DE5939C - Horizontales Windrad mit rotirenden Flügeln - Google Patents

Description

1878.

JSCHRIFT

ι))

)Ν BOHLKEN in VAREL λ. ι». J ■ontales Windrad mit rotirenden Flugein.

Patentirt im Deutschen Reiche vom JO. November 1878 al>.

Der Gegenstand dieser Erfindung besteht in einem horizontalen Windrade, dessen dem Winde frei exponirU Flügel sich während der Drehung des ganzen Flügclsystemes derart um ihre eigene Axe drehen, dafs sie in ihrer Gesammtheit von dem Winde stets in der vorteilhaftesten Weise getroffen werden.

Auf beiliegender Zeichnung ist dieses Windrad nebst zugehörigem Gerüst in Fig. 1 in einer Totalansicht dargestellt. Fig. 2 ist ein Verticalschnitt durch die beweglichen Theile, und in den Fig. 3 bis 7 sind die Hori/ontnlprojectionen dieser Theile in verschiedenen Stellungen der Flügel dargestellt.

Die hohle Hauptwelle If, welche in dem Spurlager L und einem entsprechenden Halslager läuft, trägt die beiden Flügelkreuze A und A'. In diesen Kreuzen sind die Axen χ der Flügel F^x bis F^x gelagert. Die Zahl der Flügel ist übrigens variabel; es können deren zwei oder mehrere neben einander zwischen je zwei Armen angebracht werden, w ist eine verticale Welle, welche durch die hohle Hauptwelle hindurchgeht und welche durch die gleich grofsen Winkelräder d und c mit der auf dem einen Arm des Kreuzes A gelagerten Welle t in Verbindung steht. An ihrem äufseren Ende trägt / ein konisches Rad b, welches in das doppelt so grofse, auf der Axe χ des Flügels F' festgekeilte Rad α eingreift. Sämmtliche Flügel· axen haben an ihren Enden Kurbeln s, welche unter sich parallel stehen und durch einen Kuppelring K oder durch eine anderweitige starre Vereinigung von Kuppelstangen mit einander verbunden sind. Diese Kurbeln sind aber zu den Flügeln unter verschiedene Winkel gestellt und zwar so, dafs, wenn die Kurbel von F* in die Richtung dieses Flügels fällt, diejenige von F* um 45⁰, die von F¹ um 90" und endlich die Kurbel von F¹ um 135° versetzt ist.

Es werde nun zunächst angenommen, die Welle rc stehe still, die Flügel haben die Stellung von Fig. 3 und der Wind wehe in der Richtung des Pfeiles V\ also entsprechend der Stellung der Windfahne V, Alsdann wirkt der Wind mit voller Kraft auf den Flügel /·"', während er den Flügel F³ auf der Kante trifft. Das Flügelsystem erhält daher den Impuls, sich rechts herum zu drehen. Auf gleiche Drohung wirken aber auch beide Flügel F* und /·"', wie sich aus einer Betrachtung der Zeichnung ergiebt. Tritt nun diese Drehung ein, so rollt das Rad <· um das nach obigem feststehende Rad </, und rotirt dai.T einmal um seine Axe, während das Fluidsystem eine Drehung macht. ZuA)IgC des Verhältnisses der Räder <i und /· macht mithin während derselben Zeit die Ave von /·"' eine halbe Drehung. Nach einer Vierteldrehung des Flügclsystemes müssen sich daher F^k und zufolge der Kurbeln '/. und des Kuppelringes A* auch die übrigen Flügel um 45" gedreht haben, d. h. es ist /' in die .Stellung von /'', /·'' in die von F'' gekommen ti. s. w. Nach einer halben Drehung des Flügclsystemes haben sich die Flügel um 90° gedreht, und es ist F* an die Stelle und in die Lage von /'"' gekommen u. s. w. Der in Fig. 3 oben befindliche Flügel, welcher des Syjtemes es auch sei, wird daher immer dem Winde seine volle Fläche darbieten, während jeder der übrigen Flügel stets die demselben für den betreffenden Punkt des Umlaufes zukommende Stellung einnimmt.

Die beschriebene übereinstimmende Drehung der Flügel würde sich auch ohne Kurbeln und Ring K durch Anbringung einer Welle / nebst entsprechend zu wählenden Winkelrädern auf jedem Arm des Kreuzes A bewirken lassen.

Es möge nun die bisherige Windrichtung V¹, Fig. 3, welche als westliche angesehen werden mag, sich in eine nördliche *V, Fig. 7, verändern; alsdann wird sich die Windfahne V durch eine viertel Rechtsdrehung senkrecht zur Bildfläche stellen. Die Folge davon wird, der Anordnung der unter sich gleich grofsen Räder ef gh gemäfs, die sein, dafs sich die Welle ίο um ebensoviel in demselben Sinne dreht. (Die Regulirungsvorrichtiing U ist hierbei noch aufser Acht zu lassen.)

