Titel: Halliday's Verbesserung im Heben oder Treiben des Wassers.
Autor: Halliday, Franz
Fundstelle: 1828, Band 27, Nr. VIII. (S. 19–26)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj027/ar027008

VIII. Verbesserung im Heben oder Treiben des Wassers, worauf Franz Halliday, Esqu., zu Ham, sich am 25. August 1826 ein Patent ertheilen ließ.

Aus dem Repertory of Patent Inventions. Novbr. 1827. S. 261.

Mit Abbildungen auf Tab. II.

Diese Verbesserungen, Wasser zu heben oder zu treiben, lassen sich vorzüglich an jenen Maschinen anwenden, die man drehbare hydraulische Maschinen nennt, und mit welchen dann, wenn sie von Dampfmaschinen, Wind, Wasser oder von Thieren oder Menschen getrieben werden, Wasser in ununterbrochenem Strome durch die unmittelbare Einwirkung gewisser Theile gehoben oder getrieben wird, welche sich innerhalb einer Kammer oder eines geschlossenen Gefäßes in einem Kreise so bewegen, daß sie gegen das Wasser wirken, dasselbe aus der Kammer austreiben, und durch die Röhren in die Höhe heben.

Fig. 1. ist ein Grundriß dieser sich drehenden Maschine, Fig. 2. ein Seitenaufriß. A, A, ist ein sich drehendes, auf der Achse, C, befestigtes Rad. Diese Achse hat zwei Hälse oder Zapfen, die in Lagern, D, D, liegen, und frei auf denselben laufen. Ein Ende der Achse, C, läuft über das Lager, D, aus, und die Kraft, welche die Maschine in Bewegung sezt, wird an diesem hervorstehenden Ende der Achse angebracht, um das Rad, A, in ununterbrochener kreisförmiger Bewegung umher zu drehen. Das Rad, A, hat in seinem Mittelpuncte einen Knopf, der auf der Achse, C, befestigt ist, und vier oder mehr Arme, B, B, die sich von diesem Knopfe aus bis zu dem breiten kreisförmigen Rande, A, A, der an seinen beiden gegenüberstehenden Flächen genau flach abgedreht ist, und an seiner Kante genau einen Kreis bildet, hin erstreken.

An dem kreisförmigen Rande, A, A, sind vier oder mehrere Oeffnungen, F, F, F, F, angebracht, zur Aufnahme von eben so vielen vierekigen oder länglichen Flügeln der Stämpel, G, G, G, G, die genau in diese Oeffnungen passen, so daß sie dieselben ausfüllen und genau sich in die flachen Flächen zu beiden Seiten des Randes so einlegen, als wenn gar keine Oeffnungen in diesem Rande wären, und dieser aus Einem Stüke bestünde. Jeder dieser Stämpel, G, ist in seiner Oeffnung, F, mittelst einer Spindel oder Achse der Bewegung, g, die durch |20| die Dike des Randes, A, und des Stämpels, G, in der Richtung nach dem Mittelpuncte der Achse, C, läuft, eingelassen.

Die Spindel für den Stämpel, G, ist so in Stiefeln, welche sich in dem Rande, H, H, zu jeder Seite der Oeffnung, F, (in welche der Stämpel, G, paßt) befinden, vorgerichtet, daß dieser Stämpel sich mit der Spindel, g, als Achse der Bewegung, zugleich drehen kann, so daß der Stämpel, g, mit seiner Fläche senkrecht oder unter rechten Winkeln auf die Fläche des Randes, A, A, zu stehen kommt, in welcher Lage dann der Stämpel zu jeder Seite des flachen kreisförmigen Randes hervorsteht, so daß er seine flache Fläche dem Wasser darbietet, auf welches er wirken soll. Derselbe Stämpel kann auch so durch seine Spindel oder Achse, g, gedreht werden, daß er, indem er einen Viertelkreis beschreibt, in seine vorige Lage und in seinen Plaz in der Oeffnung, F, im Rande, A, A, gelangt, diese ausfüllt, und dann mit der flachen Fläche dieses Randes eine und dieselbe Ebene bildet, so daß er dem Wasser, welches gehoben werden soll, gar keine Fläche oder gar keinen Widerstand darbietet. Die Stämpel, G, wirken gegen das Wasser in einer halbkreisförmigen Kammer, J, J, die einen Canal bildet, der sich auf die Hälfte (oder darüber) des Randes, A, A, um diesen herum erstrekt und so gekrümmt ist, daß er mit dem Kreise, den dieser bildet, correspondirt.

