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Schraubengebläse zur Gemischförderung für Brennkraftmaschinen Es sind
Gebläse mit mehreren auf einer gemeinsamen Welle dicht hintereinander angeordneten
Schaufelrädern nach Art von Propellern bekannt, um bei Brennkraftmaschinen eine
Gemischverdichtung zu erzielen. Es ist ferner auch bekannt, zwei hintereinanderliegende
Schraubenräder mit verschiedenen Anstellwinkeln auszurüsten, um für das eine Schaufelrad
eine große Saugwirkung, für das zweite aber eine große Druckwirkung zu erhalten.
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Demgegenüber besteht die Erfindung darin, daß jedes nachfolgende Schaufelrad
gegenüber dem vorhergehenden um einen gewissen Winkel derart versetzt ist, daß die
einzelnen Schaufelräder in ihrer Gesamtheit eine Schraubenfläche darstellen, deren
Steigung kleiner ist als die des einzelnen Schaufelrades. Die Grundlage für diese
Ausbildung besteht darin, dem Schraubengebläse eine ähnliche Wirkung zu erteilen,
wie sie ein Gebläse nach Art eine rarchimedischen Schraube (Schnecke) hat. Dies
wird durch die erwähnte Schraubenfläche erzielt, die infolge der Winkelversetzung
durch die einzelnen dicht hintereinanderliegenden Schaufelräder gebildet wird. Das
Schraubengebläse nach der Erfindung erteilt demgemäß dem Gemisch außer der Zerstäubung
nicht nur Geschwindigkeit, sondern auch eine erhebliche Drucksteigerung. Hinter
dem eigentlichen Schraubengebläse kann zu weiterer Drucksteigerung noch ein radialer
Verdichter angeordnet sein. Es ist aber auch möglich, lediglich eine Vielzahl von
Schaufelrädern zu benutzen. Zweckmäßig nimmt die Flügelsteigung der aufeinanderfolgenden
Schaufelräder in der Förderrichtung zu.
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Auf der Zeichnung zeigt: Fig. r eine Ausführungsform der Erfindung
im Schnitt, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie z-2 der Fig. r, Fig. 3 einen Querschnitt
nach der Linie 3-3 der Fig. 2, Fig. 4 eine andere Ausführungsform, Fig. 5 einen
Schnitt nach der Linie 5-5 der Fig. 4, Fig. 6 eine weitere Ausführungsform.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. r ist ein Gehäuse 3 zwischen dem
Vergaser 4 und der Einlaßleitung 5 der Brennkraftmaschine angeordnet.
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Im Gehäuse 3 ist der umlaufende Teil des Gebläses auf einer Welle
6 aufgesetzt, die an einem Ende durch Kugellager 7 in einem Gehäuse 8 gelagert ist.
Am anderen Ende wird die Welle 6 von zwei Lagern 8a und 8b getragen, die entweder
als Kugel- oder als Rollenlager ausgebildet sein können, und die
selbst
innerhalb einer Nabe 9 liegen. Das Gehäuse 8 ist mit einer durch Schrauben 12 befestigten
Deckplatte i i versehen, die ein Entweichen des Gemisches aus dem Gehäuse und':e
das Eindringen von Luft verhindert.
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Die Welle 6 kann über das Ritzel 13 undN das durch die Öffnung 15
ragende Zahnrad 14. durch die Brennkraftmaschine selbst oder einen Hilfsmotor angetrieben
werden.
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Der Schaufelradtei116 besteht aus mehreren mehrflügeligen Schaufelrädern
i7, die auf der Welle 6 mit ihren Naben i& dicht hintereinander durch Nut und
Feder befestigt sind. Jedes nachfolgende Schaufelrad ist gegenüber dem vorhergehenden
um einen gewissen Winkel versetzt, so daß durch die einzelnen Schaufeln eine Schraubenfläche
entsteht (Fig.2).
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In Fig. 2 besitzen die Schaufeln eine mehr oder weniger, flache Form.
Es ist jedoch besser, die Schaufeln nach Art von Flugzeugschrauben auszubilden,
vgl. den Querschnitt zu Fig. 3.
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An der Austrittsseite des Schaufelradteiles 16 ist anschließend ein
radialer Verdichter 23 ebenfalls auf der Welle 6 aufgesetzt. Die Flügel 27 desselben
'sind so ausgeführt, daß das strömende Mittel beim Auftreffen auf die Flügel mit
einer bedeutend beschleunigten Geschwindigkeit und unter einem höheren als dem beim
Durchgang durch die erste Treibvorrichtung 16 erreichten Druck radial nach außen
bewegt wird und dem Diffusor 20 und weiter dem Auslaß 28 zuströmt.
