DE60235C - Maschine zum Antrieb von Kolbenpumpen oder dergleichen durch an den Enden eines schwingenden Hebels aufgehängte, bewegliche Tröge - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Maschine zur Benutzung von Wasser als Triebkraft, welche insbesondere zum Heben von Wasser aus Flüssen zu Bewässerungs- und anderen Zwecken verwendet werden kann. Doch kann die Maschine auch überall dort angebracht werden, wo eine gröfsere Wassermenge ausgenutzt werden kann, welche zum Theil gehoben werden soll, und wo ein Gefalle für das Betriebswasser hergestellt werden kann. Sie kann zum Heben und Fortleiten einer grofsen oder kleinen Wassermenge dienen, vorausgesetzt, dafs die Zuflufsmenge die zu hebende Quantität übersteigt.

Aus einem Flufs oder Reservoir kann das Wasser durch einen offenen oder geschlossenen Kanal oder durch ein geeignetes Heberohr zugeführt werden, welche mit einem geeigneten Rechen für Steine und Gerolle versehen sind.

Der Erfindung gemäfs besteht diese Maschine aus einem schwingenden Hebel oder Waagbalken, dessen beide Enden abwechselnd durch ein Wassergewicht niedergedrückt werden, welches mittelst eines Paares von Behältern zur Wirkung kommt, wobei dieser Hebel auf ein oder mehrere Pumpengestänge oder ähnliche, in geeigneter Entfernung von seinem Drehpunkt angebrachte Mechanismen einwirkt, so dafs das Gewicht des Wassers und des Hebelwerkes eine sehr grofse Kraft mit geringem Aufwand von Arbeit ausübt. „

Ein Haupttheil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dafs der oben befindliche Behälter eine Zeit lang, nachdem das Wasser durch seinen natürlichen Druck genügen würde, ihn herabzudrücken und den Widerstand der Pumpe zu überwinden, in gehobener Stellung gehalten wird. Auf diese Weise wird ein Uebergewicht hervorgebracht, welches den Hebel rasch und kräftig herabbewegt und so den leeren Behälter sicher in seine obere Stellung hebt. Die vorstehend angegebene Wirkung wird durch den in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Mechanismus erreicht.

In demselben ist Fig. 1 eine Seitenansicht mit theilweise abgebrochenem Rahmenwerk, um die Sperr- oder Feststellvorrichtung zu zeigen. .

Fig. 2 ist eine Draufsicht der ganzen Maschine,

Fig. 3 ein Schnitt durch den Zuflufsbehälter nach der Linie x-y, Fig. 4,
■ Fig. 4 eine Draufsicht desselben,

Fig. 5 eine Endansicht eines der wirksamen Behälter, ■

Fig. 6 eine Draufsicht und Fig. 7 eine Seitenansicht desselben.

Fig. 8 zeigt in der Seitenansicht die abwechselnde Wirkung der Auslösefeder und des Ventils.

Fig. 9 ist eine Seitenansicht des Sperr- und Auslösmechanismus.

Fig. 10 und 11 sind Endansichten desselben.

Fig. 12 zeigt eine modificirte Sperre und

Fig. 13 eine modificirte Form des Hängeisens.

Die Fig. 3 bis 13 sind in gröfserem Mafsstabe gezeichnet.

In allen Figuren bezeichnen gleiche Buchstaben gleiche Theile.

Wie aus Fig. ι und 2 ersichtlich, besteht die Maschine aus einem Rahmen A, in dessen Mitte zwei Lagerständer angeordnet sind, von denen der eine B¹ in Fig. 1 sichtbar ist, welche den schwingenden Hebel oder WaagbalkenC¹C² tragen. Letzterer besteht aus starken Balken C¹ und C² mit Querhölzern C⁴ C⁵ C¹¹ C¹² C¹⁷ und C¹⁸ und Zugstangen C¹⁰ und schwingt um die bei B³ und in gleicher Weise an ihrem anderen Ende gelagerte Achse C³; zwischen den Seitentheilen C¹ und C² dieses 'Hebels oder Balanciers sind die wirksamen Behälter Z)¹ und D² in den Winkelbändern C⁶ C⁷ C⁸ C⁹ aufgehängt. Diese Tröge werden abwechselnd und ganz oder theilweise mit Wasser aus dem Zuleitungsbehälter E gefüllt und bewirken dadurch das abwechselnde Herabgehen des einen oder anderen Hebelendes in der vorher erklärten Weise. D³ und D⁴ sind zwei Stangen, welche die Tröge beim Steigen und Sinken aufrecht halten. In das in der Mitte angeordnete Speisereservoir E wird das Betriebswasser durch das Rohr E¹ von irgend einer Quelle zugeleitet. E- und E^a sind mit geeigneten Ventilen für den Abflufs des Wassers in die Tröge D¹ und D² versehene Rohre, wobei diese Ventile durch die Querstücke C⁴ und C⁵ des Waagbalkens C¹ bethätigf werden.

