DE629361C - Vorrichtung zum selbsttaetigen Verstellen der Windfluegel von Windraedern mit waagerechter Drehachse mit Hilfe eines Fliehkraftreglers - Google Patents

Vorrichtung zum selbsttaetigen Verstellen der Windfluegel von Windraedern mit waagerechter Drehachse mit Hilfe eines Fliehkraftreglers

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DE629361C
DE629361C DEG88048D DEG0088048D DE629361C DE 629361 C DE629361 C DE 629361C DE G88048 D DEG88048 D DE G88048D DE G0088048 D DEG0088048 D DE G0088048D DE 629361 C DE629361 C DE 629361C
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    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D7/00Controlling wind motors 
    • F03D7/02Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/022Adjusting aerodynamic properties of the blades
    • F03D7/0224Adjusting blade pitch
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00Function
    • F05B2260/70Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades
    • F05B2260/74Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades by turning around an axis perpendicular the rotor centre line
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    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction

Description

  • Vorrichtung zum selbsttätigen Verstellen der Windflügel von Windrädern mit waagerechter Drehachse mit Hilfe eines Fliehkraftreglers Der Erfindungsgegenstand bezieht sich auf Windräder mit waagerechter Drehachse, welche um eine senkrechte Tragsäule oder ein Gestell schwenkbar angeordnet sind. Bei solchen Windkraftmaschinen wird zwecks Verminderung des Treibdruckes bei steigenden Windstärken der Angtellwiukel der Windflügel z. B, durch einen Fliehkraftregler selbsttätig zurückgestellt, so daß die Flügelflächen sich je nach der Windstärke mehr oder weniger in die Windrichtung stellen und während des Betriebes vor Überlastung geschützt sind. Zum Zwecke des Außerbctriebsetzens ist gleichzeitig auch eine von Hand zu bedienende Stellvorrichtung angeordnet, mittels welcher die Flächen der Windflügel vollständig in die Windrichtung eingeschwenkt werden können. Dadurch werden zwar im Augenblick die Windflügel durch die Windströmung nicht mehr belastet, und das Windrad kann langsam zur Ruhe kommen. Es ergeben sich aber noch Mängel daraus, daß bei aus dem Wind gestelltem. Windflügeln einerseits durch anders gerichtete Windstöße auf das Flügelrad, anderseits .auch durch Massenstöße beim Einschwenken des Windrades ioder der Windflügel in die Betriebsstellung die zumeist Zahnradübertragungen enthaltenden Triebwerke hohen Stoßbeanspruchungen ausgesetzt sind, welche leinen starken Verschleiß und Brüche herbeiführen.
  • Es ist also notwendig, das Windrad in der Ruhelage und während des Einsch`venkens in die Betriebslage an jleder ' Drehbewegung zu hindern.
  • Man hat nun zwar bei Windkraftmaschinen mit verstellbaren Flügeln und waagerechter Drehachse auf der Windradachst Bremstrommeln angebracht, durch deren Bremsband das außer Betrieb befindliche Windrad am Umlauf durch plötzlich auftretende Windstöße ,gehindert wird. Diese Reibungsbremse steht aber in keiner Verbindung mit der Flügelverstellvorrichtung.
  • Man hat% weiterhin bei Windkraftmaschinen, bei. denen das Flügelrad als Ganzes zur Leistungsregelung mehr ioder weniger und zum AuBerbetriebstellen ganz aus der Windrichtung geschwenkt wird und bei denen zu diesem Zweck die Hauptsteuerfahne mit Hilfe eines Hebels und einer Zugvorrichtung verstellt wird, eine mit der Nabe des Windrades verbundene Reibungsbremse vorgesehen, die :gleichzeitig mit dem Schwenken des Windrades in die Ruhelage in Wirkung tritt und das Windrad gegen weiteren Umlauf schützt. Hier handelt es sich aber um eine andere Bauart von Windkraftmaschinen, bei denen die Flügel des Windrades bei übermäßig starker Windströmung nicht selbsttätig .durch einen Fliehkraftregler zur B.elastungsvermhtderung in die Windrichtung gedreht werden können.