Diese Drehung wird nun weiter durch Welle / auf die Axe des Flügels F' übertragen und zwar so, dafs sich /·' um 45" nach rechts dreht, d. h. sich in die Windrichtung stellt. Die übrigen Flügel verstellen sich aber auch um 45⁰ nach rechts; F- empfängt daher den vollen Winddruck, während /'"' und F* von dem Nordwinde ebenso getroffen werden, wie vorher F* und F - vom Westwinde.

Claims (1)

1. Die Flügel stellen sich demgemäfs zufolge der getroffenen Einrichtung stets von selbst nach dem Winde ein.

   Die Drehung der Flügel und die Uebertragung der Bewegung der Welle II' auf dieselben Iäfst sich auch durch eine Stirnradcombination, wie sie in Fig. 6 dargestellt ist, bewirken. Dabei ist das auf der Welle IV festgekeilte Radi/' halb so grofs, als das Rad/, während q ein Zwischenrad von beliebiger Gröfse ist, welches auf festem Zapfen läuft. Mit ρ ist eine Kurbel ;, combinirt, von gleicher Länge mit den Kurbeln 2, und sämmtliche Kurbeln sind durch ein versteiftes Stangenkreuz (an Stelle des obigen Ringes) mit einander gekuppelt, so dafs die Drehung von ρ auf die Flügel übertragen wird. Eine Modification dieser Anordnung würde in der Construction der Räder i/¹ und ρ als Kettenräder, Verbindung derselben durch eine Kette und Weglassung des Rades q bestehen. Auch kann man jede Flügelaxe mit einem Kettenrade von dem doppelten Durchmesser des Kettenrades ti' versehen und um alle diese Kettenräder in geeigneter Weise eine Kette legen.

   Es erübrigt jetzt noch, die mit der Welle T combinirte Regulirimgs- bezw. Umsteuerungsvorrichtung zu beschreiben.

   Auf der besagten Welle steckt eine Hülse U, welche mittelst der Zahnstange, des Getriebes und des Handrades M in der in Fig. 2 und 2 a dargestellten Weise auf T verschoben werden kann, und innerhalb welcher die Welle T in die beiden Stücke E und E' getheilt ist. Die Hülse hat auf dem das Wellenstück E^s umfassenden Theil einen geraden, auf dem andern einen spiralförmigen Schlitz. Durch den ersteren hindurch ist ein Stift λ¹ in das Wellenstück E\ durch letzteren ein Stift j- in das Stück E geschraubt, oder es sind statt der Stifte Federn angewendet. Bei irgend einer bestimmten Stellung von U übertragen die Stifte .f und s' die Drehung der Welle // ebenso, als ob E und E^x zusammenhängend wären Eine Verschiebung von U veranlafst aber eine Verdrehung von E gegen EK Beträgt letztere iSo°, so werden sämmtliche Flügel um 9^* gedreht (s. Fig. 4) und es tritt eine zur erstgedachten entgegengesetzte Rotation des Windrades ein. Bewirkt die Verschiebung von U nur eine Verstellung von E gegen E¹ um 90 °, so wird die Flügelstellung Fig. 5 hervorgerufen und das Rad steht still. Bei irgend einer Stellung zwischen Fig. 3 und 5 werden die Flügel in einer weniger günstigen Weise vom AVinde getroffen, als bei der von Fig. 3, und folglich geht alsdann das Rad langsamer. Es ist durch diese Einrichtung somit die Möglichkeit gegeben, die Geschwindigkeit des Windrades zu reguliren, dasselbe zum Stillstand zu bringen, sowie dessen Drehungsrichtung zu ändern.

   Die Hülse U braucht aber nicht nothwendig mit der Welle T combinirt zu sein, es Iäfst sich dieselbe auch auf einer der Wellen H oder to anbringen. Auch kann man die Anordnung derart modificiren, dafs die gegen einander zu verdrehenden Wellenenden hohle Hülsen repräsentiren, in denen sich ein kurzes Wellenstück verschieben Iäfst. Endlich noch ist zu bemerken, dafs die Stifte ί und s' oder Federn in der Hülse bezw. den hohlen Wellenenden und Schlitze oder Nuthen in den vollen Stücken angebracht werden können.

   Der Windflügel V kann übrigens auch direct auf eine Verlängerung der Welle iv gesteckt werden; es mufs alsdann die vorbeschriebene Kurbelschleife in der verlängerten Nabe des Rades d behufs Umsteuerung und Regulirung des Windrades durch Heben und Senken der Welle ii< gegen letztere verdreht werden.

   Die Verschiebung der Hülse U Iäfst sich durch einen Geschwindigkeitsregulator bewirken, entweder durch dirc.te Einwirkung oder unter Anwendung eines Uebertragungsmechanismus, wie sie zum Reguliren der Schützen von Wasserrädern benutzt werden oder in anderer bekannter Weise.

   Patenτ-Anspruch:

   Horizontales Windrad mit rotirenden Flügeln, das durch Drehung der Flügel umsteuerbar und regulirbar ist, wie gezeichnet und beschrieben.

   Hierzu I Blatt Zeichnungen.