Die Stämpel, G, G, sind sehr genau in die halbkreisförmige Kammer, J, J, eingepaßt, so, daß sie den Querdurchschnitt derselben genau ausfüllen, so oft sie so gedreht werden, daß sie mit ihren flachen Flächen senkrecht auf die Fläche des Rades, A, A, zu stehen kommen; d.h. der äußere Rand oder der Umriß eines jeden Stämpels, G, ist genau eben so groß und von derselben Gestalt, wie der Querdurchschnitt der Kammer, J, J, so daß er genau in dieselbe paßt und eine bewegliche Scheidewand in derselben bildet. Diese Scheidewand ist im Stande, gegen das Wasser zu wirken, mit welchem diese Kammer ausgefüllt ist, so daß dasselbe von ihr aus dieser Kammer durch die armförmige Drukröhre, L, L, welche mit einem Ende der Kammer, J, in Verbindung steht, ausgetrieben wird. Dieses Ende dieser Kammer wird von dem Dekel, N, geschlossen, welcher mittelst Schraubenbolzen an einem hervorstehenden Rande am Ende der Kammer befestigt wird. Die Arme, L, L, der Drukröhre ragen aus dem Ende des Dekels, N, hervor, und vereinigen sich mit einander, um eine gemeinschaftliche Röhre zu bilden, an welche die aufsteigende Drukröhre, w, x, angefügt wird.

Die Kante des flachen kreisförmigen Randes des Rades, A, läuft zwischen den beiden Armen, L, L, der Drukröhre, durch eine schmale Oeffnung in dem Enddekel, N, und der Rand, A, füllt diese Oeffnung so genau aus, daß das Wasser dadurch nicht durch kann, und nicht anders |21| aus derselben entweichen kann, als durch die Arme, L, L, obschon das Rad sich frei darin drehen kann; und wenn die verschiedenen Stämpel, G, seitwärts (nach ihrer Kante) gedreht sind, so daß sie sich in die Oeffnungen, F, in dem kreisförmigen Rande des Rades zurükziehen, bieten sie kein Hinderniß in der Bewegung oder in dem Durchgange des Rades durch diese schmale Oeffnung in dem Dekel, N, der Kammer, J, dar.

Fig. 3. zeigt die Art, wie diese Maschine im Grunde eines Brunnens oder Wasserbehälters, aus welchem das Wasser in eine darüber befindliche Cisterne, X, gehoben werden soll, angebracht wird, und Fig. 4. ist ein mit Fig. 3. correspondirender Grundriß. Die Maschine ist unter der Oberfläche des Wassers in dem Brunnen angebracht. Das kreisförmige Rad, A, A, wird in eine horizontale Lage gebracht, so daß seine Achse, C, senkrecht steht. Die halbkreisförmige Kammer, J, J, hat Stangen, E, E, die quer durch dieselbe laufen, so daß sie einen Rahmen bilden, welcher die Lager, D, D, trägt, von welchem die Zapfen der senkrechten Achse getragen werden. Die halbkreisförmige Kammer mit ihren Querstangen bildet den feststehenden Theil der Maschine, und ist auf gehöriger hölzerner Zimmerung im Grunde des Brunnens wohl befestigt. Die Achse, C, welche durch ein angefügtes Längenstük derselben, r, verlängert ist, welches bis oben an den Brunnen hinaufreicht, führt ein Rad, R, an dieser Verlängerung, welches von dem Triebstoke, S, getrieben wird, der auf einer horizontalen Achse, s, befestigt ist. Diese Achse kann von einem Manne gedreht werden, der eine Kurbel an dem einen Ende derselben dreht: an dem anderen ist ein Flugrad angebracht, wodurch die Bewegung gleichförmig gemacht wird. Das sich drehende Rad wird auf diese Weise mit Kraft und in einer solchen Richtung getrieben, daß die Stämpel bei dem offenen Ende der halbkreisförmigen Kammer hinein fahren, und bei dem geschlossenen Ende derselben herauskommen. Wenn die Stämpel bei dem offenen Ende der halbkreisförmigen Kammer hineinfahren, müssen sie unter rechten Winkeln auf die Fläche des Rades stehen, so daß sie die halbkreisförmige Kammer ausfüllen, und während sie sich in derselben der Länge nach hinbewegen, das in derselben enthaltene Wasser vor sich her treiben, welches dann durch die armförmige Röhre, L, L, in die aufsteigende Drukröhre, w, x, steigt, mittelst welcher es in die obere Cisterne, X, gehoben wird.

