DE3426555C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine druckluftbetriebene Antriebsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Einrichtung ist aus der US-Patentschrift 37 94 448 bekannt. Der Läufer dieser Einrichtung, besteht aus den radialen Borsten einer kreisscheibenförmigen Bürste, wobei die tan­ gential eingeleitete Druckluft in die aufgefächerten Spitzen der Borsten eindringt und den Läufer in Drehung versetzt. Eine Ableitung der eingeleiteten Druckluft ist nicht vorge­ sehen. Es ist anzunehmen, daß diese durch Undichtigkeiten des Gehäuses austritt. Infolge der ziemlich undefinierten Strömungsverhältnisse der eingeleiteten Druckluft im Läufer und durch den im Innern des Gehäuses aufgebauten Gegendruck läßt sich kein sehr hohes Anlaufmoment erzielen und es erge­ ben sich zwangsläufig Strömungsverluste und ein ziemlich ge­ räuschvoller Lauf. Wenn die Druckluft direkt auf das fibröse Material auftrifft, werden äußere Teile desselben nach kur­ zer Zeit herausgerissen und wirbeln im Gehäuse herum und/ oder verstopfen beim Betrieb die angeschlossene Anlage. Außerdem läuft der Läufer infolge dieser Abnützung schon nach kurzer Zeit unregelmäßig, so daß das fibröse Ma­ terial des Läufers durch Rüttelschwingungen noch mehr be­ schädigt wird.

Durch die Erfindung soll eine druckluftbetriebene Antriebsvorrichtung der ein­ gangs genannten Art mit hohem Anlaufmoment, niedrigen Strö­ mungsverlusten und möglichst geräuschlosem Lauf geschaffen werden, bei dem die Halterung des luftdurchlässigen Läufer­ materials verbessert ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Das für den Läufer verwendete poröse Material, vorzugsweise aus Kunststoff, wird axial zwischen zwei Stirnwandscheiben und am Umfang durch quer zur Drehrichtung des Läufers ge­ stellte Rippen derart zusammengehalten, daß ein Abreißen von äußeren Teilen des porösen Materials durch die Druckluft verhindert wird. Die Rippen dienen aber nicht nur zum Zusam­ menhalten des porösen Materials, sondern durch ihre Quer­ stellung am Umfang des Läufers insbesondere zum Antrieb des Läufers durch die tangential eingeleitete Druckluft. Die eingeleitete Druckluft wird sodann zwischen den Rippen in das poröse Material eingeleitet, gibt dort ihre restliche Drehenergie in der Laufrichtung des Läufers an diesen ab und verläßt schließlich unter geringer Geräuschentwicklung den Läufer durch dessen zentrale Öffnung. Die reibschlüssig in­ einandergreifenden Zusammenbauglieder halten die beiden Stirnwandscheiben und das dazwischen angeordnete poröse Ma­ terial, das aue wenigstens einer Scheibe besteht, fest zu­ sammen.

Zwar ist eine zentrale Öffnung bei einer Reibungsturbine mit luft­ durchlässigem Läufer aus der US-Patentschrift 10 56 338 be­ reits bekannt. Bei dieser bekannten Einrichtung wird die tangenti­ al eingeleitete Druckluft zum Antrieb des Läufers jedoch nicht über den um den Umfang verlaufenden Kranz von querste­ henden Rippen und anschließend durch poröses, also Poren aufweisendes Material ins Innere des Läufers geleitet, son­ dern der Läufer besteht aus einer größeren Anzahl von hauch­ dünnen radialen Scheiben, die so dünn sind, daß sie nur bei schneller Drehung des Läufers ihre radiale flächige Gestalt aufrechterhalten. Nicht nur die Herstellung sondern auch die Wartung und der Betrieb dieses Läufers ist daher sehr auf­ wendig, und es ergeben sich keine definierten Strömungswege zwischen den frei beweglichen dünnen, blattförmigen Schei­ ben. Hieraus ergeben sich des weiteren starke Geräusche und Strömungsverluste.

Aus der britischen Patentschrift 9 88 854 ist ein Zentrifu­ galgebläse mit einem ringförmigen Läufer aus fibrösem Mate­ rial bekannt, wobei die Luft in axialer Richtung angesaugt und radial durch den Ring nach außen gedrückt und dabei in Rotation versetzt wird. Um die rotierende Luft in eine be­ stimmte Richtung zu lenken, ist ein äußeres Gehäuse in ge­ eigneter Form erforderlich. Die Luft tritt hierbei über den gesamten Umfang des Läufers gleichmäßig verteilt mit einer radialen und einer tangentialen Komponente aus. Das Problem des Anblasens des porösen Läufermaterials an einer ganz be­ stimmten Stelle des Läuferumfangs mittels eines scharfen Luftstrahls zum Antrieb des Läufers, wie es bei der erfin­ dungsgemäßen Antriebsvorrichtung auftritt, kann bei der be­ kannten Anordnung nicht auftreten. Infolgedessen sind bei dem bekannten Läufer auch keine das poröse Material zusam­ menhaltenden Schutz- und/oder Stützglieder sowie Stirnwand­ scheiben vorgesehen.

