DE3816555A1 - Maschine zur abgabe von antriebskraft - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Maschine zur Abgabe von Antriebskraft, insbesondere unter Ausnutzung der Kraft strömenden Wassers bzw. eines anderen strömenden Mediums, also eine Vorrichtung, die von einer Strömung beaufschlagte Antriebselemente besitzt, die auf einem gemeinsamen Träger angeordnet sind und diesen zu einer Umlaufbewegung mitneh­ men, wobei die Umlaufbewegung des Trägers auf eine Abtriebs­ welle übertragen wird.

Bekannte Vorrichtungen dieser Art, wie beispiels­ weise als Mühlräder dienende bzw. ausgebildete Wasserräder oder Turbinen und dergleichen, müssen in der Regel an ört­ liche Gegebenheiten angepaßt werden und erfordern daher in der Regel Wasserbaumaßnahmen, wie Dämme, Gräben, Rinnen, Leitungen und dergleichen. Sie sind deshalb üblicherweise auch am Einsatzort fest installiert und werden normaler­ weise auch erst dort zusammengebaut bzw. eingebaut.

Der Erfindung liegt in erster Linie die Aufgabe zu­ grunde, die Einsatzmöglichkeiten von Maschinen der eingangs genannten Art zur Abgabe von Antriebskraft, die die Kraft einer Strömung ausnutzen, zu steigern und insbesondere eine Vorrichtung zu schaffen, die als im wesentlichen betriebs­ fertige Baueinheit vorgefertigt und transportabel ist und sich an mannigfachen Orten und unter den unterschiedlich­ sten Bedingungen einsetzen läßt, ohne daß nennenswerte ört­ liche Baumaßnahmen erforderlich werden. Auf Grund einer solchen Ausbildung ist sie beispielsweise auch in Entwick­ lungsländern als Antriebsmaschine für mannigfache Vorrich­ tungen, wie Generatoren zur Stromerzeugung, Antriebe für Bewässerungseinrichtungen, einsetzbar. Die erfindungsgemäße Vorrichtung soll sich hierbei insbesondere zum nur vorüber­ gehenden Einsatz an einem Einsatzort eignen und aus diesem Grund leicht transportabel sein.

Eine solche Aufgabe ist gemäß der Erfindung bei einer Kraftmaschine der eingangs genannten Art, die von einer Strömung beaufschlagte Antriebselemente besitzt, durch die ein gemeinsamer Träger zu einer Umlaufbewegung mitnehmbar ist, der seine Bewegung auf eine Abtriebswelle überträgt, und bei der die von der Strömung beaufschlagten Antriebselemente mit dem Träger beweglich verbunden und aus einer Stellung bzw. Lage, in der sie sich an den Umfang des Trägers anlegen bzw. daran anlegbar sind und der Strömung keinen oder einen nur geringen Widerstand entgegensetzen, in eine abgespreizte Arbeits- bzw. Betriebsstellung bring­ bar sind, in der sie der Wasserströmung einen erhöhten Widerstand entgegensetzen, in erster Linie dadurch zu lösen, daß die einander diametral oder etwa diametral gegenüberliegenden Antriebselemente miteinander gekoppelt sind in dem Sinne, daß das eine Element durch das andere in die Arbeitsstellung bzw. in die Ruhestellung führbar ist. Hierzu kann gegebenenfalls auch eine zentrale Steuerein­ richtung vorgesehen sein, die die Kraft zum Verstellen der Antriebselemente von deren Drehbewegung ableiten kann.

Um die Wirkung der Kraftmaschine zu erhöhen, können am Träger für die Antriebselemente Flächen angebracht sein, die das strömende Medium auf die Antriebselemente leiten.

Vorzugsweise können diese Flächen als in den Trager einge­ formte, konkav gekrümmte Leitbleche ausgebildet sein.

Es ist zweckmäßig, aus den Teilen der Vorrichtung Baugruppen zu bilden und diese aneinanderreihbar, d.h. so­ wohl in der Waagerechten als auch in der Senkrechten anein­ anderreihbar, auszubilden, wobei die Abtriebswellen der Baugruppen vorzugsweise miteinander gekoppelt sein sollten. Eine oder mehrere dieser Baugruppen können auf einem gemein­ samen Unterbau angebracht sein, der über einen oder mehrere Hohlkörper und über Einrichtungen zum Fluten und Entleeren dieser Hohlkörper verfügen kann. Der Unterbau kann auch als an ihren Enden verschließbare, hohle, U-förmige Rinne ausge­ bildet sein. Eine derartige Ausbildung des Unterbaus ermög­ licht, die Kraftmaschine schwimmend auf einfache Art von einem Ort zu einem anderen zu bringen und dort wieder abzu­ setzen.

