DE49968C - Wasserkraftmaschine - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT,

(Reg.-Bez. Bromberg.)

Wasserkraftmaschine.

Ein hohler, allseitig geschlossener Cylinder (Schwimmkolben) und sein Gefäfs, ein oben offener Cylinder, sind mit den nöthigen Getrieben in einer aus Mauerwerk aufgeführten Grube aufgestellt, die sich in einem grofsen, mit Wasser gefüllten Behälter befindet. Zu diesem Behälter findet ein regelmäfsiger Wasserzuflufs statt.

Auf der' Zeichnung stellen dar:

Fig. ι und 2 den Motor im Verticalschnitt,

Fig. 3 eine Umformung des Schwimmkolbens b,

Fig. 4 das Flüssigkeitseinlafsorgan, als Schieber d ausgeführt, in gröfserem Mafsstabe,

Fig. 5 das Ausströmventil für sich BÜein im Verticalschnitt und in der unteren Ansicht,

Fig. 6 eine schematische Darstellung einer zweicylindrigen Maschine,

Fig. 7 Theildarstellungen des Hebels S.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, besitzt der Schwimmkolben einen solchen Umfang, dafs er zwischen sich und dem Cylinder a einen geringen Spielraum läfst. Der Cylinder a mit den anderen Getriebetheilen befindet sich in einer ausgemauerten Grube, die in einem grofsen Behälter angeordnet ist, der durch ein Rohr c mit dem Cylinder a in Verbindung steht und aus einem Teich, Bach oder Flufs seinen Zuflufs erhält. Das Zuflufsrohr c kann durch einen Schieber d, der später noch beschrieben werden soll, geöffnet und geschlossen werden. Ferner besitzt der Boden des Gefäfses α ein Ventil e, durch welches das aus dem Cylinder α ausfiiefsende Wasser in den unmittelbar darunter angeordneten Behälter f gelangt, der durch ein Rohr g mit einem hydraulischen Widder (Stofsheber) w in Verbindung steht.

Zur Umsetzung der Auf- und Niederbewegung des Kolbens b in die umlaufende der Kurbelwelle / dient folgende Vorrichtung. Der Schwimmkolben b besitzt an seinem unteren Boden- zwei durch den Boden des Gefäfses a gehende Stangen 0 und O₁; dieselben sind je mit einem zweiarmigen Hebel r T₁ verbunden. Die kürzeren Schenkel der Hebel r und T₁ sind durch, eine Querstange s mit einander verbunden, welch letztere durch die Zugstange t mit der bei U₁ geführten Stange u in Verbindung steht, welche wieder bei ν mit der Pleuelstange χ der Kurbelwelle I verbunden ist.

Selbstverständlich kann man, um die Abdichtung der Kolbenstange 0 und O₁ zu vermeiden, dieselben statt am unteren am oberen Boden des Kolbens b anbringen, wobei auch die Uebertragungshebel r und r_x oberhalb des Kolbens anzuordnen wären (Fig. 3).

Es erübrigt nun noch, die Einrichtung zu beschreiben, welche den Zweck hat, das zuströmende Wasser in den Cylinder a zeitweilig ein- und austreten zu lassen, nämlich die Steuerung der Flüssigkeits - Ein - und -Auslafsglieder d bezw. e. Der Sperrschieber d des Flüssigkeitszuleitungsrohres c ist an einer Kette K befestigt, welche über drei Leitrollen L L₁ und L₂ läuft und an ihren Enden die in den Hülsen H und H¹ geführten Gegengewichte G und G¹ trägt. Ebenso steht auch das untere Auslafs-

