DE202012003533U1 - Pendelkonstruktion mit einem oder mehreren eingebauten Stromgeneratoren zur Aufhängung von Wasserrädern jeglicher Art - Google Patents

Pendelkonstruktion mit einem oder mehreren eingebauten Stromgeneratoren zur Aufhängung von Wasserrädern jeglicher Art Download PDF

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Abstract

Pendelkonstruktion mit einem oder mehreren eingebauten Stromgeneratoren (2) zur Aufhängung von Wasserrädern (3) jeglicher Art, a) die aus einem oder mehreren Schwingarm(en) (1) besteht, welche(r) auf einer oder mehreren axial liegenden Pendelachse(n) (4; 16) hängt bzw. hängen und die Pendelachse(n) mit einer Wasserradachse (5) verbinden, wobei die Wasserradachse mit eingebautem Wasserrad bzw. -rädern in Relation zu Pendelachse(n) in der frei hängenden Position der Fließrichtung entgegen davor (Winkel α – 6) positioniert ist, was möglich ist durch den Einbau eines Zusatzgewichtes (G; 14) sowie eines Stromgenerators (2) oder mehrerer Stromgeneratoren auf der der Pendelkonstruktion wasserabgewandten Seite der Pendelachse(n) (4; 16), b) wobei jeder auf der Pendelkonstruktion eingebaute Stromgenerator (2) direkt oder über eine Übersetzung (23) durch auf dem Umfang oder der Seitenwandrand des Wasserrads und auf der Stromgeneratorantriebswelle (6) eingebaute Antriebselemente, z. B. Bolzenkränze (8) und Kettenräder (7), Zahnkränze (18; 20) und Zahnräder (17; 19) betrieben ist.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Ausnutzung der Energie strömenden oder fallenden Wassers als Antriebsquelle für Maschinenbetrieb ist seit mehr als 2000 Jahren bekannt. Die zu diesem Zweck am häufigsten eingesetzte Vorrichtung ist das Wasserrad. Der Einsatz von Wasserrädern ist überwiegend verbunden mit stationären Bauten und Anlagen, die diese Wasserräder halten und welche die Abnahme von mechanischer Energie ermöglichen, die die Wasserräder aus der Energie des strömenden oder fallenden Wassers umwandeln. Die Bauten und Anlagen erschweren den Wasserabfluss bei Hochwasserstand und sind nur an wenigen geeigneten Orten einsetzbar. Bereits aus dem sechsten Jahrhundert sind eine andere Art des Einbaus von Wasserrädern bekannt, nämlich die „Schwimmenden Mühlen”, bei denen die Wasserräder an Schiffen eingebaut waren. Die Anwendung dieser Lösungen erfährt jedoch erhebliche Begrenzungen durch die Tiefe und die Strömungsgeschwindigkeit des fließenden Wassers. Auch die Nutzbarmachung zusätzlicher Energie während Hochwasserstand ist sehr gering. Bekannt ist ein Festigkeitsproblem, wenn die Wasserradachse als Antriebswelle fungiert. In diesem Fall muss die Wasserradachse nicht nur eine starke Belastung durch das Gewicht des Wasserrades und den Drang des strömenden Wassers tragen, vielmehr überträgt sie Energie über ein großes Drehmoment, wodurch es oft zum Bruch der Achse kommt. Um das Festigkeitsproblem der Wasserradachse zu vermeiden, waren die Räder kleiner und schmaler gebaut mit der Folge verringerter Leistung. Andere Konstruktionen sind aus DE 26 039 A ; DE 368 934 A ; DE 1991 9671 A1 ; DE 100 60 260 A1 ; DE 101 01 261 A1 ; DE 103 24 791 A1 ; DE 10 2007 022 860 B4 bekannt.
  • Der im Schutzanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Pendelkonstruktion zu schaffen, die nahezu unabhängig von der Tiefe des Fließgewässers durch eines oder mehrere daran angehängte Wasserräder einen oder mehrere an diese Pendelkonstruktion eingebaute Stromgenerator(en) zur Stromerzeugung zu betreiben und gleichzeitig trotz unterschiedlicher Wasserstände für jeden Wasserstand eine maximale Leistung zur Stromerzeugung zu ermöglichen, ohne den Wasserabfluss in beträchtlichem Grad zu verhindern und dies mit nur minimalem Eingriff in das Fließgewässer sowie durch den direkten Antrieb des eingebauten Stromgenerators bzw. der Stromgeneratoren über Antriebselemente, die an Wasserrad und Stromgeneratorantriebswelle(n) befestigt sind, was die Wasserradachse vom Antriebsdrehmoment befreit und es ermöglicht, eines oder mehrere Wasserräder auf dieser Achse einzubauen.
