Mit Druckluft arbeitendes Gerät, insbesondere Kreiselgerät für Luftfahrzeuge
Insbesondere bei Luftfahrzeugen werden Meßinstrumente und andere Geräte verwandt,
in denen drehbare Teile mit Druckluft zu versorgen sind. So werden bei den besonders
,Nichtigen Kreiselgeräten die Kreiselläufer meist mit Luftstrom angetrieben. Da
die Beschaffung der Druckluftenergie immer auf Kosten der Nutzleistung geht, gleichgültig
ob die Energie dem Antriebsmotor mittelbar oder unmittelbar entnommen oder durch
besondere Maschinen gewonnen oder in Preßluftflaschen mitgeführt wird, so ist besonders
dann, wenn eine größere Anzahl Geräte mit Druckluft zu versorgen ist, äußerste Sparsamkeit
mit der Druckluftenergie geboten. Besondere Schwierigkeiten entstehen, wenn, wie
es meist der Fall ist, mehrere Geräte vorgesehen sind, die mit verschiedenem Betriebsdruck,
z. B. 1 atü und o, i atü, zu versorgen sind. Da man zur Gewichtsersparnis praktisch
nur eine 13uergiequelle vorsehen kann, so muß der für das eine Gerät vorgesehene
Betriebsdruck von i atü für das zweite Gerät auf o,i atü entspannt werden. Dies
geschieht bei den bisher bekannten Geräten mittels Drosselventile, wodurch ein größerer
Teil der Energie (bei der als Beispiel angeführten Entspannung von i atü auf o,
i atü = 86 0/u) verlorengeht. Ein weiterer Nachteil der bisher bekannten Geräte,
bei denen die Zufuhr der Druckluft zu den beweglich gelagerten Teilen der Geräte
durch die Lagerachse geschieht, besteht darin, daß die Lager durch Labyrinthdichtungen
gegen Druck- und Mengenverluste geschützt werden müssen. Abgesehen davon, daß diese
Druckverluste aus den oben angeführten Gründen nachteilig sind, erfordert der spielend
leichte Gang, den die Geräte, besonders die Kreiselgeräte, in den Lagern aufweisen
müssen, eine sehr schwierige Bearbeitung der Lager, die das Gerät erheblich verteuert.Device working with compressed air, in particular gyroscopic device for aircraft
Measuring instruments and other devices are used especially in aircraft,
in which rotating parts are to be supplied with compressed air. So be special with them
, Nothing gyroscopic devices, the gyroscopic rotors are mostly driven with air flow. There
the procurement of the compressed air energy is always at the expense of the useful output, regardless
whether the energy is taken directly or indirectly from the drive motor or through
special machines are won or carried in compressed air bottles, so is special
when a large number of devices need to be supplied with compressed air, extreme economy
with the compressed air energy. Particular difficulties arise when, how
it is usually the case that several devices are provided, which with different operating pressures,
z. B. 1 atü and o, i atü, are to be supplied. As one practical to save weight
If only one source of energy can be provided, the one provided for the one device must be used
Operating pressure from i atü for the second device to o, i atü can be released. this
happens in the previously known devices by means of throttle valves, whereby a larger
Part of the energy (in the example of the relaxation from i atü to o,
i atü = 86 0 / u) is lost. Another disadvantage of the previously known devices,
where the supply of compressed air to the movably mounted parts of the devices
happens through the bearing axis, is that the bearings by labyrinth seals
must be protected against pressure and volume losses. Besides that this
Pressure losses are disadvantageous for the reasons listed above, which requires effortlessly
easy gait exhibited by the devices, especially the gyroscopes, in the camps
must, a very difficult machining of the bearing, which makes the device considerably more expensive.
Alle diese Nachteile werden durch die Erfindung in einfachster Weise
dadurch behoben, daß wenigstens ein Lager des mit Druckluft zu versorgenden, drehbar
gelagerten "Teiles des Bordgerätes (z. B. also des Rahmens oder des Gehäuses für
den durch Luftstrom angetriebenen Kreiselläufer) als Strahlgebläse ausgebildet wird.
In den Abbildungen " sind zweckmäßige Ausführungsformen der Erfindung dargestellt.
