein Träger-Kanal in Längsrichtung des wenigstens einen Trägerelements ausgebildet ist, in welchem eine elektrische Einrichtung für die Sonnenkollektoren aufgenommen werden kann.

Weitere Vorteile der Folge Erfindung ergeben sich aus den weiteren Merkmalen der Unteransprüche.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Ansicht einer Sonnenschutzvorrichtdung gemäß vorliegender Erfindung als Sonnenschirm in einem aufgespannten Betriebszustand;

Figur 2 eine schematische Ansicht einer Sonnenschutzvorrichtdung gemäß vorliegender Erfindung als Sonnenschirm in einem zusammengeklappten Ruhezustand;

Figur 3 eine schematische Darstellung im Querschnitt eines Trägerelements für eine

Sonnenschutzvorrichtung gemäß vorliegender Erfindung in einer ersten Ausführungsform;

Figur 4a eine schematische Darstellung im Querschnitt eines Trägerelements für eine

Sonnenschutzvorrichtung gemäß vorliegender Erfindung in einer zweiten Ausführungsform; und

Figur 4b eine schematische Darstellung einer Spanneinrichtung für ein Trägerelement aus Figur 4a.

Die vorliegende Erfindung wird in ihren Ausführungsformen am Beispiel eines Sonnenschirms beschrieben. Tatsächlich ist die vorliegende Erfindung aber nicht auf die praktische Ausführungsform eines Sonnenschirms beschränkt. Vielmehr können die an einen Sonnenschirm angepassten Trägerelemente in anderen Ausführungsformen in ähnlicher Weise an die praktischen Umstände angepasst sein.

In Figur 1 ist schematisch eine Sonnenschutzvorrichtung 100 als Sonnenschirm in einer aufgespannten Betriebsstellung dargestellt. Die Sonnenschutzvorrichtung 100 weist einen Grundkörper 101 auf, der eine Stange 103 mit einem freien Ende 104 zur Festlegung in ei- nem Ständer (nicht dargestellt) und Trägerstruktur aus einer Mehrzahl von Trägerelementen 1/10 umfasst. Die Trägerelemente 1/10 sind in der dargestellten Betriebsstellung über Stützarme 105 und eine Hülse 106 an der Stange 103 abgestützt. Die Trägerelemente 1/10 sind an einem dem freien Ende 104 entgegen gesetzten Ende 107 der Stange 103 angelenkt. Auf diese Weise bewirkt ein Verschieben der Hülse 106 entlang der Stange 103, dass die Trägerelemente 1/10 in die dargestellte Betriebsstellung gebracht werden können oder in eine Ruhestellung, in welcher die Trägerelemente 1/10 in etwa parallel zu der Stange 03 liegen. An dem Ende 107 der Stange 103 befindet sich ein tellerartiger Abschluss 108.

In Figur 2 ist die Sonnenschutzvorrichtung aus Figur 1 etwas vergrößert in einer zusammengeklappten Ruhestellung dargestellt. Die Trägerelemente 1/10 bilden in der dargestellten Ausführungsform einen nahezu geschlossenen Mantel. Der tellerartige Abschluss 108 einen solchen Durchmesser, dass dieser einen in der Ruhstellung entstehende Öffnungsbereich 109 vollständig abdeckt.

Die Bezeichnungen„Betriebsstellung" und„Ruhestellung" beziehen sich nur auf die Sonnenschutzfunktion der Sonnenschutzvorrichtung 100. Eine vorgesehene weitere Funktion der Sonnenschutzvorrichtung, nämlich der Energiegewinnung, ist auch in der Ruhestellung aktiv bzw. aktivierbar.

In Figur 3 ist schematisch ein Trägerelement 1 einer Sonnenschutzvorrichtung 100 gemäß vorliegender Erfindung in einer ersten Ausführungsform dargestellt. Das Trägerelement 1 ist in der ersten Ausführungsform einstückig ausgebildet und umfasst eine Kollektorplatte 3 sowie eine Spanneinrichtung 5. Die Kollektorplatte 3 bildet sowohl in einer Betriebsstellung als auch in einer Ruhestellung des Sonnenschirms, also in einem aufgespannten Zustand oder eines zusammengeklappten Zustand eines Sonnenschirms, die der Sonne zugewandte Seite, auf die Sonnenstrahlen einfallen sollen. Die Kollektorplatte 3 trägt Sonnenkollektoren, die hier im Einzelnen nicht dargestellt sind. Deren Bauweise und Konstruktion ist allgemein be- kannt und nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung.

Der Sonnenschirm weist ein Flächengebilde 7 auf, das zum Beispiel aus einem textilen Material besteht. Das Flächengebilde 7 ist aber nicht auf ein textiles Material beschränkt, sondern kann beliebige Materialien umfassen, die üblicherweise für zum Beispiel Sonnenschirme und Markisen verwendet werden. Beispiele für solche Materialien sind Papierstoffe und Kunststoffe.

In der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform ist das Flächengebilde 7 in einen ersten Bespannungsbereich 7.1 und einen zweiten Bespannungsbereich 7.2 unterteilt. Das wenigstens eine Trägerelement 1 dient auch zur Verbindung des ersten Bespannungsbereichs 7.1 und des zweiten Bespannungsbereichs 7.2. Zu diesem Zweck ist zwischen der Kollektorplatte 3 und der Spanneinrichtung 5 ein Bereich 5.1 , 5.2 ausgebildet, an dem eine Seite des ersten Bespannungsbereichs 7.1 bzw. des zweiten Bespannungsbereichs 7.2 festgelegt bzw. eingespannt werden kann. Damit das richtig funktioniert weist der erste Bespannungsbereichs 7.1 an dieser Seite eine Versteifung 7.3 auf und weist der zweite Bespannungsbereichs 7.2 an dieser Seite eine Versteifung 7.4 auf. In der dargestellten Ausführungsform hatte die jeweilige Versteifung 7.3, 7.4 eine im Querschnitt runde Form, die stramm in den entsprechenden Bereich 5.1 bzw. 5.2 der Spanneinrichtung 5 passt.

