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Druckmittelbetriebener Motor Die Erfindung betrifft druckmittelbetriebene
Motoren.
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Es sind bereits druckmittelbetriebene Motoren mit einer in den Endgliedern
eines rohrförmigen Gehäuses drehbar gelagerten Welle bekannt, an der exzentrische
Elemente angebracht sind, auf die Betätigungsmittel einwirken, die radial um die
Achse der Welle herum in Winkelabständen im Gehäuse angeordnet sind, sowie mit einer
von der Welle betriebenen Ventileinrichtung, die das Ein- und Ausströmen des Druckmittels
in die und aus den Betätigungsmitteln steuert und von einem Endglied umschlossen
ist.
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Diese bekannten Motoren sind teuer herzustellen und in der Leistung
noch nicht wirksam genug.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, druckmittelbetriebene Motoren
dieser Art herzustellen, die größere Einfachheit durch dabei verwendete Schläuche,
Nippel bei dem Gehäuse und den übrigen Einzelteilen aufweisen und dadurch auch billig
sind, da die meisten Elemente rund sind, gedreht, gegossen oder in beliebigen Längen
ausgespritzt und mit weniger Kosten zusammengebaut werden können als bei den bekannten
Motoren, welche beispielsweise einen dreieckigen Träger, Klemmverbindungen mit einer
flachen Membran usw. aufweisen. Ferner ergibt die Abflachung eines zylindrischen
Schlauches auch eine größere Volumenverdrängung, als es bei einer gleichen Versteilung
von flachen Wänden der Fall ist.
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Die Erfindung verbessert derartige Motoren dadurch, daß langgestreckte
elastische Schläuche die Betätigungsmittel bilden, die an den Enden von starren
Nippeln getragen werden, welche in die Endglieder eingesetzt sind und die Verbindung
mit den in jedem der Endglieder vorgesehenen Ventileinrichtungen herstellen, während
das Gehäuse die radial außenliegenden Seiten der Schläuche zwischen deren Enden
abstützt.
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Vorzugsweise ist das Einlaßventil ein Drehschieber mit Öffnungen,
der von einer Einstellhülse mit Durchlässen umgeben ist.
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Ein Teil des abströmenden Druckmittels kann durch einen Kanal in das
Gehäuse eintreten, aus dem es durch einen Auslaß strömt.
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Zweckmäßig sind in den elastischen Schläuchen dünne flache Stützplatten
angeordnet, deren Enden in den Nippeln gelagert sind und deren flache Seiten der
Welle zugewandt sind.
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Im allgemeinen weist das Gehäuse im Inneren einen die elastischen
Schläuche abstützenden ringförmigen Einsatz auf.
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Nach einer Ausführungsform sind die elastischen Schläuche miteinander
durch Wandsegmente verbunden und zusammen mit diesen einstückig im Strangpreßverfahren
hergestellt.
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Die exzentrischen Elemente können aus Walzen bestehen, die von einem
an der Welle befestigten blockartigen Träger getragen sind.
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Durch die Erfindung ist eine neuartige Ausführungsform eines durch
den Druck eines Strömungsmittels betriebenen Motors geschaffen, bei dem das den
Antrieb bewirkende Strömungsmittel in ausdehnbaren elastischen Schläuchen auf die
getriebenen Teile des Motors einwirkt, ohne mit diesen direkt in Berührung zu stehen.
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Es sind auch keine Druckdichtungen zwischen den antreibenden und den
ortsfesten Teilen des Motors erforderlich.
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Ein solcher Motor kann leicht ohne größere Veränderungen der Bauteile
für verschiedene Leistungen mit geringen Kosten hergestellt werden und arbeitet
sehr leistungsfähig.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung sind aus der nachstehenden Beschreibung
und den Zeichnungen zu ersehen; in diesen ist F i g. 1 ein Längsschnitt durch den
zusammengebauten Motor, F i g. 2 ein Teil eines Querschnittes nach der Linie 2-2
in der F i g. 1, F i g. 3 ein Teil eines Querschnittes nach der Linie 3-3 in der
F i g. 1 durch den Antriebs- oder Kraftumwandlungsteil des Motors,
F
i g. 4 ein Teil eines Querschnittes nach der Linie 4-4 in der F i g. 1 durch das
Auslaßventil und die Steuervorrichtung des Motors, F i g. 5 ein Teil einer Seitenansicht
mit der Antriebswelle, dem Antriebsglied und dem Auslaßventil nach den F i g. 1
und 4, F i g. 6 ein Querschnitt nach der Linie 6-6 in der F i g. 5, F i g. 7 eine
schaubildliche Darstellung einer anderen Ausführungsform des Antriebsgliedes oder
Rollenträgers nach den F i g. 1 und 3, F i g. 8 ein Teil eines Querschnittes nach
der Linie 8-8 in der F i g. 7, F i g. 9 ein Querschnitt durch eine ander Ausführungsform
des elastischen, das Strömungsmittel enthaltenen Elementes für den Motor.
