DE601986C - Windkraftmaschine mit mehrzylindrischem Luftverdichter mit hin und her gehenden Arbeitskolben, welche durch einen Fliehkraftregler nacheinander ein- und ausgeschaltet werden - Google Patents

Description

• Windkraftmaschine mit mehrzylindrischem Luftverdichter mit hin und her gehenden Arbeitskolben, welche durch einen Fliehkraftregler nacheinander ein- und ausgeschaltet werden Die Erfindung betrifft eine weitere Ausbildung der im Patent 6oi 536 beschriebenen Windkraftmaschine mit durch Kurbelwellen angetriebenem mehrzylindrischem Luftverdichter mit hin und her gehenden Arbeitskolben. Nach diesem Patent werden mittels eines Fliehkraftreglers die ruhenden Kolben des Luftverdichters bei Windzunahme selbsttätig und nacheinander zugeschaltet und die unter Belastung arbeitenden Kolben bei Windabnahme selbsttätig und nacheinander ausgeschaltet. Jeder Arbeitskolben wird durch eine eigene Kurbelwelle angetrieben, und eine Anzahl solcher Kurbelwellen erhält unter Vermittlung von Kupplungen in einer solchen Weise von einer durch die senkrechte Arbeitswelle des Windrades unmittelbar und ununterbrochen angetriebenen Kurbefivelle ihren Antrieb, daß gemäß der Zunahme der Windstärke die Kurbelwellen eine nach der anderen eingeschaltet und bei fortgesetzter Abnahme der Windstärke wieder nacheinander ausgeschaltet werden.
• Nach dem Patent 6oi 536 kann der Fliehkräftregler der ersten, unmittelbar von der senkrechten Arbeitswelle der Windkraftmaschine angetriebenen Kurbelwelle die Kupplungen aller von der ersten Kurbelwelle getriebenen Kurbelwellen nacheinander ausrücken. Die Erfindung besteht nun darin, daß jede Kurbelwelle, welche bei Windzunahme unter Vermittlung ihrer Kupplung eine ihr zunächst befindliche andere Kurbelwelle mitnehmen kann, einen eigenen Fl.iehkraftregler erhält, der lediglich die zwischen der vorangehenden und der nächstfolgenden Kurbelwelle befindliche Kupplung ein- und ausrückt. Die Anordnung eines eigenen Flieh:-kraftreglers für jede mittels einer Kupplung die zunächst folgende Kurbelwelle antreibende Kurbelwelle ist, besonders wenn Reibungskupplungen angewendet werden, zweckmäßig, weil jeder dieser Einzelfliehkraftregler wesentlich kleiner als ein einzelner, sämtliche Kupplungen beherrschender Fliehkraftregler ausgeführt werden kann und weil das von jedem Einzelfliehkraftregler zu bewegende Gestänge einfacher und leichter ausgebildet werden kann, und schließlich wegen der geringen Bewegung, welche bei Reibungskupplungen dem beweglichen Reibungskegel für das Ein- und Ausrücken nur gegeben zu werden braucht, und auch, weil die von dem Einzelfliehkraftregler zu leistende Arbeit sehr klein ist. Die Einzelfliehkraftregler können, was besonders in der Einrückstellung wichtig ist, noch durch an sich bekannte, an Hebelarmen sitzende, nach Überschreitung einer oberen Totpunktlage von selbst in die andere Endlage fallende Gewichte entlastet werden. Die Gewichte übernehmen es dann, die Reibungskupplungen in Eingriff zu erhalten, so daß die Fliehkraftregler, solange nicht eine entsprechende Abnahme der Windgeschwindigkeit sie zum Arbeiten veranlaßt, fast ohne Reibungswiderstand arbeiten. Wie in dem Hauptpatent dargelegt ist, ist es bekannt, durch Windräder oder Windturbinen eine Mehrzahl kleiner Arbeitsmaschinen anzutreiben, die bei Windzunahme mit dem Windrad gekuppelt und bei Windabnahme von ihn abgekuppelt werden. Es ist auch bekannt, durch eine mehrfach gekröpfte Kurbelwelle eine ebenso große Zahl von Pumpenkolben anzutreiben und durch einen sämtliche Pumpenzylinder beherrschenden Fliehkraftregler bei Windzunahme die Steuerungen der Zylinder nacheinander in Wirkung und bei Windabnahme nacheinander außer Wirkung zu setzen und dementsprechend die zugehörigen Pumpenkolben leer laufen zu lassen.