  • Diese Aufgabe wird durch die im Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Der Erfindung gemäß ermöglicht die hängende Pendelkonstruktion mit eingebautem Stromgenerator bzw. eingebauten Stromgeneratoren und mit einem oder mehreren angehängten Wasserrädern eine zur Stromerzeugung optimale Ausnutzung der Energie aus dem fließenden oder fallenden Wasser dank Selbstanpassung zu Wasserstand und Strömungsintensität und ohne wesentliche negative Eingriffe in das Fließgewässer zu verursachen. Dem Prinzip der Selbstanpassung während unterschiedlicher Wasserstände liegt die Möglichkeit der Ausbeugung der Pendelkonstruktion zusammen mit dem Wasserrad bzw. den Wasserrädern zugrunde bei steigendem Wasserdrang aufgrund von steigendem Wasserpegel und steigender Strömungsgeschwindigkeit. Dank der Möglichkeit, sich unter Einfluss des Wasserdrangs auszubeugen, kann das Wasserrad nicht überschwemmt oder angehalten werden und verhindert den Wasserabfluss nur minimal. Gleichzeitig aber nutzt es die am schnellsten strömenden Wasserschichten, wo der Wasserdrang am größten ist und die höchste Leistung bringt. Die Lösung mit hängender Pendelkonstruktion erweitert zudem deutlich Möglichkeiten des Einbaus von Wasserrädern ohne bedeutsamen Aufwand und ohne üblicherweise auftretende negative Effekte. Außer Nutzung der bereits existierenden Mühlanlagen, Wasserschwellen, Flutwehre, Brücken und Kanalwände etc. kann die hängende Pendelkonstruktion mit Wasserrad auf Stützständern überdies in flachen, seichten oder auch sehr tiefen Gewässern eingesetzt werden. Eine Besonderheit ist die Anwendung der Pendelkonstruktion in natürlichen Anlagen wie Wasserfällen oder Flüssen in engen Felsenschluchten, wo die Pendelkonstruktion mit Wasserrad direkt an den Felswänden angehängt werden kann.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in Schutzanspruch 2 angegeben. Die Weiterbildung nach Schutzanspruch 2 ermöglicht es, dass dank der Entlastung des Wasserradachse vom Antriebsdrehmoment man große und breite mehrere, gleichartige oder verschiedene Wasserräder auf diese Achse aufbauen kann.
  • Ein weiterer Vorteil dieser Erfindung besteht darin, dass die Pendelkonstruktion (mit Ausnahme des Stromgenerators) aus verschiedenen Konstruktionsstoffen, wie z. B. Stahl, Aluminiumlegierungen, Kunststoff, Holz (auch Bambus) gefertigt werden kann.
  • Ausführungsbeispiele
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in Zeichnungen dargestellt und werden Im Folgenden näher beschrieben.
  • Es zeigen
  • 1: Schnitt A-A (s. 2), Beispiel 1 – Querschnittverlauf parallel zur Fließrichtung.
  • 2: Ansicht W (s. 1), Beispiel 1 – Teilansicht von oben.
  • 3: Schnitt B-B (s. 1), Beispiel 1 – Längsschnitt.
  • 4: Schnitt S-S (s. 5), Beispiel 2 – Teilschnitt.
  • 5: Draufsicht, Beispiel 2.
  • 6: Ansicht S (s. 7), Beispiel 3 – Draufsicht und Teilschnitt durch Wasserrad, Abfluss- und Zuflussrinne.
  • 7: Ansicht W (s. 6), Beispiel 3 – Ansicht von hinten.
  • 8: Stützständer mit Pendelkonstruktion, Beispiel 4 – Draufsicht.
  • 9: Ansicht W (s. 8), Beispiel 4 – Ansicht von vorn.
  • 10: Stützständer mit Pendelkonstruktion – einseitige Aufhängung des Wasserrads, Beispiel 5 – Ansicht von vorn; Schnitt durch das Wasserrad.