An einem oder an beiden Enden der Drehachse und in passender Entfernung von denselben sind Stangen F¹ F² angehängt, welche Pumpen oder eine andere intermittirende Vorrichtung bewegen.

In der Zeichnung ist eine Pumpe G auf einer Seite angebracht, welche Anordnung vortheilhaft ist, obgleich die Kraft auch in anderer Weise, beispielsweise durch eine Kurbel, übertragen werden kann.

Das zu hebende Wasser wird aus dem Zuleitungsbehälter E durch das Rohr G¹ eingelassen und mittelst der Pumpe oder Pumpen durch das Rohr G² an den Ort seiner Bestimmung gedrückt. Der Behälter E steht auf einem am Obertheil des Rahmens A hergestellten Boden; die Ausflufsrohre E² und E³ werden an ihren äufseren Enden von "Stegen A¹ und A'² getragen. A³ und A^ sind zwei Widerlager oder Buffer, gegen welche die jeweilig herabgehenden Enden der Waagbalken C¹ und C² anschlagen, wodurch eine Zerstörung der Sperrvorrichtung hintangehalten wird. A⁵ und A⁶ sind zwei Stangen, welche die Ventile in den beweglichen Trögen schliefsen. A⁷ und A* sind zwei Querbalken, welche den Sperrmechanismus tragen.

In den Fig. 3 und 4 ist die Construction des Zuleitungsbehälters und der damit verbundenen Theile dargestellt. E ist der Behälter mit dem Zuleitungsrohr E¹ und den in die beweglichen Tröge führenden Ausflufsrohren E² und E³. E* und E⁵ sind die den Zuflufs des Wassers in diese Rohre regulirenden Ventile. E¹'² ist ein Ueberlaufrohr und E¹³ und E^u sind zwei zur Verstärkung des freien' oberen Behälterrandes dienende Querstege. Die Querhebel .Ε⁶ und E⁷ sind bei E¹⁵ und E¹*⁵ drehbar und mit den Ventilen E* und E⁵ durch Verbindungsstangen -E"¹⁷ und E^ls verbunden. Diese Querhebel sind auch durch Stangen ii⁸ und £⁹, Fig. i, bei Z?¹⁹ und E²⁰ mit Hebeln E¹⁰ und E¹¹ verbunden, welche durch die Querstücke C⁴ und C⁵ des schwingenden Hebels bewegt werden. E²¹ ist eine Oeffhung zum Rohr G¹J welches die Pumpe speist, und E²² und E²³ sind Führungen für die Hebel E⁶ und E⁷.

In den Fig. 5, 6 und 7 ist einer der beweglichen Tröge dargestellt; derselbe wird aus galvanisirtem Eisen oder anderem geeigneten Material in passender Form hergestellt. Z)⁶ Z)⁰ sind zwei Zapfen, die in den Trägern C⁶ und C⁷ liegen. Z)⁵ ist der Stift, an dem die Führungsstange D³ drehbar ist. D⁷ ist ein Ventil zur Entleerung des beweglichen Troges; dasselbe ist gröfser als das entsprechende Ventil im Behälter E, so dafs der Trog D¹ bezw. D² nach dem Herabgehen entleert werden kann, bevor der gehobene Trog am anderen Ende des Waagbalkens gefüllt oder ausgelöst ist. D⁸ ist eine über den Trog gehende Schiene oder Tragstange, an der eine besonders construirte Feder D⁹ aus Stahl befestigt ist. Z)¹⁰ ist ein Haken, der die Feder je nach Erfordernifs geschlossen oder offen hält. In Fig. 5 ist das Ventil in vollen Linien in der offenen und in punktirten Linien in der geschlossenen Stellung gezeichnet. Die Feder sucht für gewöhnlich das Ventil D⁷ durch die Verbindungsstange Z)¹⁷ zu öffnen und ist so angeordnet, dafs sie seitlich gegen den Haken Z)¹⁰ drückt; wenn der Trog gehoben ist, stöfst die Feder an das Stück A^s an, wird aus der Ausbuchtung Z)¹¹ im Haken Z)¹⁰ heruntergedrückt und greift in den Ansatz Z)¹² ein, wodurch das Ventil fest verschlossen wird. Ist in den Trog die genügende Menge Wasser eingeflossen, so wird er ausgelöst und sinkt. Z)¹³ ist ein bei D^u drehbarer Winkelhebel, in dessen Ende bei Z)¹⁵ eine Stange Z)¹⁶ eingehängt ist, welche durch eine Führung in der Stange Z)³ geht. Das obere Ende dieses Winkelhebels Z)¹³ ist gekrümmt (Fig. 7), und sobald die Stange Z)¹⁶ gehoben ist, stöfst dieses Winkelhebelende die Feder Z)⁹ von dem Ansatz Z)¹² herab, wodurch diese in die Höhe schnellt und das Ventil öffnet.