  • Nach der Erfindung wird die Verstellkraft des Fliehkraftreglers auf die Windflügel unter -Vermittlung einer Muffe übertragen, auf welche in ,gleichsinniger Bewegungsrichtung durch--einen in- der Hohlachse des Windrades ,geführten Druckstab der Bewegungshieb eines Handhebels reinwirkt, durch welchen beim Drehen der Windflügel in die Windrichtung gleichzeitig das Windrad mit Hilfe einer mit der Nabe des Windrades verbundenen Reibungsbremse zum Stillstand gezwungen wird. Dadurch werden durch .einen einzigen Handgriff zwecks Außerbetriebstellung der Windkraftmaschine gleichzeitig die Flügel in die Windrichtung gedreht und die Bremse angezogen. Es kann. also nicht eintreten, dä.ß die Flügel allein in die Windrichtung gedreht werden. Stets wird die zwangsläufig mit der Verstellvorrichtung verbundene Bremse gleichzeitig in Wirkung treten.
  • Auf der Zeichnung ist ein gemäß der Erfindung ausgebildetes Windflügelrad in Abb. i in Seitenansicht dargestellt.
  • Abb.2 zeigt eine entsprechende Vorderansicht.
  • Abb:3 zeigt in größerem Maßstabe einen waagerechten Längsschnitt durch die Windflügelachse.
  • Abb.4 stellt einen Querschnitt nach Linie IV-IV der Abb. i dar, Abb.5 einen Querschnitt durch die Reibungsbremse.
  • Die beweglichen Teile des Windrades werden beispielsweise von einer mit einer Fuß: platte i fest verbundenen senkrechten Gestell-Säule 2 getragen, in deren durchgehender Höhlung eine Hohlspindel 3 auf Kugellagern 4 und 5 leicht drehbar angebracht ist. Das iobere erweiterte Ende der Hohlspindel 3 trägt ein hohles Radgehäuse 6, an dessen vorderer und hinterer Seite sich zwei - gleichachsige waagerechte Gestellröhren 7 und 8 ansetzen. Die beiden Gestellröhnen 7 und 8 sind außerdem mittels Schraublaschen 9 mit den ioberen Enden 'zweier Stützarme i o verbunden, die an ihrer unteren- Vereinigungsstelle eine Lagerstelle i i der Gesbellsäule. ä leicht drehbar umfassen.
  • In dem vorderen Gestellrohr 7 ist die als Hohlwelle ausgebildete Windflügelachse 12 in Kugellagern 13, 14 leicht drehbar angeordnet. Diese Achse 12 trägt jenseits -des vorderen Endes des Gestellrohres 7 die- Nabe 15 des WindflügeIrades; dessen Radialarme 16 innen mit dieser Nabe und an ihren äußeren Enden mit einem gemeinsamen Radkranz 17 verbunden sind. Auf jedem der Radialarme 16 ist eine Drehhülse 18 leicht drehbar angebracht,, an welcher ein Windflügel 19 mittels in der 1VIitte ausgeknöpfter Laschen 2o befestigt ist.
