Bei einer solchen Schwenkvorrichtung kann vorgesehen sein, dass das schwenkbare Element am oberen Ende des Stützelements um eine vertikal ausgerichtete, im Betrieb der Schwenkvorrichtung raumfeste Primärachse schwenkbar angeordnet ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schwenkvorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, welche stabil ausgebildet ist und eine räumliche Ausrichtung des schwenkbaren Elements mit hoher Genauigkeit ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Schwenkeinheit zum Schwenken des schwenkbaren Elements um die Primärachse ein primäres Koppelelement umfasst, welches im Wesentlichen halbringförmig ausgebildet ist, und dadurch, dass die Primärachse im Wesentlichen horizontal ausgerichtet und raumfest ist.

Unter "schwenken" und "schwenkbar" ist in dieser Beschreibung und den bei- gefügten Ansprüchen eine Bewegung um einen Punkt oder eine Achse zu verstehen. Insbesondere kann eine Schwenkbewegung auch eine Drehbewegung sein. Unter einer "raumfesten Achse" ist in dieser Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen eine Achse zu verstehen, deren Ausrichtung im Raum bei einer Betätigung der Schwenkvorrichtung, insbesondere bei einem Schwenken des schwenkbaren Elements, unverändert bleibt.

Die Primärachse ist vorzugsweise raumfest, während die Sekundärachse vorzugsweise nicht raumfest ist.

Unter einem "halbringförmigen" Element ist in dieser Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen insbesondere ein Element zu verstehen, welches einen im Wesentlichen kreisringabschnittförmigen Querschnitt und/oder eine im Wesentlichen kreisringabschnittförmige Kontur aufweist, insbesondere zumindest näherungsweise einen halbkreisringförmigen Querschnitt und/oder eine im Wesentlichen halbkreisringförmige Kontur aufweist.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Stützelement im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet ist.

Vorzugsweise ist das Stützelement als ein Pylon, als ein Standfuß und/oder als ein Pfeiler ausgebildet.

Das Stützelement kann beispielsweise im Wesentlichen kreiszylinderförmig oder zylinderförmig mit rechteckiger, insbesondere quadratischer, Grundfläche ausgebildet sein.

Vorteilhaft kann es sein, wenn das Stützelement eine Fachwerkstruktur aufweist.

Es kann vorgesehen sein, dass das Stützelement eine im Wesentlichen geschlossene Mantelfläche aufweist.

Günstig kann es sein, wenn das Stützelement im montierten Zustand der Schwenkvorrichtung die Hauptlast, vorzugsweise die gesamte Last, des schwenkbaren Elements, mindestens eines Koppelelements, mindestens einer Antriebseinheit und/oder mindestens einer Führungsvorrichtung trägt und/oder im Betrieb der Schwenkvorrichtung auftretende Momente aufnimmt und/oder überträgt.

Vorzugsweise erstreckt sich das Stützelement von einem Anbindungspunkt, an welchem das schwenkbare Element an dem Stützelement angeordnet ist, bis auf einen Untergrund, auf welchem die Schwenkvorrichtung angeordnet ist. Vorteilhaft kann es sein, wenn die Schwenkeinheit zum Schwenken des schwenkbaren Elements um die Sekundärachse ein sekundäres Koppelelement umfasst, welches im Wesentlichen halbringförmig ausgebildet ist.

Das sekundäre Koppelelement ist vorzugsweise an dem primären Koppel- element geführt.

Ein Kreismittelpunkt des primären Koppelelements, welcher einen Symmetriepunkt des primären Koppelelements bildet, liegt vorzugsweise auf der Primärachse.

Ein Durchmesser des primären Koppelelements beträgt vorzugsweise mindestens ungefähr 50%, insbesondere mindestens ungefähr 75%, beispielsweise mindestens ungefähr 90%, einer Gesamtlänge oder Gesamtbreite des schwenkbaren Elements.

Ein Kreismittelpunkt des sekundären Koppelelements, welcher einen Symmetriepunkt des sekundären Koppelelements bildet, liegt vorzugsweise auf der Sekundärachse. Ein Durchmesser des sekundären Koppelelements beträgt vorzugsweise mindestens ungefähr 50%, insbesondere mindestens ungefähr 75%, beispielsweise mindestens ungefähr 90%, einer Gesamtlänge oder Gesamtbreite des schwenkbaren Elements. Die Schwenkeinheit umfasst vorzugsweise mindestens eine Antriebseinheit, welche zum Antreiben des schwenkbaren Elements mit mindestens einem Koppelelement koppelbar oder gekoppelt ist.

Vorzugsweise umfasst die Schwenkeinheit eine primäre Antriebseinheit, welche zum Antreiben des schwenkbaren Elements mit dem primären Koppelelement koppelbar oder gekoppelt ist. Ferner kann vorgesehen sein, dass die Schwenkeinheit eine sekundäre Antriebseinheit umfasst, welche zum Antreiben des schwenkbaren Elements mit dem sekundären Koppelelement koppelbar oder gekoppelt ist.

Mindestens eine Antriebseinheit ist vorzugsweise an dem Stützelement ange- ordnet.

Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass mindestens eine Antriebseinheit an einem Koppelelement angeordnet ist. Günstig kann es sein, wenn eine primäre Antriebseinheit, welche zum

Schwenken des schwenkbaren Elements um die Primärachse mit dem primären Koppelelement koppelbar oder gekoppelt ist, an dem Stützelement angeordnet und/oder relativ zu dem Stützelement unbeweglich festgelegt ist. Mittels der primären Antriebseinheit ist vorzugsweise das primäre Koppelelement, insbesondere zusammen mit dem schwenkbaren Element, relativ zu dem Stützelement bewegbar, insbesondere schwenkbar.

