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Durch ein flüssiges oder gasförmiges Mittel betriebenes Kraftrad.
Die Erfindung bezieht sieh auf Krafträder, die durch strömende Flüssigkeiten oder Gase getrieben werden, u. zw. jener Bauart, bei welcher die Flügel, Blätter oder Schaufeln auf Trägern, die fest auf der Hauptspindel oder Welle sitzen, gelenkig so angebracht sind, dass sich jeder Flügel während der Drehung der Spindel zwischen zwei durch geeignete Begrenzungsmittel bestimmten Endstellungen, bei welchen die vom strömenden Mittel erteilten Impulse am kräftigsten sind, einstellen kann.
Diese Einstellung erfolgt selbsttätig je nach der Richtung der Strömung, die sich ändern bzw. abwechselnd in entgegengesetzten Richtungen wirken kann, in solcher Weise, dass während einer Umdrehung der Spindel jeder Flügel dieselbe um einen Winkel treibt, der grösser ist als 180 , und dass er während der restlichen Umdrehung nicht das Entstehen einer Kraft ermöglicht, die den Antrieb durch andere Flügel beeinträchtigen würde.
Es sind derartige Einrichtungen bekannt, bei welchen die die Verschwenkung der Flügel begrenzenden Organe durch festsitzende Anschläge gebildet werden und die Schaufeln bzw. Flügel sich zwischen diesen frei verschwenken. Die Richtung der Stömung bzw. die von einem Teil der letzteren aufgenommenen Impulse wirken daher nur so, dass die Flügel in der zweckdienlichen Richtung verschwenkt werden, dabei kann aber in einem gegebenen Augenblicke die Einstellung des Flügels verschieden sein von jener, bei welcher derselbe die grösste Triebkraft auf die Spindel ausüben würde.
Da speziell in dem Augenblicke, in welchem die Flügel ihre Endstellung einnehmen, die von der Strömung aufgenommenen und auf die Spindel übertragenen Inmpulse am stärksten sind, ist es wichtig, dass die Flügel zwangläufig in diese Einstellung gebracht werden.
Gemäss der vorliegenden Erfindung wird durch elastische Mittel ein Zusammenarbeiten der Begrenzungs-bzw. Einstellungsorgane mit den Flügeln in der Weise bewirkt, dass diese elastischen Mittel während der Einstellung des betreffenden Flügels, bei welcher die von ihm aufgenommenen Impulse am stärksten sind, Energie aufnehmen und diese Energie dann wieder abgeben, um den Flügel zwangläufig in die eine oder andere Endstellung zu bringen.
Dies kann beispielsweise in folgender Weise bewerkstelligt werden : Die Verschwenkungsachse jeden Flügels trägt zwei in einer Geraden liegende und der Flügelfläehe gegenüber schräg angeordnete Arme, deren Enden durch flexible Organe (Schnüre od. dgl. ) mit elastischen Mitteln, wie Federn, hydraulischen oder pneumatischen Energiespeichervorrichtungen usw. verbunden sind.
Diese elastischen Mittel sind an einem Teil befestigt, der seinerseits an der Hauptspindel starr befestigt sein oder sich längs der Hauptspindel verschieben kann, in welch letzerem Falle derselbe unter dem Einfluss eines
Geschwindigkeitsreglers steht, beispielsweise eines Fliehkraftreglers, wodurch die Spannung der Federn oder sonstigen elastischen Mittel und infolgedessen die Einstellung der Flügel geändert wird, zu dem Zwecke, eine gleichbleibende Drehungsgeschwindigkeit der Hauptspindel bei veränderlicher Strömungsgeschwindigkeit des Antriebsmittels zu erzielen.
Die Erfindung ist in der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel dargestellt, u. zw. zeigt :
Fig. 1 in schaubildlicher Ansicht ein Kraftrad gemäss der Erfindung, das durch ein flüssiges Mittel angetrieben wird. Die Fig. 2-5 stellen schematisch gewisse Einzelheiten dieser Maschine dar. Diese Einzelheiten nehmen in den einzelnen Figuren verschiedene charakteristische Stellungen ein, welche die Wirkungsweise der Erfindung charakterisieren.
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In den Zeichnungen bedeutet a die Welle des Kraftrades, welche lotreeht angeordnet und derart ausgebildet ist, dass sie das ganze Kraftrad trägt. An ihrem unteren Ende wird die Welle beispielsweise durch ein Spurlager oder eine ähnliche Einrichtung gestützt, während sie an einer geeigneten Stelle,
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Auf der Welle a ist ein rechtwinkeliges Gestell b mit Hilfe zweier Hülsen C1 und c2 starr befestigt.
Der Rahmen b wird ungefährt rechtwinkelig zu der Richtung x des Stromes eingestellt.
Der Rahmen b ist derart ausgebildet, dass sich seine lotrechten Seiten bl und ? gegenüber den waagrechten Verbindungsstangen des Rahmens drehen können. An den beiden Seitenteilen bl und b2 werden Platten dl und d2 befestigt, die die'Flügel oder Schaufeln darstellen. Die Drehachsen der
Platten dl und < p, die um 180" gegeneinander versetzt sind, verstellen sich also parallel zu der Achse der Antriebswelle a.
