Titel: | Ueber die Reconstruction und Anwendung des Oldham-Rades; von A. Jarolimek. |
Autor: | A. Jarolimek |
Fundstelle: | Band 229, Jahrgang 1878, S. 15 |
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Ueber die Reconstruction und Anwendung des
Oldham-Rades; von A.
Jarolimek.
Mit Abbildungen im Text und auf Tafel 1.
Jarolimek's verbessertes Oldham-Rad.
Durch eine Abhandlung Prof. Georg Wellner's über
LuftschifffahrtTechnische Blätter, 1876 S. 81.
wurde neuerlich das Oldham'sche Ruderrad der
Vergessenheit entzogen, das schon zur Zeit, als die Dampfschifffahrt noch in ihren
Anfängen war, auftauchte, vor dem Galloway-Morgan'schen
Rade aber nicht Stand halten konnte. Das Oldham-Rad hat die Probe als
Schiffspropeller nicht bestanden, weil die Schaufeln dieses Rades nicht unter dem in
der Praxis sich best bewährenden Winkel ins Wasser eingriffen, und weil die Bewegung
der Schaufeln bei der Oldham'schen Anordnung des Rades
nebst excentrischen Scheiben und Schubstangen auch noch 2 Paar ZahnräderEine Zeichnung des Oldham'schen Rades findet sich in Redtenbacher: Die Bewegungsmechanismen, Taf. 58.
erforderte, die bei Propellern allerdings besser vermieden werden.
Nun besteht aber die Haupteigenthümlichkeit des Oldham-Rades darin, daſs es ganz unter Wasser getaucht arbeiten kann, indem bei
diesem Rade alle Schaufeln in gleichem Sinne wirken und in Bezug auf das
widerstehende Mittel sogar in allen Stellungen die gleiche Fortgangsgeschwindigkeit
annehmen. Hieraus erwächst nicht nur zugleich eine Eignung dieses Rades als Motor
für Schiff- und Windmühlen, für welch letzteren Zweck dasselbe schon von Redtenbacher und Reuleaux
empfohlen wurde, sondern das Rad wird – sei es in verticaler oder horizontaler
Anordnung – wenn ganz unter Wasser gehend, auch zum Antrieb von Schiffen geeigneter,
indem von einem fehlerhaften Eingriff des Rades ins Wasser dann nicht mehr die Rede
sein kann und das Rad bei dieser Anordnung überhaupt eine sehr gedrängte, allen
Schiffsformen sich leicht anschmiegende Construction gestattet.
Somit läge immerhin die Möglichkeit vor, das seinen ZweckenDas Rad kann, wenn in einem Gehäuse
eingeschlossen, auch als Pumpe, Ventilator u. dgl. dienen. in der
Theorie so sehr entsprechende und mancherlei ganz besondere Vortheile (wie den der
leichten Umsteuerung bei unverändertem Gang der Maschine) darbietende Oldham-Rad
namentlich auch als Schiffspropeller praktikabel zu machen, wenn es nur gelingen würde, an Stelle der complicirten Oldham'schen
Construction der Schaufelsteuerung einen einfacheren, wirklich praktischen
Apparat zu setzen.
Ich habe mehrere derlei vereinfachte Steuerungen für die Schaufeln der Oldham-Räder
im Modell ausgeführt und gebe in der Erwartung, daſs die Sache ein allgemeineres Interesse finden dürfte,
an dieser Stelle einstweilen die Beschreibung derjenigen Construction, welche durch
Prof. Gustav Schmidt bei Anlaſs eines VortragesGehalten in der Versammlung des
naturhistorischen Vereines „Lotos“ in
Prag, am 25. März 1877. in kleinem Kreise bereits bekannt
geworden ist.