Das primäre Koppelelement, das sekundäre Koppelelement und/oder die sekundäre Antriebseinheit sind vorzugsweise bei einem Schwenken des schwenkbaren Elements um die Primärachse zusammen mit dem schwenkbaren Element um die Primärachse schwenkbar. Ferner kann vorgesehen sein, dass das sekundäre Koppelelement bei einem Schwenken des schwenkbaren Elements um die Sekundärachse zusammen mit dem schwenkbaren Element um die Sekundärachse schwenkbar ist. Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine sekundäre Antriebseinheit, welche zum Schwenken des schwenkbaren Elements um die Sekundärachse mit dem sekundären Koppelelement koppelbar oder gekoppelt ist, an dem primären Koppelelement angeordnet und/oder relativ zu dem primären Koppelelement unbeweglich festgelegt ist.

Mittels der sekundären Antriebseinheit ist vorzugsweise das sekundäre Koppelelement relativ zu dem primären Koppelelement bewegbar, insbesondere schwenkbar. Die Schwenkvorrichtung umfasst vorzugsweise mindestens eine Führungsvorrichtung zum Führen und/oder Abstützen mindestens eines Koppelelements, beispielsweise an dem Stützelement.

Vorzugsweise erstreckt sich mindestens eine Führungsvorrichtung hierzu zu- mindest abschnittsweise zumindest näherungsweise längs mindestens eines Koppelelements. Auf diese Weise kann eine Verformung des mindestens einen Koppelelements wirksam verhindert werden.

Mindestens eine Führungsvorrichtung ist vorzugsweise an dem Stützelement angeordnet. Auf diese Weise kann die Führungsvorrichtung besonders stabil ausgebildet werden, so dass einer unerwünschten Verformung des mindestens einen Koppelelements im Betrieb der Schwenkvorrichtung wirksam entgegengewirkt werden kann.

Günstig kann es sein, wenn mindestens eine Führungsvorrichtung mindestens ein Koppelelement zumindest abschnittsweise zumindest teilweise umgibt. Beispielsweise weist mindestens eine Führungsvorrichtung hierzu einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt auf.

Ferner kann es günstig sein, wenn mindestens eine Führungsvorrichtung auf einer dem Kreismittelpunkt eines Koppelelements zugewandten Innenseite des Koppelelements angeordnet ist.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Primärachse und die Sekundärachse sich zumindest näherungsweise schneiden.

Günstig kann es sein, wenn die Primärachse und die Sekundärachse zumindest näherungsweise orthogonal zueinander ausgerichtet sind.

Günstig kann es sein, wenn Ebenen, längs welcher sich die Koppelelemente erstrecken, einander schneiden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Ebenen, längs welcher sich die Koppelelemente erstrecken, zumindest näherungsweise orthogonal zueinander angeordnet sind.

Eine Ebene, längs welcher sich das primäre Koppelelement erstreckt, ist vor- zugsweise raumfest.

Eine Ebene, längs welcher sich das sekundäre Koppelelement erstreckt, ist vorzugsweise zusammen mit dem sekundären Koppelelement um die Primärachse drehbar.

Günstig kann es sein, wenn eine Ebene, längs welcher sich ein Koppelelement zum Schwenken des schwenkbaren Elements erstreckt, parallel versetzt zu einer Mittelebene des schwenkbaren Elements angeordnet ist. Eine Mittelebene des schwenkbaren Elements ist insbesondere senkrecht zur Primärachse oder senkrecht zur Sekundärachse ausgerichtet und verläuft durch den geometrischen Mittelpunkt und/oder den Massenschwerpunkt des schwenkbaren Elements. Insbesondere ist eine Mittelebene des schwenkbaren Elements im Wesentlichen senkrecht zu einer Reflexionsfläche eines als Reflexionselement ausgebildeten schwenkbaren Elements.

Günstig kann es sein, wenn mindestens eine Ebene, längs welcher sich ein Koppelelement zum Schwenken des schwenkbaren Elements erstreckt, um mindestens ungefähr 10%, vorzugsweise um mindestens ungefähr 25%, insbesondere um ungefähr 35% (ungefähr fl 14 ; (Quadratwurzel aus 2)/4), der Gesamtlänge oder Gesamtbreite des schwenkbaren Elements parallel zur Mittelebene des schwenkbaren Elements versetzt ist.

Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass eine Ebene, längs welcher sich ein Koppelelement zum Schwenken des schwenkbaren Ele- ments erstreckt, zumindest näherungsweise identisch mit einer Mittelebene des schwenkbaren Elements ist.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass mindestens ein Koppelelement zur Kopplung desselben mit mindestens einem Antriebselement einer Antriebseinheit eine Verzahnung und/oder eine Führung für das Antriebselement aufweist.

Günstig kann es sein, wenn mindestens eine Antriebseinheit als ein Zahnradantrieb ausgebildet ist. Mindestens ein Koppelelement kann dann beispiels- weise als ein Radkranz oder als ein Abschnitt eines Zahnrades ausgebildet sein.

Mindestens ein Antriebselement mindestens einer Antriebseinheit kann als ein Zahnrad ausgebildet sein, welches mit dem mindestens einen Koppelelement in Eingriff bringbar ist. Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass mindestens ein Antriebselement als eine Kette ausgebildet ist, welche mittels eines Ritzels der Antriebseinheit antreibbar ist. Die Kette ist dann vorzugsweise an dem mindestens einen Koppelelement angeordnet und insbesondere an Zähnen eines Koppelelements geführt und/oder gehalten.

Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass mindestens eine Antriebseinheit als ein Seilantrieb ausgebildet ist. Insbesondere kann eine Antriebseinheit eine Seilwinde umfassen.

Günstig kann es sein, wenn mindestens eine Antriebseinheit eine Treibscheibe umfasst, mittels welcher ein Antriebselement, welches beispielsweise als Seil ausgebildet ist, antreibbar ist. Eine Treibscheibe kann beispielsweise als eine Trommel mit spiralförmiger Nut ausgebildet sein.

