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Fliehkraftregulierung für Windkraftwerke
Es sind Regulierungen für Windkraftwerke bekannt, bei welchen die Propellerblätter selbst radial verstellbar, u. zw. schraubenförmig geführt sind. Unter Einwirkung der Fliehkraft erfolgt bei diesen bekannten Regulierungen eine Verdrehung der Propellerblätter relativ zur Windrichtung, so dass sich selbsttätig eine gleichförmige Umlaufzahl einstellt. Zur Rückstellung der Propellerblätter sind in der Regel gegen die Fliehkraft wirkende Federn vorgesehen.
Es ist auch bekannt, zur Verstellung von Windmühlflügeln besondere Fliehkraftregler zu verwenden, dieüber einen Seilzugauf die Flügelwirken.
Ferner ist es bekannt, die Blätter von Flugzeugpropellern über ein Hebelgestänge von Hand aus oder durch Hilfseinrichtungen je nach dem Bedarf zu verdrehen.
Alle diese bekannten Regulierungen sind jedoch verhältnismässig kompliziert gebaut und sind daher entsprechend teuer. Ferner ist die Fliehkraft der Propellerblätter selbst in den meisten Fällen nicht ausreichend, um unter dem Winddruck eine automatische Verstellung hervorbringen zu können, da die Propellerblätter in der Regel gewichtsparend ausgebildet werden.
Auch ist die Höchstumlaufzahl konstruktiv festliegend und daher nicht einstellbar.
Die Verwendung besonderer Regler, die beispielsweise mit Seilzügen auf Windmühlflügel wirken, ergibt wieder Schwierigkeiten, da ein Flügelrad, je nach der Windrichtung verstellbar sein muss. Die komplizierten Seilführungen von einem Regler zu einer Vielzahl von Flügeln stellen zusätzliche Fehlerquellen dar und bewähren sich daher in der Praxis nicht. Auch sind die Übertragungswiderstände sehr gross, so dass eine feinfühlige Regelung nicht möglich ist.
Durch die erfindungsgemässe Fliehkraftregulierung für Windkraftwerke wird eine überaus einfach gebaute und daher auch sicher wirkende Lösung geschaffen, bei der die Grenztourenzahl einstellbar ist und genau eingehalten wird. Das wesentliche Merkmal dieser Regulierung besteht darin, dass die Propellerblätter auf einer mitlaufenden Scheibe schwenkbar gelagert sind,
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gekuppelt sind, dass mit zunehmender Drehzahl die Propellerblätter aus dem Wind geschwenkt werden. Zweckmässig ist jedem Propellerblatt ein Schwunggewicht zugeordnet. Die Schwunggewichte sind auf Hebeln verschiebbar, die mit dem einen Ende an der Scheibe angelenkt sind, während an ihrem anderen Ende die Kupplungselemente angreifen.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung sind einerseits an den Propellerstummeln, anderseits an einer gegenüber der Scheibe verschiebbaren Scharnierplatte Kniehebel angelenkt, während an der Scharnierplatte zu den Schwung-
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gemäss ein Belastungsgewicht angeordnet, welches nicht mitumläuft und an einem Winkelhebel verschiebbar befestigt ist, der über einen zweiteiligen Auslösering durch Schiebekeile mit der Scharnierplatte verbunden ist und gleichzeitig zum Angriff einer Handverstellung dient.
Die Lagerung der Propellerblätter und der Schwunggewichte an ein und derselben umlaufenden Scheibe ergibt bei der erfindunggemässen Regulierung ein einfaches Hebelgestänge für die Verstellung der Propellerblätter. Die Schwunggewichte gewährleisten unter allen Umständen auch bei verhältnismässig kleinen Drehzahländerungen eine feinfühlige Verstellung der Propellerblätter. Der Grad der Verstellung und die Grenzdrehzahl, von der ab die Verstellung erfolgen soll, kann durch Wahl des Übersetzungsverhältnisses im Hebelgestänge oder durch Verschiebung der Schwunggewichte oder des Rückzugsgewichtes je nach Bedarf bestimmt werden.
