DE35060C - Neuerung an Apparaten zum Fortbewegen von Flufsschiffen durch die Kraft des strömenden Wassers - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Wassers.

Die Fig. 4 und 5 zeigen Anordnungen, bei welchen die Stromkraft durch ein oder mehrere Paare von Schaufelrädern aufgenommen und auf Frictiohsrollen oder Kettenräder übertragen wird, durch deren Vermittelung sich das Schiff entweder an einem in dem Flufsbett verankerten oder an' einem endlosen Zugkräftorgan (Seil oder Kette) fortzieht, wobei im letzteren Falle die-Reibung des eventuell mit festen Spitzen armirten endlosen Zugkraftorganes am Boden des Flufsbettes den nöthigen Widerstand bilden soll. '■ ; ■

Soll· das endlose Zugband für die Strom-■kraftschifffahrtpraktisch brauchbar sein, so darf dasselbe nicht durch Reibungswiderstand auf der Flufsbettsohle wirken, sondern es ist nur als Transportmittel für Stechapparate zu benutzen, die sich entweder fest gegen die Flufsbettsohle anstemmen oder aber in den Boden selbst eindringen und in ihrer Lage verharren, bis das Schilf über ihnen hinweggeglitten ist.

Derartige Anordnungen zeigen die Fig. 1 bis 3· ^:

Die Stechapparate, welche in dem Falle Fig. 1 aus Stangen α α und in: den Fällen Fig. 2 und 3 aus Sticheln b b, Hacken cc u.-dergl.. in den Boden eindringenden Vorrichtungen bestehen, sind zu dem beabsichtigten Zweck an dem endlosen Zugkraftorgan mit einer gewissen Beweglichkeit befestigt, die so bestimmt ist, dafs. im Falle Fig. 1 die Stangen sich successive in einer gewissen Neigung in dem Boden feststemmen, und dafs in den Fällen Fig. 2 und 3 die bezüglichen Stechapparate successive in normaler Richtung zur Fläche des Bodens in diesen fest eindringen und nachher in gleicher Richtung wieder aus demselben herausgezogen werden, ohne den Boden aufzuwühlen.

Die Stofsstangen α α, Fig. 1, können seitlich mittelst eines Zapfens in dem Zugkraftorgan ^ befestigt sein, und zwar in praktischer Weise, so dafs sie je nach der Flufstiefe verlängert oder verkürzt werden können.

Das transportirende endlose Zugkraftorgan schlingt sich dabei in ähnlicher Weise wie in dem durch Fig. 5 gezeichneten Falle um eine mehr oder weniger grofse Anzahl von Führungsrollen, Seilscheiben, Kettenrädern und Leitrollen (wobei es eventuell auch selbst noch Triebschaufeln tragen kann, s. Fig. 1); nur ist in dem Falle Fig. 2 die Anordnung so getroffen, dafs die Stichel b b . . . noch durch besondere Rollen B, die nahe über dem Flufsboden schwebend getragen werden, nachdrücklich in den Boden eingedrückt werden.

Ihrer sehr kräftigen Wirkung wegen bedürfen die mit Stechapparaten armirten endlosen Zugkraftorgane auch in der Regel nicht einer sich über das ganze Schiff erstreckenden Länge, sondern es wird meistens genügen, am Hinterschiff auf einer Seite oder auf beiden Seiten desselben Ausleger A Ä\ Fig. 2 und 3, anzubringen, welche den ganzen, nur weniger Führungsrollen - bedürfenden Fortbewegungsapparat tragen, der dann mittelst Ketten-, Seil- oder Riementriebes von der rotirenden Schaufelradachse in Bewegung gesetzt wird.

Im Falle der Anwendung solcher Ausleger können dieselben eventuell an einer Zugwinde aufgehängt oder durch ein Gegengewicht ausbalancirt sein, das an einem um eine Rolle geschlungenen Tau hängt.

Die letztere Art der Aufhängung bietet zugleich noch die Annehmlichkeit der Selbstregulirung der Lage des Auslegers nach der Tiefe des Flusses, wenn man sein Gewicht nicht ganz ausbalancirt und ihn durch Tragrollen auf der Flufsbettsohle stützt.