  • In 110 sind fünf Ausführungsbeispiele dargestellt.
  • 1 Beispiel 1 zeigt eine Pendelkonstruktion mit einem eingebauten Wasserrad 3, die in eine künstliche Vertiefung in einem seichten Flusses während niedrigen Wasserstandes taucht. Das Wasserrad 3 hat eine Wasserradachse 5, die über einen Schwingarm 1 mit einer Pendelachse 4 verbunden ist. Am Umfang des Wasserrads ist ein Bolzenkranz 8 eingebaut, der ein Kettenrad 7 treibt, welches auf einer Stromgeneratorantriebswelle 6 eingesetzt ist. Die Stromgeneratorantriebswelle wird durch einen Stromgeneratorantriebswellenhalter 13, der an der Pendelachse 4 befestigt ist, in ihrer Position gehalten. Ein Zusatzgewicht 14, das auf einem Arm liegt, der mit dem Schwingarm 1 verbunden ist, ergibt für die Pendelkonstruktion rund um die Pendelachse 4 ein Drehmoment und bewirkt, dass die Wasserradachse 5 vor der Pendelachse 4 während des niedrigen Wasserstandes der Fließrichtung entgegen positioniert ist. Die gesamte Pendelkonstruktion mit Wasserrad 3 hängt über der Pendelachse 4 an einem Stützständer 15.
  • In 2 Beispiel 1 ist eine Ansicht W auf Pendelkonstruktion, Wasserrad und Stützständer 15 von oben dargestellt. Sie zeigt die Positionierung des Stromgenerators 2, den Einbau des Bolzenkranzes 8, die Lage des Kettenrades 7 und die Lage der Zusatzgewichte 14.
  • 3 von Beispiel 1 zeigt einen Längsschnitt B-B durch die Pendelkonstruktion mit Wasserrad 3 und Stützständern 15. Das Wasserrad 3, welches aus Holz und Kunststoff gefertigt ist, ist mitsamt einem aus Stahl gebauten Bolzenkranz 8, der auf dem Umfang des Wasserrades befestigt ist, auf einem Stahlrohr eingesetzt, das als Wasserradachse 5 dient. Die Wasserradachse lagert in den Wasserradachsenlagergehäusen 12 und ist über Schwingarme 1 mit einer Pendelachse 4, die aus einem Stahlrohr gefertigt ist, verbunden. Die Pendelachse lagert in den Pendelachsenlagergehäusen 9, die in zwei Stützständer 15 eingebaut sind. Der auf dem Umfang des Wasserrads 3 eingebaute Bolzenkranz 8 treibt ein Kettenrad 7 an, das auf der Stromgeneratorantriebswelle 6 eingesetzt ist. Die Stromgeneratorantriebswelle ist in einem Stromgeneratorantriebswellenhalter 13 gelagert, der an der Pendelachse 4 befestigt ist und durch die Kupplung 10 mit der Achse des Stromgenerators 2 verbunden ist. Der Stromgenerator ist über dem Stromgeneratorstützer 11 an einem Schwingarm 1 anmontiert.
  • 4 Beispiel 2 zeigt eine Pendelkonstruktion mit einem Wasserrad, die auf zwei kurzen Pendelachsen 16 hängt. Die beiden Pendelachsen sind in Pendelachsenlagergehäusen 9 gelagert und mit einem Stützständer verbunden, der auf einem Flussufer platziert ist. Das Wasserrad 3 hat zwei Zahnkränze 18, die auf beiden Stirnseiten des Wasserrads eingebaut sind und die unterschiedliche Durchmesser haben. Die Zahngröße ist bei beiden Zahnkränzen gleich groß. Die Zahnkränze treiben über die Zahnräder 17 zwei Stromgeneratoren 2 an, die an einer Stromgeneratorträgerkonstruktion 21 eingebaut sind. Die Stromgeneratorträgerkonstruktion verbindet die beiden Schwingarme 1. Eine zweite Verbindung zwischen den Schwingarmen erfolgt über die Wasserradachse 5 und die Wasserradachsenlagergehäuse 12, wo die Wasserradachse gelagert ist. Die Kontur des Wasserradflügels ist an die Kontur des Flussbodens angepasst.