Günstig kann es sein, wenn eine Antriebseinheit unterhalb des schwenkbaren Elements, insbesondere unterhalb einer als Reflexionsfläche ausgebildeten Oberfläche eines als Reflexionselement ausgebildeten schwenkbaren Elements, angeordnet ist. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass mindestens eine Seilwinde an einem in vertikaler Richtung unteren Bereich des Stützelements angeordnet ist. Ein beispielsweise als Seil ausgebildetes Antriebselement ist dann vorzugsweise über das Stützelement und/oder die Koppelelemente geführt. Zur Reduktion der Reibung zwischen dem Antriebselement und den übrigen Teilen der Schwenkvorrichtung, welche mit dem Antriebselement in Kontakt kommen, kann vorgesehen sein, dass mindestens ein Koppelelement und/oder das Stützelement mit Gleitelementen, beispielsweise mit Gleitsteinen, versehen ist.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das schwenkbare Element, mindestens ein Koppelelement und/oder mindestens eine Antriebseinheit gemeinsam einen Massenschwerpunkt aufweisen, welcher bei einem Schwenken des schwenkbaren Elements um die Primärachse und/oder um die Sekundärachse im Wesentlichen raumfest ist. Günstig kann es sein, wenn das schwenkbare Element, mindestens ein Koppelelement und/oder mindestens eine Antriebseinheit gemeinsam einen Massenschwerpunkt aufweisen, welcher zumindest näherungsweise auf der Primärachse und/oder zumindest näherungsweise auf der Sekundärachse angeordnet ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Massenschwerpunkt zumindest näherungsweise mittig auf der Primärachse und/oder zumindest näherungsweise mittig auf der Sekundärachse angeordnet ist. Günstig kann es sein, wenn das schwenkbare Element, mindestens ein Koppelelement und/oder mindestens eine Antriebseinheit gemeinsam einen Massenschwerpunkt aufweisen, welcher im Bereich des kürzesten Abstands zwischen der Primärachse und der Sekundärachse, das heißt auf dem Gemeinlot oder der Minimaltransversale, angeordnet ist, wenn die Primärachse und die Sekundärachse windschief sind.

Die Schwenkvorrichtung umfasst vorzugsweise eine Steuervorrichtung zur Steuerung und/oder Regelung einer räumlichen Ausrichtung des schwenkbaren Elements, insbesondere zur räumlichen Ausrichtung des schwenkbaren Ele- ments relativ zu dem Stützelement. Insbesondere ist mittels der Steuervorrichtung die räumliche Ausrichtung des schwenkbaren Elements in Abhängigkeit von einem Standort, insbesondere einem absoluten Standort auf der Erde und/oder einem relativen Standort relativ zu einem feststehenden Element, beispielsweise einem Strahlungsempfänger, und/oder einer Tageszeit und/oder eines Zeitpunkts im Jahr steuerbar und/oder regelbar.

Günstig kann es sein, wenn die Schwenkvorrichtung eine Energiequelle und/oder einen Energiespeicher zum Bereitstellen von Energie für mindestens eine Antriebseinheit umfasst.

Insbesondere dann, wenn die Schwenkvorrichtung eine Steuervorrichtung, eine Energiequelle und/oder einen Energiespeicher zum Bereitstellen von Energie für mindestens eine Antriebseinheit umfasst, kann die Schwenkvorrichtung im Wesentlichen autonom oder autark betrieben werden.

Insbesondere kann eine räumliche Ausrichtung des schwenkbaren Elements automatisch, insbesondere autonom oder autark, eingestellt werden.

Günstig kann es sein, wenn die Schwenkvorrichtung eine Energiequelle und/oder einen Energiespeicher zum Bereitstellen von elektrischer Energie für mindestens eine elektrisch betriebene Antriebseinheit, vorzugsweise für sämtliche elektrisch betriebenen Komponenten der Schwenkvorrichtung, umfasst.

Eine Energiequelle kann beispielsweise eine Solarzelle umfassen. Ein Energiespeicher kann beispielsweise als eine Batterievorrichtung ausgebildet sein.

Die Schwenkvorrichtung eignet sich insbesondere zur Verwendung als

Heliostat.

Die Erfindung betrifft ferner einen Heliostaten, welcher eine erfindungsgemäße Schwenkvorrichtung umfasst. Der erfindungsgemäße Heliostat weist vorzugsweise die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Schwenkvorrichtung beschriebenen Merkmale und/oder Vorteile auf.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Schwenkvorrichtung als ein Heliostat ausgebildet ist.

Das schwenkbare Element ist dann vorzugsweise ein Reflexionselement zum Reflektieren von Sonnenstrahlung. Die erfindungsgemäße Schwenkvorrichtung eignet sich insbesondere in Kombination mit vielen weiteren im Wesentlichen baugleichen Schwenkvorrichtungen zur Ausbildung eines Heliostatenfeldes. Ein solches Heliostatenfeld kann insbesondere in einem Solarkraftwerk, beispielsweise in einem solarthermischen Kraftwerk, Anwendung finden.

Ferner kann die erfindungsgemäße Schwenkvorrichtung einzelne oder mehrere der nachfolgend beschriebenen Merkmale und/oder Vorteile aufweisen :

Mindestens ein Koppelelement ist vorzugsweise als ein Radkranz ausgebildet.

Mindestens ein Koppelelement weist vorzugsweise eine Fachwerkstruktur auf. Auf diese Weise kann ein besonders stabil ausgebildetes Koppelelement bereitgestellt werden.

Günstig kann es sein, wenn mindestens ein Koppelelement mittels eines Abstützelements fest und/oder verschiebbar an einem weiteren Koppelelement, an dem Stützelement und/oder an dem schwenkbaren Element abgestützt ist.

Insbesondere dann, wenn mindestens ein Koppelelement als ein Radkranz und mindestens ein Antriebselement einer Antriebseinheit als eine Kette ausgebildet ist, kann vorgesehen sein, dass die Kette auf einer dem Kreismittelpunkt des Koppelelements abgewandten Außenseite des Koppelelements angeordnet und/oder geführt ist.

