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Steuerung der Schaufeln an SehauMketten zum Antrieb von Fahrzeugen.
Zum Antrieb von Wasserfahrzeugen sind bereits Vorrichtungen bekanntgeworden, bei denen sich an endlosen Ketten gelenkig befestigte Schaufeln parallel zu sich selbst, senkrecht zur Kraftriehtung fortbewegen, während gleichzeitig die nicht in Arbeitsstellung befindliehen Schaufeln in die Stellung des geringsten Widerstandes gebracht werden.
Auch bei Vorrichtungen zur Kraftgewinnung sind ähnliche Anordnungen von Schaufeln an endlosen Ketten bereits bekannt.
Bei diesen bekannten Vorrichtungen werden zur Einstellung der Schaufeln in die jeweils erforderliche Arbeitsstellung bzw. Ruhestellung Gleitschienen, Führungsseile, Federn, Ansehlagbolzen usw. in verschiedenen Anordnungen verwendet. Die Schaufeln sind dabei um eine ungefähr in der Mitte derselben befindliche Achse drehbar an den Antriebsketten befestigt. Die an den beidseitigen Verlängerungen der Sehaufelachsen befestigten Gleitvorrichtungen bilden im Verein mit den Querschwingungen der Antriebsketten sowie Verunreinigungen der Gleitschienen usw. die Ursache starker Reibungsverluste. Die in allen Stellungen zwangsläufig gesteuerten Schaufeln können die Stellung des geringsten Widerstandes nicht vollkommen erreichen. Infolgedessen treten beim Übergang aus der Arbeitsstellung in die Ruhestellung nicht unbedeutend schädliche Widerstände auf.
Die in der Ruhestellung horizontal fortbewegten Schaufeln sind gegen den Wasserspiegel bzw. gegen die Bewegungsrichtung noch in einem Winkel von 20 geneigt, so dass eine wirtschaftliche Arbeitsleistung dieser Antriebsvorrichtung bei vollem Eintauchen in das Wasser gar nicht in Betracht kommt.
Bei grösseren Fahrzeugen, die auch einem starken Wellengang standhalten sollen, muss aber die Antriebs- vorrichtung entsprechend tief unter dem Wasserspiegel angeordnet sein.
Erfindungsgemäss werden nun die Schaufeln der Schaufelkette durch die Antriebsseheiben mit kurzen armförmigen Fortsätzen einerseits und durch die Antriebsketten anderseits unmittelbar in die jeweils erforderliche Arbeitsstellung gebracht, festgehalten und wieder losgelassen, wodurch unmittelbar auch die angestrebte Zweckarbeit geleistet wird.
Die Antriebskräfte kommen also nur in der Bewegungsrichtung zur Auswirkung, die Schaufeln werden bei Beginn der Ruhestellung sofort aus der zwangsläufigen Steuerung in eine freie, pendelnde
Lage freigegeben, wodurch sowohl bei der drehenden als auch bei der geradlinigen Bewegung schädliche
Widerstände des Wassers nahezu gänzlich ausgeschaltet werden. Diese Flügelkette ist somit auch bei vollem Eintauchen im Wasser verwendbar, abgesehen von der allfälligen Verwendungsmöglichkeit zum
Antrieb von Luftfahrzeugen.
Die Angriffspunkte der Kraft fallen nicht in die Mittellinie der Schaufeln, sondern ganz oder an- nähernd in die vier Eckpunkte der tafelförmigen Schaufeln. Durch diese Verteilung der Antriebskraft ist einerseits eine zuverlässige Steuerung der Schaufeln, anderseits eine ausreichende Querschnitts- bemessung der stark beanspruchten Antriebsteile möglich. Ausserdem ist auch die Verwendung von
Schaufeln mit grosser Flächenwirkung erleichtert.
Durch Einschaltung von kurzen Hilfsketten ist auch die Arbeit der Schaufelketten in umgekehrter
Richtung ermöglicht.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt, u. zw. zeigen die Fig. 1 einen vertikalen Längsschnitt durch das eine Ausführungsbeispiel der erfindung- gemässen Vorrichtung, u. zw. nach der Linie. A-B der Fig. 2, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie C-D der Fig. 1 und Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie B-F-G-H der Fig. 1.
