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Umsteuerbarer Druckluft-Zahnradmotor Die Erfindung bezieht sich auf
einen umsteuerbaren Druckluft-Zahnradmotor mit zwei parallel angeordneten Rotoren,
die allseitig von einem Gehäuse umschlossen sind, .mit wechselweise der Ein- und
Ausströmung der Druckluft dienenden Öffnungen sowie getrennten, im Rotorgehäuse
angebrachten, in einen das Rotorgehäuse auf seiner ganzen Länge umgebenden Mantelraum
mündenden Vorausströmöffnungen.
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An derartigen Zahnradmotoren sind die Ein- und Austrittsöffnungen
für die Druckluft in der Regel im Bereich des Eingriffs der Rotoren angeordnet und
stehen über Leitungen mit dem Umsteuerorgan in Verbindung.
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Bei einer bekannten Bauart sind die Vorausströmkanäle an den Mantelseiten
des Rotorgehäuses angeordnet. Die Vorausströmung passiert den einen das Rotorgehäuse
in Längsrichtung umgebenden Mantelraum und vereinigt sich erst im Auspuffraum mit
der Endausströmung.
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Bei einer Anordnung der Vorausströmöffnungen an den Mantelflächen
des Rotorgehäuses ergibt sich als nachteilig, daß beim Überfahren dieser öffnungen
durch die Zähne außerordentlich starke Geräusche hervorgerufen werden, die durch
die in den Auspuff mündenden Leitungen nach außen dringen.
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Der bekannte Druckluft-Zahnradmotor weist im Rotorraum sichelförmige
Räume auf, die zu den Vorausströmöffnungen führen. Derartige sichelförmige Räume
führen bereits eine vorzeitige Vorentspannung der in den Zahnlücken eingeschlossenen
Arbeitsluft herbei, wodurch Energieverlust entsteht. Sie sollten daher im Hinblick
auf einen optimalen Wirkungsgrad vermieden werden.
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Die Erfindung bezweckt eine Verbesserung des bekannten Druckluft-Zahnradmotors.
Dabei besteht die Hauptaufgabe darin, die Geräuschentwicklung herabzusetzen und
die Abluft unter Vermeidung der Gefahr einer Vereisung möglichst weitgehend zu entspannen,
bevor sie in den Auspuff geführt wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem in an sich bekannter
Weise an den Stirnwänden des Rotorgehäuses angebrachte Ausströmöffnungen der Vorausströmung
dienen, weiter dadurch, daß sich die Abluft aus den Vorausströmöffnungen und Endausströmöffnungen
in dem das Rotorgehäuse umgebenden Mantelraum vereinigt und schließlich, indem der
Mantelraum von einem zweiten Mantelraum in Längsrichtung vollständig umgeben ist,
in den die Abluft durch Überströmöffnungen aus dem ersten Mantelraum eintritt und
aus dem sie ins Freie austritt.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind im zweiten Mantelraum
zur Umlenkung der Abluft Prallrippen angeordnet.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Hauptursache
der unangenehmen Geräusche in der Vorausströmung im Bereich der Rotormantelfläche
zu suchen ist. Durch das erfindungsgemäße Anwenden der bei einem druckluftbetriebenen
Pfeilradmotor für das Abführen der Endausströmung vorgesehenen öffnungen an den
Stirnseiten des Rotorgehäuses zum Abzweigen der Vorausströmung wird der durch das
Vorbeistreichen der Zähne an den öffnungen im Bereich der Mantelflächen erzeugte
Heulton erheblich vermindert. Weiterhin wird durch die erfindungsgemäßen Vorausströmöffnungen
erreicht, daß der austretende Luftstrom ständig fließt und nicht periodisch abgehackt
wird. Dabei sollen die Vorausströmöffnungen keinen zu weiten überdeckungsgrad, nicht
über mehr als vier Zähne, aufweisen, um den Luftverbrauch nicht ungünstig zu erhöhen.