Mindestens eine Antriebseinheit kann ein selbsthemmendes Getriebe umfassen. Auf diese Weise kann eine automatische Arretierung des schwenk- baren Elements ermöglicht werden.

Mindestens ein Koppelelement dient vorzugsweise als ein Gegengewicht zu dem schwenkbaren Element, so dass ein gemeinsamer Massenschwerpunkt des mindestens einen Koppelelements und des schwenkbaren Elements zu- mindest näherungsweise im Bereich mindestens einer Schwenkachse (Primärachse und/oder Sekundärachse) des schwenkbaren Elements angeordnet ist. Mindestens eine Antriebsvorrichtung umfasst vorzugsweise ein federnd gelagertes Antriebselement. Auf diese Weise kann bei einer Bewegung des Koppelelements, insbesondere bei einer Deformation des Koppelelements, ein Toleranzausgleich ermöglicht werden.

Eine Schnittstelle zwischen dem primären Koppelelement und dem sekundären Koppelelement, an welcher vorzugsweise eine Antriebseinheit zum Antreiben des sekundären Koppelelements angeordnet ist, wird vorzugsweise bei einer Schwenkbewegung des schwenkbaren Elements zusammen mit dem schwenk- baren Element um die Primärachse verschwenkt.

Mittels einer als Heliostat ausgebildeten Schwenkvorrichtung kann Sonnenlicht auf eine Zielfläche reflektiert werden. Eine Reflexionsfläche des schwenkbaren Elements der Schwenkvorrichtung wird hierzu vorzugsweise zweiachsig nach- geführt, das heißt an den aktuellen Sonnenstand angepasst.

Heliostate werden insbesondere für solare Turmkraftwerke benötigt. Die genaue Nachführung der Heliostate ermöglicht dabei eine Effizienzsteigerung der Turmkraftwerke.

Vorzugsweise ermöglicht mindestens ein Koppelelement die Aufnahme von Momenten, insbesondere Drehmomenten, welche durch Windlasten und Gravitation auf die Verbindung zwischen dem schwenkbaren Element und dem Stützelement wirken. Dadurch, dass mittels mindestens eines Koppelelements Momente aufgenommen werden, können Lager und Antriebe der Schwenkvorrichtung entlastet werden. Ferner kann hierdurch eine größere Präzision bei geringerem Materialeinsatz erzielt werden.

Vorzugsweise weist die Schwenkvorrichtung einen Radkranzantrieb auf, mittels welchem das schwenkbare Element in einem Winkelbereich von mindestens ungefähr 90° um die Primärachse schwenkbar ist. Um die Sekundärachse ist das schwenkbare Element, vorzugsweise mittels eines Radkranzantriebs, um mindestens ungefähr 120° schwenkbar.

Günstig ist es, wenn mindestens ein Koppelelement schwenkbar an dem schwenkbaren Element angeordnet ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das primäre Koppelelement schwenkbar an dem schwenkbaren Element angeordnet ist.

Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass mindestens ein Koppelelement fest und nicht verschwenkbar mit dem schwenkbaren Element verbunden ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das sekundäre Koppelelement fest und nicht schwenkbar mit dem schwenkbaren Element verbunden ist. Vorteilhaft kann es sein, wenn eine beispielsweise als Reflexionsfläche dienende Oberfläche des schwenkbaren Elements relativ zu einer Ebene, längs welcher sich ein Koppelelement, beispielsweise das primäre Koppelelement, erstreckt, schwenkbar ist. Ferner kann vorgesehen sein, dass die Ausrichtung einer Oberfläche des schwenkbaren Elements, welche beispielsweise eine Reflexionsfläche des schwenkbaren Elements bildet, sich bei einer Betätigung der Schwenkvorrichtung, insbesondere bei einem Verschwenken des schwenkbaren Elements, relativ zu einer Ebene, längs welcher sich ein Koppelelement, beispielsweise das sekundäre Koppelelement, erstreckt, nicht verändert.

Mindestens ein Führungselement zur Führung und/oder Abstützung mindestens eines Koppelelements ist vorzugsweise raumfest, beispielsweise an einem Untergrund, insbesondere an einem Fundament, oder an dem Stütz- element, angeordnet.

Günstig kann es sein, wenn mindestens ein Führungselement eine Fachwerkstruktur aufweist und/oder mittels mindestens einer Strebe, beispielsweise gegen das Stützelement und/oder einen Untergrund (Fundament), abgestützt ist.

Vorzugsweise ist das schwenkbare Element relativ zu dem Stützelement in mindestens einer Stellung, beispielsweise in einer Sicherheitsstellung, welche auch als Stow-Position bezeichnet wird, arretierbar.

Vorzugsweise können hierzu als Radkränze ausgebildete Koppelelemente mit einem raumfesten Objekt, beispielsweise mit dem Stützelement oder einem Fundament, zur Entlastung der Antriebe in Eingriff gebracht, insbesondere arretiert, werden.

Günstig kann es sein, wenn die Schwenkvorrichtung mindestens eine Strebe zur Versteifung aufweist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass min- destens eine Strebe zwischen einem Scheitelpunkt eines Koppelelements, beispielsweise des primären Koppelelements, und dem schwenkbaren Element angeordnet ist, um das schwenkbare Element zu versteifen.

Günstig kann es sein, wenn mindestens eine Antriebseinheit mit dem Radius mindestens eines Koppelelements als Hebelarm eventuell auftretende

Momente aufnehmen kann. Hierdurch kann eine Belastung der Antriebseinheit im Vergleich zu einer Bauweise einer Schwenkvorrichtung mit zentraler Anordnung der Antriebseinheiten erzielt werden. Vorzugsweise kann mindestens eine Antriebseinheit in einer Sicherheitsstellung des schwenkbaren Elements einfach mittels einer separaten Arretierungsvorrichtung ganz entlastet werden.

Durch die Verwendung mindestens eines Koppelelements kann vorzugsweise die Auswirkung von Getriebespiel auf die optische Qualität der Schwenkvorrichtung um ein Vielfaches geringer ausfallen, so dass erheblich kostengünsti- gere Antriebseinheiten verwendet werden können.