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Im Betrieb tritt das dem Motor zuzuführende Treibmittel, beispielsweise
ein Gemisch aus Luft und Benzin, vom Vergaser q. aus in das Gehäuse 3: durch die
Einlaßöffnung 22 ein und wird infolge der starken Saugwirkung der Schaufelräder
17 mit höher Geschwindigkeit nach innen angesaugt. Die axiale. Geschwindigkeit innerhalb
der Schaufelräder richtet sich nach der Flügelsteigung und der Drehzahl der Welle
6. Die durch das erwähnte Versetzen der Schaufeln gebildete Schraubenfläche wirkt
nun in dem sie umgebenden Gehäuse auch als Fördermittel, so daß, falls die Steigung
derselben geringer ist als die der Schaufeln, ein Teil der dem Gemisch durch die
einzelnen Schaufelräder erteilten Geschwindigkeit in Druck verwandelt wird. Die
Größe des Druckes hängt von dem Steigungsunterschied ab. Das Gemisch gelangt also
irden Verdichter 23 nicht nur mit einer erhöhten Geschwindigkeit, .sondern auch
mit einem bedeutend höheren Druck. Hier werden Geschwindigkeit und Druck weiter
gesteigert.
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Zur Erhöhung der Wirkungsweise kann die Steigung der aufeinanderfolgenden
Schaufelräder in der Fördervorrichtung zunehmen. Es liegt im Sinne der Erfindung,
daß das Gemisch beim Durchgang durch den Schaufelradteil 16 gründlich zerstäubt
wird, so daß der;,Saugrohrleitung ein gleichmäßiges Luft-@z4-Brennstoffgemisch zugeführt
wird, was eiiÄe gute Verbrennung im Motor zur Folge hat.
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Der in Fig. i dargestellte radiale Verdichter ist nicht in allen Fällen
erforderlich. Wie Fig. q. zeigt, kann derselbe durch einen Ablenker 23' ersetzt
werden, so daß dabei, dem Gemisch eine Drucksteigerung nur durch den Schaufelradsatz
erteilt wird. Bei dieser Ausführung kann dann die Zahl der Schaufelräder erhöht
werden, und zwar zweckmäßig, indem mehrere Schaufelradgruppen gebildet werden, wie
dies in Fig. q. gezeigt wird. Jede Gruppe ist dem Schaufelradsatz in Fig. i ähnlich,
nur mit dem Unterschied, daß die Schaufelradgrößen in den einzelnen Gruppen entsprechend
der Querschnittsveränderung des Gehäuses 3' verschieden sind. Bei der dargestellten
Ausführung sind drei Schaufelradgrößen vorgesehen, von denen die kleinste am Einlaß
22' und dire größte am Ablenker 23' liegt.
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Zur besseren Berücksichtigung der Zustandsverhältnisse des strömenden
Gemisches ist es angebracht, ein Gehäuse 42 zu verwenden, wie es in Fig. 6 dargestellt
ist. Hier verringert sich der Querschnitt des Gehäuses bis auf ein Mindestmaß und
erweitert sich dann wieder. Die Schaufelräder ¢o erstrecken sich bis zum engsten
Teil -des Gehäuses, an den sich bei der hier gewählten Ausführung wieder ein radialer
Verdichter ¢T unmittelbar anschließt. Es erhellt jedoch ohne weiteres, daß auch
bei dieser Gehäuseform statt des radialen Verdichters lediglich ein Ablenker wie
in Fig. q. Verwendung finden kann. Die Besonderheit dieser Ausführung liegt in der
Venturiwirkung infolge der Gehäuseform, wodurch eine verhältnismäßig hohe Geschwindigkeitserhöhung
gegeben ist.
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Das Weglassen des radialen Verdichters ist besonders aus wirtschaftlichen
Gründen vorteilhaft, weil die Herstellung desselben wesentlich schwieriger ist als
die der Schaufelräder, die unter Umständen ganz einfach aus Blech geschnitten (gestanzt)
werden können.
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Der Ablenker 23' besteht einfach aus einem kegelstumpfförmigen Gebilde,
das auf der Welle 6' aufgekeilt ist. Er übt nur die Wirkung aus, das von den Schaufelrädern
kommende Gemisch radial nach außen in den Diffusionskanal 2o' zu leiten, von; wo
aus das Gemisch in das Saugrohr 5' gelangt.