DE24535C - Flügeleinstellung an Wasser- und Windrädern, sowie an den Fortbewegungsapparaten für Wasser- und Luftschiffe - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Beiliegende Zeichnung giebt in Fig. 1 eine Seitenansicht, an welcher sich die Stellvorrichtung befindet, in Fig. 2 eine Vorderansicht des Apparates. Fig. 3, 4 und s zeigen Variationen der Mechanik.

Die Wirkung des Apparates erfolgt, wenn derselbe in Rotation versetzt wird, bei Schiffen z. B. durch Dampfmaschinen.

Als Wasser- oder Windmotor wirkt fliefsend Wasser oder Wind gegen den Apparat.

Für die Luftschifffahrt wird derselbe entweder durch Handantrieb oder durch eine leichte Kraftmaschine in Rotation versetzt.

Das Wesentlichste dieses Apparates besteht in der mechanischen Stellung der Flügel a' bis a"" an dem mit Welle b fest verbundenen Gestell c während der Rotation des Apparates, welche in der Art erfolgt, dafs ihnen im ganzen Rotationskreise die gröfstmögliche Angriffsfläche geboten wird.

Diese Angriffsfläche entsteht, wenn die Flügel a¹ bis a"" bei einer Rotation des Apparates eine halbe Tour in entgegengesetzter Drehungsrichtung um ihre eigene Achse machen, und wird, wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, durch die Zahnräder d e f mit Zapfen g, Kreuz h und Kurbeln i in folgender Weise vermittelt: Zahnrad d ist mit einem Zahnrad k nämlicher Gröfse durch eine Muffe / fest verbunden und steckt lose auf Welle b\ da das Zahnrad k durch die Zahnstange m festgehalten wird, wie später erläutert werden soll, so kann auch Zahnrad d bei der Rotation des Apparates keine Bewegung vollführen. Da weiter Zahnrad e, in welches d eingreift, mit dem Apparat rotirt, macht dieses infolge dessen eine Bewegung um seine Achse in derselben Drehungsrichtung wie der Apparat. e greift wieder in Zahnrad f, welches die doppelte Gröfse von d hat, und giebt demselben eine Bewegung in entgegengesetzter Richtung, und dieses ist die leitende Richtung für die Flügelstellung; sie theilt sich durch den im Zahnrad f befestigten Zapfen g dem Kreuz h und durch dieses wieder den Kurbeln i mit, welche mit den Flügeln fest verbunden sind; sie ist eine linksum gehende, wenn der Apparat rechts herum rotirt, und eine rechtsum gehende, wenn er links herum rotirt. Da d nur halb so grofs ist als/, so macht letzteres Rad auch nur eine halbe Tour um seine Achse während einer ganzen Rotation des Apparates, wodurch die besagte Angriffsfläche entsteht. Das Resultat für die Herstellung der Angriffsfläche bleibt sich gleich, ob der Apparat rechts oder links herum rotirt, ob er gegen Wasser oder Luft bewegt wird oder ob Wasser oder Luft den Apparat bewegen.

■ Die Kurbeln i müssen stets in gleicher Richtung stehen. Da aber die Flügel, wenn sie die besagte Angriffsfläche erhalten sollen, nicht in einer Richtung stehen können, so müssen die Kurbeln verschiedene Richtungen zu denen der Flügel einnehmen, und zwar wie folgt: Soll der fortzubewegende Gegenstand, z. B. das Schiff, in der Richtung des Pfeiles / vorwärts getrieben werden, so müssen die Flügel, wenn der Apparat- nach derselben Richtung rotirt wird, die Stellung unter einander einnehmen, wie Fig. ι zeigt. Flügel a' hat hier dieselbe Richtung wie die Fortbewegungslinie und steht gleichzeitig auf dem Nullpunkt der Angriffsfläche. Hat ein Flügel '/₄ Tour vorwärts gedreht, so hat a' Y₈ Tour um seine Achse rückwärts ge-