In der Sicherheitsstellung des schwenkbaren Elements, in welcher die höchsten Momente auftreten können, können diese Momente vorzugsweise an verschiedenen Stellen, insbesondere an Außenseiten des schwenkbaren Elements, über die Koppelelemente in das Stützelement kurz oberhalb des Untergrundes (Fundamentes) eingeleitet werden. Die Antriebseinheiten, die Lager, ein Spiegelträger und/oder das Stützelement werden hierzu oberhalb der Ver- bindungssteile zwischen dem mindestens einen Koppelelement, insbesondere dem primären Koppelelement, einerseits und dem Stützelement andererseits entlastet und können hierdurch vorzugsweise kostengünstig ausgeführt werden. Vorzugsweise bildet mindestens ein Koppelelement ein Gegengewicht zu dem schwenkbaren Element, insbesondere einer Spiegelfläche des schwenkbaren Elements. Der Hebelarm der Spiegelfläche und/oder der Durchmesser und/oder das Gewicht der Koppelelemente, insbesondere der als Radkränze ausgebildeten Koppelelemente, werden vorzugsweise so gewählt, dass der Schwerpunkt der bewegten Teile im Kreuzungspunkt oder zumindest nahe eines Kreuzungspunkts der Schwenkachsen liegt. Die Antriebseinheiten müssen hierdurch vorzugsweise nicht gegen die Gravitation arbeiten, so dass der Energieverbrauch reduziert werden kann. Insbesondere bei autonomen Heliostaten, bei welchen ein elektrischer Energiespeicher und/oder eine elekt- rische Energiequelle einen signifikanten Kostenfaktor darstellen kann, ist ein geringer Energieverbrauch besonders vorteilhaft.

Die erfindungsgemäße Schwenkvorrichtung weist vorzugsweise einen hohen Anteil einfacher Bauteile auf, so dass insbesondere in Entwicklungsländern ein hoher Eigenanteil an der Fertigung der Schwenkvorrichtung realisiert werden kann.

Aufgrund des hohen Hebelarmes bei den Koppelelementen sind die Genauigkeitsanforderungen an die Koppelelemente vorzugsweise relativ gering . Die Koppelelemente sind hierdurch vorzugsweise kostengünstig herstellbar.

Eine Arretierung eines Koppelelements in einer Sicherheitsstellung des schwenkbaren Elements kann beispielsweise mittels eines Bolzens erfolgen, welcher hierzu vorzugsweise in eine geeignete Bohrung einbringbar ist. Hierdurch kann eine formschlüssige Verbindung zur Arretierung vorgesehen sein. Eine solche formschlüssige Arretierung kann beispielsweise zur Arretierung des primären Koppelelements an dem Stützelement und/oder zur Arretierung des sekundären Koppelelements an dem primären Koppelelement vorgesehen sein.

Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass zur Arretierung des primären Koppelelements an dem Stützelement und/oder zur Arretierung des sekundären Koppelelements an dem primären Koppelelement ein Aktuator vorgesehen ist.

Vorzugsweise ist das sekundäre Koppelelement außermittig angeordnet. Hierdurch kann insbesondere ein Schwenkbereich um die Sekundärachse, bei- spielsweise auf mindestens ungefähr 110°, erhöht werden, so dass vorzugsweise alle erforderlichen Spiegelneigungen erreicht werden können.

Die erfindungsgemäße Schwenkvorrichtung ermöglicht vorzugsweise eine Kostenreduktion gegenüber herkömmlichen Heliostaten um ungefähr 30%.

Weitere bevorzugte Merkmale und/oder Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels. In den Zeichnungen zeigen :

Figur 1 eine schematische Seitenansicht einer Schwenkvorrichtung, welche ein um eine Primärachse und eine Sekundärachse schwenkbares Element umfasst, wobei das schwenkbare Element in einer Stellung angeordnet ist, in welcher eine Reflexionsfläche des schwenkbaren

Elements vertikal ausgerichtet und bezüglich eines Schwenkbereichs um die Sekundärachse im Wesentlichen mittig angeordnet ist; Figur 2 eine der Figur 1 entsprechende schematische Darstellung der

Schwenkvorrichtung, wobei das schwenkbare Element um ungefähr 45° um die Primärachse verschwenkt ist;

Figur 3 eine der Figur 1 entsprechende schematische Darstellung der

Schwenkvorrichtung, wobei das schwenkbare Element um 90° um die Primärachse verschwenkt ist, so dass die Reflexionsfläche des schwenkbaren Elements im Wesentlichen horizontal ausgerichtet und in einer Sicherheitsstellung angeordnet ist;

Figur 4 eine der Figur 1 entsprechende schematische Darstellung der

Schwenkvorrichtung, wobei das schwenkbare Element bezogen auf den Schwenkbereich um die Primärachse in einer der in Figur 1 dargestellten Anschlagstellung gegenüberliegenden Anschlagstellung angeordnet ist;

Figur 5 eine schematische Draufsicht von hinten auf die Schwenkvorrichtung aus Figur 1, mit Blickrichtung längs des Pfeiles 5 in Figur 1; Figur 6 eine der Figur 2 entsprechende schematische Darstellung der

Schwenkvorrichtung, wobei das schwenkbare Element ausgehend von einer horizontalen Sicherheitsstellung um ungefähr 45° um die Primärachse und zusätzlich bezüglich des Schwenkbereichs um die Sekundärachse in einer Anschlagstellung angeordnet ist;

Figur 7 eine der Figur 3 entsprechende schematische Darstellung der

Schwenkvorrichtung, wobei die Sekundärachse horizontal ausgerichtet ist und das Schwenkelement entsprechend der in Figur 6 dargestellten Anordnung bezüglich des Schwenkbereichs um die Sekundär- achse in einer Anschlagstellung angeordnet ist; und

Figur 8 eine schematische Draufsicht auf eine Rückseite der Schwenkvorrichtung, wobei die Reflexionsfläche des schwenkbaren Elements gemäß der Darstellung in Figur 3 horizontal ausgerichtet ist, mit Blickrichtung in Richtung des Pfeiles 8 in Figur 3.

Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in sämtlichen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.

Eine in den Figuren 1 bis 8 dargestellte, als Ganzes mit 100 bezeichnete Schwenkvorrichtung ist beispielsweise als ein Heliostat 102 ausgebildet. Die Schwenkvorrichtung 100 umfasst eine Stützvorrichtung 104 an welcher ein schwenkbares Element 106 schwenkbar angeordnet ist.

Die Stützvorrichtung 104 umfasst ein Stützelement 108, welches zumindest näherungsweise zylinderförmig ausgebildet ist. Das Stützelement 108 bildet einen Pylon oder Standfuß der Schwenkvorrichtung 100.

An einem in vertikaler Richtung 110 oberen Ende 112 des Stützelements 108 ist eine Schwenkeinheit 114 der Schwenkvorrichtung 100 angeordnet, mittels welcher das schwenkbare Element 106 relativ zu dem Stützelement 108 schwenkbar ist.

Die Schwenkeinheit 114 umfasst eine primäres Gelenk 116, mittels welchem das schwenkbare Element 106 an dem Stützelement 108 angeordnet und um eine Primärachse 118 schwenkbar ist.

Die Primärachse 118 ist raumfest angeordnet, das heißt, dass sich die Ausrichtung der Primärachse 118 bei einer Bewegung des schwenkbaren Elements 106 nicht verändert. Die Primärachse 118 ist im Wesentlichen horizontal ausgerichtet.

Ferner umfasst die Schwenkeinheit 114 ein sekundäres Gelenk 120, mittels welchem das schwenkbare Element 106 an dem Stützelement 108 angeordnet und um eine Sekundärachse 122 schwenkbar ist. Um eine Verschwenkung des schwenkbaren Elements 106 sowohl um die Primärachse 118 als auch um die Sekundärachse 122 zu ermöglichen, ist das schwenkbare Element 106 unmittelbar mit dem sekundären Gelenk 120 ver- bunden. Das sekundäre Gelenk 120 ist unmittelbar mit dem primären Gelenk 116 verbunden. Das primäre Gelenk 116 ist unmittelbar mit der Stützvorrichtung 104 verbunden.

Die durch das sekundäre Gelenk 120 der Schwenkeinheit 114 gebildete

Sekundärachse 122 ist bei einer Bewegung des schwenkbaren Elements 106 um die Primärachse 118 zusammen mit dem schwenkbaren Element 106 um die Primärachse 118 schwenkbar und somit nicht raumfest.

Aufgrund der Anordnung des primären Gelenks 116 relativ zu dem sekundären Gelenk 120 sind die Primärachse 118 und die Sekundärachse 122 windschief. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass sich die Primärachse 118 und die Sekundärachse 122 schneiden. Die Sekundärachse 122 liegt vorzugsweise stets in einer (nicht dargestellten) Ebene, welche senkrecht zur Primärachse 118 ausgerichtet ist.

Zum Verschwenken des schwenkbaren Elements 106 umfasst die Schwenkeinheit 114 der Schwenkvorrichtung 100 zwei Koppelelemente 124, welche mit zwei Antriebseinheiten 126 der Schwenkeinheit 114 koppelbar sind . Die Schwenkeinheit 114 umfasst ein primäres Koppelelement 128, welches mit einer primären Antriebseinheit 130 koppelbar ist.

Ferner umfasst die Schwenkeinheit 114 ein sekundäres Koppelelement 132, welches mit einer sekundären Antriebseinheit 134 koppelbar ist.

Die Koppelelemente 124, das heißt das primäre Koppelelement 128 und das sekundäre Koppelelement 132, sind im Wesentlichen halbringförmig ausgebil- det und weisen insbesondere zumindest abschnittsweise einen im Wesentlichen halbkreisringförmigen Querschnitt auf.

Ein Kreismittelpunkt 136 des primären Koppelelements 128 liegt auf der Primärachse 118.

Ein Kreismittelpunkt 138 des sekundären Koppelelements 132 liegt auf der Sekundärachse 122. Das primäre Koppelelement 128 ist gelenkig mit dem schwenkbaren Element 106 verbunden, so dass das schwenkbare Element 106 relativ zu dem primären Koppelelement 128 schwenkbar ist. Insbesondere ist das schwenkbare Element 106 relativ zu dem primären Koppelelement 128 um die Sekundärachse 122 schwenkbar.

Das sekundäre Koppelelement 132 ist fest mit dem schwenkbaren Element 106 verbunden und ragt auf einer einer (noch zu beschreibenden) Reflexionsfläche des schwenkbaren Elements 106 gegenüberliegenden Rückseite 140 des schwenkbaren Elements 106 von der Rückseite 140 im Wesentlichen senkrecht weg .

Mittels der Koppelelemente 124 sind somit im Wesentlichen halbkreisförmige Elemente auf der Rückseite 140 des schwenkbaren Elements 106 gebildet. Die primäre Antriebseinheit 130 zum Verschwenken des primären Koppelelements 128 zusammen mit dem schwenkbaren Element 106 um die Primärachse 118 ist an dem Stützelement 108 fest angeordnet.

Die primäre Antriebseinheit 130 umfasst ein Antriebselement 142, welches mit dem primären Koppelelement 128 zum Antreiben desselben in Eingriff bringbar ist. Sowohl das Antriebselement 142 als auch das primäre Koppelelement 128 sind beispielsweise mit einer Verzahnung versehen. Das primäre Koppelelement 128 ist hierzu beispielsweise als ein Radkranz ausgebildet, während das Antriebselement 142 beispielsweise als ein Zahnrad ausgebildet ist. Durch eine Drehung des Antriebselements 142 können auf diese Weise die Zähne des Antriebselements 142 mit den Zähnen des primären Koppelelements 128 nacheinander in Eingriff gebracht werden, so dass das primäre Koppelelement 128 bewegbar ist. Die Verzahnung des primären Koppelelements 128 ist vorzugsweise auf einer dem Kreismittelpunkt 136 des primären Koppelelements 128 abgewandten Außenseite 144 des primären Koppelelements 128 angeordnet.