■ventil e bezw. dessen Stiel e_s mit Zahnsegment e_? durch eine mit einer Zahnstange Z versehene Kette K₁ bei K_v mit der Kette K in Verbindung (Fig. 5). Die Gewichte G und G₁ sind so abgewogen, dafs sie sich bei der tiefsten Stellung (Fig. 1) des Schwimmkolbens b das Gleichgewicht halten und in diesem Zustande der Schieber d geöffnet und das Ventil c geschlossen ist. Die Leitrollen werden von den am Cylinder α befestigten Trägern T getragen. An dem oberen Theile T₁ der Träger sind zwei zweiarmige Hebel S₁ S₂ angebracht, die mit ihren kürzeren Schenkeln mit den Federn F₁ und F₂ in Verbindung stehen, während . sie an ihren längeren Schenkeln ringförmig ausgebildet sind (Fig. 7), durch welche Ringe Z₁ Z₂ die Kette K geht. Unterhalb des Ringes Z₁ bezw. Z₂ ist an einem Kettenglied eine Scheibe Tp₁ (p₂) so befestigt, dafs dieselbe bei der Aufwärtsbewegung des Schwimmkolbens sich unmittelbar unterhalb des Ringes befindet. Das unter der Einwirkung der Feder F₂ stehende Ende des Hebels S₂ correspondirt mit dem Arm A des Kolbens b, während der längere Arm des Hebels S₁ mit dem am Ende hakenförmig ausgebildeten Arm B des Kolbens im Zusammenhange steht, derart, dafs der letztere (B) bei der Tiefstellung des ' Kolbens b am Anfange des Hubes den Hebel S₁ in der schrägen Stellung (Fig. 1) hält. Bei der Hochstellung bezw. beim Hübende (punktirte Lage Fig. 1) dagegen stöfst der Arm A an den Hebel S₂, während der Arm B sich in einiger Entfernung von dem Hebel S₁ befindet. Durch diese Hebel S₁ und S₂ wird das Oeffnen bezw. Schliefsen des Ein- und Ausströmungskanals in der unten beschriebenen Weise bewirkt.

Die Wirkungsweise der Maschine ist folgende: Nachdem aus einem in der Nähe befindlichen Flufs, Bach, Teich oder dergleichen das Sammelbassin auf eine bestimmte Höhe, z. B. bis zu dem Punkt der höchsten Schwimmkolbenstellung gebracht ist, wird durch Drehen des Schwungrades der Motor in Bewegung gesetzt bezw. ein im Zuströmungsrohr c befindlicher Schieber gezogen und dadurch die in Fig. 1 und 2 dargestellte Stellung herbeigeführt, bei welcher der Einlafsschieber d geöffnet und das Auslafsventil e geschlossen ist. Da in diesem Falle das grofse Sammelbassin und das Gefäfs α zusammenhängen, wird das Wasser in den Cylinder α strömen, und der Schwimmkolben b wird durch den Auftrieb des Wassers nach aufwärts bewegt werden, bis er mit seinem Arm A an den Hebel S₂ anstöfst, wodurch der Schlufs des Einlafsschiebers und die Oeffhung des Auslafsventils veranlafst wird. Diese Umsteuerung wird nämlich dadurch bewirkt, dafs der Ring Z₂ des Hebels S₂ bei seiner Abwärtsbewegung die Kette K vermittels ihres Plättchens j>₂ herunterzieht und dadurch das Gewicht G₁ das Uebergewicht erlangt. Letzteres kommt nun zum Fällen, wodurch der Schieber herabbewegt, also geschlossen und die Kette K₁ angezogen wird. Hierdurch wird wiederum das Ausströmventil e geöffnet, indem die an der Kette K₁ befestigte Zahnstange Z (Fig. 5) vermittels des gezahnten Segments e_? den Ventilkegel e so weit dreht, dafs seine Durchlafsöffnungen e₀ unter den Oeffnungen S₀ des Ventilsitzes u_s zu liegen kommen, wodurch dem unter dem Schwimmer befindlichen Wasser der Austritt gestattet wird. Die Ausströmöffnung ist so grofs gewählt, dafs die Entleerung des Cylinders sehr rasch geschieht. Infolge dessen bewegt sich der Kolben b vermöge seines Eigengewichtes nach abwärts, bis er in seine anfängliche Stellung gelangt bezw. bis das hakenförmige Ende des Kolbenarmes B den Hebel S₁ wieder herabgezogen hat, wodurch die ursprüngliche Position, d. h. die Wiedereröffnung des Schiebers d und der abermalige Schlufs des Ventiles e hergestellt wird, indem nämlich das früher in die Hochstellung gebrachte Plättchen ^p₁ von dem Ring Z₁ des Hebels S₁ nach abwärts gezogen und dadurch die Kette K im Sinne des punktirt gezeichneten Pfeiles mit heruntergezogen wird. Hierbei kehren auch die Gewichte G und G₁ in ihre ursprüngliche Lage zurück, so dafs der Apparat die ursprüngliche Stellung wieder angenommen hat und das Spiel von neuem beginnt. /