Die Schaufeln des Oldham-Rades sind bekanntlich wie beim Morgan-Rad um ihre Achsen
drehbar; doch verlangt das Oldham-Rad, daſs sich die Ebenen aller Radschaufeln stets
gegen die Achse derjenigen Schaufel richten, welche sich in der Richtung des
Schiffslaufes, also gerade mit der Schneide vorwärts, bewegt. Bedingung für die
richtige Construction der zugehörigen Schaufelsteuerung ist hier also, daſs sich die
Ebenen aller Schaufeln stets in einem und demselben Punkte des von den
Schaufelachsen beschriebenen Kreises kreuzen, wie in Fig. 1 Taf.
1 schematisch dargestellt, oder aber, daſs die Schaufeln
halb so schnell umlaufen als das Rad.
Daſs beide Bedingungen auf eins und dasselbe hinauslaufen, ist
leicht einzusehen. Denn wenn sich die Schaufel S (Fig.
2) bei ihrem Umlauf um O stets nach einem
Punkte a des von ihrer Achse o beschriebenen Kreises richtet, so gestaltet sich ihr Drehungswinkel β in Hinsicht dieses Kreises zu einem Peripheriewinkel;
und da ein solcher stets halb so groſs ist als der zugehörige Centriwinkel (α), so folgt daraus ohne weiteres, daſs die Schaufel
S dann um ihre Achse genau halb so schnell rötirt
als das Rad um die seinige.
Eine solche Drehung der Schaufeln bei der Bewegung des Rades kann
man sich nun sehr einfach dadurch bewirkt denken, daſs man an die Schaufel, und zwar
in der Richtung der Schaufelebene selbst, eine Stange mn (Fig. 3)
befestigt, die in einem bei α fix angebrachten, jedoch
drehbaren Gleitbacken läuft.
Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung kann man sich nach einem
Blick auf Fig. 3
leicht vorstellen, wo Oo natürlich einen Radarm
darstellt, der hier, weil vorderhand nur eine Schaufel
in Betracht gezogen wird, einfach für eine Kurbel genommen werden kann. Nun ist es
aber, wenn die Schaufel ihre Tour ganz durchlaufen soll, nöthig, daſs sich die
Führungsstange in gleicher Weise zu beiden Seiten der Schaufel erstreckt, und auch
dann noch gibt es für die Schaufel eine Stellung, wo sie einer sicheren Führung
ermangelt. Dies tritt nämlich dann ein, wenn die Schaufelachse eben den Punkt α (Fig. 4)
passirt; denn in diesem Augenblick hat die Schaufel mitsammt der Stange mn nicht mehr zwei, sondern nur einen Richtpunkt,
nämlich den in ihrer Achse o, und sie kann daher in
jeder beliebigen Richtung um diese ihre nun mit α
zusammenfallende Achse verdreht werden, wodurch die richtige Functionirung des
Apparates natürlich beeinträchtigt wird.
Wohl aber erfüllt die eben besprochene Vorrichtung ihren Zweck
ganz, wenn noch ein dritter Richtpunkt hinzugefügt wird dadurch, daſs man die
Schaufel – statt mit einer – mit zwei Stangen versieht, die ein ganzes Kreuz bilden,
und wovon jede in einem anderen Endpunkte des Raddiameters
ihre Führung bekommt.
Diese Anordnung, deren richtiges Spiel darauf beruht, daſs jeder
Peripheriewinkel im Halbkreise ein rechter ist, demnach, wenn der eine Schenkel des
mit seinem Scheitel in der Kreisperipherie sich bewegenden Rechtwinkels stets das
eine Ende a des Kreisdiameters kreuzt, der andere
Schenkel auch das andere Ende b dieses Diameters
kreuzen muſs, ist mit einer kleinen Veränderung, nämlich mit einem geschlitzten
Kreuze, wodurch die Drehung der fixen Führungswarzen a
und b umgangen wird, in Fig. 5 Taf.
