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Drehkolbengebläse Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Drehkolbengebläse
und ähnliche Maschinen jener Bauart, bei welcher ein oder mehrere Schaufelkolben
beweglich in einem Läufer von nach außen sich verjüngendem, beispielsweise kegel-
oder trapezförmigem Querschnitt gelagert sind und sich um eine zur Läuferachse geneigte
Achse drehen, wobei sie sich zwischen zwei Wandungen bewegen, die mit dem Läufer
durch Berührung längs einer Linie die Förderräume bilden. Da bei derartigen Gebläsen
keine frei werdenden Fliehkräfte auftreten und auch die Schaufelkolben, deren Schwerpunkt
sich in einer Ebene bewegt, bei ihrer Relativbewegung gegen den Läufer keinen größeren
Beschleunigungskräften unterworfen sind, so können diese Maschinen mit sehr hohen
Drehzahlen betrieben werden.
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Um den Erfindungsgegenstand- besser erläutern zu können, sei zunächst
an Hand der schematischen Abbildungen i und 2 die-allgemeine Bauart solcher Drehkolbengebläse
kurz besprochen. Abb. i stellt einen senkrechten Schnitt durch die Maschine bei
waagerecht stehendem Schaufelkolben, Abb. 2. eine Seitenansicht dar. a ist der nach
außen verjüngte Läufer mit den Wellen a1 und a2; b1 und b2 sind die beiden Seitenwände,
die den Läufer berühren. Die Seitenwände sind an ihrem äußeren Umfange durch eine
Wandung c in Gestalt einer Kugelzone zu einem geschlossenen Gehäuse miteinander
verbunden. d ist der den Läufer drehbeweglich durchdringende Schaufelkolben, der
mit seiner Achse s im Läufer zentriert und auf beiden Läuferseiten wirksam ist.
f ist beispielsweise die Ansaugöffnung, g die Ausschiebeöffnung. Die Drehrichtung
ist durch den eingezeichneten Pfeil angedeutet. Bei der Drehung des Läufers bewegt
sich der Schaufelkolben zwischen den beiden Wandungen relativ zum Läufer.
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Zweck der vorliegenden Erfindung ist, den Schaufelkolben so zu lagern
und zu führen, daß er sich mit möglichst wenig oder gar keiner Reibung im Läuferschlitze
bewegt. Dadurch werden nicht nur die Reibungsarbeit verringert und damit der mechanische
Wirkungsgrad erhöht, sondern auch Zahl und Umfang der zu schmierenden Stellen weitgehend
herabgesetzt; zugleich können die Schmierstellen, wo sie nicht zu umgehen sind,
dem Gas- bzw. Flüssigkeitsstrom entzogen werden. Das Gebläse kann deshalb auch zur
Förderung von Gasen verwendet werden, in die kein Schmieröl gelangen darf. Es wird
ferner mit Vorteil verwendet zur Förderung von Gasen mit hohen Temperaturen, bei
welchen die Schmierung Schwierigkeiten verursacht. Eine Verunreinigung der Schaufelflächen,
die, hier nicht als Gleitflächen wirken, durch unreine Gase ist für den Gang des
Gebläses unbedenklich.
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Um den angestrebten Zweck zu erreichen, wird der Schaufelkolben erfindungsgemäß
so gelagert, daß er, frei den Gehäusewandungen folgend, um seine Achse schwingt,
ohne sich
mit den nicht in unmittelbarer Nähe der Achse befindlichen
Schaufelflächen gegen die Wandungen des Läuferschlitzes abzustützen. Er wird hierzu
zweckmäßig mit Hilfe von starr mit ihm verbundenen Zapfen im Läufer in Richtung
seiner Drehachse' unverschiebbar gelagert, derart, daß er sich frei in dessen Schlitz
bewegt und die zwischen Läufer und Schaufelkolben zu übertragenden Kräfte nur durch
die Schaufelkolbenzapfen aufgenommen werden. Dadurch wird das Auftreten von -Reibungskräften
an den Schaufelflächen, die mit zunehmendem Abstand von der Achse infolge der Zunahme
der Druckfläche immer größer würden, vermieden und ein außerordentlich leichter
Gang des Gebläses bei geringstmöglicher Reibung und Abnutzung erzielt.
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Die Abb.3 und q. zeigen in senkrechtem Schnitt bei waagerecht liegendem
Schaufelkolben eine zweckmäßige Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes, bei
welcher der Schaufelkolben in Richtung seiner Achse unverschieblich festgelegt ist
und mit Spiel im Schlitz des Läufers läuft. Die Abb.f 5 und 6 zeigen einen Schnitt
längs der Linie A-B der Abb. 4..
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Der Schaufelkolben d ist mit den Zapfen h
fest verbunden und
dreht sich mit diesen im Läufer a. Er gleitet hierbei nicht, wie bei der Anordnung
nach Abb. i und z, auf dem Läufer bzw. der Läuferfläche i (vgl. Abb. 5), sondern
er läuft frei im Läuferschlitz mit einem Spiel s auf beiden Seiten. Um dieses Spiel
sicherzustellen; besitzt die Schaufelnabe beiderseits beispielsweise einen Bund
l oder eine Zwischenscheibe. Statt dessen kann auch der Schaufelkolben mit durchgehend
ebenen Begrenzungsflächen ausgeführt und gegen einen besonderen Bund in den Läuferschlitzen
abgestützt werden.
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Die Drücke des Förder- oder Treibmittels, die im Betriebe auf den
Schaufelkolben wirken, sind durch das Kräftepaar 1(l, K2 in Fig. q. dargestellt.
Dieses Kräftepaar, in welchem 91 =1K2 ist, wird bei dieser Ausführung nicht,
wie sonst, durch die Läuferfläche i (Abb.5) aufgenommen, sondern durch die Zapfen
lt mittels des Kräftepaares P1 und P2. Die gesamten Schaufelkräfte werden also unmittelbar
durch die Zapfen lt übertragen. Da die Hebelarme, an welchen die Reibungskräfte
der beiden Kräfte P1 und P2 angreifen, nur sehr klein sind, so, ist auch das Kraftmoment
der Reibung, d. h. die Reibung selbst, sehr klein, so daß sich der Schaufelkolben
sehr leicht im Läufer hin und her bewegt. Die Reibungskräfte werden um so kleiner,
je weiter entfernt voneinander die Kräfte P1 und P2 an der Welle angreifen.
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Diese Kräfteverteilung hat zur Voraussetzung, daß der Schaufelkolben,
ohne zu klemmen, den Wandungen folgen kann, was dadurch erreicht wird, daß er an
den die Gehäusewandungen berührenden Schmalseiten nach einem Kreisbogen abgerundet
ist, dessen Durchmesser gleich dem Abstand der Gehäusewandungen b1 und b2 ist.
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Bei dieser Ausführung brauchen nicht die Schaufelflächen, sondern
nur die Lagerstellen der ScbaufelweIle im Läufer geschmiert zu werden.
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Damit zwischen Druck- und Saugraum auf beiden Läuferseiten keine zu
großen überströmverluste entstehen, muß der Schlitz s möglichst klein .ausgeführt
werden. Um die Überströmverluste vollständig zu vermeiden, kann man auch gemäß Abb.
6 eine Dichtungsleiste m anbringen, die durch Federdruck, Gasdruck oder auch bei
entsprechender konstruktiver Gestaltung durch die Fliehkraft zur Abdichtung gegen
den Schaufelkolben gedrückt werden kann. Auch alle anderen geeigneten Dichtungsanordnungen
können im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden, solange sie nicht
zur Abstützung, sondern lediglich zur Abdichtung dienen.