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Druckluftrüttler, insbesondere Tauchrüttler
Die Erfindung betrifft einen Druckluftrüttler, insbesondere einen Tauchrüttler, mit einem am Innenmantel des stirnseitig geschlossenen Zylinders umlaufenden Körper. Bei den bekannten Rüttlern dieser Art läuft in einem Hohlzylinder ein kleinerer frei beweglicher Zylinder um, wobei eine Klappe abwechselnd Teile des zwischen den beiden Zylindern vorhandenen sichelförmigen Arbeitsraumes mit dem Lufteinlass bzw. dem Luftauslass verbindet.
Bei einer andern Gruppe dieser Rüttler ist der zylindrische Läufer in einem grösseren Zylinder exzentrisch gelagert und bei einer weiteren Gruppe von Rüttlern ist der Läufer im Zylinder wohl zentrisch gelagert, jedoch in einem Teil des Umfangs mit Hohlräumen und an dem andern Teil mit Gewichten ausgestattet. Die Rüttelbewegung aller dieser Rüttler wird dadurch erzielt, dass der Schwerpunkt der Masse des innerhalb des Rüttlers umlaufenden Körpers nicht in der Drehachse liegt. Die Rüttler sind daher Unwuchtrüttler.
Der Nachteil der bekannten Rüttler besteht einerseits darin, dass sie bei einer bestimmten Läuferoder Klappenstellung einen Totpunkt besitzen und daher bei bestimmten Läuferstellungen nicht von selbst anlaufen und anderseits, dass ihr Wirkungsgrad bezüglich des Luftverbrauchs sehr schlecht ist.
Jene Rüttler, deren umlaufender Körper jedoch auf einer Welle sitzt, haben noch überdies den Nachteil, dass sich die Lager der Welle infolge des umlaufenden einseitigen Gewichtes ausschlagen.
Um diese Nachteile zu vermeiden, wird gemäss der Erfindung ein Rüttler vorgeschlagen, bei dem der Innenmantel die Form eines etwa dreibogigen Trochoidenzylinders und der Umlaufkörper die Form eines elliptischen Zylinders besitzt. Obwohl hier ebenfalls eine Gewichtsverlagerung eintritt, wird jedoch der Hauptteil der Rüttelbewegung durch die schlagartige Verlagerung des Innenkörpers erzielt.
Der Gegenstand der Erfindung wird an einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel erläutert. Die Fig. l zeigt einen Längsschnitt durch den Rüttler, die Fig. 2 einen Querschnitt nach II-II der Fig. 1 in einer der Arbeitsstellungen des Läufers und die Fig. 3 den gleichen Querschnitt in einer darauffolgenden Arbeitsstellung des Läufers.
In einem für Tauchrüttler üblichen Zylinderkörper 1 mit einer konisch auslaufenden Stirnfläche ist zwischen zwei Stirnflächen 2 und 3 ein Läufer 4 angeordnet. Diese Stirnflächen sind innerhalb des Rüttlermantels in der für Tauchrüttler allgemein üblichen Art gegen Verdrehen und axiale Verschiebung gesichert. Die Stirnfläche 3 hat eine axiale Bohrung 5 für die Luftzufuhr zum Läufer und drei weitere Bohrungen 6,7, 8, die in den Ecken eines gedachten gleichseitigen Dreiecks liegen und dem Druckluftauslass aus dem Arbeitsraum des Rüttlers dienen. Die Innenwand des Zylinders zwischen den beiden Stirnflächen 2 und 3 hat die Querschnittsform einer dreibogigen Trochoide.
Der in diesem Raum frei bewegliche Läufer 4 besitzt die Form eines elliptischen Zylinders, der sich mit einer seiner flachen Bogenformen der Form eines Trochoidenbogens anschmiegt. In diesem Läufer 4 sind zwei achsparallele Bohrungen 9, 10 angeordnet, die mit ihren Achsen auf der kurzen Symmetrielinie des elliptischen Querschnittes des Läufers liegen. Zu diesen axialen Bohrungen 9, 10 im Läufer 4 sind je fünf Bohrungen 11 bzw. 12, die bis zum Läufermantel reichen, angeordnet. Die Bohrungen 11 und 12 weisen nach entgegengesetzten Richtungen und enden am Läufermantel seitlich der grossen Symmetrieachse. An den Enden der längeren Symmetrieachse des elliptischen Querschnittes des Läufers sind Dichtungsleisten 13, 14 vorgesehen.
Die Abluft aus den Bohrungen 6,7, 8 fliesst durch den Ringraum 15 um den axial gelegenen Druckluftzuflusskanal 5 ab.