1 skizzirt, und sie bildet die Grundidee, von der ich bei Construction meiner
Schaufelsteuerung der Oldham-Räder ausging. Doch braucht wohl kaum bemerkt zu
werden, daſs auf die
praktische Anwendung des Apparates in der in Fig. 5
dargestellten kolossalen Form niemals gedacht werden konnte und am wenigsten dann,
wenn man gekröpften Wellen oder festen Lagern zu beiden
Seiten des Rades aus dem Wege gehen wollte, die bei dieser Construction, wie aus dem
Schiffsquerschnitt Fig. 6
hervorgeht, ähnlich wie bei den Morgan-Rädern nöthig sind, indem die Führungswarzen
a und b auch nur – wie
das Excenter bei den Morgan-Rädern – an einer auſserhalb des Rades befindlichen
festen Wand oder einem Gehänge W angebracht werden
können.
Wie ich sowohl der letzteren Nothwendigkeit, als auch den unmäſsigen Dimensionen der
obigen sonst einfachen Vorrichtung auswich, soll nun kurz gesagt werden. Ich
verzichtete vor Allem darauf, der Schaufel direct die verlangte Bewegung zu geben,
indem ich zwischen Schaufel und Radachse, und zwar sehr nahe der letzteren, eine
Zwischenkurbel vw (Fig. 7)
einschaltete und mir die Aufgabe so stellte, zunächst dieser Kurbel die bedungene
Drehung zu ertheilen und letztere sodann durch eine Kurbelstange wy an die Schaufel xy zu
übertragen.
Die Nähe der Achse v an die Radachse O gestattete mir nun, sowohl die Führungswarzen a und b, als auch die
Warze v der Hauptkurbel und auch die Warze w der Zwischenkurbel vw so
groſs auszuführen, daſs selbe sämmtlich die Radachse O
umschlossen, wodurch nicht nur die Kreuzung der bewegten Theile mit dieser Achse
vermieden, sondern auch erzielt wurde, daſs die beiden Kurbeln Ov und vw ganz in Wegfall
kamen, indem dieselben in ihren nun zu Excentern erweiterten Kurbelwarzen v und w ganz aufgingen,
wie dies aus der Fig. 8 Taf.
1 ersichtlich ist.
Denkt man sich bei dieser Anordnung noch das Führungskreuz auf dem Excenter w so befestigt, daſs es einerseits die fixe Warze,
bezieh. nun das Excenter a und andererseits das fixe
Excenter b umschlieſst, und fügt man dem ganzen Apparat
schlieſslich den Excenterring z mit den nöthigen, als
Kurbelstangen zur Bewegung der Kurbeln an den Radschaufeln dienenden Armen t bis t3 hinzu, so hat man meine Schaufelsteuerung complet
vor Augen. In Fig. 8 sowie
in dem in Fig. 9
skizzirten Durchschnitt, worin die Theile der Deutlichkeit wegen recht breit
gezeichnet sind, stellen also a und b zwei feste, unbewegliche, die rotirende Achse O umschlieſsende Excenter vor, die dicht hinter
einander liegen, und durch welche das lose Excenter w
mittels der an demselben befestigten und sich unter 90° kreuzenden zwei
Gleitbackenpaare r, r1
und s, s1 die verlangte
Drehung erhält, während sich das in w eingebettete und
an der Welle O befestigte Excenter v mit der letzteren fortbewegt. Durch den Excenterring
z und die Arme t bis
t3 wird die
Bewegung von w dann in genau gleicher Weise wie beim
Oldham-Rad an die Radschaufeln übertragen.