Abb. i zeigt die Lagerung eines Aziinutkreisels nach der Erfindung .in der Ansicht
von vorn, teilweise im senkrechten Schnitt. Abb. z ist ein waagerechter Teilschnitt
nach der Linie A-B.All these disadvantages are alleviated in the simplest possible way by the invention
fixed in that at least one bearing to be supplied with compressed air, rotatable
stored "part of the on-board device (e.g. the frame or the housing for
the centrifugal rotor driven by air flow) is designed as a jet fan.
Expedient embodiments of the invention are shown in the figures.
Fig. I shows the storage of an azimuth gyro according to the invention .in the view
from the front, partly in a vertical section. Fig. Z is a horizontal partial section
after the line A-B.
Als Ausführungsbeispiel ist ein Azimutkreisel dargestellt. Dieser
besteht aus einem Kreiselläufer i, welcher in einem Rahmen z um eine- Umlaufachse
3 drehbar gelagert ist. Der Rahmen a ist in einem vertikalen Rahmen q. um eine waagerechte
Achse drehbar gelagert. Der Kreisel selbst wird durch einen Druckluftstrom 5 angetrieben,
der aus einer
Düse 6 austritt, welcher die Druckluft durch einen
Verdichter über den Kanal ? in dem Kardanrahmen 2,_ einen Kanal 8 in dem Vertikalrahmen
4 und einen Zufuhrkanäl 9 zugeleitet wird. Während bei den bisher bekannten Geräten
die Druckluft aus dem festen Kanal 9 in den Kanal 8 in dem ersten beweglichen Rahmen:
durch das gegen die Außenluft durch Labyrinthdichtungen geschützte Lager zugeleitet
und gegebenenfalls aus dem Kanal 8 in den Kanal 7 des; zweiten beweglichen Ra.hrnens
durch eine ebensolche Labyrinthdichtung weitergeleitet wurde, sind erfindungsgemäß
die Lager, bei denen der Übergang der Druckluft aus einem relativ festen zu einem
relativ beweglichen Teil erfolgt, als Strahlgebläse ausgebildet. Bei dem Ausführungsbeispiel
nach Abb. i ist das untere Lager des Vertikalrahmens 4 wie folgt ausgeführt: Der
Vertikalrahmen läuft in einen Lagerzapfen io aus, der in üblicher Weise in einem
fahrzeugfesten Kugellager i i gelagert ist. Über dem Kugellager i i mündet der Luftkanal
9 in eine mit den Bohrungen des Lagers i i gleichachsige Öffnung 12. Der lichte
Querschnitt dieser Öffnung 12 ist etwas weiter bemessen als der Lagerzapfen io an
der betreffenden Stelle. Um den Lagerzäpfen io herum entsteht auf diese Weise eine
ringförmige Düse 13. Dieser ringförmigen Düse steht die gleichfalls ringförmige
Auffangöffnung 14 auf dem unteren Teil des Vertikalrahmens 4 gegenüber. An die ringförmige
Düse 14 schließt sich der. Kanal 8 in dem Vertikalrahmen 4 an. Der Querschnitt der
Auffangöffnung 14 ist entsprechend dem Querschnitt der ringförmigen Düse 13 so gewählt,
daß ein Strahlgebläse möglichst hohen Wirkungsgrades entsteht. Der Lagerzapfen 1o
wird zweckmäßig so gestaltet, daß er allmählich dicker wird, während die Öffnung
14 sich allmählich nach innen etwas stärker erweitert, so daß sich die Auffangöffnung
14 bis zu ihrer Mündung in den Kanal 8 venturirohrartig erweitert. Ebenfalls ist
es zweckmäßig, die äußere Begrenzungswand 15 des Auslaufs des Kanals 9 sowie die
dieser gegenüberstehende Fläche 16 der Begrenzungswand 17 der ringförmigen Einströmöffnung
14 so zu gestalten, daß zwischen den Flächen 15 und 16 wieder eine venturirohrartige
Öffnung entsteht.An azimuth gyro is shown as an exemplary embodiment. This
consists of a rotary rotor i, which is in a frame z around an axis of rotation
3 is rotatably mounted. The frame a is in a vertical frame q. a horizontal one
Axis rotatably mounted. The gyro itself is driven by a compressed air stream 5,
the one from a
Nozzle 6 exits, which the compressed air through a
Compressor over the canal? in the gimbal frame 2, _ a channel 8 in the vertical frame
4 and a feed channel 9 is fed. While with the previously known devices
the compressed air from the fixed channel 9 into the channel 8 in the first movable frame:
fed through the warehouse, which is protected from the outside air by labyrinth seals
and optionally from channel 8 into channel 7 of the; second movable frame
was passed through such a labyrinth seal are according to the invention
the bearings, where the transition of the compressed air from a relatively fixed to a
relatively movable part takes place, designed as a jet fan. In the embodiment
according to Fig. i, the lower bearing of the vertical frame 4 is designed as follows: The
Vertical frame runs into a bearing pin io, which is in the usual way in a