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Der erfindungsgemäße Motor soll in erster Linie durch komprimierte
Luft aus einer geeigneten Druckluftquelle betrieben werden; selbstverständlich können
auch für den Antrieb andere Druckmittel verwendet werden.
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Der Motor weist einen äußeren röhrenförmigen zylindrischen Körper
1 mit einem in das eine Ende eingesetzten zylindrischen Einlaßblock 2 auf,
der eine in der Mitte angeordnete Einlaßkammer 3 mit einer Lagerbohrung 4 am innenliegenden
Ende umschließt. In die Kammer 3 ist winkelmäßig einstellbar ein zylindrisches Ventil
5 mit mehreren radial verlaufenden Öffnungen oder Schlitzen 6 eingesetzt. Die öffnungen
6 stehen einer gleichen Anzahl von Einlässen 7 gegenüber, die sich radial nach innen
in den Einlaßblock 2 und ferner durch die Einlässe 8 axial zur Außenseite des röhrenförmigen
Körpers 1 öffnen. Ein am Ventil 5 mittels der Schraube 10 befestigter Einstellfinger
9 erstreckt sich durch einen radial verlaufenden, am Einlaßblock 2 vorgesehenen
Einschnitt 11 zum Umfang des Blockes und ermöglicht das wahlweise winkelmäßige Verstellen
des Ventils 5, wobei die Weite der Durchlässe 6 und 7 verändert werden kann. Mit
Hilfe des verstellbaren Ventils 5 können ferner die wirksamen Stellungen um den
Einlaßblock 2 herum der Einlässe 6 und 7 im Vorwärts-und Rückwärtssinn eingestellt
werden. Wie später noch erläutert wird, wird dadurch das Arbeiten des Motors beeinflußt.
Das Ventil 5 wird im Einlaßblock von einer am Block 2 mit Hilfe der Schrauben 13
befestigten Endplatte 12 festgehalten, die einen in der Mitte angeordneten Einlaß
14 aufweist, durch den dem Motor das unter Druck stehende Strömungsmittel
zugeführt wird. Die Flügelschraube 15 hält den Einstellfinger 9 in der gewünschten
Einstellung fest.
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Im Einstellventil 5 ist drehbar und abgedichtet ein zylindrisches
selbstätig wirkendes Einlaßventil 16 mit einem in der Mitte befindlichen Hohlraum
17 angeordnet, der sich zum Einlaß 14 öffnet. Zwei diametral entgegengesetzte
Einlaßschlitze oder Öffnungen 18
im Einlaßventil stehen bei der Drehung des
Ventils 16 nacheinander den Einlaßöffnungen 6 gegenüber, wie noch beschrieben wird.
Das innenliegende Ende des Einlaßventils 16 ragt durch das Einstellventil 5 und
den Einlaßblock 2 hindurch und weist eine Aussenkung 19 zur Aufnahme des
Mittelzapfens 20 eines ersten Rollenträgers 21 auf. Der Träger ist getrieblich
und nicht drehbar mit dem Einlaßventi116 mittels der Stellschraube 22 verbunden.
Der Träger 21 weist exzentrisch angeordnete Löcher zur Aufnahme und Abstützung der
Rollenwellen 23 auf. Auf den Wellen 23 sind die Antriebsrollen 24 frei drehbar gelagert,
wobei die Rollen, wenn der Motor betrieben wird, in einer Bahn um die Achse des
Körpers 1 herumschwenken. Die Rollen 24 stellen die Kraftübertragungsglieder dar,
die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Welle 26 antreiben, wie noch beschrieben
wird.
