DE124366C - - Google Patents

Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf Wasser- und Windräder mit Klappen, die sich einseitig öffnen und schliefsen. Das wesentlich Neue der Erfindung besteht in einer Einrichtung, welche die Klappen zwecks Anhaftens, Regeins und Umsteuerns in der einen oder anderen Stromrichtung zu sperren und ganz freizugeben gestattet.

Auf der beiliegenden Zeichnung ist die Neuerung dargestellt, und zwar in zwei Ausführungsformen, von denen die erste, Fig. 1 bis 6, einen Wassermotor mit zwei Schaufelrädern auf derselben Welle, die zweite, Fig. 7 bis 14, die Ausbildung" als Kettenmotor mit zwei parallelen Wellen bietet. Auf der hohlen Welle, Fig. 1 bis 6, sitzen bei jedem Rade zwei guiseiserne Naben α und b mit je vier kreuzförmig angeordneten Büchsen, in welche hölzerne Arme g eingesetzt sind. Diese Naben sind auf der Welle in solcher Weise über einander befestigt, dafs oben und unten je zwei Arme in einer verticalen Ebene liegen. Dazwischen sind die Klappen d aufgehängt, welche sich frei um die bei j² eingespannten Achsen e drehen (Fig. 5).

Dicht an der Welle gehen nun durch die obere Nabe Stangen z, welche mit ihren unteren Enden in Vertiefungen der unteren Nabe ruhen. Diese Stangen sind mit Vorsprüngen i versehen. Wenn die zunächst der Welle befindliche Klappe d die in Fig. 5 dargestellte Lage einnimmt, so wird sie von den Vorsprüngen i in der einen Richtung gesperrt; die zweite, zunächst der Welle angeordnete Klappe wird von der ersten gehalten, und es bildet sich in bekannter Weise ein Flügel des Rades, auf welchen die Kraft des Stromes oder Windes einwirken kann.

Die Stangen ζ sind mit ihren oberen Enden in einer Scheibe k mit Keilen I befestigt (Fig. 3). Diese Scheibe kann sich längs der Welle verschieben und wird von ihr durch Federn m mitgenommen. Die Scheibe k wird von dem Ring k¹ umschlossen, dessen Zapfen 0 in Schlitze des gabelförmigen Hebels p fassen (Fig. 5 und 6). Der Hebel p stützt sich mit einem Ende auf den Zapfen r, und sein anderes Ende ist mittels zweier Zugstangen j mit der Mutter / (Fig. 3,4, 5 und 6) verbunden, durch welche die von dem Handrad q zu drehende Schraube h geht.

Den Vorsprüngen i entsprechend sind auf dem Rande der Klappe d, welche von diesen Vorsprüngen gehalten wird, Ausschnitte ν gemacht, durch welche die Vorsprünge i frei durchgehen können, wenn sie genau gegenüber stehen. Wird das Handrad q in der Richtung der Bewegung des Uhrzeigers gedreht, dann werden mittels der Schraube h, Mutter f, Stangen j und des Hebels p die Scheibe k und mit ihr die Zugstangen ζ gehoben. Sobald die Vorsprünge i vor die Ausschnitte ν kommen, wird diejenige Klappe, welche sich gegen diese Vorsprünge lehnte, frei vom Strome mitgenommen und stellt sich nach seiner Richtung; dadurch wird auch die nächste Klappe freigemacht und ebenso in die Richtung des Stromes gebracht; dasselbe wird auch mit den übrigen Klappen geschehen und das Rad so zum Stillstand gebracht. Wenn bei solcher Stellung der Klappen durch

Drehung des Handrades q in entgegengesetzter Richtung die Stangen s mit den Vorsprüngen i in ihre ursprüngliche Lage gesenkt werden und das Rad selbst nach beliebiger Richtung, von Hand oder mittels irgend einer mechanischen Anlafsvorrichtung, gedreht wird, so lange, bis in einer der Schaufeln die Klappen von dem Strome geschlossen und gegen die Vorsprünge i gedrückt werden, dann beginnt von Neuem der Strom auf das Rad zu wirken und das Rad dreht sich.

Solche Anordnung der Schaufeln ermöglicht also das Arbeiten des Rades nach beiden Richtungen, und man kann diese Möglichkeit benutzen, wenn die von dem Rad angetriebene Maschine eine Umsteuerung der Bewegung erfordert.

