Gebläse der Vielzellen-Bauart Gegenstand der Erfindung ist ein CTebläse der Vielzellenbauart, welches mit Arbeits schiebern ausgerüstet ist, die in wenigstens annähernd radialen Nuten einer Läufertrom mel beweglich sind.
Es hat sieh gezeigt, dass Gebläse nach dieser Bauweise nur bei verhältnismässig nied rigen Drehzahlen wirtschaftlich und betriebs sicher arbeiten. Dies rührt im wesentlichen davon her, dass die in den radialen oder an genähert radialen Nuten der Läufertrommel hin und her bewegten Arbeitsschieber grosse Reibungsverluste bedingen.
Die .Folge davon, dass ein Gebläse der beschriebenen Bauweise nur mit mässig hoher Drehzahl - maximal etwa \_'000 bis 2'50(1 Umdrehungen pro Mi nute - einigermassen wirtschaftlich betrieben werden kann, ist, d'ass das Gebläse in den Abmessungen verhältnismässig gross ausfällt.
Zur Behebung dieses Nachteils hat man bereits vorgeschlagen, die auf die in den Nuten der Läufertrommel verschiebbaren Ar- beitsseliieber wirkende Fliehkraft wesentlich zu verringern, indem die Arbeitsschieber radial gestellt und :So breit, bemessen werden, dass sie den ganzen Durchmesser der Boh rung beanspruchen, in der sieh die Läufer trommel dreht.
Bezeichnet e die Exzentrizi tät der Läufertrommel in der Bohrung des Statorgehäuses, so läuft in diesem Fall der Schwerpunkt jedes Arbeitsschiebers nur in einem kreis vom Durchmesser e um, so dass die auf den Arbeitsschieber wirkende Flieh kraft ganz wesentlich herabgesetzt ist, was bedeutend höhere Drehzahlen erlaubt.
Um den derart breiten, einstöckig ausge- führten Arbeitsschiebern, die sich kreuzen und entsprechende Aussparungen aufweisen, um sich nicht gegenseitig zu stören, die Be wegung innerhalb der Bohrung des Stator- gehäuses in vorgeschriebener Form zu ermög lichen, sind verschiedene Vorschläge bekannt geworden. Ein besonders einfacher Vorschlag ist der, die Bohrung des Statorgehäuses ent sprechend' den einzelnen Lagen des durch gehenden Arbeitsschiebers während einer vol len Umdrehung der Läufertrommel unrund auszuführen.
Diese Bohrungskurve vom Grad ist technisch verhältnismässig leicht herstellbar. Sie stellt eine Kreiskonchoide dar (vgl. Automobiltechnische Zeitschrift, 36. Jahrgang, 1933, Heft 23, Seite 580 ff.).
Andere Vorschläge führen die Bohrung des Statorgehäuses nach wie vor kreisrund aus und sehen eine in der Bohrung des Sta- torgehäuses drehbar gelagerte zweite Trom mel vor, die von der eigentlichen, um die Exzentrizität e gegenüber dem Mittelpunkt der Statorgehäusebohrung versetzten Läufer trommel mit in Drehung versetzt wird,
wäh rend die sich kreuzenden Arbeitsschieber in der zweiten Trommel Relativbewegungen aus führen und der Durehlass der geförderten Luft durch in der zweiten Trommel vorge- sehene Durchbrechungen bewirkt wird, die mit entsprechendbn Öffnungen für Einlass und Auslass im Statorgehäuse korrespon dieren.- Durch die beschriebenen Vorschläge ist es möglich geworden, Drehkolbengebläse der Vielzellenbauart mit etwa.
doppelt, so hoher Drehzahl zu betreiben. Trotzdem ist. aber der in der Technik bisher erreichte 'Stand unbe friedigend, und zwar aus folgenden Grün den: Der für den minutlich geförderten Nor malkubikmeter vom Druck p atü erforderliche Leistungsaufwand liegt bei den bisher be kanntgewordenen Vorschlägen noch zu hoch und steigt. insbesondere mit steigender Dreh zahl zu stark an.
Grundsätzlich lassen sich ferner hohe Luft- bzw. Gasmengenleistungen pro Minute mit: den bisher bekanntgewor denen Drehkolbengebläsen der Vielzellenbau art ohne grosse Exzentrizität und damit. ohne relativ hohen Leistungsaufwand je geförderten Kubikmeter und, entsprechend dem Wert der Exzentrizität e, grosse äussere Abmessungen des Statorgehäuses nicht verwirklichen.
Ins besondere in der Ausführung als Spül- und Ladegebläse für Zwei- und Viertaktbrenn- kraftmaschinen hat sich das Drehkolben gebläse der Einwellen-Vielzellenbauart bisher nicht durchzusetzen vermocht, weil seine äu ssern Abmessungen bei den verhältnismässig niedrigen Drehzahlen des Gebläses, die einen tragbaren Wert für den je geförderten ms/min nötigen Leistungsbedarf sicherstellen, grösser ausfallen als bei gewöhnlichen Luftförder- maschinen, die ohne innere Verdichtung,
aber auch ohne leistungsverzehrende, hin und her gehende und starken Reibungskräften unter worfene Arbeitsschieber arbeiten.