Alternativ oder ergänzend zu einer Verzahnung des Antriebselements 142 mit dem primären Koppelelement 128 kann vorgesehen sein, dass das mit einer Verzahnung versehene primäre Koppelelement 128 mit einem als (nicht dargestellte) Kette ausgebildeten Antriebselement 142 in Eingriff bringbar ist, wobei die Kette beispielsweise mittels eines (nicht dargestellten) Ritzels der primären Antriebseinheit 130 antreibbar ist.

Aufgrund des großen Abstandes der Antriebseinheit 126, insbesondere des Bereichs, in welchem das Antriebselement 142 der primären Antriebseinheit 130 mit dem primären Koppelelement 128 in Eingriff gebracht wird, von dem Kreismittelpunkt 136 des primären Koppelelements 128, welcher auf der Primärachse 118 liegt, kann eine Hebelwirkung genutzt werden, um das schwenkbare Element 106 einfach, zuverlässig und genau verschwenken zu können. Insbesondere kann auf diese Weise eine zuverlässige Ausrichtung des schwenkbaren Elements 106 gewährleistet werden. Die sekundäre Antriebseinheit 134 zum Verschwenken des schwenkbaren Elements 106 um die Sekundärachse 122 ist an der Außenseite 144 des primären Koppelelements 128 festgelegt. Die sekundäre Antriebseinheit 134 und das sekundäre Koppelelement 132 können dabei entsprechend den Ausführungen zu der primären Antriebseinheit 130 und dem primären Koppelelement 128 ebenfalls mit einer Verzahnung und einem Zahnradantrieb oder mit einem Kettenantrieb versehen sein. In einer (nicht dargestellten) alternativen Ausführungsform der Antriebseinheiten 126 kann vorgesehen sein, dass eine oder beide der Antriebseinheiten 126 als ein Seilwindenantrieb ausgebildet sind . Hierbei kann vorgesehen sein, dass ein Antriebsseil auf einer Außenseite 144 der Koppelelemente 124 geführt wird, um das schwenkbare Element 106 verschwenken zu können.

Zur Stabilisierung eines Koppelelements 124, insbesondere des primären Koppelelements 128, umfasst die Schwenkvorrichtung 100 eine Führungsvorrichtung 146, welche auf einer dem Kreismittelpunkt 136 des primären Koppelelements 128 zugewandten, der Außenseite 144 gegenüberliegenden Innenseite 148 des primären Koppelelements 128 verläuft.

Die Führungsvorrichtung 146 ist insbesondere an dem Stützelement 108 der Stützvorrichtung 104 festgelegt und erstreckt sich ausgehend von dem Stützelement 108 längs der Innenseite 148 des primären Koppelelements 128.

Eine Länge der Führungsvorrichtung 146 hängt insbesondere von dem gewünschten Schwenkbereich um die Primärachse 118 ab. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass sich die Führungsvorrichtung 146 im Wesentlichen kreisabschnittsförmig um den Kreismittelpunkt 136 des primären Koppel- elements 128 erstreckt.

Die Führungsvorrichtung 146 erstreckt sich ausgehend von dem Stützelement 108 insbesondere über ungefähr 3/16 eines gesamten Kreises um den Kreismittelpunkt 136 des primären Koppelelements 128.

Bei einer (nicht dargestellten) alternativen Ausführungsform der Führungsvorrichtung 146 kann vorgesehen sein, dass die Führungsvorrichtung 146 das primäre Koppelelement 128 zumindest teilweise zumindest abschnittsweise umgibt. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Führungsvorrichtung 146 eine mögliche Ausweichbewegung des primären Koppelelements 128 nicht nur an dessen Innenseite 148, sondern auch seitlich begrenzt, so dass das primäre Koppelelement 128 sich bei Belastung desselben zumindest ab- schnittsweise nicht parallel zur Primärachse 118 deformieren kann.

Die Führungsvorrichtung 126 ist dann beispielsweise als ein Kanal ausgebildet und weist als solcher einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt auf. Das primäre Koppelelement 128 ist vorzugsweise in dem Kanal geführt.

Die Schwenkvorrichtung 100 umfasst eine Steuervorrichtung 150, mittels welcher eine Schwenkbewegung des schwenkbaren Elements 106 steuerbar und/oder regelbar ist. Insbesondere ist mittels der Steuervorrichtung 150 der Schwenkvorrichtung 100 mindestens eine Antriebseinheit 126, insbesondere die primäre Antriebseinheit 130 und/oder die sekundäre Antriebseinheit 134, steuerbar und/oder regelbar. Die Schwenkvorrichtung 100 umfasst ferner eine Energiequelle 152, welche beispielsweise als Solarzelle ausgebildet ist und die Schwenkvorrichtung 100 mit elektrischer Energie versorgen kann.

Ferner umfasst die Schwenkvorrichtung 100 vorzugsweise einen Energie- Speicher 154, beispielsweise eine Batterievorrichtung, mittels welcher elektrische Energie für den Betrieb der Schwenkvorrichtung 100 bereitstellbar ist.