Die Fig. 9a, ι ο und 11 lassen erkennen, in welcher Weise die in Rede stehenden Stechapparate an dem sie tragenden endlosen Zugkraftorgan zu befestigen sind und wie die bezüglichen Detailconstructionen eventuell ausgeführt werden können.

Die Fig. 9 und 9a - entsprechen der durch Fig. ι veranschaulichten Anordnung; Fig. 10 bis ι ob entsprechen der Anordnung Fig. 2, und Fig. 11 bis 11 c entsprechen der Anordnung Fig. 3.

In solchen Fällen, in welchen eine endlose Kette K angewendet wird, die sich über die ganze Länge des Schiffes erstreckt, wie in Fig. 5 angedeutet, kann man sich zur Constanterhaltung der am Flufsboden aufliegenden Kettenlänge bei jedem Wechsel der Flufstiefe eines Mittels bedienen, welches dem analog ist, vermöge dessen die Ausleger Fig. 2 und 3 selbstthätig nach Mafsgabe des Wechsels der Flufstiefe ihre Lage ändern.

Nach' der Anordnung Fig. 8 werden zu diesem Zwecke die beiden äufsersten Führungsrollen E¹ und F¹ der Kette an den ä'ufseren Enden von Auslegern E und -F gelagert, welche drehbar an den Schiffsenden befestigt sind.

Der vordere dieser Ausleger £", dessen Drehachse e möglichst tief liegt, wird mittelst einer Kette k, die sich um eine etwa am nächsten Mastbaum befestigte Rolle schlingt, durch ein Gegengewicht getragen, welches so bestimmt ist, dafs es dem Ausleger selbst und einer bestimmten Länge der endlosen Kette das Gleichgewicht hält, so dafs, wenn bei wachsender Flufstiefe die Kette in gröfserer Länge frei hängt, deren Gewicht ein Niederziehen des Auslegers bewirkt, und dafs umgekehrt bei abnehmender Flufstiefe ein Niedergehen des Gegengewichtes unter Veranlassung eines Hochziehens des Auslegers erfolgt.

Infolge dessen wird bei jeder Tiefe des Flusses die endlose Kette vorn stets nahezu in gleicher horizontaler Entfernung von der Bugsprietspitze unter dem Schiffe zum Aufliegen gebracht.

Um die Rolle F¹ am hinteren Ausleger ebenfalls stets automatisch in die Position zu bringen, welche sie haben mufs, um zu bewirken, dafs die Kette K gleichmäfsig (d. h. nicht ruckweise) und stets in unmittelbarer Nähe des Bodens aufgewickelt wird, ist der Ausleger F mittelst einer Gelenkstange h an einem Querkopf τη angehängt, der eine in Stützlager L hängende Schraubenspindel s mit Muttergewinde umschliefst; auf besagte Schraubenspindel aber ist ein Zahnrad R aufgekeilt, in welches zwei mit je einer Riemscheibe zusammengegossene Zahnräder R¹ und R² eingreifen, welche ebenso wie die zwischen ihnen befindliche dritte Riemscheibe R^s lose auf einer Welle w sitzen. ■

Da nun Riemengabel g, durch welche der von der Schaufelradwelle i kommende Riemen r nach der einen oder der anderen der drei Riemscheiben R¹ i?² JR³ geleitet wird, einen Querarm q besitzt, dessen rechtes Ende mittelst der Zugstangen 1Z¹ und Z² und der Winkelhebel ο und o¹ mit der Drehachse e des vorderen und dessen linkes Ende mittelst der Zugstangen Z³ Z⁴ und des Winkelhebels o² mit der Drehachse f des hinteren Auslegers in Verbindung steht, so erkennt man, dafs die Abwärtsbewegung des Auslegers E auch ein Abwärtsschrauben des Auslegers F zur Folge hat, und umgekehrt, weil der erstere ein Schiefstellen der Riemengabel g bewirkt.