Aus der britischen Patentschrift 4 08 690 ist eine Dampftur­ bine bekannnt, deren Läufer einen äußeren Schaufelkranz und eine innerhalb dieses Schaufelkranzes angeordnete Ringkammer aufweist, die mit porösem Material gefüllt ist. Der Dampf wird nicht durch eine Mittelöffnung des Läufers abgeleitet, sondern dringt allseitig aus dem Läufer nach außen und wird durch eine kleine Gehäuseöffnung abgeleitet. Das durch die vorliegende Erfindung gelöste Problem einer besseren Halte­ rung des porösen Läufermaterials mit freiliegender Außenflä­ che bei geringer Geräuschentwicklung tritt hierbei ebenfalls nicht auf.

Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung in Draufsicht und teilweise im Schnitt, und

Fig. 2 die Antriebsvorrichtung in Seitenansicht und teilweise im Schnitt.

In der Zeichnung sind eine Pumpe 1 für Lösungsmittel und eine als luftgetriebener Motor 2 anzusehende Antriebsvorrichtung zum Treiben der Pumpe 1 ver­ anschaulicht. Die Pumpe 1 weist ein Pumpengehäuse 3 und der Motor 2 ein Motorgehäuse 4 auf. Diese Gehäuse 3, 4 sind mittels Schraubverbindungen 5 verschraubt und mit Hilfe eines Dichtungsringes 6 abgedichtet. Im Pumpenge­ häuse 3 ist ein Läufer 7 mit drei oder einer anderen zweckmäßigen Anzahl von Läuferflügeln 8 vorgesehen. Der Läufer 7 hat eine Läuferwelle 9, die in einem Kugellager 10 gelagert ist, das in einem ringförmigen Flansch 11 angebracht ist, welcher von der einen Stirnwand des Pumpengehäuses 3 vorragt. Die Läuferwelle 9 ist ferner in einem Kugellager 13 gelagert, das auf einem Rohr­ flansch 14 angebracht ist, welcher mittels Schrauben 15 an dem Pumpengehäuse 3 festgeschraubt ist. Der einen Stirnwand des Motorgehäuses 4 am nächsten trägt die Läuferwelle 9 einen ringförmigen Permanentmagneten 16. Der Rohrflansch 14 weist ein Rohr 17 zum zentralen Ein­ lassen von Lösungsmittel in das Innere des Pumpengehäu­ ses 3 auf. Die den Läufer 7 umgebende Wand 18 des Pum­ pengehäuses 3 weist ein oder mehrere Austrittsrohre 19 und/oder 20 für Lösungsmittel auf.

Im Motorgehäuse 4 ist ein Läufer 21 mit einer Läuferwel­ le 22 angebracht, die in zwei Kugellagern 23, 24 gela­ gert ist, welche in ringförmigen Flanschen 25, 26 an den Wänden des Motorgehäuses angeordnet sind. Der einen Stirnwand 12 des Motorgehäuses am nächsten weist die Läuferwelle 22 einen Permanentmagneten 27 auf, welcher dem Permanentmagneten 16 gegenüberliegt.

Der Läufer 21 weist eine äußere und eine innere Stirn­ wandscheibe 28 bzw. 29 auf, welche mittels Zusammenbau­ gliedern 30 zusammengehalten sind. Zur Bildung dieser Zusammenbauglieder 30 weist die äußere Stirnwandscheibe 28 eine Anzahl Hülsen 31 und zwischen denselben eine Anzahl Zapfen 33 auf. Die innere Stirnwandscheibe 29 weist gleichfalls eine Anzahl Zapfen 32 und eine An­ zahl zwischen den Zapfen liegender Hülsen 34 auf. Sämtliche Zapfen 32, 33 und Hülsen 31, 34 sind derart ausgebildet und bemessen, daß sie ineinander eingrei­ fen können und durch Reibung aneinander festgehalten werden. Zwischen den Stirnwandscheiben 28, 29 ist ein poröses Material 35 vorgesehen, vorzugsweise ein fibrö­ ses Kunststoffmaterial. Das poröse Material 35 kann als eine äußere und eine innere kreisförmige Scheibe 36 bzw. 37 ausgebildet sein, wobei die äußere kreisförmige Scheibe 36 an der äußeren Stirnwandscheibe 28 ange­ bracht und daran mittels der Hülsen 31 und Zapfen 33 der Stirnwandscheibe 28 festgehalten ist. Die inne­ re kreisförmige Scheibe 37 ist an der inneren Stirn­ wandscheibe 29 angebracht und daran mittels der Zapfen 32 und Hülsen 34 der Stirnwandscheibe 29 festgehalten. Die Dicke der kreisförmigen Scheiben 36, 37 ist so ge­ wählt, daß sie gegeneinander anliegen, wenn sich die Stirnwandscheiben 28, 29 in ihrem geringsten Abstand voneinander befinden. Rings um das poröse Material 35 verläuft ein luftdurchlässiges Schutz- und/oder Stützglied 38, das in der veranschaulichten Ausführungs­ form aus Rippen 39 an der äußeren Stirnwandscheibe 28 und gegen diese gerichteten Rippen 40 an der inneren Stirnwandscheibe 29 gebildet ist. Die Rippen 39, 40 können vollständig oder annähernd aneinander heran­ reichen.