Gemäss der vorliegenden Erfindung soll ein schnellaufendes und mit innerer Ver dichtung arbeitendes, verhältnismässig lauf ruhiges Gebläse geschaffen werden, das hohen Liefergrad und einen günstigen Leistungs- bedarf je geförderten m3/min bei den ver- sehiedenen Gegendrücken aufweist und ausser dem kleine äussere Abmessungen bei hohen Luftliefermengen besitzt.
Die Erfindung besteht darin, dass das Gebläse mindestens zwei auf eine gemein same Ansaugöffnung und eine gemeinsame Aussehuböffnung arbeitende, sich gegen sinnig drehende Läufertrommeln aufweist, die zur Bildung einer Doppeleinheit in einem gemeinsamen Statorgehäuse parallelachsig an geordnet sind, wobei zum Antrieb das eine Wellenende einer Läufertrommel mit einem Wellenende der andern Läufertrommel in Wirkungsverbindung steht.
Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt.
Es zeigen Fig. 1 einen Schnitt durch ein Gebläse nach Linie B-B der Fig.2 und Fig.2 einen Schnitt durch dasselbe Ge bläse nach Linie ,1,1 der Fig.1.
Es bezeichnen: 1 ein mit. Kühlrippen aus gerüstetes, vorzugsweise aus Leichtmetall be stehendes Gebläsegehäuse, ?. einen linken und 3 einen rechten Gehäusedeckel und -1 einen rechten Abschlussdeckel. In das Gehäuse 1 sind zwei Zylinderbüchsen 5 und 5' aus Grau guss oder Stahl eingegossen oder einge schrumpft.
Im Statorgehäuse 1 bzw. in den Deckeln und 3 sind im Abstand A voneinander zwei Läufertrommeln 6, 6' vom Durchmesser d-2e parallelaehsig drehbar gelagert.
Die obere Läufertrommel 6 und die un tere Läufertrommel 6' bestehen vorzugsweise aus einer Leiehtmetallart von besonders guten CTleiteigensehaften und, geringer 'NVärmeaus- dehnung, zum Beispiel einer Aluminium-Sili- eium-Legierung, wie sie für hoehbeanspruehte Leichtmetallkolben bei Brennkraftmasehinen verwendet wird.
Im Ausführungsbeispiel besteht jede Läu fertrommel 6 bzw. 6' aus vier Segmenten 7, 8, 9, 10 (Fig.l). Die vier Segmente von der Länge L sind an den Stirnseiten mit je einem Flanseh eines Wellenendes 11 und 12' lösbar durch Schrauben verbunden (Fig.2). Das Wellenende 11 ist Antriebswellenende und das Wellenende 12 ist Abtriebswellenende für ein Antriebswellenende 1?' der untern Läufer trommel 6'. Zwischen die Wellenenden 12 und 12' ist ein Zahnradpaar 13, 1.1 geschaltet. Das Übersetzungsverhältnis des Zahnradge triebes ist 1:1.
Das Wellenende 11' treibt eine Sehinierölpumpe 15 an. Diese kann auch von dem obern Wellenende 12. angetrieben werden. Der Antrieb des ganzen Gebläses kann je nach Wunseh oder Zweck statt vom Wellen ende 11 aus auch vom Wellenende 12' aus vorgenommen werden. Entsprechend kann die für eine bestimmte Drehrichtung eingerich tete Sehmierölpumpe 15 umgesetzt werden.
Die Flansche der Wellenenden können in an sieh bekannter Weise zusammen mit, den zugehörigen Gehäusedeckeln 2 bzw.<B>31</B> laby- rintliartige Abdiehtungen bilden (Fig.2).
.Jede Läufertrommel 6 bzw. ss' enthält im Ausführungsbeispiel zwei einstüekige, H-för- mige, sich senkrecht kreuzende Arbeitsschie ber 1ss, 17, die vorzugsweise aus Invarstahl bestehen und an ihren Enden Gleit- schuhe 18 aufweisen aus einem besonders geeigneten Gleitwerkstoff. Entsprechend weisen die Zylinderbüchsen -5 und 5' an den Enden festeingesetzte, feinstgedrehte oder ge schliffene Führungsringe 5" auf,
die innen nach einer Kreiskonehoide geformt. sind. Der Durchmesser -der Gleitstellen der Gleitschuhe 18 ist so abgestimmt, dass die Arbeitsschieber mit ihren Längskanten an keiner :Stelle die Zylinderbohrung der Büchsen 5 bzw. 5' be rühren. Die Zylinderbüchsen 5 und 5' haben Lufteintrittsöffnungen 19 und 19' und Luft austrittsöffnungen 20 bzw. 20'.
Diese sämt lichen Öffnungen sind vorzugsweise kreis rund oder oval geformt und in der Höhen lage gegeneinander etwas versetzt, um ge- ringstmögliehe Luftansaug- und Ausschub- g ert 'itisehe zu erzeugen. Durch Versetzen der Steuerkanten kann die im sichelförmigen Ar beitsraum sieh einstellende Verdichtung in bekannter Weise nach Wunsch und Zweck verändert werden.