Insbesondere dann, wenn die Schwenkvorrichtung 100 als ein Heliostat 102 ausgebildet ist, kann vorgesehen sein, dass mittels der Steuervorrichtung 150 eine automatische Anpassung der Ausrichtung des schwenkbaren Elements 106 an den aktuellen Sonnenstand durchführbar ist. Bei einer als Heliostat 102 ausgebildeten Schwenkvorrichtung 100 ist das schwenkbare Element 106 ein Reflexionselement 158, mittels welchem

Sonnenstrahlung auf einen (nicht dargestellten) Zielbereich reflektierbar ist. Das Reflexionselement 158 umfasst hierzu eine Reflexionsfläche 160, welche eine Oberfläche des schwenkbaren Elements 106 ist und somit durch eine Ver- schwenkung des schwenkbaren Elements 106 um die Primärachse 118 und/oder die Sekundärachse 122 räumlich ausgerichtet werden kann . Wenn die Schwenkvorrichtung 100 nicht in Betrieb ist, beispielsweise wenn keine gezielte Reflexion von Sonnenlicht erfolgen soll, kann das schwenkbare Element 106 der Schwenkvorrichtung 100 in der in den Figuren 3 und 8 dargestellten Sicherheitsstellung arretiert werden. Hierzu sind (nicht dargestellte) Arretiervorrichtungen vorgesehen, welche beispielsweise eine formschlüssige Verbindung mittels Bolzen vorsehen und/oder mindestens einen Aktuator zur Arretierung aufweisen.

Die vorstehend beschriebene Schwenkvorrichtung 100 funktioniert wie folgt:

In der in den Figuren 3 und 8 dargestellten Sicherheitsstellung ist das schwenkbare Element 106 der Schwenkvorrichtung 100 so angeordnet, dass die Reflexionsfläche 160 im Wesentlichen horizontal ausgerichtet ist. Das schwenkbare Element 106 ist hierzu bezüglich eines Schwenkbereichs um die Primärachse 118 in einer horizontalen Stellung arretiert. Ferner ist das schwenkbare Element 106 bezüglich eines Schwenkbereichs um die Sekundärachse 122 in einer mittigen Stellung arretiert.

Nach dem Lösen der Arretierung kann das schwenkbare Element 106 und somit die Reflexionsfläche 160 räumlich einer Vorgabe entsprechend ausgerichtet werden. Hierzu wird das schwenkbare Element 106 zusammen mit dem primären Koppelelement 128 und/oder dem sekundären Koppelelement 132 mittels der Antriebseinheiten 126 verschwenkt. Die Steuerung der Antriebs- einheiten 126 wird von der Steuervorrichtung 150 übernommen, wobei die hierzu benötigte elektrische Energie extern zugeführt oder aus der Energiequelle 152 und/oder dem Energiespeicher 154 entnommen wird. Mittels der Steuervorrichtung 150 wird durch geeignete Ansteuerung der

Antriebseinheiten 126 eine vorgegebene Ausrichtung der Reflexionsfläche 160 eingestellt.

Mittels der primären Antriebseinheit 130 und des primären Koppelelements 128 kann das schwenkbare Element 106 ausgehend von der in den Figuren 3 und 8 dargestellten Sicherheitsstellung in beliebige Stellungen, beispielsweise um ungefähr 45° (siehe Figur 2), um ungefähr 90° (siehe Figuren 1 und 5) und um ungefähr -45° (siehe Figur 4), um die Primärachse 118 verschwenkt werden.

Mittels der sekundären Antriebseinheit 134 und dem sekundären Koppelelement 132 kann das schwenkbare Element 106 in beliebige Stellungen um die Sekundärachse 122 verschwenkt werden. Insbesondere kann es aus der in den Figuren 1 bis 5 und 8 dargestellten mittigen Stellung des schwenkbaren Elements 106 in die in den Figuren 6 und 7 dargestellte, um 90° um die Sekundärachse 122 verschwenkte Anschlagstellung gebracht werden.

Der Schwenkbereich des schwenkbaren Elements 106 um die Primärachse 118 beträgt, wie insbesondere aus den Figuren 1 und 4 hervorgeht, beispielsweise ungefähr 135°.

Der Schwenkbereich des schwenkbaren Elements 106 um die Sekundärachse 122 beträgt ungefähr 180°, nämlich ausgehend von der mittigen Stellung (siehe Figuren 1 bis 5 und 8) in jede Richtung ungefähr 90° (siehe beispiels- weise Figuren 6 und 7).

Die Schwenkbereiche können jedoch je nach Anwendungsfall der Schwenkvorrichtung 100 begrenzt werden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Schwenkbereich um die Sekundärachse 122 durch zusätzlich zwischen dem sekundären Koppelelement 132 und der Rückseite 140 des schwenkbaren Elements 106 angebrachte Verstei- fungsstreben oder Stützstreben beschränkt wird . Insbesondere dann, wenn lediglich ein geringer Schwenkbereich um die Sekundärachse 122 erforderlich ist, kann auf diese Weise eine deutliche Versteifung des sekundären Koppelelements 132 erzielt werden. Dadurch, dass die Schwenkvorrichtung 100 eine Schwenkeinheit 114 umfasst, welche zum Schwenken des schwenkbaren Elements 106 um die Primärachse 118 ein im Wesentlichen halbringförmig ausgebildetes primäres Koppelelement 128 umfasst, kann die Schwenkvorrichtung 100 besonders stabil ausgebildet werden und ermöglicht zugleich eine räumliche Ausrichtung des schwenkbaren Elements 106 mit hoher Genauigkeit.

Bezugszeichenliste

100 Schwenkvorrichtung

102 Heliostat

104 Stützvorrichtung

106 schwenkbares Element

108 Stützelement

110 vertikale Richtung

112 oberes Ende

114 Schwenkeinheit

116 primäres Gelenk

118 Primärachse

120 sekundäres Gelenk

122 Sekundärachse

124 Koppelelement

126 Antriebseinheit

128 primäres Koppelelement

130 primäre Antriebseinheit

132 sekundäres Koppelelement

134 sekundäre Antriebseinheit

136 Kreismittelpunkt des primären Koppelelements

138 Kreismittelpunkt des sekundären Koppelelements

140 Rückseite

142 Antriebselement

144 Außenseite

146 Führungsvorrichtung

148 Innenseite

150 Steuervorrichtung

152 Energiequelle

154 Energiespeicher

158 Reflexionselement

160 Reflexionsfläche