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u. zw. zeigt Fig. 4 eine Konstruktion, bei der mittels einer zweiten Antriebskette die Schaufeln in der Arbeitsstellung auf beliebig lange Strecken fortbewegt werden können, im Längsschnitt nach der Linie J-K der Fig. 5, Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie A-B-B'-C-C"-D der Fig. 4 und Fig.
6 einen Schnitt
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zwischen welchen die Schaufeln f 1,/. 2...../6 usw. pendelartig mittels Gelenken befestigt sind. An den Aussenseiten der Ketten k 1 sind die entsprechenden grösseren Scheiben s 5 in der ohne weiteres ersichtlichen Weise zwischen den parallelen Achsen der Scheiben s 1 und s 2 angeordnet.
Die Scheiben s 2 und s 5 stehen durch Kettentransmissionen (innerhalb des Schiffskörpers) über
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bindung und werden so bewegt, dass sie gleiche Umdrehungszahlen pro Minute haben.
An den Antriebsscheiben s 5 sind in bestimmten Abständen die kurzen Arme a 1, a 2..... a 6 mit den zwischen gabelförmigen Fortsätzen gelagerten Rollen 9 angebracht. Der Umfang der Rollen 9 ist mit elastischem Material (Gummiringen) überzogen. Über diesen Gummiringen kann als äussere Hülle noch ein Metallring gestülpt werden.
Die Schaufeln weisen an den freipendelnden Enden eine T-förmige Verbreiterung v auf (Fig. 3).
Diese Verbreiterungen v endigen in kurzen, etwas aufgebogenen, entsprechend starken Laschen, die den vollen Druck der Antriebsscheiben s 5 (Fig. l bei a 1 und a 2) aufzunehmen haben. Die Kraftübertragung durch die Rollen 9 der Arme a 1, a 2 usw. auf die Schaufelverbreiterungen verfolgt ähnlich wie bei Zahnradgetrieben, und sind daher die Aufbiegungen der erwähnten Laschen unter Berücksichtigung aller relativen Bewegungen der Konstruktionsteile nach der günstigsten Arbeitsform zu konstruieren.
In der Nähe der freipendelnden Enden sind die Schaufeln mit rundgliederigen Hilfsketten k 3 verbunden. Die Länge dieser Hilfsketten muss so bemessen sein, dass bei der in Fig. 1 ersichtlichen Stellung der Schaufel t 3 die Rolle 9 am Arm a 1 die Verbreiterung v eben erst berührt, während die Schaufel t 4 durch die Rolle von a 2 schon in annähernd senkrechte Stellung gedrückt ist.
Ausserdem sind die äusseren pendelnden Enden der Schaufeln durch die Hilfsketten k 4 mit den Antriebsketten k 1 (in der Nähe des Drehpunktes der jeweils nach rückwärts nächstfolgenden Schaufel) so verbunden, dass die Drehung der Schaufeln in der Bewegungsrichtung infolge Einwirkung der Antriebsscheiben a 5 nicht behindert ist.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Steuerungsvorrichtung ist nun folgende : Durch die gemeinsame Antriebswelle des Motors werden die Scheiben s 2 und s 5 mit gleicher Umdrehungszahl in Bewegung gesetzt. Durch die Antriebsketten kl einerseits und die Arme a 1, a 2 usw. der Antriebsscheiben anderseits werden die Schaufeln unmittelbar in Arbeitsstellung gebracht.
Gleichzeitig werden aber durch Anspannen der Hilfsketten k 3 die von den Armen a 1, a 2 usw. noch nicht erfassten Schaufeln in die Übergangsstellung (Fig. 1 t 2) gebracht, damit die Berührung der Rollen 9 mit den Schaufelverbreiterungen v stossfrei erfolgen kann.
Die Schaufel t 3 (Fig. 1) wird beispielsweise bis zur punktierten Stellung t 4 in gerader Linie annähernd parallel-fortbewegt. Bei der Stellung/ gleiten die Rollen 9 von den Schaufelverbreiterungen v ab und die Schaufeln pendeln frei in der Stellung des geringsten Widerstandes und legen sieh dann glatt an die horizontal umlaufenden Antriebsketten.