Durch die fortschreitende Auf- und Niederbewegung des Auslegers F wird aber die Riemengabel g allmälig wieder in ihre Mittelstellung zurückgebracht (wobei sie zugleich in verticaler Richtung verschoben wird) und dadurch bewirkt, dafs nach bestimmter Verstellung des Auslegers F Stillstand seiner Bewegung eintritt.

Um die Wirkung der Stromkraft auf den Fortbewegungsmechanismus des Schiffes nach Bedürfnifs reguliren und eventuell bei der Thalfahrt die Schaufelräder ganz aus dem Bereiche des Stromes bringen zu können, werden entweder deren Schaufeln so montirt, dafs sie mehr oder weniger gegen die Schaufelradachse zurückgezogen werden können (etwa mittelst Zahnradgetriebes, Fig. 1 3 und 13a, welches durch Bremsung eines auf der Schaufelradachse lose sitzenden Zahnrades Z^x zur Thätigkeit gebracht wird und mit Zahnstangen Z^ in Eingriff steht, die an den Radschaufeln befestigt sind), oder aber es wird die Schaufelradachse so gelagert, dafs sie mittelst Windwerkes oder Flaschenzuges von Hand oder selbstthätig durch die Stromkraft in verticaler Richtung verstellt werden kann.

Die letztere Art der Regulirung der Stromkraftwirkung ist in den beiliegenden Zeichnungen durch mehrere Beispiele gezeichnet.

Die Fig. 1 und 3 zeigen die allgemeine Anordnung solcher Verstellung der Radachse und die Fig. 6 und 6 a veranschaulichen einen Mechanismus, mittelst dessen solche Verstellung durch die Stromkraft bewirkt werden kann.

Zu diesem Zwecke wird die Radachse α ° durch zwei Hebel H getragen, deren Drehachse b ° an dem Schiffskörper fest gelagert ist, und welche mittelst eines Flaschenzuges ff ¹Z^{2 un}d einer auf der Schaufelradachse a° lose sitzenden Trommel T dadurch gedreht wird, dafs diese letztere mittelst' einer Klauenkupplung 11° mit der Radachse a° in zwangläufige Verbindung gesetzt wird.

Man kann indessen die Anordnung auch so treffen, dafs die Schaufelräder nach vollendeter Strornfahrt eines Schiffes leicht von diesem abgenommen und auf ein anderes Schiff übertragen werden können, um diesem bei seiner weiterführenden Bergfahrt dienlich zu sein.

Zu solchem Zwecke würde es am geeignetsten sein, die Schaufelradachse an dem vorderen Ende des Schiffes auf zwei Hebeln H' H² zu lagern, welche mittelst Schraubenspill P um ihre an'dem Schiffskörper festgelagerte Achse W gedreht werden.

. Bringt man in solchem Falle noch eine Vorrichtung an, mittelst deren man die Schaufelräder Q Q auf ihrer Achse selbst bequem verschieben kann, so kann jedes andere Schiff, das in ähnlicher Weise mit Hebeln und Leitrollen versehen ist, Bug an Bug anlegen, mit seinen Hebellagern die Radachse erfassen und aus ihren bisherigen Lagern herausheben.
. Mit Benutzung der angedeuteten Vorrichtung, die für jedes Rad etwa aus einer Schraube ohne Ende bestehen kann, welche in eine auf der Radachse befestigte Zahnstange eingreift, könnte dann die Lage der Schaufelräder nachträglich der Breite des Schiffes angepafst werden. Die besprochene Lagerung der Schaufelradachse wird in Fig. yb für Betrieb mit endloser Kette und für Betrieb mit verankertem Tau in Fig. ya. veranschaulicht; dieselbe läfst erkennen, dafs Schiffe, welche sich für ihre Bergfahrt eines Schaufelradmotors bedienen wollen, aufser den genannten Hebeln H¹ H² nichts bedürfen, als einiger Leitrollen und etwa zweier Ausleger E und F.