  • 5 Beispiel 2 zeigt eine Draufsicht auf die Pendelkonstruktion, wo die Lage des Schwingarms 1 und die Position des Wasserrads 3 dargestellt ist. Die (der Fließrichtung entgegen) vorgelagerte Position des Wasserrads vor den Pendelachsen wird durch eine Platzierung der beiden Stromgeneratoren sowie eines Zusatzgewichts 14 auf der Stromgeneratorträgerkonstruktion 21 an der Wasserabwärtsseite der Pendelachsen verursacht.
  • Die Pendelkonstruktion mit dem Wasserrad hängt auf dem Stützständer 15.
  • In der 6 Beispiel 3 ist eine Pendelkonstruktion mit einem Wasserrad und einem Stützständer 15 dargestellt, welche hinter einer Wasserschwelle eingebaut ist. Ein Wasserrad 3, das auf einer Wasserradachse 5 eingesetzt ist, ist durch einen Schwingarm 1 mit der Pendelachse 4 verbunden. Die Pendelachse ist in einem Pendelachsenlagergehäuse 9 gelagert und über dieses an einem Stützständer 15 befestigt. Das Wasserrad ist in einer Abflussrinne 27 mit Seitenwänden platziert. Die Abflussrinne ist z. B. aus Betonsegmenten gebaut und auf einem Fundament 28 eingesetzt. Das Wasserrad wird gegen das fallende Wassers gedrückt und seine Position wird in Fließgegenrichtung durch einen Pendelhubbegrenzer 22 gesichert. Der Druck des Wasserrads gegen das fallende Wasser wird durch ein Drehmoment verursacht, das um die Pendelachse herum entsteht. Das Drehmoment wird durch die Platzierung eines Stromgenerators 2 und eines Zusatzgewichtes 14 (G) an der Abwärtsseite der Pendelachse 4 verursacht. Das Wasser wird zur Abflussrinne 27 und zum Wasserrad 3 über eine Zuflussrinne 26, die z. B. aus Betonsegmenten gebaut ist, geleitet. Bei steigendem Wasserpegel beugt sich das Wasserrad in Abflussrichtung und lässt einen größeren Durchflussquerschnitt frei. Der auf dem Wasserradseitenwandrand eingebaute Zahnkranz 20 mit Schrägverzahnung, der aus Zahnkranzsegmenten gebaut ist, treibt über ein Zahnrad 19 mit Schrägverzahnung und über die Stromgeneratorantriebswelle 6, die durch zwei Lagerhalter gelagert ist sowie durch die Kupplung 10, den Stromgenerator 2 an. Der Stromgenerator ist an einer Stromgeneratorträgerkonstruktion 21 befestigt.
  • 7 Beispiel 3 zeigt eine Ansicht in Gegenfließrichtung auf die Pendelkonstruktion, das Wasserrad 3 und die beiden Stützständer. Das Wasserrad hängt an einer Wasserradachse 5 und ist über zwei Wasserradachsenlagergehäuse 12 und zwei Schwingarme 1 mit der Pendelachse 4 verbunden. Die Pendelachse ist in zwei Pendelachsenlagergehäusen 9 gelagert und wird über diese an zwei Stützständern befestigt.
  • Auf beiden Wasserradseitenwandrändern eingebaute Zahnkränze 20 treiben über zwei Zahnräder 19 die Stromgeneratoren 2 an, die auf den Stromgeneratorträgerkonstruktionen 21 eingebaut sind. Auf den Stromgeneratorträgerkonstruktionen sind auch die Zusatzgewichte G platziert.