Wirkt der Motor in umgekehrter Richtung, so werden die Schaufeln durch die gespannten Hilfs- ketten k 4 nach rückwärts in Arbeitsstellung gebracht. In diesem Falle ist der Wirkungsgrad wegen der schädlichen Widerstände im Wasser allerdings wesentlich geringer.
Wird das obere Gehäuse um die Schaufelketten etwa bis an die Achsen der Scheiben s 1 und s 2 luftdicht hergestellt und mit Pressluft gefüllt, so kann der Wirkungsgrad für beide Bewegungsrichtungen noch wesentlich verbessert werden.
Die vorstehend beschriebene Konstruktion ermöglicht die geradlinige, annähernd parallele Fortbewegung der Schaufeln in Arbeitsstellung auf einer verhältnismässig nur kurzen Strecke.
Das zweite Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes betrifft eine Konstruktion, nach welcher mittels eines zweiten Paares exzentrisch umlaufender Antriebsketten die Schaufeln in der Arbeitsstellung auf beliebig lange Strecken gerade und parallel forbewegt werden können.
Von dem gemeisamen Antrieb werden um die nach vorher beschriebener Art gesteuerten Schaufelketten 7c 1 über zwei parallel, aber aussen exzentrisch umlaufende, entsprechend grössere Scheibenpaare s 3, s 4 flachgliederige Ketten k 2 geführt, deren nasenförmig aufragende Mittelglieder n 2 die bereits in Arbeitsstellung gebrachten Schaufeln t 5 in senkrechter Stellung (f 6 in Fig. 4) festhalten, geradlinig parallel fortbewegen und im geeigneten Augenblick loslassen (f 7 in Fig. 4). Die Scheibenpaare s 3 und s 4 mit den umlaufenden Antriebsketten k 2 sind so angeordnet, dass die senkrechte Entfernung der letzteren von der parallelen Antriebskette k 1 geringer ist als die Schaufelhöhe.
Die Antriebsscheibe s 4 mit ent- sprechend gekerbtem Umfang erhält die gleiche Umfangsgeschwindigkeit wie die Antriebsscheibe s 2.
Entsprechend dem Kettenabstand erhalten die Schaufeln an den freien Enden rechteckige, den
Ketten k 2 angepasste Ausschnitte o (Fig. 6), die mit den gelenkig angebrachten, etwas grösseren Klappen p
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so überdeckt werden, dass beim Vorschwenken der Schaufeln 14 und 1 5 (Fig. 4) die Klappen o durch die ansteigenden Rücken der Nasen n 2 leicht aufgehoben werden, bei entsprechender Vorlage über die Nasenspitze heruntergleiten (/J in Fig. 4), sich vor den Ausschnitt o legen Cf 6 in Fig. 4) und dadurch ein Zurückpendeln der Schaufeln über die Nasen n 2 so lange verhindern, bis durch die Antriebsscheiben s 2 die Schaufeln (f 7 in Fig. 4) von den Ketten Je 2 abgehoben werden.
Durch die Rollen r wird ein Durchhängen und seitliches Schwingen der Ketten verhindert.
Durch die Ketten k 4 ist auch bei dieser Anordnung eine, wenn auch mit schädlichen Widerständen verbundene Rückwärtsbewegung ermöglicht.
In den Fig. 4 und 6 ist die Absenkung des Wasserspiegels durch Pressluft innerhalb des luftdichten Gehäuses zwecks Verminderung der unvermeidlichen Reibung im Wasser veranschaulicht.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Steuerung der Schaufeln an Schaufelketten zum Antrieb von Fahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den zwei Kettenscheiben (s1, s2) eine mit armförmigen, mit elastischen Rollen ausgestatteten Vorsprüngen (al, a2 usw. ) versehene zusätzliche Scheibe (s ) angeordnet ist, die die Schaufeln (11, 12 usw.) aus der Ruhestellung in die Arbeitsstellung bringt.