dreht und bildet nun mit seiner inneren Seite, welche die Angriffsfläche ist, zur Fortbewegungslinie einen Winkel von 45°; hat der Apparat Y₂ Tour, so hat a' '/₄ Tour in der vorigen Weise gemacht und steht nun rechtwinklig zur Fortbewegungslinie. Die Angriffsseite von a\ welche bisher gegen das Innere des Apparates gekehrt war und nach vorn eingreifend wirkte, tritt durch die weitere Bewegung nach aufsen und wirkt nun in stemmender Weise gegen das Wasser. Die Richtung von a' hat dann bei ³/₄ Tour Apparatrotirung mit dieser stemmenden Angriffsseite eine Stellung angenommen, welche, wie bei der ersten '/₄ Tour, zur Fortbewegungslinie einen Winkel von 45⁰ bildet, und erhält bei Vollendung der ganzen Rotation dieselbe Stellung' wie beim Beginn derselben, aber mit dem Unterschied, dafs der Flügel durch die halbe Tour eigener Achsenbewegung die Angriffsseite gewechselt hat, was bei jeder Rotation des Apparates erfolgt. Da die anderen Flügel dieselben Bewegungen wie a' ausführen müssen, so hat man jedem Flügel vorher seine bestimmte Richtung zu geben und, wie aus der Verfolgung von a' hervorgeht, ist die in Fig. 1 angegebene Stellung die richtige. Die Kurbel und zugehöriger Flügel a' stehen in gleicher Richtung nach der Fortbewegungslinie; da nun alle Kurbeln gleiche Richtung haben müssen, so erhält die Kurbel bei a" die Richtung, welche zu der des Flügels einen Schenkel bildet, welcher in seinem oberen Winkel 13 5⁰ und im unteren 45⁰ hat; bei a'" mufs die Kurbel rechtwinklig zum Flügel stehen und bei a"" einen Schenkel bilden, der im unteren Winkel 135⁰ Und im oberen 45⁰ beträgt.

Das Festhalten des Zahnrades k durch die Zahnstange m geschieht mittelst des keilförmigen Griffes η wie folgt: An dem Rahmen o, welcher, beiläufig bemerkt, hier provisorisch angenommen ist und in der praktischen Ausführung dem Gegenstand, welchem der Apparat dienen soll, angepafst werden mufs, ist oben rechts ein Zahnrad p festgeschraubt. Durch dessen Mitte und die zwei rechts befindlichen aufrechten Rahmenstücke von ο geht eine Welle q, an deren innerem Ende ein Zahnrad r in derselben Gröfse wie Zahnrad k befestigt ist und wie k mit Zahnstange m in Verbindung steht; in dem rechts vorstehenden Ende der Welle q befindet sich ein Schlitz, durch welchen der Keilgriff n, welcher eine Ausklinkung um die Dicke des Zahnrades / hat, so weit gesteckt wird, dafs der stehengebliebene Theil der Ausklinkung zwischen den Zähnen des Rades/ sich festhält; der Keilgriff dient gleichzeitig zum Drehen der Welle q, wodurch vermittelst des Zahnrades ;· die Zahnstange m und durch diese die Flügel durch die schon erläuterte Anordnung verstellt werden können. Die Führung der Zahnstange befindet sich hier zwischen dem mittleren Rahmenstück von ο und dem an demselben befestigten Klotz s.

Da man bei der schnellen Rotation des Apparates und auch bei trübem Wasser die Stellung der Flügel nicht sehen kann, so mufs dem Keilgriff η vorher eine bestimmte Richtung gegeben werden. In der Zeichnung ist derselbe nach der Fortbewegungslinie gerichtet. Die Richtung des Keilgriffes giebt die Fortbewegungslinie an. Wird derselbe nach oben gestellt, so wird der Fortbewegungsgegenstand, z. B. das Schiff, gehoben, nach rückwärts wird es rückwärts und nach unten wird es in die Tiefe gezogen, ebenso kann man jede beliebige Zwischenrichtung herstellen, je nach der Zahl der Einfurchungen im Zahnrad /. Damit der Keilgriff, wenn er nach unten gestellt wird, nicht herunterfallen kann, so ist an dem durchgesteckten Theil desselben eine Feder t befestigt und mit dem Ende der Wellen verbunden; diese Feder verhindert das Durchziehen des Keilgriffes beim Stellen und hält gleichzeitig durch die Federkraft denselben in den Einfurchungen des Rades / fest.

Zum Treiben von Schiffen wird man am besten an jeder Seite des Schiffes zwei Apparate, ungefähr wie die Räder am Wagen, so tief als möglich unter der Oberfläche des Wassers anbringen und die Stellvorrichtung durch Welle q und Zahnstange m auf einen Punkt des Schiffes vereinigen, so dafs eine Person alle vier Apparate jeden Augenblick stellen kann.

Ein mit diesem Mechanismus ausgerüstetes Schiff kann auch in seichterem .Wasser fahren, als ohne denselben, indem man die Apparate so viel als nöthig zum Heben stellt. Man kann dann natürlich nicht so schnell fahren, da die Bewegung nach oben der Bewegung nach vorn entnommen ist.