  • In der 8 Beispiel 4 ist eine Pendelkonstruktion mit einem Riesenwasserrad und einem Stützständer 15 dargestellt. Einsatzort für diese Riesenkonstruktion sind große Gewässer (Flüsse), in denen die Strömungsgeschwindigkeit mehr als 0,4 m/sec. beträgt. Um wegen der großen Abmaße des Wasserrads Gewicht zu verringern, sind die Stirnseiten des Wasserrads aus Ringen und Speichen gemacht, welche aus Rohren und Hohlprofilen gefertigt sind. Die Wasserradplatten sind jeweils aus einem Rahmen gebaut, der aus Rohren oder Hohlprofilen mit Gittern oder Netzen gefertigt ist. Diese Gitter oder Netze sind aus Stahldraht, dünnem Flachstahl, Stahlleinen oder Kunststoffleinen gefertigt und mit einem dünnem Stahlblech oder mit aus Kunststoffgewebe gefertigten Abdeckplanen bedeckt. Die Abdeckung des Rahmens ist an mehreren Stellen an den Gittern oder Netzen befestigt. Die Platten sind an den Speichen befestigt. Das Wasserrad ist an eine Wasserradachse 5 gebaut und über das Wasserradachsenlagergehäuse an einen Schwingarm 1 anmontiert. Der aus Stahlhohlprofilen in V-Form gebaute Schwingarm 1 hängt auf einer Pendelachse. Eine Stromgeneratorträgerkonstruktion 21 verbindet von oben die einzelnen Arme des Schwingarms. Am Umfang der Stirnseiten des Wasserrads sind Zahnkränze 20 mit Schrägverzahnung anmontiert. Die Zahnkränze bestehen aus Segmenten und sind aus Stahl, Stahlguss oder Kunststoff gefertigt. Am Schwingarm 1, an der Öffnung der Stromgeneratorträgerkonstruktion 21, ist eine Zahnkranzreinigungsvorrichtung 25 anmoniert, die durch den Zahnkranz 20 betrieben wird und den Zahnkranz mit einer rotierenden Stahldrahtbürste von Schmutz und Ablagerungen reinigt. Die gesamte Pendelkonstruktion mit Wasserrad hängt auf einem Stützständer 15, der aus Stahlhohlprofilen oder aus Beton gefertigt und am Flussboden über einem Fundament verankert ist.
  • An der der Fließrichtung entgegengesetzten Seite – vor dem Stützständer – befindet sich ein Schutznetz 24, das aus Stahlleinen gefertigt ist und das das Wasserrad vor größeren schwimmenden Gegenständen schützt.
  • 9 Beispiel 4 zeigt eine Vorderansicht auf die Pendelkonstruktion in Fließrichtung mit Wasserrad 3 und Stützständern. Das Wasserrad hängt auf einer Wasserradachse, welche auf beiden Seiten in den Wasserradachsenlagergehäusen 12 gelagert ist, und ist über diese mit zwei Schwingarmen 1 verbunden. Die zwei Schwingarme 1 hängen auf kurzen Pendelachsen 16, die in zwei Pendelachsenlagergehäusen 9 gelagert sind, welche in zwei Stützständer eingebaut sind. Die auf dem Umfang der Stirnseiten des Wasserrads 3 eingebauten beiden Zahnkränze mit Schrägverzahnung treiben Zahnräder 19 mit Schrägverzahnung, die auf Stromgeneratorantriebswellen 6 eingesetzt sind, welche in Stromgeneratorantriebswellenhaltern 13 gelagert sind. Die Stromgeneratorantriebswellen treiben über flexible Kupplungen 10 Stromgeneratoren 2 an. Die Stromgeneratoren sind an eine Stromgeneratorträgerkonstruktion 21 anmontiert. Die Stromgeneratorantriebswellenhalter 13 sind an der Stromgeneratortragerkonstruktion mit Bewegungsfreiheitsgraden befestigt, dergestalt, dass die Stromgeneratorantriebswellenhalter hängen und mit Hilfe des eigenen Gewichts die Zahnräder gegen die Zahnkränze drücken können, was eine gute Verzahnung sichert. Die strömenden Wassermassen des Flusses treffen auf die Wasserradplatten, welche große Flächen aufweisen, und bewirken einen Drang auf diese Platten, aus dem für das Wasserrad ein großes Drehmoment resultiert, das durch Zahnkränze, Zahnräder und Stromgeneratoren in Strom umgewandelt wird. Damit der Schiffsverkehr nicht in beträchtlichem Ausmaß negativ beeinflusst wird, sind die Stützständer mit Pendelkonstruktion und das Riesenwasserrad in Fließrichtungslinie vor und hinter Brückenpfeilern, Inseln, Felsen und anderen Hindernissen platziert. Falls der Fluss ausreichend breit ist, können sie auch in der Mitte des Flusses gebaut werden.
