DE87528C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die vorliegende Erfindung betrifft einen selbstthätigen Wasserstandsregler, welcher überall da angewendet werden kann, wo es darauf ankommt, den Wasserstand auf einer bestimmten Höhe zu halten, so z. B. bei Turbinen und Wasserrädern, wo die günstigste Ausnutzung der Wasserkraft wesentlich von dieser Regelung abhängt.

Der Wasserstandsregler wird durch einen Schwimmer bethätigt, welcher von dem Wasser, dessen. Stand geregelt werden soll, getragen wird. Steigt oder fällt dieser Schwimmer, so wird eine von irgend einem vorhandenen Motor (Turbine, Wasserrad) angetriebene Welle veranlagst, sich jedesmal in einem bestimmten Sinne rechts oder links zu drehen. Diese Welle steht unter Vermittelung einer Kuppelung mit einer zweiten Welle in Verbindung, welche entsprechend auf die Regulirwelle einwirkt und hierdurch den Wasserstand regelt, indem sie z. B. an Turbinen die Kanäle oder bei Wasserrädern die Einlaufschützen weiter öffnet oder schliefst.

Als wesentlich ist die Einrichtung hervorzuheben, welche es ermöglicht, den Grad dieser die Regulirung veranlassenden Wirkung auf ein vorher bestimmtes, gewünschtes Mafs zu beschränken.

Die Einrichtung besteht aus einer von der genannten zweiten Welle angetriebenen Scheibe, die auf ihrem Rande zwei verstellbare Curvenstücke trägt, von denen je nach Drehungsrichtung der Welle bezw. Scheibe entweder das eine oder das andere die Lösung der genannten Kuppelung bewirkt. Letztere kennzeichnet sich als eine dreifache Kuppelung und besteht aus einer Hauptkuppelung und zwei Nebenkuppelungen, von denen letztere nur bei bestimmter Drehungsrichtung wirksam sind.

Wiederhergestellt wird die Verbindung beider Wellen durch die Kuppelung selbst, bei Drehung der Antriebswelle in einer Richtung, welche immer derjenigen, bei welcher die Lösung bewirkt, wurde, entgegengesetzt gerichtet ist, und zwar durch eine der Nebenkuppelungen, welche nicht mit ausgelöst wurde, jedoch keine Verbindung der Wellen bewirkt, da sie bei der früheren Drehrichtung unwirksam blieb.

Auf beiliegenden Zeichnungen ist eine Ausführungsform des Reglers zur Darstellung gebracht.

Fig. i, 2 und 3 zeigen denselben in Vorder-, Seitenansicht und Schnitt, während die

Fig. 4 bis 11 Einzelansichten der dreifachen Kuppelung sowie der Curvenstücke veranschaulichen.

Auf der Welle f des Reglers sind die beiden losen Riemscheiben α α und zwischen diesen die feste Riemscheibe b angeordnet. Der Antrieb derselben erfolgt von einer rohrenden Welle des Motors aus vermittelst offenen und gekreuzten Riemens, welche in Riemengabeln laufen, die durch den mit Schlitzauge versehenen Kurbelarm c der vom Schwimmer beeinflufsten Welle d aus gesteuert werden,, derart, dafs beim Steigen des Schwimmers der eine, beim Sinken des Schwimmers der andere Riemen auf die feste Scheibe b tritt.

Die Welle f trägt eine Schnecke, welche in das Schneckenrad g eingreift, das durch eine

Kuppelung \ mit der Welle h in Verbindung steht. Die Welle h wird mit der gleichachsigen Welle i durch die dreifache Kuppelung k verbunden, welche in den Fig. 6 bis 9 der beiliegenden Zeichnung besonders dargestellt ist.

Es lassen sich bei dieser Kuppelung eine Haupt- und zwei Nebenkuppelungen unterscheiden, von welchen die Hauptkuppelung bei beiden Drehrichtungen wirksam ist, während die Nebenkuppelungen nur bei bestimmter, und zwar einander entgegengesetzter Drehungsrichtung in Wirksamkeit treten. Die Hauptkuppelung kennzeichnet sich als Klauenkuppelung und wird durch die in der Mitte beider Kuppelungshälften concentrisch und symmetrisch angeordneten Klauen k¹ (Fig. 7 und 9) gebildet. Die Nebenkuppelungen werden durch zwei in der unteren Kuppelungshälfte in concentrischen Ringen angeordnete Reihen zahnartiger Klauen /1¹ gebildet, von denen die Klauen / der einen Reihe entgegengesetzt den Klauen Z¹ der anderen Reihe gerichtet sind.