Fig. 3 zeigt eine Variation in der Construction. Hier ist eine Scheibe mit einer doppelten Nuth u an der Muffe / befestigt; die Zahnfäder d e und / kommen dadurch in Wegfall und Zapfen g wird im Kreuz h an derselben Stelle befestigt, wo er vorher drehbar sich befand; er erhält eine schützenartige Form, welche dem Kreisbogen, wo sich die Nuthen kreuzen, angepafst werden mufs, und nach dieser Form mufs der übrige Theil der Nuthen erweitert werden, so dafs der Zapfen dieselben willig durchlaufen kann. Bei der Rotation des Apparates durchläuft der Zapfen abwechselnd einmal die grofse, das andere Mal die kleine Nuth, wodurch für die Herstellung der Angriffsfläche der Flügel dieselbe Wirkung hervorgebracht wird, als durch die Zahnräder de f. Die Figur zeigt gleichzeitig die Aufzeichnung der Doppelnuth, indem die Stellung des Zapfens g in 16 verschiedenen Punkten bei zwei Rotationen des Apparates angedeutet ist. Die acht Kreise, in welchen sich je zwei gegenüberliegende Punkte

befinden, bezeichnen die Gröfse des Kreises, welchen Zapfen g während zweier Rotationen des Apparates in rückgängiger Richtung beschreibt.

Fig. 4 zeigt eine Variation der Mechanik in der Art, dafs die Zahnräder e und / mit Zapfen g, Kreuz h und Kurbeln i in Wegfall kommen. Statt der Kurbeln i erhält jeder Flügel ein Zahnrad v, welches die doppelte Zähnezahl von Zahnrad d hat, und zwischen d und ν ist ein Zahnrad w angeordnet, dessen Gröfse sich nach der Entfernung der Räder d und ν richtet. Durch diese Variation werden die Flügel unabhängiger von einander.

Dieselbe Eigenschaft bietet die Variation in Fig. 5. Hier werden aber, im Unterschied von Fig. 4, die Zahnräder d und ν konisch hergestellt und die ebenfalls konischen Zahnräder x' χ", welche an Welle y befestigt sind, bewirken dasselbe, was in Fig. 4 Zahnrad w bewirkt. Die Lagertheile ζ der Welle werden mit dem Apparatgestell c fest verbunden.

Als Wasser- oder Windmotor kann der Apparat in jeder beliebigen Richtung aufgestellt werden, nur mufs er stets mit der Achsenrichtung rechtwinklig gegen die Strömung stehen. Deshalb ist für Windmotoren hauptsächlich die senkrecht stehende Richtung, so dafs die Mechanik nach oben kommt, die empfehlenswertheste; die Vorrichtung zum Verstellen des Zahnrades d kommt durch die Anbringung einer steifen Fahne an Stelle des Zahnrades k in Wegfall und, indem man der Fahne die erste Stellung giebt, wie dem Keil griff η in Fig. 1 und 2, regulirt die Windströmung durch die Fahne die Flügelstellung selbstthätig.

Für die Luftschifffahrt bringt man die Apparate, wie beim Wasserschiff, an den Seiten des Luftschiffes an; aber nicht, wie bei ersterem, so tief, sondern so hoch als möglich. Um die denkbar möglichste Lenkbarkeit des Luftschiffes herzustellen, bringt man noch vorn und hinten je einen Apparat, aber in verticaler Achsenrichtung, an, welche, da sie nur horizontal wirken, nur für die Fortbewegung und Lenkung benutzt werden, nicht aber für die Steigung. Um die Apparate mehr für die Fortbewegung arbeiten lassen zu können, bringt man über denselben eine schräge, sich nach hinten neigende Fläche an, wodurch die Steigung durch die Fortbewegung erfolgt. Diese Fläche kann auch zur Steuerung benutzt werden, wenn man sie stellbar anbringt. Die Flügel der Apparate für die Luftschifffahrt werden am besten aus einem leichten Rahmen hergestellt, welcher mit einem leichten, luftdichten Stoff in der Art überzogen wird, dafs die Angriffsfläche sich hohl formen kann, wodurch dieselben wirksamer werden.

Die Flügel werden bei ihrem Rückschlag der Luft nicht nur keinen Widerstand, sondern sogar nahezu ³/₈ Theile Angriffsfläche bieten. Der Wind wird den Flügeln des Apparates nicht nur keinen Widerstand, sondern die Arbeitskraft für die Rotation des Apparates bieten; es ist deshalb nur nöthig, die Windgeschwindigkeit bis zur erforderlichen Geschwindigkeit für Steigen und Vorwärtsbewegen zu überbieten.

Claims (1)

1. Pa tent-Anspruch:

   Eine Flügeleinstellung, bestehend aus dem auf der Welle b sitzenden, äufserlich festgehaltenen Rad d und den Rädern e und /, von denen letzteres mittelst des Zapfens g das Kreuz h bewegt, mit welchem durch die Kurbeln i die Flügel in Verbindung stehen, sowie ' die Modifikationen, Fig. 3, 4 und 5, dieser Vorrichtung, jede in Verbindung mit der Vorrichtung zum Reguliren des Flügelwinkels, bestehend aus dem festzustellenden Rad p und der Zahnstange m, welche das Rad k und mit ihm das Rad b in einer bestimmten Stellung festhält.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.