Aus constructiven Rücksichten können die Schaufeln oder Flügel des Rades nicht gröfser als etwa 5 m lang und 1,5 m breit gebaut werden ; folglich wird in Flüssen mit mäfsiger Geschwindigkeit ein einfaches Rad nur geringe Arbeit leisten können. Um die Kraft des Rades zu vergröfsern, kann man es in tiefen Flüssen mehrstöckig bauen. Zu diesem' Zwecke wird auf die Hauptwelle eine dritte Nabe c aufgesetzt (Fig. 1), wieder mit vier Büchsen für die Arme des unteren Rades, und die Nabe b kann von einer mit acht Büchsen ersetzt werden, vier für die unteren Arme des oberen Rades und vier für die oberen Arme des unteren (Fig. 5). Die Klappen d des unteren Rades sind ganz ähnlich gebaut wie die des oberen (Fig. 1 und 2). Die unteren Arme des oberen Rades und die oberen des unteren können an den Enden mit einem eisernen Ring y (Fig. 2) verbunden werden. Die Naben werden so aufgesetzt, dafs die Arme des oberen und des unteren Rades gegen einander um 45⁰ verstellt sind.

Zum Einstellen des unteren Rades sind ähnlich wie für das obere Rad Stangen z¹ angeordnet (Fig. 5) mit ähnlichen Vorsprüngen i. Die zugehörige Scheibe k² (Fig. 4) hat acht Löcher, von welchen vier zur Befestigung der Stangen z¹ dienen, während durch die anderen vier die Stangen s gehen; dem Einstellen dienen ferner Hebel p¹, Zugstangen s¹, Schraube u mit Mutter t und Handrad q¹ (Fig. 5). Die Stangen ,sr¹ gehen durch die Nabe b und ruhen mit ihren unteren Enden in den Vertiefungen der unteren Nabe c.

Durch Drehen des Rades q oder q¹ kann das obere oder das untere Rad für sich allein aufser Betrieb gesetzt werden.

Auf diese Weise ist ein Mittel geschaffen, um die Kraft des Rades zu regeln, wenn seine ganze Kraft nicht erforderlich ist, oder zu Zeiten des Hochwassers wegen der gröfseren Geschwindigkeit des Wassers. Um den Betrieb des Rades völlig einzustellen, mufs man das obere und das untere Rad gleichzeitig ausschalten. Für das gleichzeitige Drehen beider Handräder q und q¹ ist eine Klinke 15 (Fig. 3) angebracht, welche ihren Drehpunkt in der Nabe des unteren Handrades hat und mit ihrem freien Ende in einen Schlitz der oberen Nabe greifen kann. In Fig. 3 sind die Handräder in gekuppelter Stellung gezeichnet, die erforderlich ist, wenn beim Drehen des oberen Handrades das untere auch gedreht und dadurch die ganze Maschine stillgestellt werden soll. Wenn aber diese Klinke umgelegt wird, können beide Handräder getrennt von einander gedreht werden.

Je nach der Tiefe des Flusses kann das Rad drei- oder vierstöckig ausgeführt werden; dabei müssen die Schaufeln des dritten Rades mit denen des oberen in denselben verticalen Ebenen liegen, und ebenso müssen sich das zweite und vierte Rad verhalten.

Um in flachem Wasser an Kraft zu gewinnen, wird dieselbe Einrichtung an Motoren mit Ketten angeordnet, wie als zweite Ausführungsform in Fig. 7 bis 14 dargestellt ist.

Der Kettenmotor bestellt aus Schaufeln oder Flügeln ähnlicher Construction wie die oben beschriebene; jede Schaufel wird durch zwei Arme g¹ gebildet, zwischen welchen die Klappen d² aufgehängt sind; von den Klappen sind wieder die nächsten zu der Welle mit Ausschnitten v¹ versehen, durch welche die Vorsprünge i² der Regulirstangen z² durchgehen können (Fig. 7, 8, 9, 10, 12 und 13). Dieser Motor unterscheidet sich von dem ersten darin, dafs die oberen und unteren Arme der Schaufeln nicht in Naben auf der Welle, sondern in gleichen Abständen von einander an zwei Gall'schen Gelenkketten befestigt sind (Fig. 7, 8 und 9), von denen die obere zwei Zahnräder D D umfafst, welche auf zwei Wellen E E aufgekeilt sind, und die untere Kette zwei Zahnräder D¹D¹ (Fig. 9), welche ebenfalls auf diesen Wellen sitzen. Die Regulirstangen z² stützen sich nicht wie vorher auf die Naben der Welle, sondern auf die unteren Arme der Schaufeln, und oben gehen sie durch die oberen Arme hindurch. Diese Stangen sind aufser den Vorsprängen i² noch mit Rollen 17 versehen (Fig. 11,12 und 13), damit man sie zu heben und senken vermag.

