DE601536C - Windkraftmaschine mit Luftverdichter, dessen hin und her gehende Kolben durch einen Fliehkraftregler nacheinander ein- und ausgeschaltet werden - Google Patents

Description

• Windkraftmaschine mit Luftverdichter, dessen hin und her gehende Kolben durch einen Fliehkraftregler nacheinander ein- und ausgeschaltet werden Die Leistung von Windkraftmaschinen schwankt bekanntlich erheblich infolge der ungleichmäßigen Windstärke. Um die Umlaufgeschwindigkeit des Windrades und die von ihm abzugebende Leistung einigermaßen den verschiedenen Windgeschwindigkeiten anpassen zu können, hat man die Gesamtleistung, die ein Windrad bei der für dasselbe zulässigen höchsten Windgeschwindigkeit abzugeben vermag, unterteilt, d. h. man hat durch das Windrad nicht, wie es ursprünglich üblich war, eine einzige große Arbeitsmaschine, sondern :eine Mehrzahl entsprechend kleinerer anzutreibender Arbeitsmaschinen oder Einrichtungen angeschlossen. Es ist z. B. vorgeschlagen worden, ,am äußeren Umfang einer Windturbine einen Reibring anzubringen, der mit einer Mehrzahl kleiner Reibräder nach Belieben in und außer Eingriff gebracht werden konnte, von denen jedes zum Antrieb einer Arbeitsmaschine diente. Das Ein- und Ausrücken jedes dieser kleineren Reibräder erfolgte aber von Hand, z. B. indem man den Lagerbock des Reibrades hydraulisch hob oder aber das flüssige Druckmittel aus seinem Zylinder abfließen ließ.. Es ist auch vorgeschlagen worden, durch die senkrechte Arbeitswelle, welche an ihrem oberen Ende mit Hilfe von Kegelrädern durch das Windrad angetrieben wird, einen Fliehkraftregler in Umlauf zu versetzen, der je nach dem Maße der Spreizung seiner Kugeln eine größere oder kleiriere Anzahl von Arbeits- oder Werkzeugmaschinen tätig sein ließ. Es ist z. B. bekannt, durch die erwähnte senkrechte Welle eine mehrfach gekröpfte Kurbelwelle in Umlauf zu versetzen, die ihrerseits die Kolben ebenso vieler Luftförderpumpen bewegte. Das In- und Außergangsetzen dieser Luftpumpen erfolgte, indem der Fliehkraftregler den Steuerventilen aller dieser Pumpen oder nur eines Teiles derselben das Arbeiten gestattete. Bei Abnahme der Windstärke konnten also, wenn der Wind allmählich so schwach wurde, daß er nur noch eine Pumpe anzutreiben vermochte, alle übrigen Pumpen außer Betrieb gesetzt werden. Während die eine Pumpe noch unter Belastung arbeitete, liefen aber alle übrigen Pumpen im Leerlauf mit. Ihr Reibungswiderstand verminderte den Gesamtwirkungsgrad der ganzen Anlage. Die leer laufenden Pumpen verbrauchten außerdem nutzlos Schmierstoff und unterlagen auch nutzlos der Abnutzung.
• Sollte andererseits die Arbeitsfähigkeit des Windrades auch bei starkem Wind gut ausgenutzt werden, so mußte naturgemäß eine größere Anzahl Pumpen von der gemeinsamen Kurbelwelle angetrieben werden.