Grundsätzlich können die Träger mit ihren Antriebs­ elementen jegliche Lage und/oder Anordnung erhalten. Insbe­ sondere sollte beispielsweise aus Gründen problemloser Kopplung mehrerer Träger oder Baugruppen von Fall zu Fall überprüft werden, ob die Träger in der Weise auf dem Unter­ bau angeordnet werden sollten, daß die Drehachsen waage­ recht oder daß sie senkrecht verlaufen.

Die Erfindung läßt mannigfache Ausführungsmöglich­ keiten zu.

In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand von zwei stark schematisiert dargestellten Ausführungsbeispie­ len, die das der Erfindung zugrunde liegende Lösungsprinzip veranschaulichen sollen, mit den zum Verständnis wesentli­ chen Teilen dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 eine Auführungsmöglichkeit mit einem zylin­ drischen Träger und Antriebselementen, geschnitten,

Fig. 2 eine abgewandelte Ausführungsform, ebenfalls geschnitten,

Fig. 3 eine Ausführungsform mit aufrechtstehender Achse und zu aneinanderreihbaren Baueinheiten zusammengefaßten Bauteilen im Aufriß und

Fig. 4 im horizontalen Schnitt, sowie

Fig. 5 auf einen Unterbau aufgesetzte Einheiten im Aufriß und

Fig. 6 im Grundriß.

Bei den Ausführungsbeispielen ist von einem aufrecht stehenden Träger 2 mit Antriebselementen 4 ausgegangen. Rund um den Umfang des Trägerzylinders 2 sind als Antriebs­ elemente dienende Klappen 4 in gleichmäßigen Abständen ver­ teilt angeordnet, die mit dem Zylinder 2 gelenkig verbunden und aus einer anliegenden Lage in eine abgespreizte Stel­ lung bewegbar sind.

Es sei angenommen, daß die Strömung bei der Ausfüh­ rungsform nach Fig. 1, 2, 4 und 6 von unten nach oben bzw. bei der Ausführungsform nach Fig. 3 und 5 in die Zeichen­ ebene hinein gerichtet ist. Die Strömung trifft dann auf die in der Zeichnung abgespreizt dargestellten Klappen 4 und nimmt sie und dadurch den sie tragenden Zylinder 2 und damit dessen Welle 3 zu einer Umlaufbewegung entgegen dem Uhrzeigersinn mit. Die einander diametral gegenüberliegen­ den Antriebsklappenpaare sind, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, in der Weise antriebsmäßig miteinander gekoppelt, daß sie sich bei ihrer Bewegung gegenseitig unterstützen, wobei beispielsweise die abgespreizte Klappe, die sich unter dem Einfluß der Strömung anzulegen beginnt, das anfängliche Abspreizen der gegenüberliegenden Klappe steuert, die danach ihrerseits unter dem Einfluß der Strömung voll abge­ spreizt wird und dabei die gegenüberliegende Klappe an den Zylinder anlegt. Hierzu sind die Klappen 4 paarweise über ein Gestänge miteinander verbunden, das einen starr mit der einen Klappe des Klappenpaars verbundenen Hebel 41 umfaßt, der über einen Zwischenlenker 42 mit einem starr mit der anderen Klappe des Klappenpaars verbundenen Hebel 43 an­ greift. Hebel 41 und 43 schließen mit der zugehörigen Klappe einen Winkel ein, der durch das Anschlagen des Hebels 41 bzw. 43 an dem Innenumfang des Trägerzylinders 2 das Ausmaß der Klappenbewegung begrenzt. In ähnlicher Weise können weitere Klappen, wie sie in Fig. 1 strichpunktiert angedeutet sind, paarweise miteinander gekoppelt werden.

Fügt man, wie dies in der Zeichnung durch unterbro­ chene Linien schematisch angedeutet ist, in den Lenker 42 ein Steuerungselement 421 ein das beispielsweise hydrau­ lisch steuerbar ist und die Länge des Lenkers zwischen zwei Endstellungen zu ändern gestattet in der Weise, daß in der einen Stellung eine Klappe abgespreizt und die andere ange­ legt ist, während in der anderen Stellung beide Klappen angelegt sind, kann man die Maschine in einfacher Weise durch Anlegen beider Klappen stillsetzen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 sind im Ver­ gleich zu derjenigen nach Fig. 1 anstelle des Trägerzylin­ ders in den Träger eingeformte, konkav gekrümmte Leitble­ che 8 vorgesehen, die das anströmende Medium auf die An­ triebselemente 4 leiten. Die Klappenpaare sind wiederum, wie in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben, über starr mit den Klappen verbundene Hebel 45 und einen Zwischenlen­ ker 44 miteinander gekoppelt. Die Hebel und Lenker 44, 45 sollten vorzugsweise oberhalb und/oder unterhalb der Leit­ bleche 8 des Trägers angeordnet sein, so daß sie sich frei über diese hinweg bzw. unter diesen hindurch bewegen können.