• Durch die Zerlegung dieser einzelnen Kurbelwelle in eine Mehrzahl von untereinander nur durch ausrückbare Kupplungen zusammenhängenden Kurbelwellen wird, wie in dem Hauptpatent ausgeführt ist, neben anderen der wesentliche technische Vorteil erreicht, daß schwacher Wind- zum Antrieb nur einer oder weniger Pumpen voll ausgenutzt wird, die Leistung des durch diesen schwachen Wind angetriebenen Windrades also nicht noch durch vermeidbare Leerlaufwiderstände geschwächt wird.
• Auf der Zeichnung ist eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht.
• Fig. i zeigt schematisch eine Gesamtanlage,, während Fig.2 die Seitenansicht einer Einzelheit darstellt.
• Die von dem nicht gezeichneten Windrad angetriebene senkrechte Axbeitswelle besteht aus drei Teilen I, II und III. Die als Beispiel gewählte Anlage enthält zwölf Arbeitsmaschinen. Die Maschinen i bis 6 sind vollständig dargestellt, während von den Maschinen 7 bis 12 nur die Maschinen 7 und 12 vollständig und die ihnen unmittelbar benachbarten Maschinen nur teilweise dargestellt sind.
• Auf dem Wellenstück II sitzt ein Kegelrad K, welches im Eingriff mit einem Kegelrad k1 steht. Das Kegelrad KI sitzt auf einer Kurbelwelle a, die zum Antrieb einer Luftverdichtungspumpe a1 dient.. Auf einem Vierkant dieser Kurbelwelle a sitzt rechts ein Vollkegel a2 einer Reibungskupplung, dessen Außenfläche z. B. mit Vulkanfiber belegt ist. Ein zugehöriger Hohlkegel a3 sitzt axial verschiebbar auf einem Vierkant einer Kurbelwelle b. Die Enden der beiden Kurbelwellen a und b berühren sich etwa in der der Kurbelwelle zugekehrten Stirnfläche des festen Vollkegels a2 der Kurbelwelle a. Eine zum Verschieben des Hohlkegels a3 dienende Gabel sitzt an einem waagerechten Schlitten a; der sich in einem Gestell a5 der Maschine i verschieben läßt. Auf einer in diesem Gestell a5 gelagerten Welle all sitzt fest ein Zahnrad a7 (Fig.2), in welches eine Verzahnung einer senkrecht verschiebbaren Fliehkraftreglerstange a8 eingreift. Der Antrieb des Fliehkraftreglers erfolgt von der Kurbelwelle a aus durch Kettenräder a9, a19 und eine Kette all sowie ferner durch zwei. in der Fig. i ohne weiteres erkennbare Kegelräder a12, a13. Die sämtlichen übrigen Maschinen :2 bis 6 und 7 bis 12 sind in derselben Weise wie die beschriebene Maschine r gebaut. Zwischen den Kurbelwellen der Maschinen 6 und 7 ist ein Verlängerungsstück eingebaut.
• Die Kurbelwellen der Maschinen i bis 6 sind mit a bis f bezeichnet,. während die noch in Fig. i sichtbaren Kurbelwellen der Maschinen 7, 8, i r und- r2- mit L, k und h und g bezeichnet sind.