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Die Rollenlagerwellen 23 werden am anderen Ende von einem zweiten
Trägerglied 25 getragen, das seinerseits mit dem Ende der Antriebswelle 26 getrieblich
verbunden ist. Die Welle 26 ruht drehbar in einem in der Mitte angeordneten Lager
27, das von einem Auslaßblock 28 getragen wird, der an dem zum Einlaßblock
entgegengesetzten Ende des Körpers 1 mit Hilfe einer Stellschraube 29 befestigt
ist. Der Auslaßblock 28 weist mehrere zu einem Ring angeordnete Auslaßöffnungen
30 auf, die den Einlaßöffnungen 8 im Einlaßblock gegenüberstehen. In je zwei Einlaß-
und Auslaßöffnungen sitzen zwei tragende und verbindende Nippel 31, die in den röhrenförmigen
Körper 1 hineinragen und die Enden eines Schlauches 32 mit elastischen und ausdehnbaren
Wandungen aus Gummi oder einem ähnlichen ausdehnbaren Material tragen. Durch die
Schläuche hindurch erstrecken sich die von den Nippeln 31 getragenen flachen Abstützplatten
33, die eine Verschiebung der Schläuche aus der Mittellage heraus verhindern, jedoch
eine freie Expansion und Kontraktion der Schläuche zulassen. Aus den F i g. 1 und
3 ist zu ersehen, daß die Rollen 24 die Schläuche 32 nacheinander
zusammendrücken, wie beispielsweise den oberen Schlauch in der @ F i g. 3, während
bei dem zeitlich bestimmten Einlassen des unter Druck stehenden Strömungsmittels
die Schläuche ausgedehnt werden wie die beiden unteren und linken Schläuche in der
F i g. 3 und gegen die Rollen 24 einen Druck ausüben, wodurch die Rollen und die
Träger 21 und 25
und damit die Antriebswelle 26 in Umdrehung versetzt
werden.
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Die Auslaßenden der Schläuche 32 und die Auslaßöffnungen 30 öffnen
sich durch mehrere radiale Kanäle 34 im Auslaßblock 28 nach innen zur Auslaßkammer
35, in der das Auslaßventil 36 drehbar gelagert ist. Das Auslaßventil 36 ist auf
der Antriebswelle 26 mit Hilfe der Schraube 37 (F i g. 5 und 6) befestigt und weist
zwei entgegengesetzte Auslässe 38
auf, die in dessen Außenseite eingeschnitten
sind. Diese Auslässe sind voneinander durch die Segmente 39 getrennt, die
nacheinander die Auslaßkanäle 34 absperren. Die Auslaßeinschnitte 38 stehen ständig
durch die Auslässe 40 mit dem Außenende des Auslaßventils in Verbindung.
Eine am Auslaßblock mit Hilfe der Schrauben 42 befestigte Endkappe
41
schließt die Enden der Auslaßöffnungen 30 im Auslaßblock ab. Die
Auslaßeinschnitte 38 öffnen sich ferner über die radialen Kanäle 43 nach
innen zu den Bohrungen 44 in der Welle 26. Die Bohrungen
44
stehen mit einer Bohrung 45 in der Antriebswelle in Verbindung, so daß
ein Teil der Abluft oder des abströmenden Strömungsmittels durch das Innere des
Motors und um die Schläuche 32 und die Rollen 24 herum zwecks Kühlung der Motorteile
in Umlauf gesetzt wird. Diese Kühlluft wird durch den Auslaß 46
in der Nähe
des oberen linken Endes des Körpers 1 nach der F i g. 1 abgelassen.