Bei den Ausführungsbeispielen ist von einem aufrecht stehenden Gestell 1 als Basisteil ausgegangen, in dem ein zylindrischer Träger 2 mit seiner Welle 3 um eine senk­ rechte Achse drehbar gelagert ist. Es ist möglich, das Basisgestell 1, wie in Fig. 3, 4, 5 und 6 durch strich­ punktierte Linien angedeutet ist, mit weiteren gleicharti­ gen Gestellen in Gruppen neben- und auch übereinander anzu­ ordnen, um eine vorhandene Strömung bestmöglich ausnutzen zu können. Außerdem erleichtert die Zusammenfassung der Teile zu kleineren Baugruppen einen eventuell erforderli­ chen Standortwechsel der Vorrichtung.

Bei einem gruppenweisen Zusammenbau mehrerer Einhei­ ten zu einem größeren Aggregat, wie es in Fig. 3, und 4 durch die strichpunktierten Linien angedeutet ist, wird man zweckmäßigerweise ein Sockelteil 5 vorsehen, um einen guten Stand zu erzielen. Darüber hinaus dürfte es in vielen Fäl­ len zweckmäßig sein, die Abtriebswellen der einzelnen Bau­ einheiten in einem gemeinsamen Getriebekasten 6 münden zu lassen, in dem die Wellen nach Belieben miteinander koppel­ bar sind, um sie beispielsweise einzeln oder auf eine ein­ zige Abtriebswelle zusammengeschaltet herauszuführen. Als ein solcher Getriebekasten kann gegebenenfalls auch der Sockelteil 5 ausgebildet sein.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 und 6 ist von einem als Hohlkörper ausgebildeten Unterbau 7 ausgegangen, der eine im Querschnitt im wesentlichen U-förmige Rinne bildet und als Hohlkörper schwimmfähig ist. Die aufrecht stehenden Seitenteile 71 bzw. 72 des Unterbaus 7 sind eben­ falls als Hohlkörper ausgebildet. Aufgrund der Hohlkörper­ eigenschaft seines Basisteils ist das gesamte Gerät schwimm­ fähig und kann leicht an seinen Einsatzort gebracht werden. Hierbei kann gegebenenfalls die U-förmige Rinne durch Tore 73 am vorderen und hinteren Ende verschlossen werden, wie sie in Fig. 6 in unterbrochenen Linien angedeutet sind. Am Einsatzort wird der Hohlkörper geflutet und das Gerät auf Grund gesetzt, wobei für die Funktionstüchtigkeit uner­ heblich ist, ob es vollständig in das Wasser eintaucht oder nur zum Teil.

Claims (8)

1. Maschine zur Abgabe von Antriebskraft, insbeson­ dere unter Ausnutzung der Kraft strömenden Wassers bzw. eines anderen strömenden Mediums, mit einem zu einer Umlauf­ bewegung mitnehmbaren, seine Bewegung auf eine Abtriebs­ welle übertragenden Träger für von der Strömung beauf­ schlagte Antriebselemente, die mit dem Träger beweglich verbunden und aus einer Stellung bzw. Lage, in der sie sich an den Umfang des Trägers anlegen bzw. daran anlegbar sind und der Strömung keinen oder einen nur geringen Widerstand entgegensetzen, in eine abgespreizte Arbeits- bzw. Betriebs­ stellung bringbar sind, in der sie der Strömung einen erhöh­ ten Widerstand entgegensetzen, dadurch gekennzeichnet, daß die einander diametral oder etwa diametral gegenüberliegen­ den Antriebselemente miteinander gekoppelt sind in dem Sinne, daß das eine Element durch das andere oder eine zen­ trale Steuerung in die Arbeitsstellung führbar ist.

2. Kraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Träger für die Antriebselemente Flächen besitzt, die das strömende Medium auf die Antriebselemente leiten.

3. Kraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Flächen als in den Träger der Antriebs­ elemente eingeformte, konkav gekrümmte Leitbleche ausge­ bildet sind.

4. Kraftmaschine nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile zu aneinanderreihbaren Baugruppen zusammengefaßt sind.

5. Kraftmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Baugruppen auf einem gemeinsamen Unterbau angeord­ net sind, der einen oder mehrere Hohlkörper und Einrich­ tungen zum Fluten und Entleeren der Hohlkörper besitzt.

6. Kraftmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterbau als an ihren Enden verschließbare, hohle, U-förmige Rinne ausgebildet ist.

7. Kraftmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger mit den Antriebselementen auf dem Unterbau mit waagerechten Drehachsen angeordnet sind.

8. Kraftmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger mit den Antriebselementen auf dem Unterbau mit senkrechten Drehachsen angeordnet sind.