• Bei schwachem Wind arbeitet nur die Maschine i. Die Kugeln des Fliehkraftreglers dieser Maschine haben eine entsprechende Tieflage, und ein auf der Welle aß befestigter Gegengewichtshebelarm- a14 befindet sich in der in Fig. 2 durch Punktierung angegebenen Lage. Nimmt der Wind zu; so steigen die Fliehkraftreglerkugeln und drehen dabei das Zahnrad a7,' so daß schließlich der Gegengewichtshebelarrn a14. in. die in Fig. 2 ausgezogen dargestellte Stellung. gelangt. Bei dieser Drehbewegung nimmt das Rad a7 mittels eines Kurbelzapfens a15, der in der Nähe des benachbarten Lagers der Welle a9 nach oben durchgebogen ist, den Schlitten a4 mit, bis die Kupplung a2, 0 eingerückt ist. Diese Kupplung nimmt nun die Kurbelwelle b mit. Nimmt die Windstärke weiter zu, so schaltet der Fliehkraftregler der Maschine :2 die Reibungskupplung, b2, b3 ein, so däß nun auch die Kurbelwelle c mit umläuft. Bei noch weiterer Zunahme. der Windstärke verschiebt der von der Kurbelwelle c angetriebene Fliehkraftregler mittels einer Riemengabel. cl einen Riemen m. in Richtung des Pfeiles n von einer auf der Kurbelwelle d lose sitzenden Riemenscheibe o auf eine auf dieser Welle d festsitzende Riemenscheibe p. Nun läuft auch die Kurbelwelle d mit. In der, gleichen Weise werden durch die entsprech2nden Fliehkraftregler die Maschinen 5. und 6 eingeschaltet usf., bis alle Preßluftpumpen eingeschaltet sind, wenn der Wind noch weiter zunimmt. Bei sehr starkem Wind laufen also alle zwölf Pumpen. In Fig. i ist angenommen,. daß die Maschinen i bis einschließlich 5. arbeiten, dagegen die Maschinen 6 bis 1,2 stillstehen. -Die Maschine 5 ist eingeschaltet und arbeitet mit. Der Wind ist aber nicht Bark genug, um den Hebelarm a14 - der Maschine 5 umzulegen. Nimmt die Windstärke weiter ab, so werden durch die Fliehkraftregler der Maschinen 3, 2 und i nacheinander die Maschinen 3 und 2 ausgeschaltet. Die Maschine i bleibt erst stehen, wenn auch das in der Zeichnung nicht angegebene Windrad stehenbleibt. Die Kraftübertragung von der in der Zeichnung nicht angegebenen Maschine 9 auf die ebenfalls nicht gezeichnete Maschine io erfolgt ebenfalls mittels eines Riemens, wie auf der rechten Seite der Fig. i veranschaulicht ist, nur daß unten die breite, feste Riemenscheibe sitzt.
• Infolge der Anordnungen der Maschinen i bis i2 beiderseits der senkrechten Antriebswelle und in einer gemeinsamen senkrechten Ebene ist eine die gedrängteste und die kleinste Grundfläche beanspruchende Gesamtanordnung erzielt und das Gewicht gleichmäßig verteilt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Windkraftmaschine mit durch Kurbelwellen angetriebenem mehrzylindrischem Luftverdichter mit hin und her gehenden Arbeitskolben, durch welche mittels Fliehkraftregler die unbelasteten 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 eine Kurbelwelle (a) von der senkrechten Arbeitswelle des Windrades unmittelbar und ununterbrochen angetrieben wird, daß die übrigen Kurbelwellen (b, c, d ... k, l) mit der Kurbelwelle (a) und untereinander durch Reibungskupplungen (a2, 't3 -b2, b3 . . .12,13 ) oder durch mit Los- und Festscheiben (o bzw. p) ausgerüstete Riementriebe verbunden sind, welche durch j e einen besonderen, von der vorangehenden Maschine angetriebenen Fliehkraftregler so gesteuert werden, daß je nach der Windstärke und dem Ausschlag der Fliehkraftregler eine oder mehrere Kupplungen oder Riementriebe ein- oder ausgeschaltet werden und daß durch die Wirkung eines mit einem Zahntrieb verbundenen und mit einem Gewicht belasteten Hebelarms (a1¢) das Ein- und Ausschalten der Kupplungen und Riementriebe schnell und mit hinreichender Sicherheit erfolgt.