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Wie am besten aus der F i g. 2 und 4 zu ersehen ist, wird das Einlaßventil
mit dessen Durchlässen 18 in bezug auf das Auslaßventi136 und dessen Durchlässen
30 winkelmäßig so versetzt, daß mindestens
einem der Schläuche 32
immer Luft zugeführt wird, außer wenn die Durchlässe 18 die kurze Strecke
zwischen den Schlitzen 6 durchqueren, in welchem Fall den Schläuchen an entgegengesetzten
Seiten des Körpers 1 Luft zugeführt wird, wobei ein auf die Rollen 24 und
die Antriebswelle beständig einwirkender Antriebsdruck aufrechterhalten wird. Das
Auslaßventil 36 öffnet die Auslaßenden der Schläuche, sobald die Rollen sich an
den Schläuchen vorbeibewegt haben und hält die Schläuche für eine leichte Kompression
offen, bis die Rollen sich über die Mitte eines jeden nachfolgenden Schlauches hinweg
bewegt haben. Diese Art Motor läuft je nach der Einstellung des Einstellventils
5 mit hoher oder niedriger Drehzahl und kann für verschiedene Leistungen leicht
dadurch hergestellt werden, daß die Länge des Körpers 1, der Schläuche
32 und der Rollen 24 vergrößert wird. Ein Einsatz 47 im Innern
des zylindrischen Körpers 1 stützt die Außenseiten der Schläuche ab. Bei einer Drehung
des Einstellventils 5 im Uhrzeigersinn nach der F i g. 2 wird der Zeitpunkt verzögert,
in dem den Schläuchen Luft zugeführt wird, während bei der Drehung des Einstellventils
5 im umgekehrten Sinne dieser Zeitpunkt vorverlegt wird. Dadurch kann die günstigste
Einstellung für die verschiedenen Drehzahlungen und Belastungen gewählt werden.
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Die in den F i g. 7 bis 9 dargestellten abgeänderten Motorelemente
können als Ersatz für die bisher beschriebenen entsprechenden Elemente in den Motor
eingebaut werden. Die F i g. 7 und 8 zeigen eine Antriebsrollenhalterung in Form
eines blockartigen Einzelträgers 48, der abgeflachte Endzapfen 49 aufv.--ist, die
mit dem Einlaß- und dem Auslaßventil des Motors verbunden werden können, welcher
Träger ferner seitlich mit ovalen Vertiefungen 50 versehen ist, in denen
die zigarrenförmigen Rollen 51 drehbar sitzen und in bezug auf die Expansionsschläuche
32
die gleiche Betriebslage einnehmen, wie bei der ersten Ausführungsform
des Motors beschrieben. Die Vertiefungen 50 werden vorzugsweise mit einem
reibungsminderndem Überzug versehen, wie bei 52 übersteigert dargestellt, während
die Enden der Rollen, wie bei 53 dargestellt, etwas stärker ausgebildet sind, so
daß die eigentlichen Lagerkräfte der Rollen und des Trägerblockes 48 an den Enden
der Rollen auftreten.
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Die F i g. 9 zeigt eine mögliche abgewandelte Form einer Anzahl von
im Strangpreßverfahren hergestellten Expansionsschläuchen 54, die miteinander
durch die Wandabschnitte 55 zu einer Einheit verbunden sind, welche Anordnung im
Strangpreßverfahren als ein Stück hergestellt und auf die gewünschte Länge zurechtgeschnitten
wird. Bei dieser Anordnung von Schläuchen entfällt die Notwendigkeit, die Platten
33 der ersten Ausführungsform der Erfindung vorsehen zu müssen. Ohne Abweichung
vom Erfindungsgedanken können am Motor verschiedene Änderungen vorgenommen werden,
welcher Erfindungsgedanke die Drehung der Antriebsrollen nacheinander über eine
Anzahl von Schläuchen hinweg und die Zuführung eines unter Druck stehenden Strömungsmittels
zu den Schläuchen umfaßt, wobei diese expandiert werden und die an den Schläuchen
vorbeiwandernden Rollen antreiben.
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Als weitere im Rahmen der Erfindung liegende Änderung können die einen
zum Körper 1 koaxial angeordneten Läufer bildenden Träger 21 und
25 und die diese miteinander verbindenden Rollenachsen 23 so ausgebildet
werden, daß eine oder mehrere Rollen 24 gedreht werden und mit den Schläuchen 32
an radial vorgeschobenen Stellen zusammenwirken, die die Antriebsglieder darstellen
und unter der Einwirkung des Strömungsmitteldruckes sich vom Körper aus ausdehnen
oder radial vorstreben und den Läufer antreiben. Die Antriebsglieder können, wie
dargestellt, sich radial nach innen oder auch von einem in der Mitte angeordneten
Körper aus radial nach außen ausdehnen, wenn die Rollen am Läufer in größerer Entfernung
voneinander angeordnet werden, so daß sie sich um die Außenseite des Körpers herum
drehen.
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Die verschiedenen Schläuche 32 und 54 stellen bei beiden
Ausführungsformen Strömungsmittelversetzungselemente dar, die bei der exzentrischen
Drehung der Rollen 24 oder 51 um die Achse der Wellen 26 oder 49 herum zusammengedrückt
oder ausgedehnt werden.