Uebrigens läſst sich meine Vorrichtung noch vereinfachen dadurch, daſs man die
Kreuzführung r, r1, und
s, s1 wirklich als
solche, also nicht aus zwei gesonderten und hinter einander angebrachten
Schienenpaaren, sondern
aus in einer Ebene liegenden Theilen herstellt, was nur dann möglich wird, wenn die
beiden Excenter a und b
auch nur ein Stück, und zwar von der in Fig. 10
skizzirten Form bilden. In diesem Falle stützt sich das Excenter w mit seinem Führungskreuz nicht gleichzeitig auf beide
Fixscheiben a und b,
sondern abwechselnd einmal auf die eine und dann auf die andere, indem es in der
Stellung Fig. 10 von
der einen auf die andere übergeht. Auch die letztere Form des Steuerungsapparates
ist endlich der Vervollkommnung und Vereinfachung fähig. Darf man aber aus dem
Vorstehenden den Schluſs ziehen, daſs die Ausführung einer wirklich praktischen
Construction des Oldham-Rades nicht wohl aus dem Bereiche des Calculs gewiesen
werden kann, so gewinnt damit dieses merkwürdige Rad so sehr an Bedeutung, daſs ich
es nicht unterlassen will, hier noch mit einigen besonderen Bemerkungen die
Aufmerksamkeit darauf zu lenken.
Oldham hat, wie es scheintIn Tredgolt: Steam
Engine, 1838, Appendix S. 153 ist das Oldham-Rad gewissermaſsen als
aus dem Buchanan'schen Rade hervorgegangen
geschildert; eine Beschreibung des letzteren findet sich auch in M. Rühlmann: Allgemeine Maschinenlehre
(Braunschweig 1872), Bd. 4 S. 98., auf die Anwendung seines Rades
unter Wasser nicht gedacht. Mir ist auch sonst über
Versuche mit einer solchen Anordnung des Rades nichts bekannt geworden; es müſste
denn sein, daſs Fowler's RadVgl. Uhland's
praktischer Maschinen-Constructeur, 1877 S. 426. mit dem
Oldham's identisch ist. daſs jedoch das Oldham-Rad
gerade bei seiner Anwendung unter Wasser ganz besondere Vortheile bietet, möge hier
etwas näher ausgeführt und vor allem der Beweis dafür beigebracht werden, daſs die
Fortgangsgeschwindigkeit der Schaufeln wirklich bei allen Stellungen die gleiche und merkwürdigerweise auch genau so groſs ist, wie die
Umdrehungsgeschwindigkeit des Rades selbst.
Fig. 11., Bd. 229, S. 18Ist nämlich in beistehender Fig. 11
op ein Wegelement der Achse der nach a hingerichteten Schaufel RS, mit welch letzterer also die nächste Stellung derselben (R1
S1) parallel genommen
werden kann, so ist aob als Winkel im Halbkreise und
wegen R1
S1
|| RS auch < pmb =
90°.
Ebenso ist schon der Lage des Punktes a zufolge die Strom- oder Fahrrichtung ond ⊥
ab. Bezeichnet man also < abo mit a, so ist wegen
on ⊥ ab und pn ⊥ ob auch < mno = a, und weil
in dem gleichschenkligen Dreieck cob auch < cob = a, so ist wegen po ⊥ oc und pn ⊥ ob schlieſslich auch
< mpo = a. Die beiden Dreiecke omp und omn haben somit
nebst den rechten Winkeln omp und omn noch die < opm
und onm gleich und die Seite om gemeinschaftlich, daher muſs auch on = op sein; d.h. die
Ausweichgeschwindigkeit der Schaufel in der Richtung des Stromes ist überall
genau gleich der Umdrehungsgeschwindigkeit des Rades, die letztere auf die
durch die Schaufelachsen gehende Peripherie bezogen.