Da das Rad immer ununterbrochen vorwärts getrieben wird, so wird ein ununterbrochener Wasserstrom durch dasselbe gehoben, indem, ehe ein Stämpel die ganze Länge der halbkreisförmigen Kammer durchlief und dieselbe verließ, ein anderer nachfolgender Stämpel bei dem offenen Ende dieser Kammer bereits eingetreten ist, und das Wasser |22| wieder vor sich hertreibt. Nachdem jeder Stämpel auf diese Weise beinahe durch die ganze Länge der halbkreisförmigen Kammer durchging, und nahe an das geschlossene Ende, N, oder den Dekel derselben kam, wird jeder Stämpel nach seiner Kante in seine Höhlung in dem Rade, A, gedreht, damit er in dieselbe Ebene mit der Fläche des Randes des Rades zu liegen kommt, und nach seiner Kante durch die schmale Oeffnung in dem Enddekel, N, der halbkreisförmigen Kammer durchkann, ohne dem Wasser durch dieselbe irgend einen Ausweg zu gestatten. Um die Stämpel in dem gehörigen Augenblike so nach ihrer Kante zu drehen, ist eine Walze oder ein kleines Rad, das man in Fig. 1. sieht, innerhalb der halbkreisförmigen Kammer in einer solchen Stellung angebracht, daß dadurch der obere Theil eines jeden Stämpels gefangen wird, wenn dieser in die Nähe des geschlossenen Endes der Kammer gelangt, und da der Stämpel mit dem Rade in der kreisförmigen Bewegung desselben unter dieser Walze umhergetrieben wird, wird er in die Fläche des Randes hineingedreht oder hineingedrükt. Diese Walze ist auf einem feststehenden Centralstifte aufgezogen, der von einem kleinen Boke getragen wird, welcher an dem Enddekel, N, innerhalb desselben befestigt ist und soweit in die Kammer hervorragt, daß die Stämpel von dieser Walze oder von dem Rade aufgefangen und zu gehöriger Zeit dadurch seitwärts gedreht werden.

Die armförmige Röhre, L, welche aus dem Dekel, N, der halbkreisförmigen Kammer heraustritt, ist so angebracht, daß sie das Wasser aus dem unteren Theile dieser Kammer unter der Fläche des Rades, A, durch einen ihrer Arme leitet, während der andere Arm das Wasser aus dem oberen Theile der Kammer über dieser Fläche des Rades fortführt. Der Theil, wo die beiden Arme sich in eine Röhre, w, vereinigen (so wie die beiden Röhren selbst), muß von hinlänglicher Weite seyn, um dem Wasser geräumigen Durchgang zu lassen. In dieser Röhre ist eine Klappe angebracht, die bei, z, sich abwärts schließt, so daß das Wasser nicht zurük kann, wenn die Maschine still steht. So lang die Maschine hingegen arbeitet, ist die Klappe immer offen, und wirkt nicht, indem ununterbrochen ein Strom Wassers durchzieht. Nachdem die Stämpel nach ihrer Kante durch die schmale Oeffnung in dem Enddekel, N, der halbkreisförmigen Kammer durchgegangen sind, müssen sie wieder so gedreht werden, daß sie unter rechten Winkeln auf der Fläche des Rades, A, A, zu stehen kommen, und so vorbereitet werden, bei dem offenen Ende der Kammer wieder einzutreten, und eine neue Menge Wassers vor sich her zu treiben. Zu diesem Ende führt die Achse, g, eines jeden Stämpels einen kurzen Hebel oder Griff, h, welcher auf dem äußersten Ende desselben innerhalb des Randes des Rades, A, befestigt ist, und jeder dieser Hebel, h, ist mit einer Walze oder |23| mit einem kleinen Rade an seinem Ende versehen, welche Walze sich gegen eine feststehende Leitungs-Stange, P, P, (wenn das Rad gedreht wird) anlegt.