Die Kollektorplatte 3 überlagert den jeweiligen Bespannungsbereichs 7.1 , 7.2 und ist entsprechend der Wölbung eines aufgespannt Sonnenschirms zur Sonne hin leicht konvex gewölbt. Die Spanneinrichtung 5 weist im Bereich der jeweiligen Überlappung der Kollektorplatte 3 ein Stützelement 5.3 auf, dass zugleich vorzugsweise leicht federnd ausgebildet ist und mit seiner Federwirkung nach oben in Richtung Unterseite des jeweiligen Bespannungsbereichs 7.1 , 7.2 vor gespannt ist. Dadurch wird eine feste ein Spannung des Flächengebildes 1 mit seinen jeweiligen Bespannungsbereichen 7.1 , 7.2 in dem Trägerelement 1 sichergestellt. In der Spanneinrichtung 5 ist in der vorliegenden Ausführungsform in Figur 1 ein zentraler Kanal 9 ausgebildet, der eine elektrische Versorgungseinrichtung der Sonnenkollektoren aufnehmen kann.

In Figur 4a ist schematisch eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt.

Ein Trägerelement 10 einer Sonnenschutzvorrichtung gemäß vorliegender Erfindung ist in der zweiten Ausführungsform mehrstückig ausgebildet und umfasst insbesondere eine Kollektorplatte 13 sowie eine Spanneinrichtung 15. Die Kollektorplatte 13 bildet in einer Betriebsstellung, also in einem aufgespannten Zustand eines Sonnenschirms, die der Sonne zugewandte Seite, auf die Sonnenstrahlen einfallen sollen. Die Kollektorplatte 13 trägt Sonnenkollektoren, die hier im Einzelnen nicht dargestellt sind. Deren Bauweise und Konstruktion ist allgemein bekannt und nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung.

Der Sonnenschirm weist ein Flächengebilde 17 auf, das zum Beispiel aus einem textilen Material besteht. Das Flächengebilde 17 ist aber nicht auf ein textiles Material beschränkt, sondern kann beliebige Materialien umfassen, die üblicherweise für zum Beispiel Sonnenschirme und Markisen verwendet werden. Beispiele für solche Materialien sind Papierstoffe und Kunststoffe.

In der in Figur 4a dargestellten Ausführungsform ist ein Flächengebilde 17 in einen ersten Bespannungsbereich 17.1 und einen zweiten Bespannungsbereich 17.2 unterteilt, wobei das Flächengebilde 17 einstückig ausgebildet ist, also nicht physisch voneinander getrennt sind. Das wenigstens eine Trägerelement 10 dient auch zur Verbindung des ersten Bespannungsbereichs 17.1 und des zweiten Bespannungsbereichs 17.2. Zu diesem Zweck ist an einer der Sonne abgewandten Seite der Kollektorplatte 13 ein Formstück 18 vorgesehen. In diesem ist wenigstens ein Bereich 18.1 , 18.2 ausgebildet, an dem eine Seite des ersten Bespannungsbereichs 17.1 bzw. des zweiten Bespannungsbereichs 17.2 festgelegt bzw. eingespannt werden kann.

An einer Unterseite 18.4 des Formstücks 18 ist eine Vertiefung 18.5 ausgebildet, in welche ein innenliegender Ansatz 15.4 der Spanneinrichtung 15 eingreifen kann. An dieser Stelle kann mittels Druck, beaufschlagt von außen, und einer Federwirkung das U-Profil gespreizt werden, sodass sich die Spanneinrichtung 15 von dem Formstück 18 lösen kann, um das Flächengebilde 17 freizugeben.

In dem Formstück 18 ist ein zentraler Kanal 19 ausgebildet sein, um eine elektrische Einrichtung für die Sonnenkollektoren aufzunehmen.

In Figur 4b ist die Spanneinrichtung 15 schematisch dargestellt. Der Pfeil zeigt, in welcher Richtung die Spanneinrichtung 15 auf das Formstück 18 und das an diesem anliegende Flächengebilde 17 aufgesteckt wird.

Die Grundidee der modularen Trägerelemente kann auch mit anderen„Gartenmöbeln" umgesetzt werden, wie z.B. Wäschespinnen, Gartenzäune bzw. deren Bauteile.

Bezugszeichenliste

Erste Ausführungsform

1 Trägerelement

3 Kollektorplatte

5 Spanneinrichtung

5.1 Bereich

5.2 Bereich

5.3 Stützelement

7 Flächengebilde

7.1 erster Bespannungsbereich

7.2 zweiter Bespannungsbereich

7.3 erste Versteifung

7.4 zweite Versteifung

9 Kanal

Zweite Ausführungsform

10 Trägerelement

13 Kollektorplatte

15 Spanneinrichtung

15.3 ringförmiger Vorsprung

15.4 innenliegender Ansatz

17 Flächengebilde

17.1 erster Bespannungsbereich

17.2 zweiter Bespannungsbereich

18 Formstück

18.1 Bereich

18.2 Bereich ringförmige Vertiefung Unterseite

Vertiefung

Kanal