• Beim . Erfindungsgegenstand werden die einzelnen, z. B. durch Luftförderpumpen gebildeten Arbeitsmaschinen ebenfalls mit Hilfe eines Fliehkraftreglers selbsttätig ein-und ausgeschaltet. Erfindungsgemäß ist aber jede Luftförderpumpe mit einer Kurbelwelle versehen, und es sind Kupplungen so angeordnet, daß eine von der senkrechten Arbeitswelle der Windkraftmaschine ununterbrochen angetriebene Kurbelwelle j e näch der Stellung der Muffe des Fliehkraftreglers und demgemäß sämtlicher von diesem Regler beherrschten Kupplungen eine oder mehrere Kurbelwellen bei ihrem Umlauf mitnimmt. Ist die Windstärke z. B. zunächst so groß, daß das Windrad sämtliche Pumpen mitnehmen kann, und vermindert sich die Windstärke darauf, etwa allmählich derart, daß das Windrad nur noch die erste Kurbelwelle mitzunehmen vermag, so verstellt der Regler die sämtlichen Mitnehmerkupplungen gemäß der allmählichen Abnahme der Windstärke so, daß eine Pumpe nach der andern stillgesetzt wird, also wenn beispielsweise nur noch die erste Kurbelwelle läuft, alle anderen stillstehen, so daß kein nutzloser Schmierstoffverbrauch und auch keine unnütze Abnutzung der Arbeitsmaschinen eintreten kann. Andererseits kann der verbliebene schwache Wind aber vollständig zum Antrieb der ersten Kurbelwelle ausgenutzt werden.
• Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel.
• Fig. i ist eine Gesamtansicht.
• Fig. 2 zeigt die Anlage bei ausgeschaltetem Verdichter.
• Fig.3 zeigt die Verbindung mehrerer Kurbelwellen untereinander.
• Fig.4 zeigt den Schaltvorgang bei einer Kupplung.
• Fig. 5 zeigt eine Gruppe von Stahlflaschen, welche durch das Windrad mit Druckluft gefüllt werden.
• Das Flügelrad i der Windkraftmaschine treibt in bekannter Weise eine senkrechte Arbeitswelle 2 an. Die Flügel des Rades i werden durch Federn ia so gesteuert, daß sie bei gefährlichem Anwachsen der Windstärke genügend nachgeben können. Die Welle 2 treibt mittels zweier Kegelräder 3 und 4 eine Kurbelwelle 5 an. Diese bewegt den Kolben des Zylinders 6, eines Verdichters, auf und nieder. Durch eine biegsame Leitung 7 ist dieser Zylinder 6 an eine fest verlegte Leitung 8 angeschlossen. Durch zwei Kettenräder 9 und io und eine zugehörige Kette wird ein Fliehkraftregler i i angetrieben. Bei der Ausführung nach den Fig. i und 2 dreht eine Fliebkraftreglerstange 12 bei ihrer Aufwärtsverschiebung ein Zahnrad 12', welches mittels eines Winkelhebels 13 eine Klauenkupplung 14 einrückt. Durch das Einrücken der Klauenkupplung 14 wird ein Kettenrad 15 in Umlauf gesetzt, so daß es für einen beliebigen Zweck Energie abgeben kann. Bei der Ausführung nach den Fig. 3 und 4 treibt erfindungsgemäß die Kurbelwelle 5 mittels eines Kettengetriebes 16, 17, 18 eine Welle 19 an, die sich in Lagern 2o drehen kann und Kupplungsklauen 21 in Umlauf setzt. Diese Kupplungsklauen 2i können durch den Fliehkraftregler i i verschoben und auch ganz ,ausgerückt werden. Sind die Klauen 21 mit Gegenklauen 22 in Eingriff, so wird eine Kurbelwelle 24 gedreht. Ein zweites Kegelrad 25 ist mit dem Kegelrad 3 im Eingriff, und das Kegelrad 2 5 dient dazu, eine Kurbelwelle 26 zu drehen. Die Kurbelwelle 26 ist durch ein Kettengetriebe 27, 28, 29 mit einer Welle 30 gekuppelt, auf der Kupplungsklauen 31 axial verschiebbar und drehbar angeordnet sind. Wenn die Klauen 31 mit Gegenklauen 32 in Eingriff sind, wird auch eine Kurbelwelle 33 angetrieben. In den Fig. 3 und 4 ist angenommen, daß das Windrad i mit der größten Drehzahl arbeitet. Demgemäß laufen auch alle vier Kurbelwellen 5, 24, 26, 33 um. Sinkt die Drehzahl des Windrades i, so sinken auch die Stangen 12 der beiden Fliehkraftregler i i, welche durch die Kettenräder "q und 9a angetrieben werden. Jede Fliehkraftreglerstange 12 wirkt dabei mittels Winkelhebels 34 (Fig. 4) auf die Kupplungsklauen 31 und 21 ein. Sobald der Winkelhebel des mit der Kurbelwelle 26 zusammenarbeitenden Fliehkraftreglers um den Winkel d, Fig. 4, gedreht worden ist, kommt die Klauenkupplung 31 außer Eingriff und dementsprechend die Kurbelwelle 33 zum Stillstand. Sinkt die Drehzahl des Rades i noch weiter, so werden die Winkelhebel 34 ebenfalls noch weitergedreht, z. B. um den Winkel b. Dann kommt auch die .Klauenkupplung 21, 22, welche längere Klauenzähne als die Kupplung 31, 32 hat, außer Eingriff, und demgemäß kommt auch die Kurbelwelle 24 zum Stillstand.