In diese Zahnklauen können die in der oberen Kuppelungshälfte (Fig. 6 bis 8) axial beweglich und symmetrisch zu den beiden Klauenreihen 7 bezw. l^l angeordneten Zähne m bezw. m¹ eingreifen. Die Zähne m greifen mit ihrem oberen hakenförmig ausgebildeten Ende über den Gleitring η, die Zähne m^l über einen zweiten Gleitring η¹. Diese Ringe stehen durch Bänder ο bezw. o¹ mit entsprechend ausgebildeten Schlitzaugen mit den Ausrückbügeln ρ bezw. q in Verbindung und bei Drehung der oberen Kuppelungshälfte gleiten die Zähne m und m¹ auf den Ringen η bezw. n¹. Während die Auslösung der Hauptkuppelung durch Anheben der oberen Kuppelungshälfte vermittelst des Bügels r (Fig. 2 und 4) bewirkt wird, geschieht die Auslösung der Nebenkuppelungen durch Anheben der Gleitringe η bezw. η¹ vermittelst der Bügel ρ bezw. q (Fig. 5 und 6).

Es ist also zwecks Aufhebung der durch die dreifache Kuppelung hergestellten Verbindung beider sich in einem gewissen Sinne drehender Wellen nur nöthig, die Hauptkuppelung und diejenige Nebenkuppelung auszulösen, welche bei dieser Drehungsrichtung wirksam ist, während die andere Nebenkuppelung in eingerückter Stellung verbleiben kann, um später bei Drehung der oberen Kuppelungshälfte in umgekehrtem Sinne in Wirksamkeit zu treten und hierdurch die Hauptkuppelung wieder herzustellen.

Zur selbstthätigen Aus- und Einrückung der Kuppelung ist die folgende Einrichtung getroffen.

Eine von der Welle / (Fig. 1 bis 3) durch das Kegelrädergetriebe s, das Stirnrädergetriebe s^l (Fig. 3), die Schnecke s'² und das Schneckenrad t^l angetriebene Scheibe t besitzt auf ihrem verbreiterten Rande eine Nuth, in welcher zwei Doppelcurvenstücke u (Fig. 10 und 11) mittelst Hakenschrauben u. s. w. verstellbar angeordnet sind. Diese Curvenstücke besitzen je eine am Gufskörper angegossene Hauptcurve w¹ und eine Nebencurve ν bezw. v^l, welche von einer seitlich am Gufskörper angeschraubten Platte gebildet wird.

Die Curvenstücke sind nun bestimmt, die Kuppelung k auszulösen, indem bei Drehung der Scheibe t nach rechts oder links entweder das eine oder das andere Curvenstück mit seiner Hauptcurve auf den Bügel r und mit seiner Nebencurve ν oder v¹ auf den Bügel ρ bezw. q einwirkt und hierdurch die Hauptkuppelung sowie die wirksame Nebenkuppelung auslöst. Um je nach der Drehungsrichtung der Wellen bezw. Scheibe die eine oder andere wirksame Nebenkuppelung auszulösen, sind entsprechend der Lage der verschieden lang ausgebildeten und auch verschieden hoch liegenden Bügel ρ q (Fig. 6) die Curvenplatten ν bezw. v¹ höher oder tiefer und in entsprechender seitlicher Lage zur Scheibe angeordnet.
Die Wirkungsweise des Reglers ist folgende: Bei normalem Wasserstande laufen beide Riemen auf den Losscheiben aa, die Welle f und alle von derselben angetriebenen Theile stehen still. Steigt der Wasserstand, so bewegt der Schwimmer einen der Riemen auf die feste Riemscheibe b.. Die Schneckenwelle / wird in einem gewissen Sinne in Drehung versetzt und überträgt diese Bewegung auf die Welle h und mittelst der in dem betreffenden Drehungssinne wirkenden und dann unter allen Umständen geschlossenen einen Nebenkuppelung, z. B. m I, auf die Welle i, welche direct oder indirect die Regulirwelle am Motor (Turbine oder Wasserrad) treibt. Gleichzeitig wird auch die Bewegung der Welle i durch Zahnrad- und Schneckenradgetriebe auf die Scheibe t übertragen, welche sich nunmehr in bestimmter Richtung drehen wird, und zwar derart, dafs die Hauptkuppelung zur Wirkung kommt und die Einlaufschützen weiter geschlossen werden. Angenommen nun, die Drehung der Welle i und damit auch das Aufziehen der Schützen setzt sich so lange fort, bis das eine Curvenstück u die Kuppelung k ausrückt, indem die höher gelegene Curve u^l durch Anheben des Bügels r (Fig. 2) die Hauptkuppelung auslöst, während die Nebencurve, z. B. v, auf den Bügel ρ einwirkt (Fig. 6) und vermittelst Gleitringes u die axial, beweglichen Zähne m der bei dieser Drehungsrichtung wirksamen Nebenkuppelung ml anhebt. Die Welle i bleibt dann stehen und die Schützen haben ihre tiefste Lage erreicht. Die Wellen f und h werden nun noch so lange in demselben Sinne weitergedreht, bis der Wasserstand wieder seine normale Höhe er-