Die Auf- und Niederbewegung des Kolbens b wird durch Kolbenstangen 0 und O₁, Hebel r und i\, Zugstange t_x , Führungsstange u und Pleuelstange χ auf die Kurbelwelle / übertragen. ■

Die von dem Auftrieb, geleistete Arbeit kann zu verschiedenen Zwecken verwendet werden, ■ u. A. auch zum Heben von Wasser, speciell zu Berieselungszwecken. In diesem letzteren Falle wird das nach jedem Hub aus dem Gefäfse α austretende Wasser nach einem Behälter f geleitet und gelangt von demselben durch das Ableitungsrohr g zu dem hydraulischen Widder (Stofsheber) n>, durch welchen das Wasser auf die gewünschte Höhe gefördert wird.

Dem Kolben kann auch die in Fig. 3 dargestellte Form gegeben werden. Der Kolben wird mit Ringnuthen V versehen, welche um seinen Umfang ringsum laufen.

Ferner kann man, um die Arbeitsfähigkeit der Maschine zu vergröfsern, zwei solche Schwimmkolben nebst Cylindern mit einander zu einer doppeltwirkenden Maschine (Fig. 6) verbinden, so zwar, dafs der Kolben ^₁ des einen Cylinders a_x bei seinem Aufwärtsgange den zweiten Kolben b₂ des Cylinders a₂ niederdrückt, und umgekehrt, wenn b₂ sich aufwärts bewegt, der Kolben b_x herabgedrückt wird.

Claims (2)

1. PaTENT-AnSPRÜCHE:

   ι. Ein hydraulischer Motor, gekennzeichnet durch die Anordnung eines mit Ein- und Auslafsorgan versehenen cylindrischen Gefäfses α innerhalb eines gröfseren Sammelbehälters, welcher von irgend einem Wasserlauf seinen Zuflufs erhält und mit dem Gefäfs α durch ein Rohr c verbunden ist, sowie eines Schwimmkolbens b in dem Gefäfs a, welcher bei geöffnetem Einlafs und geschlossenem Auslafskanal infolge des hydrostatischen Auftriebes aufwärts bewegt wird und in der höchsten Stellung selbstthätig eine Umsteuerung bewirkt, d. h. das Einlafsorgan schliefst und das Auslafsorgan öffnet und bei dem dadurch erfolgenden Ausflufs des Wassers infolge des Eigengewichtes in seine tiefste Stellung zurückkehrt, in derselben wiederum eine Umsteuerung bewirkend; die hierdurch geleistete Arbeit kann in entsprechender Weise, z. B. durch Hebelübersetzung auf eine Kurbelwelle übertragen und von dieser aus nutzbar gemacht werden.
2. 2. An dem unter i. gekennzeichneten hydraulischen Motor die besondere Construction der Steuerorgane, bestehend aus dem als Einlafsorgan dienenden Schieber d, dem Auslafsventil e, der die Bewegung einleitenden, am Schwimmkolben befestigten Stofsstange A und Zugstange B, sowie den Hebeln S₂ und -S₁ , welche ihre Bewegung durch eine Kette K auf den durch Gewichte G und G₁ ausbalancirten Einlafsschieber d bezw. durch Kette K₁, Zahnstange Z und Zahnsegment e_? auf das Auslafsventil e übertragen, derart wirkend, dafs bei der höchsten Stellung des Schwimmers die Stange A gegen den Hebel S₂ stöfst und diesen bewegt, wobei der am Ende ringförmig ausgebildete Hebel gegen eine an der Kette K befestigte Platte p₂ trifft und diese herabbewegt, wodurch das Gleichgewicht der Gewichte G- und G₁ aufgehoben, Schieber d nach unten bewegt wird und den Kanal c schliefst, während gleichzeitig die Zahnstange Z durch Kette K₁ bewegt wird und somit' vermittels des Zahnbogens e^ den Auslafskanal öffnet, während in der tiefsten Stellung des Schwimmers die hakenförmig gebogene Stange B auf den Hebel S₁ einwirkt und in analoger-Weise die Kette K bezw. K₁ in entgegengesetzter Richtung bewegt.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.