DE373640C - Regelungsvorrichtung fuer Windmuehlen, bei der eine mit dem Stellgestaenge verbundene und mit der Fluegelwelle umlaufende, aber auf ihr drehbare Scheibe durch Vor- oder Nacheilen die Klappenstellung regelt - Google Patents

Description

• Regelungsvorrichtung für Windmühlen, bei der eine mit dem Stellgestänge verbundene und mit der Flügelwelle umlaufende, aber auf ihr drehbare Scheibe durch Vor- oder Nacheilen die Klappenstellung regelt. Das bei Windmühlen übliche Rutenkreuz wird bei den Windkraftmotoren durch das Turbinenrad verdrängt. Ob und wie weit dieses jenem überlegen ist, ist noch kaum erforscht. Das Turbinenrad gestattet zwar zum Abfangen des Winddrucks die Ausnutzung der vollen Kreisfläche, ist aber hinsichtlich: seines Durchmessers an bestimmte obere Grenzen gehalten, die ;sich) selten überschreiten lassen, ohne die- Wirtschaftlichkeit der Anlage in Frage zu stellen, da die für ein größeres Windrad erforderlichen Gerüste in ihren Abmessungen in anderem Verhältnisse wachsen als der Raddurchmesser. Hinzu gesellt sich die Schwierigkeit einer ausreichend steifen Bauart bei wachsendem Windraddurchmesser, da sich die Lagerung aller Schaufeln auf engem Raume zusammendrängt, der auch noch zum Teil das Getriebe für die Einstellung der Schaufeln aufzunehmen hat. Beim Ratenkreuz liegen diese Verhältnisse erheblich günstiger, da nur vier Flügel mit ihrem Stellwerk unterzubringen sind. Dadurch wird die ganze Bauart einfacher. Die Flügel können deshalb bis zu längeren Ausmaßen ausgeführt werden und ergeben dadurch hohe Wirkungsgrade. Die Anlage selbst wird billiger als .beim Windrade. Nach den Erfahrungen des praktischen Windmüllers ist das Ratenkreuz dem Windrade meist vorzuziehen.
• Nun bedurfte das Ratenkreuz bisher ständiger Überwachung, um seine Schaufeln den wechselnden Windstärken entsprechend von Hand nachstellen zu können. Deshalb konnte es nicht ohne Aufsicht gelassen werden. Es ist aber bei der Ausnutzung der Windkraft von großem Vorteile, wenn der Windmotor abseits von der Verbrauchsstelle der Kraft aufgestellt werden kann und sich völlig selbst einregelt. Die Einstellung des Regulierzeuges erfolgt bei Ratenkreuzen, die wohl nur bei Windmühlen Anwendung finden, bisher von Hand. Zu diesem Zwecke läuft mit der Flügelwelle ein auf ihr drehbares Rad oder eine Scheibe um, die bei wechselndem Winde gebremst oder beschleunigt wird und so das durch die oder an der Welle geführte Gestänge verschiebt, das die Einstellung der Fügel vermittelt.
• Gemäß vorliegender Erfindung wird diese Verstellung selbsttätig durchgeführt, und zwar wird die mit der Welle umlaufende Scheibe unabhängig von der Geschwindigkeit der Welle gleichförmig mechanisch angetrieben, z. B. durch einen kleinen Elektromotor, welcher der gewünschten Geschwindigkeit des Ratenkreuzes. entsprechend von vornherein eingestellt ist. Tritt nun eine Beschleunigung oder Verzögerung in der Umdrehungsgeschwindigkeit der Welle auf, dann öffnet oder schließt die gleichmäßig umlaufende Regulierscheibe die Klappen demgemäß, und das Ratenkreuz regelt sich von selbst ein, bis wieder Welle und Scheibe mit gleichmäßiger Geschwindigkeit umlaufen. Die dazu erforderliche Kupplung zwischen Regulierscheibe und Regulierzeug kann verschiedenartige Ausgestaltung erfahren. Es braucht z. B. nur mit einer Schraubenspindel verbunden zu sein, die durch die mit entsprechendem Muttergewinde versehene Regulierscheibe greift. Bei unterschiedlicher Umdrehung zwischen Welle und Scheibe verschiebt sich die Spindel längs und stellt die Klappen sinngemäß ein.
• Die Zeichnung stellt drei Ausführungsbeispiele der Erfindung hauptsächlich schematisch dar.
• Abb.i ist ein Längsschnitt durch eine Art der Kupplung zwischen Regulierscheibe und Stehzeug.
• Abb. 2 und 3 sind Ansichten auf die Re-', gulierscheibe nebst ihrem Antriebe in anderen Ausführungsformen.
• Nach Abb. i läuft die das Ratenkreuz b ' tragende Welle a in Lagern c um. Die Einstellung der nicht dargestellten Klappen erfolgt in üblicher Weisse mittels Kuppelstangen f, die über bei d an den Armen b gelagerte Winkelhebel e, Gelenke g' und Joch g an der Stellstange la .angreifen, die durch die hohle Welle cc geführt und mit einer Schraubenspindel i verbunden ist. Diese greift durch die Regulierscheibe k, die zwar gleichachsig mit der Welle a, aber zu ihr lose gelagert i ist, auf ihrem Umfange Schneckengewinde trägt und über die Schnecke l von einem kleinen Elektromotor m gleichförmigen Antrieb erhält. Dessen Gang wird so eingestellt, wie es der gewünschten Geschwindigkeit des Ratenkreuzes entspricht.