  • 10 Beispiel 5 zeigt eine Pendelkonstruktion mit einem Wasserrad 3 und mit einem Stützständer 15, die in einer Felsenschlucht mit einem Fluss platziert ist. Das Wasserrad ist auf einer Wasserradachse 5 eingebaut, die in zwei Wasserradachsenlagergehäusen 12 des Schwingarms 1 gelagert und befestigt ist. Das Wasserrad ist nur von einer Seite am Schwingarm befestigt. Der Schwingarm hat zwei Pendelachsenlagergehäuse 9, in welche er gelagert ist und durch welche er mit der Pendelachse 4 verbunden ist. Die Pendelachse sitzt fest in einem Stützständer 15. Der auf dem Umfang der Seitenwand des Wasserrads 3 eingebaute Zahnkranz 20 mit Schrägverzahnung treibt ein Zahnrad 19 mit Schrägverzahnung, das über eine Zahnräderübersetzung 23 die im Stromgeneratorantriebswellenhalter 13 geführte Achse des Stromgenerators 2 treibt. Der Stromgenerator und der Stromgeneratorantriebswellenhalter sind an eine Stromgeneratorträgerkonstruktion 21 anmontiert. Die Stromgeneratorträgerkonstruktion ist am Schwingarm 1 befestigt.
  • Wirkungsweise zu den in 110 dargestellten fünf Ausführungsbeispielen der Pendelkonstruktion. Wenn das strömende oder fallende Wasser auf Flächen von Flügeln, Platten oder Schaufeln des Wasserrades trifft, bildet sich ein Drang, der aus der Wirkung des Wassergewichts und der hydrodynamischen Kraft des fallenden Wassers sowie des strömenden Wassers resultiert, der das Wasserrad in eine drehende Bewegung bringt. Die am Wasserrad und an der Stromgeneratorantriebswelle eingebauten Antriebselemente wandeln diese Wasserradbewegung mit Hilfe des Stromgenerators um in Strom, der durch ein Kabel zur Stromnetzanpassungsstation oder anderen Elektrogeräten geliefert wird.
  • Während der Arbeit leistet das Wasserrad einen Widerstand gegen das strömende Wasser. Es entsteht ein Drang auf das Wasserrad, der bewirkt, dass die hängende Pendelkonstruktion sich in Wasserabwärtsrichtung beugt. Je stärker der Drang ist, desto stärker beugt sich die Pendelkonstruktion ab. Während der Ausbeugung bewegt sich die Wasserradachse auf der Pendelradiuslinie, mit steigendem Drang des fließenden Wassers taucht das Wasserrad bis in seine tiefste Lage, mit weiter steigendem Drang bewegt sich das Wasserrad in Folge nach oben, wobei es auf der Pendelradiuslinie bleibt und ausreichenden Platz lässt für den Durchfluss zusätzlichen Wassers. Im Endeffekt erreicht das Wasserrad einen Punkt, in dem ein Ausgleich zwischen dem Wasserdrang und dem Wasserradwiderstand erreicht ist.
  • Hinweise zum Einbau der Pendelkonstruktion
  • Für jeden Ort und jede Gewässerart, an denen die Pendelkonstruktion zum Einbau vorgesehen ist, sollte in Abhängigkeit von den jeweiligen Bedingungen ein passendes Wasserrad zum Einsatz kommen. Als Ausgangspunkt für den Einbau des Wasserrades auf der Pendelkonstruktion sollte der niedrigste Wasserstand des jeweiligen Gewässers maßgeblich sein. Dies ermöglicht es, einen sicheren Abstand des Wasserrades zum Boden in seichten Gewässern sowie eine optimale Eintauchtiefe des Wasserrades in tieferen Gewässern einzustellen.
  • Beim Einbau in Wasserfällen ist die Pendelkonstruktion so platziert, dass durch eine absichtliche Ausbeugung der Pendelkonstruktion in Fließrichtung eine Vorspannung entsteht, was bewirkt, dass das Wasserrad bzw. die Wasserräder gegen das fallende Wasser drücken. Der Druck des Wasserrades gegen das fallende Wasser verhindert eine Ausbeugung der Pendelkonstruktion bei zu geringem Wasserdrang des fallenden Wassers. Erst bei deutlich steigendem Wasserdrang beugt sich die Pendelkonstruktion aus. Um die vorgespannte Position zu halten und das Wasserrad vor einer Kollision mit dem Wasserfalleinbau zu schützen, ist ein Einschlag oder ein Pendelhubbegrenzer 22 vorgesehen, der die Rückkehr der Pendelkonstruktion in die frei hängende Position unterbindet.
