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Windkraftmaschine.
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eitle unmittelbare Kupplung mit einer Dynamomaschine oder eine Drehbewegung für Transmissionszwecke zum Antrieb von Arbeitsmaschinen, anderseits eine hin und her gehende Bewegung zum Betrieb von Pumpen abzuleiten. Ein weiteres Kennzeichen der Erfindung besteht in einer Steuervorrichtung, die sowohl die Einstellung nach der Windrichtung als auch eine Drehzahlregelung herbeiführt.
In der Zeichnung ist der E'-'findungsgegenstand in einer beispielsweisen Ausführungsfoim in Fig.] in Vorderansicht, in Fig. 2 in Seitenansicht dargestellt ; Fig. 3 zeigt den für die Hubbewegung umgebauten Getriebebock, Fig. 4 die Draufsicht (Schnitt a-b der Fig. 2) auf eine Einzelheit der Reglereinrichtung und Fig. 5 schematisch die kreuzförmige Stellung der Steuerflächen vom Schwanzende aus gesehen.
Dieinbekannter Weisenach windsehiefenFlächengeformtenFlügell des Windrades sind mittels der aus leichten Manne3mannrohren gebildeten Streben 2, die an den Flügeln annähernd im Angriffspunkt der Winddruckresultierenden angebracht sind, zu einem Flügelkranz verbunden. Zur Aufrechterhaltung der Flügelneigung sind die Flügel durch Spanndrähte 3 untereinander verbunden.
Der ganze Windflügelkranz ist ähnlich wie eine Fahrradfelge mittels der Speichen drähte 4 zur Nabenhülse 5 zentriert, die zu
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die an dem kastenförmig gestalteten Getriebegehäuse 9 befestigt ist, und trägt (Fig. 3) zwischen Gehäuse 9 und der ihm zugekehrten Nabenscheibe 6 ein kleines Zahnrad 10, in das ein zweites Zahnrad 11 (Fig. 3) eingreift, das auf der Kurbelwelle 12 sitzt. Die Kurbelwelle, die in der Mitte zu einer Kurbel umgebildet ist, ist im Gehäuse gelagert, und betätigt mittels einer kurzen Pleuelstange 13 und fhiciu
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als : 1 Führung für den Kreuzkopf dient.
Um die Windkraftmaschine statt zur Abgabe einer Hubbewegung zur Abgabe einer Drehbewegung anzllrichten, wird auf der dem Gehäuse zugekehrten Nabenseheibe 6 ein innen verzahnter Zahnkranz 17 (Fig. 2) mittels weniger Schrauben befestigt. Zu diesem Zwecke sind die Scheibe und der Zahnkranz mit einander entsprechenden gedrehten Passflächen ausgestaltet. Die Kurbelwelle 12 wird durch eine gerade Welle 18 ersetzt, die mittels eines kleinen Zahnrades in den Innenzahnkranz greift und ein Kegel- 'ad 79 trägt, das mittels des Kegelrades 20 die lotrechte Welle 23 treibt. Diese Welle ist durch die in das Rohr 16 eingeschraubten Kugellager 24 und 25 gelagert.
Da der Bau von Dynamomasehinen, die auch bei schwankender Drehzahl konstante Spannung liefern, heute keine Schwierigkeiten mehr bietet, kann zweckmässig auf der Querwelle noch ein grösseres Zahnrad 21 vorgesehen sein, das eine auf einer Konsole montierte Dynamomaschine 22 der genannten Bauart mit der nunmehr zweifachen Übersetzung ins Schnelle antreibt.
Das Gehäuse ist, um dessen Drehbarkeit um eine lotrechte Achse und zugleich die Steuerung zu erreichen, unten zu dem auf Kugeln laufenden Spurlager 26 ausgebildet, das auf dem Spurring 27 liegt,
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Die Einhaltung einer bestimmten Drehzahl wird erfindungsgemäss durch eine besondere Ausbildung und eigentümliche gelenkige Anordnung der Windfahne bewirkt. Die Windfahne besteht aus der
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ähnlich wie Tragflächen eines Flugzeuges gebaut und so gegen den Wind geneigt sind, dass dieser das Bestreben hat, sie ähnlich wie eine Drachenfläche zu heben. Diese im Querschnitt kreuzförmige Wind- fahne ist mittels des als Gitterträger ausgebildeten Auslegers 3, der an seinem andern Ende um den wagrechten Bolzen 34 schwingen kann, mit einem Arm 3J verbunden, der mit dem Spurring 27 ein Stück bildet. Ändert sich die Windrichtung, so dreht vermöge der bisher beschriebenen Gelenkverbindung die Windfahne lediglich diesen Spurring.