Diese Leitungs-Stange, P, P, ist so gekrümmt, daß sie concentrisch mit einem Kreisbogen ist, der um den Mittelpunct oder die Achse der Bewegung, C, umschrieben wird, so daß die Walzen der Hebel, h, h, wenn sie in ihrer kreisförmigen Bewegung umhergeführt werden, sich an die besagte gekrümmte Stange, P P, anlegen, welche in der Nähe ihres Endes auch so nach außen gekrümmt ist, daß die Walzen davon gedreht werden, und dadurch auch die Stämpel, G, in die gehörige Lage kommen, um gegen das Wasser wirken zu können, ehe jeder in die halbkreisförmige Kammer, J, J, eintritt; d.h. jeder Hebel, h, ist auf der Achse oder Spindel, g, in einer Querrichtung, oder unter rechten Winkeln auf die Fläche des Stämpels selbst befestigt; folglich wird, wenn dieser Stämpel nach der Kante gedreht wird, so daß er sich in die Fläche des kreisförmigen Randes, A, A, zurükzieht, um aus der Kammer, J, J, durch den Endedekel, N, auszutreten, die Richtung der Länge des Hebels, h, nach außen von der Fläche des Rades, A, A, vorstehen, so daß sie einen rechten Winkel mit der Fläche desselben bildet, und parallel auf die Achse, C, ist. Der Hebel, h, und die Walze desselben bleiben in diesem Zustande, bis der Stämpel die Kammer, J, J, vollkommen verlassen hat. Ehe der Stämpel aber in das offene Ende der Kammer, J, J, zurük tritt, fängt das gekrümmte Ende der befestigten Leitungs-Stange, P, die Walze auf, und da Walze und Hebel in ihrer kreisförmigen Bewegung mit dem Rade, A, A, vorwärts geführt werden, treibt die Krümmung von jenem Ende der besagten Leitungsstange, P, die Walze und den Hebel, h, seitwärts, so daß sie den Stämpel um seine Achse, g, in einem Viertelkreise dreht, um den Stämpel, C, senkrecht quer über die Fläche des Rades auf eine solche Weise zu stellen, daß dieser in das offene Ende der halbkreisförmigen Kammer eintreten kann. Dieses offene Ende ist an seinem äußeren Theile etwas erweitert, so daß die Mündung etwas glokenförmig wird, damit der Stämpel leichter eintreten kann. Wenn der Stämpel aber in der halbkreisförmigen Kammer etwas vorgedrungen ist, füllt der Rand des Stämpels genau den Querdurchschnitt der halbkreisförmigen Kammer so aus, daß kein Wasser an den Kanten durchkann.

Anmerkung.