Claims (2)

reicht. Da die Riemen dann wieder beide leer laufen, so bleibt nunmehr auch die Welle/ stehen. Fällt der Wasserstand im Zulaufkanal jedoch zu tief, so bewegt der von dem fallenden Wasser getragene Schwimmer den anderen, bis dahin leer laufenden Riemen auf die feste Riemscheibe und veranlafst hierdurch eine Drehung der Wellen/ und h in urngekehrtem Sinne. Die bei der früheren Drehrichtung unwirksame Nebenkuppelung m111, welche bei Auslösung der Kuppelung k in eingerückter Stellung verblieb, tritt jetzt in Wirksamkeit; sie nimmt die Welle i mit und dreht gleichzeitig: die Scheibe t derart, dafs das bis dahin eingerückte Curvenstück u die Hebel r und ρ wieder freigiebt, so dafs also die Hauptkuppelung sofort wieder einrückt und auch die beweglichen Zähne m der bis dahin ausgelösten Nebenkuppelung wieder herabsinken, wobei die Schützen wieder langsam geöffnet werden. Der stärkste Grad, bis zu welchem der Zuflufs des Wassers durch die Regulirvorrichtung verringert werden kann, wird durch die Stellung des zweiten Curvenstückes u auf der Scheibe t bedingt, welcher, sobald derselbe erreicht ist, die Hauptkuppelung und mittelst der Nebencurve vl diesmal diejenige Nebenkuppelung m1 Z1 auslöst, welche bei der letzten Drehrichtung in ihrer; tiefsten Stellung verblieb. Durch geeignete Wahl der Zähnezahlen an den Stirnrädchen s1 läfst sich die Bewegung der Scheibe t so reguliren, dafs dieselbe bei vollständigem Oeffrien der Schützen bezw. der Turbinenkanäle etwa 1J5Umdrehung macht. Folglich läfst sich jede Schütze bezw. Turbine ganz öffnen oder schliefsen. Sobald die Hauptkuppelung und die Nebenkuppelung In1I1 ausgerückt sind, bleibt die Welle i wiederum stehen, und ebenso bleiben die Wellen/und h stehen, wenn der Schwimmer wieder seine normale Höhenlage erreicht hat. Tritt letzteres ein, bevor noch die Scheibe t eine solche Drehung vollführt hat, dafs dies betreffende Curvenstück zur Wirkung gelangt ist, so bleibt sowohl die Hauptkuppelung als auch beide Nebenkuppelungen eingerückt, und je nachdem dann bei wieder steigendem bezw. fallendem Schwimmer der eine oder andere Riemen die Welle/ in der einen oder anderen Richtung in Drehung versetzt, ,werden die .. Schützen von der sofort in entsprechendem Sinne mit in Drehung versetzten Welle i aus weiter geöffnet bezw. geschlossen. Die Verbindung der Regulirwelle mit den Schützen bezw. der Welle i mit der Regulirwelle wird derart getroffen, dafs in den Endstellungen der Scheibe t die Bewegung der Schützen erst nach einem gewissen todten Gang der Scheibe eintritt. Dieser todte Gang wird nach beiden Richtungen so bemessen, dafs die Einstellung der Schützen erst in dem Augenblick beginnt, wo die Hauptkuppelung k1 eingerückt ist, wodurch der ganze Mechanismus und insbesondere die Nebenkuppelungen geschont werden. Die von Hand ein- und ausgerückte Kuppelung ι hat den Zweck, die Regelung auch jederzeit von Hand bewirken zu können, was. besonders bei In- und Aufserbetriebsetzung des Motors vorteilhaft ist. Pa te ν t-A ν sprüche:

1. Selbsttätiger Zulaufregler für Wasserkraftmaschinen, bei dem zwei durch eine dreifache Kuppelung (k) mit einander verbundene Wellen (h i) von der Kraftmaschine aus in einer durch die Bewegung eines Schwimmers bestimmten Richtung angetrieben werden und entsprechend auf die Regulirwelle einwirken, wobei in den Grenzlagen der Regulirung eine durch die mit-

„ genommene Welle (i) angetriebene Scheibe (t) jedesmal durch ein von zwei verstellbaren Curvenstücken (u) die Hauptkuppelung und eine der beiden Nebenkuppelungen auslöst, derart, dafs bei Bewegung der Antriebswelle in entgegengesetzter Richtung die Welle (i) durch die noch eingerückte, bei der vorigen Drehrichtung unwirksame Nebenkuppelung mitgenommen, hierdurch die Scheibe (t) selbst zurückgedreht und damit die vollständige Kuppelung beider Wellen selbstthätig wieder hergestellt wird.

2. Eine Ausführung der unter i. angegebenen dreifachen Kuppelung, bei der die nach beiden Drehrichtungen wirksame Hauptkuppelung durch beidseitig wirkende Klauen k^l in der Mitte beider Kuppelungshälften gebildet wird und die beiden in entgegengesetzten Richtungen wirksamen Nebenkuppelungen aus zwei auf der unteren Kuppelungshälfte concentrisch angeordneten Kränzen einseitig wirkender Klauen (I I¹) bestehen, die mit Mitnehmern (mm¹), welche in der oberen Kuppelungshälfte in der Achsenrichtung beweglich sind und von Gleitringen (η η¹) getragen werden, durch Bügel (p q) in und aufser Eingriff gebracht werden können.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.