Man kann indessen die Nothwendigkeit einer Vorrichtung zur Hebung der Schaufelräder oder zum radialen Einziehen ihrer Schaufeln umgehen, wenn man die letzteren scharnierartig an den Radkranz anhängt und ihre Beweglichkeit durch Ketten begrenzt; die Schaufeln steigen dann vertical aus dem Wasser und legen sich in der oberen Hälfte des Rades auf dessen Peripherie auf.

. Um in solchem Falle das Schiff stillzulegen, genügt es, die unteren Schaufeln mittelst Haken in die Höhe zu ziehen oder um das ganze Rad ein Tau zu schlingen.

Eine etwas vollkommenere Construction des Schaufelrades nach solchem Princip zeigen die Fig. 12 und 12a. Hier sind die Schaufeln scharnierartig mit zwei Kettenstäben u ti verbunden, welche leicht beweglich an dem Radkranz angehängt und durch je einen Querstab n> mit einander vereinigt sind,- gegen den die bezügliche Schaufel von der Stromkraft angedrückt wird, während die letztere selbst durch eine Kette ν auf den Radkranz übertragen wird.

Zum Zwecke der Regulirung der Stromwirkung aber ist ein Segmentstück U angeordnet, welches einige der Radschaufeln theil— weise überdeckt und mittelst einer Nabe U¹ leicht drehbar auf der Radachse aufsitzt.

Das Segmentstück U wird durch Drehung des Rades in der Richtung des Pfeiles, Fig. 12/ zu drehen gesucht, da die Schaufeln sich unterhalb des horizontalen Raddurchmessers zu entfalten beginnen, sich an das Segmentstück anlegen und letzeres dadurch mitziehen. Es mufs deshalb das Segmentstück U in seiner Lage festgehalten werden, was durch einen Riegel oder sonstige Vorrichtung bewirkt werden kann. Wird nun das Segmentstück losgelassen, in·^ dem man den Riegel fortzieht, so dreht sich das Segmentstück mit dem Rade in der Richtung des Pfeiles Fig. 12. Da es aber die Schaufeln an ihrer Entfaltung verhindert, so wird nach einer Drehung von 90⁰ keine entfaltete Schaufel mehr das Wasser berühren. Es tritt also ein Stillstand des Rades ein. Es wird also auch hier nach Zurückziehen des Riegels das Ausrücken oder Stillstellen des Apparates durch den Apparat selbst bezw.' durch die Stromkraft bewirkt.

Bei allen Tauereischiffen mufs das Triebrad für das Tau derartig frei aufsen am Schiff angebracht werden, dafs das Tau jederzeit aufgenommen oder abgeworfen werden kann, ohne eine Kupplung in dem Tau öffnen zu müssen. Soll nun ein mit Schaufelradpaaren beliebiger Construction ausgerüstetes Schiff an Tau oder Kette fahren, so ist eine specielle Anordnung erforderlich, um das freie Aufnehmen oder Abwerfen des Taues zu ermöglichen. Die Anordnung ist folgende:

Das Schaufelrad der einen Seite des Schiffes liegt der Schiffswand nicht ganz nahe an, sondern ist etwas nach aufsen verschoben, so dafs zwischen Schaufelrad und Schiffswand ein- gefnügender Raum bleibt, um das Triebrad für Tau oder Kette aufzunehmen. Das Triebrad sitzt also auf der Schaufelradwelle zwischen dem Lager derselben und dem Schaufelrade.

Die Kupplung zwischen Triebrad und Schaufelradwelle ist eine beliebige. Vorn und hinten vom Triebrad in entsprechender Höhe sind Leitrollen angeordnet, welche das Tau aufnehmen und unter dem Triebrade herführen.

Die Leitrollen sind derart frei am Schiffskörper befestigt, dafs sie ein Aufnehmen oder Abwerfen des Taues gestatten. Soll z. B. das Tau aufgenommen werden, so wird es zwi-

sehen Schiffskörper und Schaufelrad emporgezogen, zunächst über eine der Leitrollen gelegt, dann, um die untere Peripherie des Triebrades verlaufend, auf die zweite Leitrolle gehoben.