Bei der in Fig. 8 veranschaulichten Modification ist der Winkel D ^I3, statt drehbar, in zwei Führungen verschiebbar, und die StangeZ)¹⁷ ist mit Z)¹³ in einem geeigneten Punkt verbunden, so dafs beim Herabgehen des Troges

die Stange D¹⁷ den Hebel D¹³ vorschiebt und D⁹ auslöst.

Fig. 9, .ι ο und 11 zeigen den Sperrmechanismus zum Feststellen der Behälter während der Füllung und zum Auslösen derselben, wenn sie genügend gefüllt sind. A ist ein Ständer des Rahmenwerkes und D¹ der Trog. A⁷ und A^a sind Querbalken des Rahmens. C² ist das Ende des Waagbalkens und C¹⁷ ein Quersteg. H¹ H^ sind zwei auf letzterem bei H^m drehbar eingelenkte Arme, welche an ihrem oberen Ende eine Walze H³ tragen und auf diese Weise eine sogen. Hängung bilden. H^ ist ein Block, welcher die Arme H¹ H² und somit die Rolle H³ verhindert, zu weit nach aufsen zu fallen, und H^s verhindert desgleichen das Fallen nach innen. Damit diese Hängung in nahezu senkrechter Lage gehalten werde, was nothwendig ist, wird entweder eine Feder H⁶ oder, wie in Fig. 13, ein Gegengewicht angeordnet. Am Querbalken A^s sind zwei Lager H⁷ H^s befestigt, welche die in ihrer Mitte vierkantige Stange H⁹ tragen, an der eine andere Eisenstange befestigt ist, welche den Haken H¹⁰ bildet. Das obere Ende dieses Hakens H^w ist mit einem Auge H¹¹ versehen, in welchem ein Sperrhaken H¹² drehbar ist. Um denselben, nachdem er zur Wirkung gekommen ist, in seine Normalstellung zurückzudrehen, ist am unteren Ende eine Feder H^ befestigt. Nach dem Auslösen des Troges durch den Haken H¹⁰ und nachdem der den Anschlag Ή¹⁷ tragende Rahmen if²² auf die Blöcke if²⁸ H²⁹ gefallen ist, wird der Haken H¹⁰ durch die Feder H³¹ in seine Norrnalstellung zurückgeführt. Der Sperrhaken H¹² dreht sich, Hⁿ geht unter H¹⁷ und wird durch die Feder H¹³ in die senkrechte Lage zurückbewegt.

An der Aufsenseite yon H¹⁰ ist ein federndes Stück Η^Η mit seinem Obertheil durch einen Stift befestigt. Der untere Theil desselben sucht sich an H¹⁰ anzulegen, wird jedoch mittelst der Schraube H^1S nach aufsen gedrückt und in seiner Stellung durch dieselbe regulirt.