Streng genommen bleibt dieses interessante Resultat allerdings nur
bei Betrachtung des Mittelelementes der Schaufeln intact. Die an den mehr aus- oder
eingreifenden Enden gelegenen Theile der Schaufeln bedingen eine etwas abweichende
Ausweich- oder Fortgangsgeschwindigkeit- doch ist diese Abweichung, wie man sich
leicht überzeugen kann, besonders bei im Verhältniſse zum Raddurchmesser nicht zu
breiten Schaufeln nur unbedeutend und für die Praxis von keinem weiteren
Belang.Der Normaldruck auf die Schaufeln nimmt bei der Bewegung an der Stromseite,
je mehr die Schaufeln ihre Breitfläche gegen das Wasser kehren, zu und auf
der anderen Seite wieder ab. Im Allgemeinen ist derselbe, dabei dem Rade die
Umdrehungsgeschwindigkeit überall mit der Ausweichgeschwindigkeit
gleichfällt, durch die Formel N = k (c – v)² sin²αFγ
auszudrücken, wobei k eine Constante, (c – v) die
Differenz zwischen der Strom- und Radgeschwindigkeit und α den Neigerungswinkel der Flügel gegen die
Stromrichtung darstellt.Auf ein Wind- oder Wasserrad bezogen, resultirt demnach, da sich hier für den
Antrieb auf der Peripherie stets die Relation P =
N sin α ergibt, für die mechanische
Leistung des Rades ein Ausdruck von der Form L = Pv
= k (c – v)² sin³ α v Fγ, oder, da sich die Flügel regelmäſsig
nach allen Winkeln zwischen 0 und 90° stellen, L = k1 (c – v)² v Fγ; und da der Werth von (c – v)² v für v = ⅓ c ein Maximum wird, so ist die vortheilhafteste
Umdrehungsgeschwindigkeit für dieses Rad, wenn es als Wind- oder Wasserrad
in Anwendung kommt, nur das Drittel der Geschwindigkeit des Wassers oder
Windes.
Da also die Schaufeln des Oldham-Rades im Allgemeinen so wie die Flügel der Schraube
bei jeder Stellung in richtiger Weise auf das Wasser einwirken, so ergibt sich
daraus von selbst, daſs dem Oldham-Rade genau so wie der Schraube eigentlich schon
von Haus aus der Platz unter Wasser gebührt. Diese
Anwendungsart gestattet, das Rad sowohl mit verticaler, als mit horizontaler Achse
anzuordnen, und in beiden Fällen werden die hohen Radkasten überflüssig, wie aus den
Skizzen Fig. 12 und
13 Taf. 1 ersichtlich ist. Fig. 12
zeigt den Propeller mit verticaler Achse angeordnet bei
directem Antrieb durch zwei getrennt wirkende liegende Maschinen und Fig. 13 das
mit horizontaler Welle angeordnete Rad in Verbindung
mit einer sogen. Hammermaschine, wie solche zum Antrieb der Schiffsschrauben üblich
sind. Aus beiden Skizzen ist genügend zu ersehen, daſs sich das Rad bei Schiffen im
Allgemeinen gut anbringen läſst. Da es nur etwa ⅓ so groſs ist als die gewöhnlichen
Ruderräder, so muſs es in der Regel auch etwa 3 mal so viel Touren machen als die
letzteren. Den gewöhnlichen Ruderrädern gegenüber bieten nun aber namentlich die
geringen Dimensionen des unter Wasser gehenden Oldham-Rades einen sehr wesentlichen
Vortheil dar, und es hat das letztere selbst im Vergleich zur Schraube manche
Vorzüge, so die Anwendbarkeit für tiefes und seichtes Wasser, indem das Rad bei
verticaler Achse sehr seichtgehend construirt werden kann, die ebene Gestalt der
Flügel u.a.m.