  • Da das Wasserrad einen kleinen Höhenschlag oder Seitenschlag haben kann, ist bei der Wahl der Zahnräder 17; 19 und Zahnkränze 18; 20 als Antriebselemente des Stromgenerators eine Sicherstellung des richtigen Kontakts zwischen den Zähnen der Verzahnung notwendig. In diesem Fall muss der Stromgeneratorantriebswellenhalter 13 oder die gesamte Montageplatte mit Stromgenerator eine flexible Verbindung zur Stromgeneratorträgerkonstruktion 21 haben, so dass durch das eigene Gewicht des Stromgeneratorantriebswellenhalters oder durch den Federndruck das getriebene Zahnrad gegen den Zahnkranz gedrückt wird. Zusätzlich ist abhängig von der Konstruktionslösung wegen möglichem Seitenschlag des Wasserrads entweder das getriebene Zahnrad 17; 19 oder der Zahnkranz 18; 20 schmaler oder breiter als das jeweils andere Antriebselement gefertigt. Zur Sicherung der richtigen Abstandes zwischen den Zahnantriebselementen ist ein Distanzrad vorgesehen, das an der Stromgeneratorantriebswelle eingebaut ist und an der Zahnkranzbahn rollen kann. Sowohl Pendelkonstruktion als auch Stützständer sind mit einem Blitzableiter ausgerüstet, der den Vorschriften entsprechend eingebaut ist.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Schwingarm
    2
    Stromgenerator
    3
    Wasserrad
    4
    Pendelachse – lang
    5
    Wasserradachse
    6
    Stromgeneratorantriebswelle
    7
    Kettenrad – getrieben
    8
    Bolzenkranz – treibend
    9
    Pendelachsenlagergehäuse
    10
    Kupplung
    11
    Stromgeneratorstützer
    12
    Wasserradachsenlagergehäuse
    13
    Stromgeneratorantriebswellenhalter
    14
    Zusatzgewicht
    15
    Stützständer
    16
    Pendelachse – kurz
    17
    Zahnrad – getrieben
    18
    Zahnkranz (aus Zahnkranzsegmenten) – treibend
    19
    Zahnrad mit Schrägverzahnung – getrieben
    20
    Zahnkranz mit Schrägverzahnung (aus Zahnkranzsegmenten) – treibend
    21
    Stromgeneratorträgerkonstruktion
    22
    Pendelhubbegrenzer
    23
    Übersetzung (Zahnräderübersetzung)
    24
    Schutznetz
    25
    Zahnkranzreinigungsvorrichtung
    26
    Zuflussrinne
    27
    Abflussrinne
    28
    Fundament
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 26039 A [0001]
    • DE 368934 A [0001]
    • DE 19919671 A1 [0001]
    • DE 10060260 A1 [0001]
    • DE 10101261 A1 [0001]
    • DE 10324791 A1 [0001]
    • DE 102007022860 B4 [0001]

Claims (2)

  1. Pendelkonstruktion mit einem oder mehreren eingebauten Stromgeneratoren (2) zur Aufhängung von Wasserrädern (3) jeglicher Art, a) die aus einem oder mehreren Schwingarm(en) (1) besteht, welche(r) auf einer oder mehreren axial liegenden Pendelachse(n) (4; 16) hängt bzw. hängen und die Pendelachse(n) mit einer Wasserradachse (5) verbinden, wobei die Wasserradachse mit eingebautem Wasserrad bzw. -rädern in Relation zu Pendelachse(n) in der frei hängenden Position der Fließrichtung entgegen davor (Winkel α – 6) positioniert ist, was möglich ist durch den Einbau eines Zusatzgewichtes (G; 14) sowie eines Stromgenerators (2) oder mehrerer Stromgeneratoren auf der der Pendelkonstruktion wasserabgewandten Seite der Pendelachse(n) (4; 16), b) wobei jeder auf der Pendelkonstruktion eingebaute Stromgenerator (2) direkt oder über eine Übersetzung (23) durch auf dem Umfang oder der Seitenwandrand des Wasserrads und auf der Stromgeneratorantriebswelle (6) eingebaute Antriebselemente, z. B. Bolzenkränze (8) und Kettenräder (7), Zahnkränze (18; 20) und Zahnräder (17; 19) betrieben ist.
  2. Pendelkonstruktion nach Schutzanspruch 1, es ist vorgesehen, dass auf einer Wasserradachse (5) ein oder mehrere Wasserräder (3) eingebaut sind.
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