vehicle-mounted ball bearing i i is mounted. The air duct opens out above the ball bearing i
9 into an opening 12 coaxial with the bores of the bearing i i
Cross section of this opening 12 is dimensioned a little wider than the bearing pin io on
the relevant body. In this way, a
annular nozzle 13. This annular nozzle is also annular
Collection opening 14 on the lower part of the vertical frame 4 opposite. To the ring-shaped
The nozzle 14 closes. Channel 8 in the vertical frame 4. The cross section of the
Collection opening 14 is selected according to the cross section of the annular nozzle 13 so that
that a jet fan is created with the highest possible efficiency. The bearing pin 1o
is conveniently designed so that it gradually thickens as the opening
14 gradually widens towards the inside, so that the collecting opening opens
14 expanded like a venturi tube up to its confluence in the channel 8. Is also
it is useful, the outer boundary wall 15 of the outlet of the channel 9 and the
this opposite surface 16 of the boundary wall 17 of the annular inflow opening
14 so that between the surfaces 15 and 16 again a venturi tube-like
Opening arises.
Das. Lager, mit dem der Rahmen oder das Gehäuse 2 für den Kreiselläufer
i in dem Vertikalrahmen 4 gehalten wird, kann ebenso ausgeführt werden. In der 'Zeichnung
ist hier jedoch eine andere Ausbildung dargestellt, bei welcher der Lagerzapfen
18 in dem Rahmen 4 sitzt, während das Lager für den Zapfen in dem relativ beweglichen
Teil 2 angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsart des Lagers nach der Erfindung wird
der Lagerzapfen mit einer Bohrung r9 versehen, in die der Zuführungskanal 8 mündet.
Diese Bohrung i9 wird zweckmäßig venturirohrartig verengert. Der Düsenöffnung 2o
der Bohrung i9 steht eine weite Bohrung 2i des Rahmens 2 gleichachsig gegenüber,
die in den Kana17 mündet. Die venturiartige Gestaltung der Mündung des 'Übergangs
der Außenöffnung 2i in den zweckmäßig nach beiden Seiten abzweigenden Kana17 ist
aus Abb.2 zu ersehen. Die Seitenwände der Bohrung 2i werden zweckmäßig wieder venturiärtig
gestaltet.That. Bearing with which the frame or the housing 2 for the rotary rotor
i is held in the vertical frame 4 can also be carried out. In the drawing
However, a different training is shown here, in which the bearing pin
18 sits in the frame 4, while the bearing for the pin in the relatively movable
Part 2 is arranged. In this embodiment of the bearing according to the invention
the bearing pin is provided with a bore r9 into which the feed channel 8 opens.
This bore 19 is expediently narrowed in the manner of a venturi tube. The nozzle opening 2o
the bore i9 is coaxially opposite a wide bore 2i of the frame 2,
which flows into the Kana17. The venturi-like design of the mouth of the 'transition
of the outer opening 2i in the channel17, which appropriately branches off to both sides
can be seen from Fig.2. The side walls of the bore 2i are expediently venturiärtig again
designed.
Wird dem Kanal 9 Druckluft zugeführt, so entspannt diese sich beim
Austritt aus der ringförmigen Düse 13 und erzeugt beim Auftreffen auf die Auffangöffnung
14 in dem Kanal 8 einen Druckluftstrom, der aus der Düse 2o austritt und nunmehr
in dem Kanal 7 einen entsprechenden Druck erzeugt, so daß aus der Düse 6 ein zum
Antrieb des Kreiselläufers i geeigneter Druckluftstrom 5 austritt. Durch die zwischen
den Wänden i 5 und 16
gebildete venturiartige Öffnung wird hierbei weitere
Luft von außen mit in die Auffand öff nung 14 in dem Kanal 8 hineingerissen. Zweckmäßig
ist es, bei der anderen Ausbildung des Lagers ebenfalls seitlich der Auffangöffnung
21 auch venturiartig ausgebildete Einströmöffnungen 22, 23 für den Eintritt weiterer
Luft vorzusehen. Bei dieser Art der Ausführung des Lagers als Strahlgebläse wird
der größte Teil der beim Austreten des Druckluftstromes aus den engen Düsen 13 und
2o entstehenden Energie zum Verdichten der Luft in. dem Kanal 8 bzw. 7 sowie des
mitgerissenen Zweiluftstromes ausgenutzt. Während also bei den bisher bekannten
Geräten die Entspannung der Zuflußdruckluft auf den Betriebsdruck durch Drosselung
erfolgte und die Entspannungsenergie daher ganz verlorenging, wird die Entspannungsenergie
bei der Lagerung nach der Erfindung zum größten Teil als Druck wiedergewonnen, wobei'gleichzeitig
die Betriebsluft der Menge nach um die mitgerissene Zweiluftmenge vergrößert wird.