• Tritt nun zwischen Scheibe k und Welle a ein Unterschied in der Umlaufsgesch-windigkeit ein, dann schraubt sich die in der Welle a undrehbar geführte Spindel i in der Scheibe k vor oder zurück und überträgt diese Längsverschiebung auf das Stellzeug k bis f. Dadurch werden die Klappen der Raten in dein Sinne verstellt, daß sich die Drehzahl des Kreuzes entsprechend verringert oder erhöht, bis Welle a und Scheibe k wieder gleiche Umlaufzahl haben.
• Die Spindel i weist anschließend an beiden Enden ihres Gewindes Leergänge i' auf. Wird nun die Windgeschwindigkeit und demnach die Drehzahl des Ratenkreuzes zu groß oder zu klein, wird der Motor m abgestellt, dann schraubt sich die Spindel i aus der Scheibe k nach rechts oder links bis zu den Leergängen i' ganz heraus und läuft dann in ihr leer. Bei diesem Herausschrauben der Spindel i auf ihre Leergänge i' tritt die Stange h in den Bereich von Federn o, deren eine, je nach der Richtung, in der sich die Spindel i. leerschraubt, mittels des auf der Stange lt befestigten Kolbens st. unter Spannung gesetzt wird. Hört nun die Ursache des Leerganges auf, dann drückt die gesparaite Feder o die Stange h mit der Spindel i zurück, bis ihr Gewinde von dem Muttergewinde der Regulierscheibe k wieder erfaßt wird. Damit kommt die selbsttätige Einregelung wieder in Wirkung.
• Bei .denn Beispiel nach Abb.2 -sitzt die Regulierscheibe k unmittelbar am Rutenkreuz b, und die Gewindespindeln i sind unmittelbar rnit den Kuppelstangen f der Klappen verbunden. Am Kreuz b sind in einen Zahnkranz p 'der Scheibe k greifende Zahnräder q gelagert, die das Mnittergewinde der Spindeln i enthalten. Die Wirkung ist dieselbe wie beim erstbeschriebenen Beispiel. Tritt bei verändertem Winddruck ein Vor-oder Nacheilen des Rutenkreuzes gegenüber der vom Elektromotor m gleichförmig angetriebenen Scheibe k ein, dann rollen die Zahnräder q nach links oder rechts auf dem Zahnkranz p, nm entsprechendem Maße ab und verschieben die Spindeln i nach außen oder innen, wodurch die sinngemäße Einstellung der Kläppen erfolgt.
• Auch das Zahngetriebe p, q läßt sich noch erübrigen, wenn die Kuppelstangen f der Klappen mit Zapfen f' hinmittelbar in Spiralnuten s der Regulierscheibe k eingreifen, wie das Beispiel der Aber. 3 zeigt. Die Spiralnuten s gehen am äußeren und inneren Umfange der Scheibe k ,in Kreisnuten t und u über. In diese treten die Zapfen f' in den äußersten Stellungen der Klappen über, wenn sie bei starkem Winde vollständig offen, bei abgestelltem Motor in bzw. bei schwachem Winde vollständig geschlossen sind. Zur Zurückführung, der Zapfen f' in die Spiralnuten s kann eine den Federn o in Abb. z ähnliche Einrichtung dienen. So sind (Abb. 3) an den Eintrittsstellen .der Spiralnuten s in die beiden kreisförmigen Leergänge t und u federnde Weichen v vorgesehen, die es den. in die Nuten eingreifenden Zapfen f der Kuppelstangen f gestatten, aus den kreisförmigen Leergängen in die Spiralnuten zurückzukehren, wenn das Voreilverhä.ltnis zwischen .der Welle a und der Regulierscheibe k sich umkehrt.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: z. Regelungsvorrichtung für Windmühlen, bei der eine mit dem S.tellgestänge verbundene und mit der Flügelwelle umlaufende, aber auf ihr drehbare Scheibe ' durch Vor- oder Nacheilen die Klappenstellung regelt, dadurch gekennzeichnet, daß die Regulierscheibe (k) unabhängig von der Flügelwelle (a) einen gleichförmigen mechanischen Antrieb entsprechend der gewünschten Geschwindigkeit erhält, so daß sich die Drehzahl der Flügelwelle (a) nach derjenigen der Scheibe (k) einregelt.
2. 2. Ausführungsfrnrn der Regelungsvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einer` in der hohlen Flügelwelle (a) undrehbar geführten Schraubenspindel (i) durch die Regulierscheibe (k) hindurchgreift, so daß bei auftretendem Unterschied in den Drehzahlen der Flügelwelle (a) und der Seheibe (k) eine Längsverstellung der Spindel (i) eintritt, die mit bekannten Mitteln auf die Jalousien übertragen wird.
3. 3. Ausführungsfarm der Regelungsvorrichtung nach -den Ansprüchen, r und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenspindel (z an beide Enden des Gewindes anschließend, Leergänge (i) aufweist, die es ermöglichen, die Spindel (i) in ihren Grenzstellungen außer Eingriff mit dem Muttergewinde der Regulierscheibe (k) zu bringen.
4. 4. Ausführungsform der Regelungsvorrichtung nach den Ansprüchen r bis 3, dadurch. gekennzeichnet, daß die Spindel (i) vor Eintritt ihrer Leergänge (ä) in das Muttergewinde unter entgegenwirkende Federspannung (o) gesetzt wird.
5. 5. Ausführungsform der Regelungsvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Regulierscheibe (k) .für den Angriff der Reguliervorrichtung Spiralnuten (s) aufweist, die an beiden Enden in kreisförmige Leergänge (t, u) übergehen.
6. 6. Ausführungsform der Regelungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an .den Eintrittsstellen der Spiralnuten (s) in die kreisförmigen Leergänge (t, 2c) federnde Weichen (v) vorgesehen sind, die es den in die Nuten eingreifenden Stiften (f) gestatten, bei eintretender Umkehrung des Voreilverhältnisses aus den Leergängen in die Spiralnuten zurückzukehren.