Auf jeder der Achsen bl und b2, beispielsweise auf ihrem oberen Ende, sind zwei Querarme er, e2 bzw. e und e, welche beiderseits seitlich über die Achsen bl, b2 hervorragen, befestigt. Die Querarms nehmen einen geeigneten Winkel y gegenüber der Schaufelebene ein. Die Enden der Querarme sind durch elastische Verbindungsglieder bzw. f3, f4 beispielsweise durch Seile mit elastischen Organen, beispielsweise den Schraubenfedern hl, h2 bzw. h3 und h4, verbunden. Die Seile werden dabei über
Rollen, die an der Hülse cl befestigt sind, geleitet.
Die Federn h1, h2 bzw. 713 und h4 sind mit ihrem freien
Ende an einem hülsenförmigen Teil i befestigt, der auf der Welle a, vorzugsweise in ihrem unteren Teil, angeordnet ist.
Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Maschine ist, nachdem sie in ein flüssiges Mittel von beliebiger waagrechter Strömungsrichtung gebracht ist, die folgende, wobei-vorerst vorausgesetzt sei, dass die Strömungsrichtung ungefähr gleich bleibt. Wenn die Fläche dl sich in derjenigen Stellung befindet, die in den Fig. l und 2 dargestellt ist, ist der Druck des Stromes auf die Fläche ungefähr ein
Höchstwert. In dieser Stellung ist die Feder hl vollkommen gespannt, während sich die Feder ? in völlig entspanntem Zustande befindet. Es sei darauf hingewiesen, dass bei dieser Stellung, welche eine der Endstellungen der Schaufelfläche darstellt, die Ebene dieser Fläche in bezug auf die Strömung- richtung ein wenig diesseits der Antriebswelle a bleibt.
Diese Stellung ist durch die grösste Spannung der Feder hi, die Länge des Kabels und die entsprechend gewählte Grösse des Winkels y bestimmt.
Die Fläche d2 befindet sich in diesem Augenblick, wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist, ungefähr parallel zu dem Flüssigkeitsstrom, so dass sie kein Drehmoment hervorruft, das sich der Drehung der Welle a entgegenstellen könnte. Die Feder h4, die zu der letztgenannten Schaufelfläche gehört, ist dabei wenig gespannt, während die Feder h3 ein wenig schlaff geworden ist.
Wenn nun das strömende Mittel mit seiner wirkung auf die Schaufelfläche du fortführt drängt es sie in die in Fig. 3 gestrichelt dargestellte Stellung. In diesem Moment hört die Sehaufelfläehe dl auf, durch das Mittel angetrieben zu werden und die Spannung der Feder hl veranlasst die Schaufelfläche, sich um ihre Drehachse zu drehen, bis sie ihre andere Seite dem flüssigen Mittel darbietet. Hiedurch wird die Schaufelfläche vollkommen umgelegt und gelangt in diejenige Stellung, welche in Fig. 3 mit vollen Linien dargestellt ist.
Während des Umlegens der Sehaufelfläehe ist die Feder h1 vollkommen entspannt worden, während die Feder h2 bis zu ihrem Höchstwert gespannt ist und hiedurch die Grösse der winkeligen Verstellung der Sehaufelfläehe bestimmt.
Das flüssige Mittel, das auf die umgelegte Sehaufelfläche d1 (Fig. 4) wirkt, fährt fort, die Welle a in dem gleichen Sinne anzutreiben, u. zw. so lange, bis die Fläche dl dieselbe Stellung erreicht hat, die in den Fig. 1 und 2 die Sehaufelfläche d2 einnimmt. In diesem Augenblicke ist die Sehaufelfläehe di mit Unterstützung der Feder h3 bestrebt, sich parallel zu der Strömungsrichtung zu stellen. Gleichzeitig hört sie auf, Nutzarbeit zu leisten, jedoch ruft sie kein Drehmoment hervor, durch das die Drehbewegung der Welle gebremst werden könnte.
In dem Masse, in dem sich die Sehaufelfläehe der in Fig. 5 dargestellten
Stellung nähert, wobei sie beispielsweise durch diejenige Stellung hindurchgeht, welche die Schaufel- fläche d2 in Fig. 3 einnimmt, entspannt sich zuerst die Feder h2, dann erhalten die beiden Federn h2, 711 die gleiche Spannung und schliesslich wird die Feder h1 bis zu ihrem Höchstwert gespannt, durch den die in Fig. 5 dargestellte Stellung bestimmt wird, in welcher die Sehaufelfläehe d1 ihre wirksame Arbeits- periode wieder beginnt.
Der Antrieb der Welle a durch die Fläche dl beginnt also, wenn sieh das Gestell b in der in Fig. 5 dargestellten Stellung befindet und dauert an, bis sieh die Ebene des Gestelles in einer Stellung ungefähr rechtwinkelig zu der Strömungsrichtung a : befindet, nachdem das Gestell von der oben genannten Anfangs- stellung an einen Bogen von 2700 beschrieben hat. Nur während eines Winkels von 360-270 = 900 leistet die Schaufel d keine Nutzarbeit.
Da zwei Schaufelfläehen dl und d2 vorhanden sind und da diese Flächen um 180'gegeneinander versetzt sind, erhält man einen ständigen Antrieb der Welle a, welches auch immer die Richtung des strömenden Mittels sei, der auf die oben beschriebenen Einrichtung einwirkt.
Um die Welle a durch ein kräftigeres und gleichzeitig höchst regelmässiges und gleichförmiges
Drehmoment anzutreiben, genügt es. mehrere Gestelle längs der Welle a derart anzuordnen. dass ihre
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