  • An der inneren Befestigungslasche 2o jedes der Flügel ist ein seitlich vorspringender Schwenkarm 2 i angebracht; dessen äußeres Ende durch eine Kreuzgelenkstange i2 mit einem nach der Flügelradachse zu gehenden schwenkbaren Hebe124 verbünden ist, welcher bei 23 an der Flügelradnabe 15 in einer durch deren Achse gehenden Radialebene schwenkbar befestigt ist. Der Hebe124 ist durch eine Zuglasche 25 mit der Stellmuffe -26 eines Fliehkraftreglers verbunden, der auf dem die Flügelradnabe i5 überragenden äußeren Ende der Windflügelachse i 2 angebracht ist. Außer der erwähnten Stehmuffe 26, welche mit der Windflügelachse mittels einer durch einen Längsschlitz 27 hindurchgehenden Querschrauhe 28 längs verschiebbar, aber undrehbar verbunden ist, setzt sich der Fliehkraftregler zusammen aus zwei Paaren von Schwingarmen 29 und 3o, die paarweise mit dem seinen Ende mit der 26 und mit dem anderen Ende mit einem auf dem Ende der Windflügelachse i- -sitzenden Querhaupt 31 um Zapfen schwenkbar verbunden sind. An der Verbindungsstelle der Schwingarme 29 und 3o sitzen die Schwunggewichte 32 des Fliehkraftreglers: Außerdem ist zwischen dem Querhaupt 31 und der Stellmuffe 26 die zugehörige schraubenförmige Belastungsfeder 33 des Fliehkraftreglers vorgesehen. Wie ohne weiteres ersichtlich, wird bei entsprechend schneller Drehung des Flügelrades durch die Fliehkraftwirkung der Schwunggewichte 32 - die Stellmuffe 26 auf der Windflügelachse 12 unter Überwindung der Spannung der Belastungsfeder 33 nach auswärts bewegt. Dabei werden durch Vermittlung der Zuglaschen 25, der Hebel 24 und der Kreuzgelenkstangen 22 die Windflügel i 9 mittels ihrer Schwenkarme 21 mehr lodef weniger in die Windrichtung hineingedreht, so daß dadurch die vom Winde auf die Fläche der Flügel ausgeübte Antriebskraft vermindert, bei sinkender Drehgeschwindigkeit aber entsprechend vermehrt wird.
  • In der längs durchgehenden- inneren Aushöhlung der Windflügelachse 12 ist-ein Druckstab 34 längs verschiebbar angeordnet, der sich mit seinem Vorderende gegen die mit der Stellmuffe 26 verbundene Querschraube 28 stützt, während sich gegen das hintere Ende dieses Druckstabes 34 ein Schubhebel 35 anlegt, der, um einen hinter dem Radgehäuse 6 an der Außenseite des hinteren Gestenrohres 8 angebrachten Zapfen 36 schwenkbar, das Gestellr,ohr 8 in Querschlitzen 37 durchsetzt. Das untere Ende dieses Hebels 35 ist durch eine kurze Lasche-38 mit dem beispielsweise als Handhebel ausgebildeten, doppelarmigen Abstellhebel. 39 verbunden, der bei 4o an dem hinteren Stützarm io schwingbar befestigt ist. An dem unteren, mit Handgriff versehenen Arm des Abstellhebels 39 ist eine Stützklinke 41 angelenkt, die durch eine an einer Seitenfläche des Stützarmes i o angebrachte Leiböse 42 geführt und mit einem Rastabsatz 43 m rückwärts ausgeschwungener Stellung gegen diese Leiböse 42 abgestützt werden kann, wie aus Abb. i ersichtlich ist. Durch diese Bewegung des Abstellhebels 39 wird durch Vermittlung der Zwischenlasche 38 und des. Schubhebels 35 der Druckstab 34 in der Längsrichtung der Windflügelachse 12 gegen die Querschraube 28 vorwärts gedrückt, so daß die Stellmuffe 26 gegen die Spannkraft der Belastungsfeder 33 nach vorn in eine Stellung geschoben wird, in welcher, wie oben erwähnt, die mit ihr verbundenen Windflügel in die Windrichtung eingestellt werden. Nach dem Einspringen des Rastabsatzes 43 der Stützklinke 41 wird der Abstellhebel 39 in dieser Lage festgehalten, so daß die Windflügel wirkungslos bleiben.