Der untere Theil von H¹⁰ hat die gezeichnete Form, um die Walze H³ sicher nach aufsen zu bewegen und in ihre richtige Stellung zu bringen. Die Schraube H¹⁵ hat den Zweck, die· Platte H^u so zu verstellen, dafs der mittlere Theil der Walze H³ etwas aufser der Verbindungslinie der Drehpunkte H⁹ und H¹⁶ zu liegen kommt. Dieser sucht die Stange Hⁱ⁰ um ihren Drehpunkt zu bewegen, wodurch die Walze H³ frei wird und. den Trog fallen 'läfst. Während der Füllung des Troges wird die Stange H ¹⁰ in ihrer Stellung durch den Anschlag H¹⁷ gehalten, der wie folgt bethätigt wird. H^ls ist ein Schwimmer, der an einer langen, an ihrem oberen Ende befestigten Stange H¹⁹ sitzt. H²⁰ ist ein bei H²¹ und H²² an dem Querbalken A'⁷ drehbarer Rahmen. Am unteren Ende desselben ist eine Hülse i?²³ angeordnet, welche die Stange H^⁹ umschliefst und an derselben mittelst der Schraube H²ⁱ festgeklemmt wird. Da es · manchmal wünschenswerth sein' kann, mit verschiedener Füllung der beweglichen Tröge zu arbeiten, so ist der Schwimmer durch Lüften der Schraube H²ⁱ auf beliebige Höhe, einstellbar, und durch Auf- oder Abwärtsschieben der Stange H¹⁹ kann die Hülse H²³ in die erforderliche Stellung gebracht werden, worauf sie durch Anziehen der Schraube wieder festgestellt wird. H²⁵ ist ein bei H^2% und H²⁷ drehbares Rahmenwerk, welches an seinem freien Ende ein Loch hat, durch welches die Stange H¹⁹ hindurchgeht, und welches den Zweck hat, die Stange in senkrechter Lage zu erhalfen. In Fig. 10 ist dieser Theil nach der Linie a-b, Fig. 9, abgeschnitten. H¹⁷ ist ein einen Theil des Rahmens H²⁰ bildendes Querstück. H^2& und H²⁹ sind zwei Ständer, auf welchen das Rahmenwerk H²⁰ sammt dem Schwimmer aufliegt, wenn der bewegliche Trog herabgegangen ist. H³⁰ ist ein Rohrstück, welches H²⁰ und H²ⁱ in der richtigen Entfernung von einander hält. Befindet sich in dem Trog eine genügende Menge Wasser, so steigt der Schwimmer H¹⁸, nimmt den Anschlag H¹⁷ mit und giebt dadurch das Stückig¹² frei, demzufolge die Walze H³ und der bewegliche Trog ausgelöst werden. Die Feder H ³¹ führt den Theil H¹⁰ in seine Normalstellung zurück, sobald die Belastung entfernt ist. Das auf dem Zapfen H^u drehbare Stück H¹² schiebt sich unter den Anschlag H^[7, sobald die Feder H¹³ es in seine Normalstellung zurückzieht.

Fig. 12 zeigt, eine modificirte Anordnung des Theiles H^w. Derselbe trägt statt der Feder H³¹ eine Stange H³²; wenn die Walze H³ sich hebt, stöfst sie an diese Stange an und hebt dieselbe, wodurch der Sperrhaken H¹² unter den Anschlag H¹⁷ kommt.

Die Wirkungsweise der Maschine ist folgende: Das aus dem Flufs, einem Sammelbehälter oder einer anderen Quelle entnommene Speisewasser wird dem Zuleitungsbehälter E zugeführt und hierauf durch eines der geöffneten Abflufsrohre in einen der beweglichen Tröge geleitet. Diese Tröge können so eingestellt werden, dafs sie sinken, wenn sie voll sind, oder wenn sie genügend Wasser enthalten, um die erforderliche Arbeit leisten zu können. Sobald einer der oberen Tröge D¹ genügend Wasser aufgenommen hat, steigt der Schwimmer H ¹⁸, hebt dadurch den Anschlag H¹⁷, so dafs das Stückig¹⁰ sich um seine Achse drehen kann, wodurch die Walze H^z frei wird, der Trog sinkt und das Pumpengestänge oder

Claims (2)