Die Räder eignen sich ferner besser als jeder andere Propeller zur Anbringung unter dem Boden
flacher Rundschiffe, in welchem Falle sie zur Reducirung des Formwiderstandes dieser
Schiffe dadurch beitragen daſs sie das Wasser unterhalb des Schiffes von der
Vorderseite desselben ansaugen und nach der Rückseite drücken, zu welchem Zwecke
sich die Combination eines oder mehrerer Paare solcher
Räder besonders empfiehlt.Ueber diesen
Gegenstand, der mit den Bemühungen Griffith's
u.a. zur Herabminderung der Schiffswiderstände zusammenhängt, behalte ich
mir genauere Mittheilungen noch vor. Endlich ist hauptsächlich zu
bemerken, daſs das Oldham-Rad ein Mittel darbietet, um die
Fahrrichtung des Schiffes ohne Eingriff in den Gang der Maschine zu verändern
oder umzukehren. Denn da die Schaufeln durch Vermittlung von
Maschinentheilen gewendet werden, die sich an einem festgestellten Mittelstück (bei der Oldham'schen Construction an einem fixen Rade, bei meiner beschriebenen an
einem Doppelexcenter) abwälzen, so genügt es, dieses Mittelstück um einen gewissen
Winkel zu verstellen, um sämmtlichen Schaufeln eine veränderte, beziehentlich
diejenige Stellung zugeben, bei der sich die Wirkung des – unverändert angetriebenen
– Rades umkehrt.
Um dies an einem einfachen Beispiele klar zu machen, nehmen wir
an, die Drehung der Schaufeln werde in einfachster Weise durch eine Schnur bewirkt,
die um an den Schaufelachsen angebrachte Scheiben s
(Fig. 14 bis 16)
und eine fixe Scheibe z an der Radachse (von halber Gröſse) geschlungen ist. Dreht sich das Rad von
links nach rechts, so wird es bei der Stellung der Schaufeln Fig. 14 ein Schiff offenbar (in der Ebene dieses
Papieres gedacht) von links nach rechts treiben. Gibt man jedoch der sonst
feststehenden Scheibe z eine Drehung von links nach
rechts um 90°, so verstellen sich die Schaufeln, da die Schnurscheiben daran doppelt
so groſs sind als die Scheibe z, sofort sämmtlich um
45°, und aus der neuen, in Fig. 15 gezeichneten
Stellung derselben resultirt dann ein Druck auf das Schiff nicht mehr von links nach
rechts, sondern wie der Pfeil anzeigt – in der Papierebene – von oben nach unten.
Wird nun die Scheibe z nochmals um 90°, im Ganzen also
um 180° verstellt, so nehmen die Schaufeln die in Fig.
16 dargestellte Stellung ein, bei welcher das Schiff gegenüber der
Stellung Fig. 14 genau in der entgegengesetzten
Richtung angetrieben wird, obgleich die Laufrichtung des Rades in allen Fällen
dieselbe, nämlich von links nach rechts, geblieben ist.
Um die Verstellung der Scheibe z
innerhalb des Schiffsraumes zu vollbringen, kann man dieselbe entweder auf einen
längeren Hals aufsetzen und diesen mit der durch ihn hindurchgehenden Radwelle durch
die Schiffswand fuhren, oder man bringt an der Scheibe z ein Zahnrad an und läſst in dieses einen Trieb greifen, dessen Achse
dann an einer besonderen Stelle durch die Schiffswand hindurchgeht.
Fig. 14–16., Bd. 229, S. 20
Dieser das Oldham-Rad auszeichnende Vorzug einer selbstständigen Radsteuerung könnte
unter Umständen, namentlich bei gewissen Kriegsfahrzeugen, eine besondere Wichtigkeit erlangen.
Was die Anwendung des Oldham-Rades als Schiff- und
Windmühlen-Rad betrifft, so läſst natürlich auch diese eine horizontale
sowie verticale Anordnung des Rades zu. Die Schiffmühlenräder tauchen dann wie die Schiffsräder an der Seite oder auch
am Boden des Schiffes ganz unter Wasser, wobei das Gesammtprofil des Rades bei
gleichem Effect nicht viel gröſser genommen zu werden braucht, als eine einzige
Schaufel des alten Schiffmühlenrades. Solche Wasserräder für strömendes Wasser
lieſsen sich – besonders mit verticaler Achse – auch ohne Schiff, nur mit Schwimmer
und Anker montirt, oder zum Aufsetzen auf einen Pfahl gerichtet, sehr praktikabel,
billig und so herstellen, daſs leicht zwei oder mehrere solche Motoren nach Bedarf
an einander gekuppelt werden könnten. Bei Windmühlen
kommt aber die bemerkte Regulirbarkeit der Schaufelstellung dem Oldham-Rade ganz
besonders zu statten, indem beim Wechsel der Windrichtung stets nur das Mittelstück
(Rad oder Excenter) entsprechend zu verstellen ist.