Um nun bei dieser Drehung das Spurlager 26 des Gehäuses 9 und mit diesem das Windrad zu verdrehen, ist der Ausleger am Gelenk 34 zu einem Winkelhebel36 ausgebildet, der, wie aus Fig. 4 ersichtlich, mittels einer Schubstange 37 tangential an dem Spurlager 26 argreift. Denkt man sich vorerst die Windfahne mit ihrem Ausleger in einer bestimmten Höhenlage festgehalten. so wird, sobald sie wagrecht im Kreise verdreht wird, die Schubstange 37 je nach der Drehrichtung auf das Spurlager 26 einen tangentialen Zug oder Schub ausüben und somit das Windrad drehen. und stets gegen den Wind einstellen.
Die Windfahne ist durch die Schraubenfeder 41, die einerseits am Arm, 7 und anderseits an einem Arm des Auslegers 33 angreift, in einer gewissen Höhenlage ausbalanziert. wobei die Tragflächen 32 gegen den anströmenden Wind so geneigt sind, dass sie von diesem gehoben werden.
Die Spannung der Feder ist durch eine Schraubenmutter einstellbar.
Bei Windstille oder ganz kleiner Windgeschwindigkeit nimmt die Windfahne ihre tiefste Lage ein und die Gelenkverbindung ist so eingestellt, dass in dieser Lage die Achse des Windrades parallel mit der Steuerfläche 31 der Windfahne, das Windrad also voll gegen den Wind steht. Denkt man sich durch einen in gleichbleibender Richtung wehenden Wind die Fahne gegen eine Drehung im wagrecl1ten Kreis festgestellt, die Windstärke nun aber wachsend, so wird vermöge der Drachenwirkung der Tragfläehe 32 die Windfahne mit ihrem freien Ende gehoben.
Hiedurch wird vermöge des Hebels 36 und der Schubstange 37 eine Tangentialkraft auf das obere Spurlager 26 ausgeübt, die das Gehäuse 9 gegen das untere Spurlager 27 bis zu 90 verdrehen kann und das Windrad aus dem Wind schwenkt, so dass dieses nicht mehr voll angeströmt wird. Durch diese Verdrehung ist e3 möglich, auch bei steigender Windgeschwindigkeit die Drehzahl der Windkraftma3chine auf gleicher Höhe zu erhalten. Umgekehrt wird bei sinkende" Windgeschwindigkeit die Hubwirkung der Tragfläche 32 nachlassen, die Windfahne wird sinken und das Windrad mehr in den Wind stellen.
Durch diese Anordnung werden also die beiden Vorgänge, die zur Regelung nötig sind, nämlich das Einstellen in die Windrichtung und das mehr oder weniger gross3 Verschwenken aus dem Wind bei Änderung der Windgeschwindigkeit, mittels eines einheitlichen Steuerorganes gleichzeitig bewerkstelligt.
Zur Ein-und Ausschaltung der Dynamomaschine 22 bzw. auch zum Abstellen der Antriebswelle können Solenoidkupplungen in bekannter Ausführungsform vorgesehen sein, die die Bedienung dieser Maschinenteile in einfachster Weise gestatten. Bei 38 ist ein derartiges Solenoid schematisch angedeutet, das das Rohr 16 in lotrechter Richtung verschiebt, wodurch das Kegelrad 20 ausser Eingriff mit dem Kegel- rad-M gebracht wird. Hiebei muss das Lager 24 so ausgebildet sein, dass es bei seiner Abwärtsbewegung die Welle 23 bzw. das auf ihr mittels Vierkant od. dgl. verschiebbare Kegelrad mitnimmt.
PATENT-ANSPRUCHE :
1. Windkraftmaschine, dadmch gekennzeichnet, dass die als windschiefe Flächen ausgebildeten Flügel (1) durch in ihrer Gesamtheit einen Kranz ergebende, annähernd im Angriffspunkte der Winddruckresultierenden jeder Flügelfläehe angreifende und durch eine Tangentialpeichen bildende Drahtverspannung mit der Radnabe verbundene Mannesmannrohre oder ähnliche leichte Versteifungs- glieder festgehalten werden, zwischen deren Flanschverbindungen die Flügel unabhängig voneinander eingebaut oder ausgewechselt werden können.