Die Stämpel können auch nach ihrer Kante in die Fläche des Rades mittelst einer anderen befestigten Leitungs-Stange gebracht werden, die der mit, P, P, bezeichneten ähnlich ist, statt mittelst des obenerwähnten Rades oder des angeführten Rades innerhalb der kreisförmigen Kammer. In diesem Falle muß die Achse, g, eines jeden Stämpels, G, |24| einen anderen Hebel auf sich haben, der dem Hebel, h, ähnlich, aber so befestigt ist, daß er in einer Querrichtung, oder unter einem rechten Winkel darauf steht. Die Walzen an den Enden dieser Extra-Hebel müssen auf der kreisförmigen Krummen der Extra-Leitungs-Stange laufen, die an der entgegengesezten Seite des Rades, A, befestigt seyn muß, d.h. auf der der Seite, an welcher die zuerst erwähnte Leitungsstange, P, befestigt war, gegenüberstehenden Seite. Das Ende der besagten Extraleitungs-Stange muß gekrümmt oder seitwärts von der Fläche des Kreises, welchen das Rad bei seiner Umdrehung beschreibt, gebogen seyn, so daß das besagte gekrümmte Ende der Leitungs-Stange die Walze des Extra-Hebels, h, zur gehörigen Zeit und auf eine solche Weise fängt, daß der Stämpel nach der Kante in die Fläche des Rades gedreht wird, so oft der besagte Stämpel nahe an das geschlossene Ende, N, der halbkreisförmigen Kammer kommt, damit der Stämpel nach der Kante durch die enge Oeffnung in dem Endedekel, N, durchlaufen kann. Die Räder, R, und, S, welche die hydraulische Maschine in Bewegung sezen, sind sehr bequem, wenn die Maschine durch die Hand in Bewegung gesezt wird, um das Wasser aus dem Brunnen zu heben, oder in obere Stokwerke hinauszuschaffen, oder aus Schiffsräumen aufzupumpen, und auch bei Feuer- und Gartensprizen.

Für größere Wasserwerke und Fabriken kann diese Maschine durch Pferde oder Ochsen an einem Gestänge (einer Reihe von Hebeln, die an dem oberen Ende der Achse angebracht ist, und dadurch eine kreisförmige Bewegung ohne alles Räderwerk mittheilt) oder durch eine Dampfmaschine in Bewegung gesezt werden, indem man die Hauptwelle derselben mit der Hauptachse dieser Maschine entweder mittelst eines Zahnräder-Werkes oder auf eine andere Weise in Verbindung sezt. Die halbkreisförmige Kammer, J, J, besteht aus zwei Hälften oder aus zwei ähnlichen Theilen, wovon der eine nach der Fläche in Fig. 1., und beide nach der Kante oder Seite in Fig. 2. dargestellt sind. Jede Hälfte hat einen flachen, an der convexen Kante derselben Hervorstehenden Rand, r, mittelst dessen sie durch Schraubenbolzen, welche durch beide Ränder, r, laufen, zusammengehalten werden. Eine kreisförmige Vertiefung findet sich in den Flächen dieser hervorstehenden Ränder dort, wo sie sich mit einander verbinden, so daß eine Art von Umschlag oder Furche innerhalb der halbkreisförmigen Kammer, J, J, entsteht, die von größerem Durchmesser ist, als der innere Raum dieser Kammer, und zur Aufnahme des äußersten Umfanges des Rades, A, A, dient, oder jedes Theiles, der über die Oeffnungen, F, F, hervorragt, in welchen die Stämpel eingeschlossen sind. Diese kreisförmige Furche, Vertiefung oder Oeffnung ist genau so breit und dik, als die Peripherie des Rades, A, A, so daß sie in dieselbe paßt; und wenn diese Theile sich durch Reibung |25| abnüzen, lassen die flachen Oberflächen der Ränder, wo sie an einander anliegen, sich verdünnen, so daß die beiden Hälften einander näher kommen, und wieder an die Peripherie des Rades anschließen. Die halbkreisförmige Kammer, J, J, läuft um den halben Theil des Rades, A, A; wenn man die beiden Hälften dieser Kammern, J, J, verfertigt, so müssen beide mittelst ihrer hervorstehenden Ränder, I, I, verbunden werden, so daß sie einen ganzen kreisförmigen Canal bilden, dessen innere Flächen auf einer Drehebank vollkommen genau zugedrehet werden müssen. Diese beiden von einander getrennten Theile werden dann zusammengefügt, ein Theil dem anderen gegenüber, um die halbkreisförmige Kammer, J, J, zu bilden, und werden dann innenwendig genau passen. Das kreisförmige Rad, A, A, hat einen kreisförmigen Rand, a, a, der zu beiden Seiten über die flache kreisförmige Fläche, A, A, emporsteht, und diese hervorstehenden Ränder passen genau in den concaven Rand eines jeden Segmentes der halbkreisförmigen Kammer, J, J, so daß kein Wasser aus der halbkreisförmigen Kammer heraus kann. In jeder Seite des Rades sind dort, wo der kreisförmige erhabene Rand derselben eintritt, zwischen den beiden Hälften der halbkreisförmigen Kammer, J, J, die Kanten der Stämpel, G, G, sehr genau in das Innere der halbkreisförmigen Kammer, J, J, eingepaßt, ebenso auch in die Oeffnungen in dem kreisförmigen Rande, A, A; es können auch Furchen um die Kanten der Stämpel-Dike angebracht seyn, in welchen Leder, Hanf u. d. gl. aufgenommen wird, für den Fall nämlich, wo es nöthig ist, die Gefüge vollkommen wasserdicht zu erhalten, und alle Entweichung des Wassers zu hindern.