einen anderen Mechanismus bethätigt. Sobald der Trog D1 sinkt, fällt auch der drehbare Hebel E10, der auf dem Querbalken C4 liegt, mit demselben, schliefst dadurch das Ventil E1 und verhindert den weiteren Ausflufs des Wassers. Ist der Trog D1 bis auf kurze Entfernung vom Boden gekommen, so stöfst das untere Ende der Stange D16 auf einen Anschlag, wobei sich der Hebel D13 um den Drehpunkt D14 dreht und die federnde Stange Z)9 von der Nase D12 herabstöfst, wodurch das Ventil D7 geöffnet wird. Der Trog -D1 wird nun entleert, wobei die Dauer der Entleerung zufolge der Gröfse des Ventils so bemessen ist, dafs die Entleerung vollendet ist, bevor der andere Trog D2 gefüllt ist. Beim Aufsteigen des anderen Endes des Waagbalkens mit dem Trog D2 trifft das Querstück C5 gegen das drehbare Stück En, bewegt dasselbe aufwärts, öffnet mittelst der Verbindungsstangen E9, des Hebels E1 und der Stange i?18 das Ventil Z?5 und läfsl das Wasser durch das Rohr E3 in den Trog D2 einfliefsen, bis sich in demselben so viel Wasser befindet, dafs es den Schwimmer hebt, worauf sich der beschriebene Vorgang wiederholt. Das Ventil D7 im Trog D2 wird auf folgende Weise geschlossen. Wenn der Waagbalken nahezu seine höchste Stellung erreicht hat, stöfst das obere Ende der Feder D9 gegen den Anschlag ^46 und wird beim weiteren Steigen des Waagbalkens herabgedrückt, bis es in die Nase Du einschnappt und dadurch die Ventile D1 schliefst. Es können entweder eine oder zwei Pumpen oder eine Saug- oder eine Druckpumpe angewendet werden. Das Wasser wird durch das Ableitungsrohr G2 auf eine Höhe gepumpt, welche mit Rücksicht auf die erforderliche Menge und die Kraft der Maschine bestimmt werden kann. Ein wesentliches Merkmal dieser Maschine ist die ununterbrochene Arbeit derselben ohne jedweden Eingriff von Hand aus. Der bewegliche Trog geht herab, sobald das Wasser das Schwimmerventil erreicht, und nicht früher, ob nun die einfliefsende Wassermenge grofs oder klein ist. Selbstverständlich kann die Maschine, was die einzelnen Theile der Construction anbetrifft, mehrfach modificirt werden; die Maschine kann in beliebiger Gröfse und aus geeignetem Material hergestellt, und dort, wo es sich um die Aufstellung einer billigen Maschine für geringe Leistungen handelt, kann einer der Tröge durch ein Gegengewicht ersetzt werden. Das Feststellen und Auslösen der Tröge kann verschieden bewirkt werden. Im Vorstehenden wurden einige solche Varianten beschrieben. Bekanntlich giebt es Wasserhebemaschinen, bei denen ein Waagbalken angewendet wird, der an jedem Ende einen Trog trägt, in welche Tröge abwechselnd beständig Wasser aus einem festen centralen Zuleitungsrohr einfliefst. Derartige Tröge sind jedoch fest an dem Waagbalken angebracht und der Einflufs des Wassers erfolgt ohne Feststellungs- und Auslösungsapparat. Patenτ-Ansprüche:

1. Maschine zum Antrieb von Kolbenpumpen oder dergleichen durch an den Enden eines schwingenden Hebels (C^[ C¹) aufgehängte bewegliche Tröge (D¹ D-), von welchen der jeweilig in gehobener Stellung befindliche mit Wasser gefüllt, während der unten befindliche Trog gleichzeitig entleert wird, wobei die Tröge zum Zweck des Füllens und Entleerens durch eine selbstthätige Sperrvorrichtung festgestellt bezw. freigegeben werden.

2. Eine Ausfuhrungsform der unter i. gekennzeichneten Maschine, bei welcher:

a) der Trog in gehobener Stellung durch die Theile (W H² H^s) noch festgehalten wird, nachdem so viel Wasser in denselben eingeflossen ist, als zur Ausgleichung des am anderen Ende des Waagbalkens wirkenden Gewichtes genügt;

b) eine Vorrichtung angeordnet ist, um den gefüllten Trog selbsttätig auszulösen und zum Sinken zu bringen, bestehend aus dem durch einen Schwimmer (H^K) bethätigten, aus dem Haken (H ^w) ausrückbaren Anschlag (H¹⁷), wobei der sich drehende Haken (H¹⁰) die Walze (H³) und dadurch den Trog freigiebt;

c) eine Vorrichtung zum Einlassen des Betriebswassers in den Trog, unmittelbar nachdem derselbe in seine oberste Stellung gebracht ist, angeordnet ist, bestehend aus den durch den Waagbalken bethätigten gelenkigen Theilen (Eⁱ⁰ bezw. E¹¹J, welche durch eine Hebelvorrichtung (D^IS D⁹) das Einlafsventil des Speisebehälters (E) öffnen;

d) ein Gegengewicht an Stelle eines der beiden Tröge angeordnet ist.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.