Eine beiden Läufertrom meln 6 und 6' im Statorgehäuse 1 gemein same Ansaugöffnung ist mit 21 und eine gemeinsame Ausschuböffnung im Statorge- häuse mit 22 bezeichnet. Vor die Ansaug öffnung 21 wird ein (nicht dargestelltes) Luftfilter mit Schalldämpfer gesetzt, während die Ausschuböffnung 22 direkt in den zu la denden Raum ausbläst.
Das Gehäuse des Gebläses kann mit einer Zuflussbohrung 2'3 und einer Abflussbohrung 24 an einen Schmierölumlauf der Haupt maschine angeschlossen sein, zum Beispiel an die Umlaufschmierung einer Dieselmaschine oder eines Kolbenverdichters, den das Ge bläse auflädt. Zu diesem Zweck hat das Statorgehäuse Längsbohrungen 25 und 26.
Für die Schmierung der Arbeitsschieber kann statt dessen die besondere Schmierölpumpe 15 angeordnet sein, die in die Ölbohrungen 25 und 26 fördert, von denen aus die Zylin derbüchsen '5 und 5' über einen Raum 27 leicht und ohne jede aussen zu verlegende Schmierölleitung erreicht werden können. Die Bohrungen 23 und '2'1 werden nach Füllung der Deckelräume mit Öl verschlossen, wenn die Hauptmaschine keinen Schmieröluml'auf hat.
Abweichend - vom gezeichneten Ausfüh rungsbeispiel können die Läufertrommeln @6 und 6' statt aus einzelnen 'Segmenten 7, 8, 9, 10 auch aus einem Stück bestehen, in dem sich annähernd radial gestellte Arbeitsschie ber aus 'Stahl oder 'Kunststoff, zum Beispiel Hartgewebe oder Hartpapier, in Schlitzen in bekannter Weise beim Trommelumlauf hin und her bewegen und die Bohrung der Büchsen 5 und 5' kreisrund ausgeführt ist. In diesem Fall können die Einsatzringe 5" sowohl innen als aussen kreisrund sein und beim 'Trommelumlauf von den Arbeitsschie bern mitgenommen werden, das heisst in be kannter Weise als sogenannte Laufringe dienen.
Gemäss dem Ausführungsbeispiel ist. das Gebläse als eine Doppeleinheit ausgebildet, in. welcher durch den günstigen Strömungs verlauf erreicht wird, (ass dieses rascher lau fende Gebläse eine ebenso grosse Luftmenge liefern kann wie 'Gebläse bekannter Bau weise, obwohl seine Stirnfläche kaum halb so gross ist, wie dies aus den nachstehenden Ausführungen hervorgeht. Ist E die Grösse der Exzentrizität der Läufertrommel in der Bohrung vom Durch messer D, n/min die Drehzahl der Läufer trommel, L die Länge der Läufertrommel, z die Anzahl der Arbeitsschieber und. s deren Dicke,
so ist bekanntlich bei einem Liefer grad AH des Gebläses die pro Minute geför derte Luftmenge Q <I>-</I> 2.E.L. (D.#T-z.s) .7 z. a$ (Hütte, Band' 2, 27. Aufl., S. 747). Werden nun der Statordurchmesser D und die Ex zentrizität.
E ähnlich verkleinert auf d = i/2 <I>D, e =</I> 1/a E, so hat das neue Gebläse eine Stirnfläche, die kleiner ist als die Hälfte der Stirnfläche des alten Gebläses, während die Liefermenge Q bei konstant ge bliebener Länge der Läufertrommel L bei Verdopplung der Drehzahl von 7z auf \?rz infolge des mit steigender Drehzahl stark steigenden Liefergrades mindestens gleich gross bleibt.
Das Doppel-Drehkolben-Gebläse sieht zur Erzielung eines höchstmöglichen Liefergrades bei möglichst gedrängten Abmessungen eine grosse Läufertrommellänge L, eine geringe Sichelhöhe <B>IL</B> = 2e und einen kurzen Abstand zwischen den beiden Läufertrommeln vor.
Zur Erhöhung des Verdichtungsend- druckes können Doppeleinheiten hintereinan- dergeschaltet werden, indem die Ausschub- öffnung 2-2, der ersten Doppeleinheit (Fig.1 und \?) unter Zwischenschaltung einer Platte, welche die Querschnittsunterschiede korri giert, an die Ansaugöffnung 21 der folgen den Doppeleinheit angeschlossen wird,
so dass bei zwei hintereinandergeschalteten Dop peleinheiten ein Gebläse mit. zwei Druck stufen entsteht. Das gleiche gilt sinngemäss, wenn mehrere Doppeleinheiten hintereinander geschaltet werden.
Es ist. dann möglich, mit einem solchen schnellaufenden Drehkolbengebläse Gegen drücke bis 3 atü zu überwinden, und es für Hochaufladung von Dieselmaschinen zu ver wenden. Das Gebläse kann aber auch zum Aufladen von wesentlich grösseren oder we- sentlieh langsamer laufenden Kolben- oder Rotationsverdichtern verwendet werden.