Zum Stillstellen, Regeln und Umsteuern des Kettenmotors dient eine ähnliche Vorrichtung, wie in den Fig. 4, 5 und 6 gezeichnet, mit dem Unterschied, dafs mit Hülfe der Handräder q q¹ der Schrauben h u, der Muttern t f, der Zugstangen ί s¹, der Hebel p p¹ und der Scheiben k k² nicht die Regulirstangen z² unmittelbar gehoben und gesenkt werden, sondern dafs mittels Stangen j j¹ (Fig. 10 und 11) zunächst die Scheiben k k² mit auf ihnen liegenden Ringen L L¹ gehoben werden, an welchen die

aus Winkeleisen gefertigten Rahmen M M¹ befestigt sind. Diese Rahmen M M¹ schliefsen die beiden Wellen EE ein (Fig. 7). Die Hebel p p¹ (Fig. 9 und 10) und die Scheiben k k~ mit den Ringen L L¹ sind nahe den beiden Wellen angebracht.

Die Ringe der einen Welle sind mit den Ringen der anderen durch die Rahmen M M¹ verbunden. Die Handräder q q¹, die Schrauben h u (Fig. 10) mit den Muttern /1 und die Zugstangen j s¹ sind nur an einer Welle angebracht. Um aber die Rahmen M M¹ gleichzeitig auf ganzer Länge zu heben, sind auf Achsen o¹ o² und PP¹ (Fig. 10) zwischen den Balken R R (Fig. 8) drehbare Winkelhebel F² angebracht und auf den Achsen s² s^s (Fig. 9 und 10) andere Winkelhebel F³.

Wenn durch Drehen der Handräder q q¹ die Enden der Hebel p p¹ gehoben werden, dann gehen auch die mit ihnen verbundenen Enden der horizontalen Arme der Winkelhebel F² mit hoch. Die Enden der verticalen Arme dieser Winkelhebel (nach unten gerichtet) werden nach rechts bewegt (Fig. 9 und 10) und ziehen dann mittels Zugstangen ΓΓ an den Enden der verticalen Arme (nach oben gerichtet) der Winkelhebel F³ und F² bei P P¹. Die Enden der horizontalen Arme dieser Winkelhebel F^s F² (nach links gerichtet) bewegen sich infolge dessen nach oben, um einmal mittels der Hebel p p¹ der zweiten Welle und der mit ihnen verbundenen Scheiben k k² und weiter mittels Zugstangen M¹M² (Fig. 9 und 10), die an den Enden der Hebel F^s angreifen (Fig. 10), die Rahmen M M¹ gleichzeitig auf der ganzen Länge zu heben. Mit diesen Rahmen werden durch die Rollen 17 (Fig. 11, 12 und 13) die Stangen z² gehoben.

Wenn sich der Motor mit vertical stehender Welle im Wasser befindet und die Klappen der Schaufeln, wie in Fig. 7 gezeichnet, angeordnet sind, wobei das Wasser in der Richtung des Pfeiles fliefst, dann wird der Strom kräftiger auf die rechts von der Welle liegenden geschlossenen Schaufeln wirken als auf die Flügel oder Schaufeln der linken Seite, welche eine kleinere Fläche der Wirkung des Stromes aussetzen, und beide Wellen beginnen sich von rechts nach links zu drehen.

Wenn man durch Drehen der Handräder q q¹ die Scheiben k k^z und mit ihnen die Stangen s² hebt, bis die Vorsprünge i² der Stangen vor die Ausschnitte v¹ der Thüren kommen, dann stellen sich in allen Schaufeln der linken Seite die Klappen nach der Richtung des Stromes. Der Druck des Wassers auf beide Seiten des Motors wird jetzt gleich und der Motor bleibt stehen.