Das Motorgehäuse 4 weist ein Druckluftzufuhrrohr 41 auf, das mittels einer Leitung 42 an eine Druckluftquelle 43 angeschlossen ist. Das Druckluftzufuhrrohr 41 mündet in eine Wand 44, die das poröse Material 35 umgibt, und das genannte Druckluftzufuhrrohr 41 lenkt die Druckluft derart, daß sie hauptsächlich in tangentialer Richtung bezüglich des porösen Materials 35 in das Motorgehäuse hineinströmt. Die Druckluft wird hierdurch auf das Schutz- und/oder Stützglied 38 auftreffen, durch die­ ses Glied 38 in das poröse Material 35 eindringen und durch eine zentrale Öffnung 45 daraus heraustreten. Die Luft wird danach aus dem Motorgehäuse 4 durch Aus­ trittsöffnungen 46, 47 im Gehäuse herausströmen. Die Druckluft wird demzufolge unter allmählichem Eindrin­ gen in das poröse Material 35 den Läufer 21 drehen. Das allmähliche Eindringen der Druckluft in das poröse Material bedeutet eine allmählich abnehmende Luftge­ schwindigkeit, was einen hohen Anlaufwiderstand und niedrige Strömungsverluste gestattet. Gleichzeitig dämpft das poröse Material 35 den Ausströmungsschall, d. h. es bildet einen effektiven Schalldämpfer. Im Be­ trieb schützt das Schutz- und/oder Stützglied 38 das poröse Material 35 vor einem Zerreißen durch den ein­ tretenden Druckluftstrom und/oder vor einem Weg­ schleudern durch die Fliehkraft.

Der Läufter 21 überträgt seine Drehbewegung auf den Läufer 7, indem der permanentmagnet 27 mit dem Per­ manentmagneten 16 zusammenwirkt. Bei der Drehung des Läufers 7 werden die Läuferflügel 8 Lösungsmittel durch das Rohr 17 ansaugen und das Mittel durch das Austrittsrohr 19 und/oder das Austrittsrohr 20 hinaus­ drücken.

Claims (5)

1. Druckluftbetriebene Antriebsvorrichtung für Pumpen, vor­ zugsweise Lösungsmittelpumpen, wobei die Antriebsvorrich­ tung mindestens einen druckluftgetriebenen luftdurchläs­ sigen Läufer aufweist, der dadurch in Umlauf versetzt wird, daß ein Antriebsluftstrom etwa tangential gegen die Außenseite des Läufers gelenkt wird, dadurch gekennzeich­ net, daß der Läufer (21) mit einem Material (35) von po­ röser Struktur versehen ist, das vom Antriebsluftstrom durchströmt wird, daß das poröse Material (35) als wenig­ stens eine kreisförmige Scheibe (36 und/oder 37) ausge­ bildet ist, daß eine Abströmöffnung (45) zentral angeord­ net ist, daß rings um den Umfang des porösen Materials (35) ein luftdurchlässiges Schutz- und/oder Stützglied (38) angeordnet ist, das aus Rippen (39, 40) besteht, die zur Drehrichtung des Läufers (21) quer gestellt sind, daß das poröse Material (35) zwischen zwei Stirnwandscheiben (28, 29) angebracht ist, und daß die Stirnwandscheiben (28, 29) reibschlüssig axial ineinandergreifende Zusam­ menbauglieder (30) aufweisen, die gleichzeitig Befesti­ gungsglieder zur Befestigung der wenigstens einen Scheibe (36, 37) aus porösem Material (35) darstellen.

2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß Teile von dem porösen Material (35) in die zen­ trale Öffnung (45) hineinragen.

3. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Material (35) aus zwei kreisförmigen Scheiben (36, 37) besteht, wobei jede Scheibe (36 oder 37) an je einer Stirnwandscheibe (28 oder 29) anliegt, derart, daß die kreisförmigen Scheiben (36, 37) aneinander anliegen, wenn die Stirn­ wandscheiben (28, 29) zusammengefügt sind.

4. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Material (35) aus fibrösem Kunststoffmaterial besteht.

5. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß jedes zweite Zusammenbauglied (30) auf jeder Stirnwandscheibe (28, 29) aus einer Hülse (31 bzw. 34) und jedes zweite aus einem Zapfen (32 bzw. 33) besteht, wobei die Zapfen (33) an einer (28) der Stirnwandscheiben in die Hülsen (34) an der anderen Stirnwandscheibe (29) eingreifen.