Fig. 5. und 6. zeigt eine sich drehende hydraulische Maschine, um Wasser sowohl durch Aufsaugen, als durch Druk in die Höhe zu treiben. In diesem Falle haben beide Enden der halbkreisförmigen Kammer, J, J, ihre Dekel, die sie schließen, wie, N, und, n, zeigt, so daß diese Kammer kein offenes Ende hat, und der Rand des sich drehenden Rades, A, A, läuft durch die enge Oeffnung in den Dekeln, so genau in dieselbe passend, daß kein Wasser entweichen kann. Die Stämpel müssen in jedem Falle nach der Kante in die Fläche des Rades, gedreht seyn, damit sie durch diese Oeffnungen durchkönnen, und jeder Stämpel muß, so lang er außer der Kammer ist, nämlich von der Zeit an, wo er aus dem geschlossenen Ende der Kammer, N, heraustritt, bis er wieder in dieselbe zurükgekehrt und in das andere Ende der Kammer eingetreten ist, nach der Kante gerichtet bleiben. Sobald aber jeder Stämpel durch die enge Oeffnung des geschlossenen Endes der Kammer durch und in dieselbe eingetreten ist, wird dieser Stämpel mittelst des Hebels, h, und der Leitungsstange, P, nach seiner Fläche so gekehrt, daß er das Wasser vor sich her treibt, und nachdem er dieß gethan hat, und nahe an das |26| andere Ende der Kammer gekommen ist, wird er wieder nach der Kante gedreht, um aus der halbkreisförmigen Kammer mittelst der Walze oder auch mittelst der erwähnten Extraleitungs-Stange innerhalb derselben auf die beschriebene Weise austreten zu können. Die beiden Arme der Saugröhre, x, sind mit jenem Ende des Dekels der halbkreisförmigen Kammer verbunden, durch welches die Stämpel in diese Kammer treten, und die beiden Arme der Drukpumpe sind mit dem anderen Endedekel verbunden, durch welchen die Stämpel aus der Kammer laufen. Die hydraulische Maschine in Fig. 5. und 6., die eine Saugpumpe zum Aufziehen des Wassers hat, braucht nicht unter das Wasser getaucht zu seyn, wie die Maschinen in 3 und 4, sondern kann in jede bequem zugängige Lage gebracht werden. Was die Größen der hier gezeichneten Maschinen betrifft, so ergeben sie sich aus dem Maßstabe; sie können aber auch nach Umständen abgeändert werden, so wie das Materiale, aus welchem die Maschine gebaut ist. Die Maschine kann, je nach ihrer Größe, 3, 4, 6 Stämpel, G, führen, und die Kammer, J, J, muß von solcher Größe seyn, oder einen solchen Theil von dem Rade, A, A, umfassen, daß ein Stämpel leicht in diese Kammern eintreten und darin laufen kann, ehe der andere austritt, so daß immer einer der nachfolgenden Stämpel sich in einer Lage befindet, das Wasser vor sich her zu treiben. Die Stämpel, G, können kreisförmig, oval oder von irgend einer anderen Form, vierekig oder länglich seyn, vorausgesezt, daß die Oeffnung, F, in dem kreisförmigen Rande, A, A, und der Querdurchschnitt der inneren Kammer die dazu gehörige Form hat.4)

|26|

An welchem Werke ist diese Maschine im Gange? A. d. U.

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