Die Rollen 17 mit einer Hälfte der Stangen z² werden von dem Rahmen M (Fig. 11) und die übrigen von M¹ gehoben. Die Stangen s², welche von dem Rahmen M¹ bewegt werden, gehören zu den Schaufeln 1,2,3,4, 5, 6, 7 und 8 (Fig. 7), und die von dem Rahmen M gehören zu 9, 10, 11, 12, 13, 14. Bei solcher Anordnung wird durch Drehen des Rades q oder q^l nur die Hälfte der Regulirstangen z² gehoben und gesenkt, und so wird nur die Hälfte der Schaufeln aufser Wirkung gebracht. Auf diese Weise kann die Kraft des Motors geregelt werden. Um das Rad völlig stillzustellen, sind die Handräder q und q¹ mit der Klinke 15 (Fig. 3) zu kuppeln, so dafs beide gleichzeitig gedreht werden.

Wenn die Schaufeln des Rades gröfsere Abmessungen erhalten, dann werden, um ihre richtige Lage gegen die Kette zu sichern, Zugstangen (oder Bänder) r² (Fig. 7) angebracht, welche mit einem Ende an den verlängerten Zapfen der Kette hängen und an dem anderen Ende mit den Platten x, die auf den Armen der Schaufel befestigt sind, gelenkig verbunden werden.

Bei Motoren von grofser Kraft, wo die Anzahl der Schaufeln und die Entfernung der Welle EE von einander bedeutend ist, werden, um das Schwingen der Schaufeln und der Kette zu verhindern, die Arme der Schaufeln an den Enden mit Rollen p² (Fig. 13) versehen, die auf Schienen t¹ rollen, welche auf den Balken J J QQRRF¹F¹ mit Hülfe von Unterlagsplatten h¹ q² v² w befestigt sind (Fig. 7 und 8). Das Schwingen der Rahmen M M¹ selbst wird dadurch vermieden, dais an den Unterlagsscheiben w, die auf den Balken R R liegen (Fig. 8 und 9), Consolen x¹ befestigt werden (Fig. 13, 14 und 9), welche von den an die Rahmen M M¹ genieteten Gabeln y¹ umschlossen werden.

In tiefen Flüssen kann die Leistung des Motors vergröfsert werden durch Anbringen einer dritten, vierten und fünften Gall'schen Kette mit zugehörigen Rädern auf den Wellen E E. An allen diesen Ketten werden Schaufeln angebracht, und zwar so, däfs die Schaufeln der zweiten Reihe mit ihren oberen Armen an den unteren Platten der zweiten Gall'schen Kette befestigt werden und die unteren Arme an den oberen Platten der dritten Kette. Die Schaufeln der zweiten Reihe werden gegen die oberen um eine halbe Theilung versetzt. Die Schaufeln der dritten Reihe sind mit ihren oberen Armen an den unteren Platten der dritten Kette, mit den unteren Armen an den oberen Platten der vierten Kette befestigt und hängen in derselben verticalen Ebene mit den Schaufeln der vierten Reihe. Die Schaufeln der vierten Reihe werden in ähnlicher Weise zwischen den vierten und fünften Ketten befestigt und liegen in einer verticalen Ebene mit den Schaufeln der zweiten Reihe.

Wenn man eine genügend lange Welle senkrecht aufstellt und in deren oberem Ende Flügel von entsprechenden Abmessungen befestigt mit genügender Anzahl von Klappen von genau derselben Bauart wie bei dem Wassermotor (Fig. ι und 2), mit derselben Vorrichtung zum Anstellen, Regeln und Umsteuerung, ausschliefslich der Handräder, die, statt oben, unterhalb des Rades angebracht werden, so erhält man einen Windmotor, welcher im Vergleich mit den bisherigen den Vortheil hat, dais er nicht bei jedem Windwechsel gedreht zu werden braucht und bei jeder Windrichtung zu arbeiten vermag.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Vorrichtung zum Regeln und Umsteuern von Wasser- und Windrädern, deren Flügel aus einzelnen drehbaren, im geschlossenen Zustande sich gegen einander abstützenden Klappen bestehen, die durch den Strom selbstthätig geöffnet und geschlossen werden, gekennzeichnet durch vertical bewegliche Anschläge (i), welche in gehobenem Zustande die der Radachse zunächst befindliche Schaufel frei lassen, in gesenktem Zustande derselben, nach der einen oder anderen Seite hin, ein Widerlager bieten.
2. 2. Ausführungsform der Einstellvorrichtung nach Anspruch 1 für Kettenräder, dadurch gekennzeichnet, dafs die Stellstangen mit den Anschlägen (i²) mittels Rahmen bewegt werden, die die Wellen der verschiedenen Motoren einschlieisen, wobei das gleichförmige Heben und Senken durch eingeschaltete Wellen mit Winkelhebeln gesichert werden kann.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.