Ich habe indeſsen schon vor Jahresfrist ein gröſseres Windradmodell mit verticaler
Achse (bei veränderter, sehr einfacher Construction) ausgeführt, das durch mehrere
Monate hindurch an einem Dachfirst vor dem Winde lief, und wobei sich die Schaufeln
durch die Einwirkung des Windes selbst stets
automatisch der jeweiligen Windrichtung entsprechend verstellten, was durch
die Einwirkung einer kräftigen, weil aus zwei unter 90° gestellten Flügeln
gebildeten Windfahne auf das führende Mittelstück (hier eine einfache Herzscheibe)
bestens erzielt wurde.
Die Vortheile der Oldham-Räder bei Benutzung von Wind oder offenem Wasser liegen
demnach offen genug da, um sich darüber nicht weiter verbreiten zu müssen.
Auch zum Antrieb von Luftfahrzeugen, wenn solche eine
Zukunft hätten, würde sich das Oldham-Rad selbstverständlich, ja in ganz besonderer
Weise eignen, indem es sich – zwar nicht durch Verdrehung der Radflügel nach der
Schraubenlinie, wie es Wellner vorschlägt – wohl aber
durch eine sehr einfach ausführbare Schaufelsteuerung mit Leichtigkeit derart
regieren läſst, daſs es entweder auf das Schweben, oder auf den Fortgang des
Schiffes, oder nach jeder beliebigen Zwischenrichtung hinarbeitet.
Einer besonderen Beleuchtung jedoch bedarf die Einrichtung der Oldham-Räder als Ventilatoren. Ich stelle für diese zwei Typen auf:
solche mit äuſserer und innerer Wand, und solche nur mit äuſserer Wand. Die erstere
Einrichtung ist in Fig. 17
Taf. 1 dargestellt. ABCD stellt das Gehäuse dar, in
dessen parallele Wände EF zwei drehbare Scheiben S eingelassen sind, durch welche die Schaufelachsen
hindurchgehen; letztere werden hier also auſserhalb des Gehäuses in irgend einer Art
in die dem Princip des Oldham-Rades entsprechende rückgängige Drehung versetzt, wenn
die Hauptwelle des Rades in Bewegung kommt. Die Breite der Schaufeln ist so gewählt,
daſs die Schaufelenden im Punkte a gerade noch an
einander vorbeigehen können. Auf der Welle W sitzt nun
lose eine excentrische unbewegliche Scheibe K, deren
Breite natürlich der Gehäuseweite entspricht, und deren Peripherie genau nach der
Linie geformt ist, welche die nach innen gekehrten Schaufelenden beschreiben.
Das äuſsere Gehäuse beläſst in seinem oberen Theile den Schaufeln etwas freien Raum,
ist daselbst jedoch mit einem um die Achse o drehbaren
Thürchen mn versehen, das (sei es durch den Druck des
Windes, das Gewicht des Thürchens selbst oder eine Feder) mit dem Theile n stets an die eben vorübergehende Schaufel schlieſst
und in der Oeffnung des Gehäuses möglichst dicht geht. Der untere Theil des Gehäuses
ist aber – jedoch nur in der Strecke bc – nach jener
Curve geformt, welche die äuſseren Enden der Schaufeln beschreiben und läuft von da
in die Ein- und Ausströmungsöffnungen BD und AC aus.