Die Geräte mit der neuen Lagerung arbeiten daher mit dem besten Wirkungsgrad. Als
weiterer Vorteil kommt hinzu, daß alle Dichtungen an dem Lager vermieden werden
können, so daß sich der erforderliche spielend leichte Garig wesentlich einfacher
und besser erzielen läßt als bei den bisher bekannten Geräten. Dies ist noch aus
folgenden Gründen von ganz besonderer Bedeutung. Bei den bisher üblichen Labyrinthdichtungen
tritt sehr leicht ein Klemmen der Dichtungen durch Schmutz oder Öl auf, das sehr
leicht zum Versagen des ganzen Gerätes führt, da meist nur geringe Richtkräfte zur
Verfügung stehen. Man hat sich daher, besonders
bei empfindlichen
Geräten, unter Verzicht auf den an sich vorteilhafteren Antrieb durch Druckluft
meist mit Saugluftantrieb begnügen müssen. Da bei dem erfindungsgemäß ausgestalteten
Lager sich an den Stellen, die der Druckluft ausgesetzt sind, keine Flächen berühren,
so können Störungen durch Betrieb mit ölhaltiger Kompressorluft nicht auftreten.
In der Ausführungsform wie in den Anwendungen ist die Tragweite der Erfindung in
keiner Weise auf das dargestellte Beispiel beschränkt. Beispielsweise eignet sich
die Erfindung außer für jede Art von luftbetriebenen Kreiselgeräten auch für Geräte
anderer Art, bei denen drehbar gelagerte Teile mit Druckluft zu versorgen sind.If compressed air is supplied to the channel 9, it relaxes when it exits the annular nozzle 13 and when it hits the collecting opening 14 in the channel 8, it generates a flow of compressed air which exits the nozzle 2o and now generates a corresponding pressure in the channel 7, so that a compressed air stream 5 suitable for driving the rotary rotor i emerges from the nozzle 6. Through the venturi-like opening formed between the walls i 5 and 1 6 , further air from the outside is torn into the Auffand opening 14 in the channel 8. In the case of the other design of the bearing, it is expedient to also provide venturi-like inflow openings 22, 23 to the side of the collecting opening 21 for the entry of further air. With this type of design of the bearing as a jet fan, most of the energy generated when the compressed air flow exits the narrow nozzles 13 and 2o is used to compress the air in the channel 8 and 7 and the entrained dual air flow. So while in the previously known devices the expansion of the supply compressed air to the operating pressure was carried out by throttling and the relaxation energy was therefore completely lost, the relaxation energy is for the most part recovered as pressure during storage according to the invention, whereby the operating air is at the same time in volume by the entrained second air volume is increased. The devices with the new storage therefore work with the best efficiency. Another advantage is that all seals on the bearing can be avoided, so that the required effortlessly easy garig can be achieved much more easily and better than with the previously known devices. This is of particular importance for the following reasons. With the previously usual labyrinth seals, the seals easily jam due to dirt or oil, which very easily leads to the failure of the entire device, since mostly only low straightening forces are available. Therefore, especially in the case of sensitive devices, one has mostly had to be content with a suction air drive, dispensing with the more advantageous drive by compressed air. Since, in the case of the bearing designed according to the invention, there are no surfaces in contact at the points that are exposed to the compressed air, faults due to operation with oil-containing compressor air cannot occur. In the embodiment as in the applications, the scope of the invention is in no way restricted to the example shown. For example, in addition to any type of air-operated gyroscope, the invention is also suitable for devices of other types in which rotatably mounted parts are to be supplied with compressed air.