• Wenn zwischen dem Kegelrad 25 und der Kurbelwelle 26 ebenfalls eine ausrückbare Kupplung angeordnet ist, und deren Klauenzähne sind länger als die Zähne der Klauenkupplung 21, 22, so kann der von dem Kegelrad 25 aus getriebene Fliehkraftregler den Winkelhebel 34, wenn seine Kugeln entsprechend weiterwirken, auch um den Winkel c (Fig. 4) drehen und dadurch auch die Kupplung der Kurbelwelle 26 zum Stillstand bringen. Es arbeitet dann nur noch ein Kolben des Verdichters.
• Um sowohl die durch das Kegelrad 4 .als auch die durch das Kegelrad 25 angetriebene Teilanlage in solcher Weise, z. B. für die Vornahme von Ausbesserungen, ausrücken zu können, so daß die Möglichkeit eines unbeabsichtigten Antriebes dieser Teilanlage ausgeschlossen ist, wird jede der beiden Teilanlagen so mit einer Säule 35 des .Windrades i verbunden, daß sie emporgehoben werden kann. Man kann z. B. die Teilanlage, welche die Kurbelwellen 5 und 24 enthält, so viel emporheben, daß die Räder 3 und 4. außer Eingriff kommen. Die Räder 3 und 25 bleiben dann in Eingriff, und die Kurbelwellen 26 und 33 arbeiten weiter. Statt die Teilanlagen emporzuheben, können sie aber auch in waagerechter Richtung geschwenkt werden, bis ein größerer Abstand zwischen den Zahnrädern 3, 4 bzw. 3, 25 hergestellt ist. Bei der Ausführung nach den Fig. i und 2 steht jede der beiden Teilanlagen auf einem eigenen Fundament 36, welches bei 37 gelenkig mit der Säule 35 verbunden ist. Durch eine Schubstange 38, einen bei 39 drehbaren Hebel 4o, eine Stange 41 und einen Winkelhebel 42 kann das Fundament 36 emporgehoben werden. Der Winkelhebel42 wird zu diesem Zweck in Richtung des Pfeiles 43 gedreht, bis der untere Gelenkpunkt der Stange 41 die Totpunktlage überschritten hat, wie in Fig. 2 veranschaulicht ist.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Windkraftmaschine mit durch Kurbelwellen angetriebenem, mehrzylindrigem Luftverdichter mit hin und her gehendem Arbeitskolben, durch welche mittels Fliehkraftregler die leer laufenden Kolben des Luftverdichters bei Windzunahme selbsttätig und nacheinander zugeschaltet und die unter Belastung arbeitenden Kolben bei Windabnahme selbsttätig und nacheinander ausgeschaltet werden, dadurch gekennzeichnet, daß von der senkrechten Arbeitswelle (2) des Windrades (i) eine Kurbelwelle (5) unmittelbar und ununterbrochen angetrieben wird, daß die übrigen j e mit einer Klauenkupplung versehenen Kurbelwellen (24, 26, 33) von der Kurbelwelle (5) aus durch Ketten oder Reibungsantrieb in Umlauf gesetzt werden, daß die Klauenkupplungen (2i, 22 bzw. 31, 32 usw.) von dem Fliehkraftregler (i i) so gesteuert werden, daß je nach der Windstärke und dem Ausschlag des Fliehkraftreglers (i i) eine oder mehrere Kupplungen und dementsprechend ein oder mehrere Kolben des Luftverdichters ein-oder ausgeschaltet werden.