Es besteht auch die Möglichkeit, dieses Übersetzungsverhältnis veränderlich zu machen. Die Schwunggewichte erhöhen an sich den Gleichförmigkeitsgrad der Anlage. Schliesslich ergibt sich bei der Erfindung eine einfache Anbringungsmöglichkeit für eine Handverstellung bzw. Abstellung, die bei einem Windkraftwerk unbedingt vorhanden sein muss.
Auf der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform des Windkraftwerkes nach der Erfindung schematisch dargestellt, u. zw. zeigt Fig. 1 einen teilweisen Querschnitt durch die Regulierung eines einzelnen Propellerblattes mit einer zusätzlichen Handverstellung, Fig. 2 eine Seitenansicht der Regulierung.
Die Propellerblätter 1 sind mit Hilfe der Wellenstummel 2 in Büchsen 4 verdrehbar, die an der Scheibe 3 befestigt sind. An der
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Scheibe 3 sind mit Hilfe von Hebeln 5 Schwung- gewichte 6 angelenkt. Diese Schwunggewichte 6 können zur Veränderung der Fliehkraftwirkung längs der Hebel 5 verstellt werden. Die Hebel 5 sind um Drehpunkte 7 schwenkbar, an dem freien
Ende 8 der Hebel sind Seilzüge 9 befestigt, die über Rollen 10 zu einer gegenüber der Scheibe 3 verschiebbaren Scharnierplatte 11 geführt sind.
Die Scharnierplatte 11 wird z. B. durch Federn im Abstand von der Scheibe 3 gehalten. An der
Scharnierplatte 11 sind Kniehebel 12 angelenkt, die auf den Wellenstummel 2 der Propeller- blätter 1 befestigt sind.
Bei einer Beaufschlagung der Propellerblätter 1 durch den Wind wird die Scheibe 3 in Umdrehung versetzt. Auch die Schwunggewichte 6 laufen dadurch um. Je nach der Umlaufzahl werden die Schwunggewichte 6 über den Seilzug 9 einen grösseren oder geringeren Zug über die
Scharnierplatte 11 ausüben, um nach Über- windung der Rückzugskraft die Propellerblätter 1 mehr oder weniger zu verdrehen.
An Stelle von Federn kann als Rückzugskraft für die Scharnierplatte 11 ein Winkelhebel 13 vorgesehen sein, der durch ein Gewicht 14 belastet ist. Durch Verstellung des Gewichtes 14 ist die Grenzdrehzahl, die durch Verdrehung der Propellerblätter eingehalten werden soll, veränderlich. Der Winkelhebel 13 ist bei 15 gelagert und läuft nicht mit um. Dieser Winkelhebel 13 kann auch zur Handverstellung der Propellerblätter herangezogen werden, damit das Windkraftwerk unabhängig von der Beaufschlagung reguliert oder abgestellt werden kann. Diese Handverstellung greift z. B. an dem Ende 16 des Winkelhebels 13 an.
Bei der gezeichneten Ausführungsform ist auf einer Abtriebswelle 17 eine Muffe 18 befestigt, die durch ein Lager 19 unterstützt ist und die Scheibe 3 trägt. In der Muffe 18 sind drei Keile 20 verschiebbar, mit welchen die Scharnierplatte 11 mit dem Innenteil des Auslöseringes 21 verbunden ist. An dem Aussenteil greift der Winkelhebel 13 an. Auf diese Weise wird sowohl die durch das Gewicht 14 hervorgebrachte Rückzugskraft zur
Verstellung der Propellerflügel in die Ausgangs- lage als auch eine auf das Hebelende 16 ein- wirkende Handkraft zur Handverstellung oder
Abstellung auf die Scharnierplatte 11 übertragen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Fliehkraftregulierung für Windkraftwerke unter Verstellung der Propellerblätter, dadurch gekennzeichnet, dass die Propellerblätter (1) auf einer mitumlaufenden Scheibe (3) schwenkbar gelagert sind, auf welcher Schwunggewichte (6) geführt sind, die mechanisch mit den Propeller- blättern (1) gekuppelt sind, so dass mit zunehmen- der Drehzahl die Propellerblätter aus dem Wind geschwenkt werden.