Die Arbeitsweise des Rüttlers ist ausgehend von der Läuferstellung nach Fig. 2 etwa folgende :
Die durch die axiale Bohrung 5 des Tauchrüttlerkörpers einströmende Druckluft gelangt in die axiale Bohrung 10 des Läufers und von dort durch die zueinander parallelen Bohrungen 11 zum grossen Mantelbogen des elliptischen Läufers 4, mit dem dieser auf dem Bogen 16 des dreibogigen Trochoidenzylinders aufliegt. Da die Kanäle 11 längs einer Zylinder erzeugenden an einem Querschnittsende des Läufers münden, stösst die dort austretende Druckluft auf dieses Bogenende des Trochoidenzylinders und schwenkt den Läufer um das andere Querschnittsende des Läufers.
Hiebei schleift der Läufer mit der Dichtleiste 13 entlang dem Trochoidenbogen 17 und mit der Dichtleiste 14 an dem Verbindungsbogen zwischen den beiden Trochoidenbogen 16 und 18. Damit gelangt der Läufer stossartig in die Stellung nach Fig. 3 und schlägt auf dem Trochoidenbogen 18 auf. Die während dieses Vorganges verdrängte Druckluft strömt
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vorerst durch den Kanal 12 zur Bohrung 7 sowie durch die Bohrungen 6 und 8 über den Ringraum 15 ins Freie.
Mit der zunehmenden Bewegung des Läufers 4 in die Lage nach Fig. 3 wird jedoch der Einströmkanal 5 durch die Stirnfläche des Läufers 4 verschlossen und anschliessend mit der Schwenkung des Läufers eine Verbindung des Einströmkanals 5 mit der Bohrung 9 hergestellt, durch den die Druckluft zu den Kanälen 12 gelangt, auf die Trochoidenfläche 18 auftrifft und damit den Läufer in die dritte Stellung bringt. Während dieser Bewegung des Läufers 4 kann die verdrängte Druckluft jeweils über die von der Läuferstirnfläche nicht verdeckten Bohrungen in der Stirnfläche 3 sowie über die Kanäle 11, die nun mit der axialen Stirnbohrung 6 verbunden sind, zum Ringkanal15 und damit ins Freie gelangen.
Im weiteren Verlauf der Läuferbewegung liegt der Läufer 4 wieder auf dem Trochoidenbogen 16, jedoch mit der andern Bogenfläche des Läufers auf, so dass die Bohrungen 9, 10 und Kanäle 11, 12 in ihrer Lage vertauscht sind. Erst nach dem sechsten Stellungswechsel gelangt der Läufer in die Ausgangsstellung.
Bei dem erfindungsgemässen Tauchrüttler rollt der Läufer 4 nicht an den Innenflächen des Trochoidenzylinders ab, sondern wird von einer Läuferlage in die andere geschleudert, wodurch die Rüttelbewegung nicht nur durch die Gewichtsverlagerung, sondern auch durch das Aufschlagen des Läufers auf dem Trochoidenbogen erzielt wird. Durch das Einschwenken des Läufers in seine nächste Läuferstellung und das stossartige Aufschlagen des Läufers auf die Bogenflächen des Trochoideninnenmantels ist die erzielte Rüttelbewegung im wesentlichen nicht rund um den Zylinderumfang eine gleichmässig kreisende, sondern eine nach der jeweiligen Lage des Trochoidenbogens ausgerichtete Rüttelbewegung.
Der grosse Vorteil des Rüttlers gemäss der Erfindung ist darin gesehen, dass im Rüttlerinnenzylinder trotz der Schläge, mit denen der Läufer auf dem Bogen des Innenzylinders auftrifft, keine wesentlichen Abnützungen auftreten, weil jeweils nur gleichartig gekrümmte Flächen aufeinanderschlagen.
Eine Abänderung des Ausführungsbeispiels ist durch eine Abänderung der Zahl der Bogen und eine sinngemässe Änderung der Läuferbogen gegeben. So kann z. B. ein Trochoidenzylinder sechs Bogen besitzen und der hiezu entsprechend ausgebildete Läufer vier Bogen erhalten.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Druckluftrüttler, insbesondere Tauchrüttler, mit einem am Innenmantel eines stirnseitig geschlossenen Zylinders bewegten Zylinder, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenmantel etwa die Form eines dreibogigen Trochoidenzylinders (16, 17, 18) und der Umlaufkörper die Form eines elliptischen Zylinders (4) besitzt.