  • Auf dem hinteren Ende der Flügelschraube 15 ist eine nach hinten -offene Bremstrommel 44 angebracht, innerhalb welcher zwei etwa halbkreisförmige Bremsbacken 45 um einen Haltezapfen 46 einer Lagerplatte 47 schwingbar angebracht sind, welche auf dem vorderen Ende des vorderen Gestenrohres 7 befestigt ist. Gegenüber dem Bremsbackenhaltezapf@en 46 geht durch diese Lagerplatte 47 der Schaft 48 eines auf die Bremsbacken wirkenden Bremsschlüssels 49 hindurch, auf welchem z. B. mittels einer Schelle 5o (Abt. 3) ein Dreharm 51 befestigt ist, der durch eine Schubstange 52 und einen auf einer Hebelachse 53 sitzenden Zwischenhebel 54 mit einem auf derselben Achse sitzenden Winkelhebel 5 5 verbunden ist. An diesen Winkelhebel 55 greift seine Druckstange 56 an, die durch einen seitlichen Vorsprung 57 des Abstellhebelg 39 längs verschiebbar hindurchgeht.
  • Auf dem mit Gewinde versehenen Ende der Druckstange 56 ist eine Stellmutter 58 vorgesehen, die so !eingestellt ist, daß in der in Abb. z in vollen Linien dargestellten Ausrückstellung des Abstellhebels 39 durch Vermittlung des beschriebenen Druckgestänges durch den auf dem Schaft 48 sitzenden Bremsschlüssel 49 die beiden Bremsbacken 45 an die Innenfläche der Bremstrommel 44 genügend fest angedrückt werden, um die Drehung des Windflügelrades zu verhindern. Nach Ausheben des Rastabsatzes 43 der Stützklinke 41 kann, wie leicht ersichtlich, der Abstellhebel 39 in die in Abb. i punktiert gezeichnete Lage gebracht werden, in welcher die Stellmuffe 26 und die Windflügel 19 freigegeben sind. Hierbei wird zugleich unter Zwischenwirkung einer zwischen dem Vorsprung 57 und einem Bund 59 angebrachten Dämpfungsfeder 6o der Druckstange 56 unter Vermittlung des beschriebenen Zwischengestänges der Bremsschlüssel 49 in Lösungsstellung gebracht, so daß die Drehbewegung der Flügelradnabe 15 freigegeben wird.
  • Die Drehkraft der Windflügel wird durch ein auf dem hinteren Ende der Windflügelachse 12 im Innern des Radgehäuses 6 angebrachtes Kegelzahnrad 61 und .ein in dieses eingreifendes zweites Kegelzahnrad 62 auf die senkrechte Triebwelle 63 übertragen, die durch die Hohlspindel 3 hindurchgeht.
  • Statt unmittelbar mit Hand kann der Abstellhebe139 auch durch -ein geeignetes, mittels Drahtzug oder ,elektromagnetischer Hilfsmittel zu steuerndes Fernstellwerk im Sinne der beschriebenen Aus- und Einrückbewegungen dieses Hebels zur Herbeiführung der beschriebenen. Ein- und Ausrückwirkungen bewegt werden.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Auf einer Tragsäule im Winde um eine senkrechte Achse schwenkbar gelagertes Windflügelrad mit waagerechter Drehachse, bei welchem zwecks Verminderung des Treibdruckes der Anstellwinkel der Flügel sowohl durch einen Fliehkraftregler wie auch durch eine von .Hand zu bedienende Einstellvorrichtung geändert werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Versbellkraft des Reglers auf die Windflügel unter Vermittlung ,einer Muffe (26) übertragen wird, auf welche in gleichsinniger Bewegungsrichtung durch einen in der Hohlachse (12) des Windrades geführten Druckstab (34) der Bewegungshub eines Handhebels (39) einwirkt, durch welchen beim Drehen der Windflügel in die Windrichtung gleichzeitig das Windrad mit Hilfe einer mit der Nabe des Windrades verbundenen Reibungsbremse zum Stillstand gezwungen wird.
DEG88048D 1934-05-12 1934-05-12 Vorrichtung zum selbsttaetigen Verstellen der Windfluegel von Windraedern mit waagerechter Drehachse mit Hilfe eines Fliehkraftreglers Expired DE629361C (de)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1984003541A1 (en) * 1983-03-10 1984-09-13 Koezponti Valto Hitelbank Water supply system, energy conversion system and their combination

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