Ein Blick auf diese Anordnung (Fig. 17)
zeigt, daſs, wenn die Welle W mit den Scheiben S und den in bekannter Art geführten Flügeln G von links nach rechts in Bewegung kommt, die Luft bei
BD angesaugt und nach AC gedrückt werden muſs. Da hier die Schaufeln überall schlieſsen, so kann
man mit dieser Vorrichtung eine ziemliche Windpressung erzielen; und wären eben die
Schwierigkeiten der Dichtung nicht vorhanden, so gäbe dieser Apparat ebenso wohl
wirksame Pumpen, als auch sehr einfache Expansions-Dampfmaschinen und vorzügliche
Luftcompressoren, für welch letztere Zwecke das Rad mit einer gröſseren Anzahl
Schaufeln zu versehen und das Gehäuse – wie in Fig. 18
gezeigt – in der ganzen Strecke von c bis d entsprechend schlieſsen zu lassen ist, wodurch
einerseits bei Verwendung des Rades als Dampfmaschine der bei A eintretende Dampf allmälig expandiren könnte, indem
der Raum zwischen je zwei Schaufeln von c gegen d hin stetig wächst, und andererseits bei Verwendung
des Apparates als Luftcompressor die Luft umgekehrt beim Vorrücken von d gegen c nach und nach
verdichtet und dann im comprimirten Zustand in das Abzugrohr A gepreſst würde, wodurch alle Ventile und Steuervorrichtungen ganz in
Wegfall kämen.
Vielleicht könnte dieser Apparat auch ohne sehr genaue Dichtung der eine ganze Reihe von Kammern bildenden Schaufeln
entsprechend functioniren. Immerhin möchte es sich empfehlen, die Trommel K nicht, wie beim vorbeschriebenen Ventilator
vorausgesetzt wurde, lose auf die Welle W zu hängen,
wenn auch diese Trommel dadurch, daſs sie von verschiedener Fleischstärke ausgeführt wird,
ausbalancirt werden kann und zudem durch die Schaufeln selbst stets in ihrer Lage
gehalten wird. Sicherer gestaltet sich die Construction in dieser Hinsicht dann,
wenn man die Schaufelachsen nur auf einer Seite des Gehäuses durch die Wand, bezieh.
durch die Scheibe S treten läſst, auf der anderen Seite
aber die Scheibe S wegläſst und dafür mit dieser Wand
eben die Trommel K fest verbindet.
Bei Benutzung meines Rades als Ventilator erscheint übrigens die Absperrung des
inneren Gehäuseraumes nicht durchaus nothwendig, und führe ich hier demnach noch
eine zweite sehr einfache Construction von Ventilatoren nach demselben Princip an,
bei der die Trommel K ganz hinweggelassen ist; dieselbe
besteht ganz einfach in der Benutzung des Oldham-Rades, wie es ist, mit bloser
Hinzufügung des Gehäuses ABCD und der beiden Scheiben
S (Fig. 19
Taf. 1). Da bei diesem Rade nämlich alle Schaufeln den Wind in verlangter Richtung
treiben, so ist die Absperrung des inneren Raumes, namentlich wo es sich um
Fortführung groſser Mengen Wind von geringer Pressung handelt, gar nicht nothwendig.
Werden bei der letzten Disposition also an die Schaufelachsen auſserhalb des
Gehäuses allenfalls – wie in der Zeichnung angedeutet – kleine Kettenräder befestigt
und diese unter einander sowie mit dem – halb so groſsen – fixen Rade z in bekannter Weise in Verbindung gebracht, so
resultirt ein Ventilator von sehr einfacher Form und sicherlich groſser
Wirksamkeit.Einen sehr ähnlichen
Ventilator habe ich schon 1867 in der Zeitschrift
des österreichischen Ingenieur- und Architectenvereines, 1867 S.
185 (vgl. auch Jul. R. v. Hauer: Die
Ventilationsmaschinen der Bergwerke, Leipzig 1870, S. 31)
angegeben, von welchem ausgehend ich in der That auch zur Construction des
mir damals noch unbekannt gewesenen Oldham'schen Rades gelangte.
Hainburg a. d. Donau, im Mai 1878.