Diese Construction ermöglicht zunächst ein freies Aufnehmen und Abwerfen der Kette oder des Taues, dann wird auch durch die nach aufsen verschobene Lage des betreffenden Schaufelrades der einseitig wirkende Zug des Taues etwas compensirt. Um eine vollständige Compensirung zu erreichen, genügt es, dies Schaufelrad mit entsprechend gröfseren Schaufeln zu versehen.

Claims (4)

1. Patent-Ansprüche:

   An Flufsschiffen, welche sich mittelst der Stromkraft des Wassers und mit Benutzung eines in dem Flufsbette gelagerten oder eines endlosen Drahtseiles bezw. einer Kette durch Schaufelräder, auf welche die 'Stromkraft wirkt, fortbewegen :

   ι. Die Anwendung von Stechapparaten, wie Stangen, Stichel, Hacken u. dergl. (s. Fig. ι bis 3), als bewegliche Armirung eines endlosen Zugkraftorganes, das sich über zwei oder mehrere Führungsrollen schlingt und durch die Rotation der Schaufelradachse, eventuell mittelst Riemen- und Seiltransmission in continuirliche Bewegung gesetzt wird.
2. 2. Die Combination eines am vorderen Ende des Schiffes beweglich angebrachten Auslegers E, welcher inclusive einer bestimmten Länge eines ihn belastenden endlosen Zugkraftorganes K durch ein Gegengewicht ausbalancirt wird, mit einem am hinteren Ende des Schiffes beweglich angebrachten Ausleger F in solcher Weise, dafs jede auf- und niedergehende Bewegung des Auslegers E mittelst Zugstangen und Winkelhebel auf die Führungsgabel eines Riemens r übertragen wird, welcher ein Getriebe in Bewegung setzt, das eine Bewegung des Auslegers F bewirkt, deren verticale Richtung derjenigen des Auslegers E gleich ist.
3. 3. Zum Zwecke der Regulirung der Stromkraftwirkung bei den unter 1. und 2. genannten Fortbewegungsmechanismen für Schiffe:

   a) die Construction eines Schaufelrades in der Weise, dafs die Schaufeln desselben während der Umdrehung des Rades durch die Zahnstangen Z⁴ Z⁴ (Fig. 13 und 13a) die Zahnräder Z³ Z³ ... Z² Z² und Z¹ radial verschoben werden können, wenn das auf der Schaufelradachse lose sitzende Zahnrad Z¹ festgehalten wird;

   b) die Anordnung eines mittelst Nabe U^ lose auf der Schaufelradachse sitzenden Segmentstückes £7(Fig. 12 und 12a) in Verbindung mit einem Schaufelrade, dessen Schaufeln am Schaufelradkranz derart beweglich befestigt sind, dafs sie sich oben selbstthätig an des letzteren Peripherie anlegen, wobei sie theilweise von dem genannten Segment U überdeckt werden, während die unten in das Wasser hängenden Schaufeln, welche die Stromkraft durch Ketten auf den Radkranz übertragen, durch Drehung des Segmentes Uebenfalls gegen die Peripherie des Radkranzes angelegt werden können;

   c) das Heben der Schaufelräder durch die von ihnen aufgenommene Stromkraft selbst, insbesondere mittelst einer auf ihrer Achse α lose sitzenden Trommel T (Fig. 6 und 6a), die nach erfolgter Verkupplung mit ersterer ein Seil aufwindet, welches mittelst Flaschenzuges ff¹ die diesseits der Achse b° gelegenen Arme von zweiarmigen Hebeln H niederzieht, deren andere Arme die Lager der Schaufelradachse α tragen.
4. 4. Die specielle Anordnung des Triebrades für Ketten- oder Seilbetrieb, durch welche bei Schiffen, die mit Schaufelradpaaren armirt sind, ein Aufnehmen oder Abwerfen der Kette oder des Seiles ohne ein Kettenschlofs oder eineDrahtseilkupplungöffnenzumüssen, ermöglicht und eine Ausgleichung der einseitigen Wirkung des Zuges von Kette oder Drahtseil bewirkt werden soll.

   Hierzu 5 Blatt Zeichnungen.