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Durch die besondere Anordnung der Vorausströmöffnungen nach der Erfindung
wird ein ganz erheblicher Teil der Vorausströmgeräusche vermieden und außerdem eine
wesentliche Verminderung des Gegendrucks erreicht. Hierdurch ergibt sich trotz der
weitgehenden Entspannung der Druckluft in den Mantelräumen eine ins Gewicht fallende
Steigerung der Leistung infolge besserer Ausnutzung des Druckgefälles, ohne die
Gefahr einer Vereisung herbeizuführen.
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Durch die doppelte Ummantelung des Rotorgehäuses wird eine weitere,
erhebliche Herabsetzung der Ausströmgeräusche und der in der Verzahnung entstehenden
Geräusche erzielt, weil die durch Luftschichten getrennten, das Rotorgehäuse vollkommen
umschließenden Mäntel schallisolierend wirken.
Die nach dem überlaufen
der Vorausströmöffnungen in den Zahnlücken verbleibende Druckluft mit geringem Druck
verursacht infolge einer Vereinigung mit der Vorausströmluft im ersten der Entspannung
dienenden Mantelraum keine Geräuschbildung mehr und führt auch nicht zu einer Vereisung,
weil eine stufenweise Entspannung in den nachgeschalteten Räumen stattfindet und
somit ein allmähliches Druckgefälle zur Außenluft hergestellt wird.
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Besonders vorteilhaft ist hierbei, daß zwei große Entspannungsräume,
die sich um das gesamte Rotorgehäuse erstrecken, durch die doppelte Rotorgehäuse-Ummantelung
gebildet sind und diese voll für die Entspannung der aus den Vorausströmöffnungen
austretenden Abluft zur Verfügung stehen. Weiterhin ist von Vorteil, daß die Vorausströmluft
nicht über das Umsteuerorgan geführt wird, welches erfahrungsgemäß besonders zur
Vereisung neigt.
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Die Erfindung ist an Hand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung
schematisch dargestellt und im folgenden näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 einen
Längsteilschnitt durch eine Druckluft-Zahnradmaschine nach der Erfindung, Fig. 2
einen Querschnitt längs der Linie A-B nach Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt C-D nach
Fig. 2, Fig.4 eine vergrößerte Schnittdarstellung E-F nach Fig. 1, Fig. 5 einen
Schnitt längs der Linie G-H nach Fig. 4.
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Die beiden Rotoren 1 und 2 sind an den Stirnseiten des Rotorgehäuses
3 mittels der Wälzlager 4 gelagert. Das Rotorgehäuse 3 ist mit wechselweise der
Ein- und Endausströmung dienenden, im Bereich des Zahneingriffs angeordneten öffnungen
5 versehen, die über nicht dargestellte Kanäle mit dem im Gehäuse 6 an der Stirnseite
der Maschine angeordneten, ebenfalls nicht dargestellen Umsteuerorgan bestehen.
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Wie aus den Fig.4 und 5 hervorgeht, sind im Bereich der Verzahnung
der Rotoren 1, 2 Vorausströmöffnungen 7 angebracht, die durch in den Stirnseiten
des @@w'#orgehäuses verlaufende Überströmkanäle 8 in den das Rotorgehäuse umschließenden,
durch eine Ummantelung 9 gebildeten Entspannungsraum 10 geführt werden. Von hier
aus gelangt die Vorausströmluft über in der Rotorgehäuse-Ummantelung 9 angebrachte
überströmöffnungen 11 in eine zweite, durch eine weitere Ummantelung 12 gebildete
Entspannungskammer 13, die über die Öffnung 14 mit dem Auspuff in Verbindung steht.
In der zweiten Entspannungskammer 13 sind zur Umlenkung der Auspuffluft Prallrippen
15 angeordnet.
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Die Endausströmluft gelangt über die jeweils abwechselnd der Ausströmung
dienenden Öffnungen 5 über nicht dargestellte Kanäle und Umsteuerorgane zu den Leitungen
16 und strömt der ersten Entspannungskammer 10 zu, wo sie sich mit der Vorausströmluft
aus den Kanälen 8 vereinigt und gemeinsam zur Auspufföffnung 14 geleitet wird.