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Umsteuerbarer.Zahnradmotor für Druckluft Die Erfindung betrifft einen
umsteuerbaren Zahnradmotor für Druckluft, in dessen Zentralkolben zwei oder mehrere
Einzelzahnkolben -eingreifen, die an den Zahneingiiffsflächen einander gegenüberliegende
Ein- bzw. Auslaßkanäle aufweisen und auf ihrem Umfang einen weiteren Auslaßkanal
besitzen.
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Es. sind umsteuerbare, mit Druckluft betrieben@e Zahnradm@o,toren
bekannt, die .aus zwei ineinandergreifenden Zahnkolben bestehen und im Bergbau zum
Antrieb von Förderbändern, Förderhaspeln oder sonstigen Maschinen benutzt werden.
Sie werden auch vielfach als Luftrollen @gebaut. Es ist versucht worden, die Leistungssteigerung
dieser Luftrollen dadurch zu erhöhen, daß die Zahnfläche durch Verbreiterung oder
Vergrößerung des Durchmessers der Zahnkolben vergrößert wird. Es hat sich hierbei
jedoch herausgestellt, daß auf solche Art vergrößerte Zahnradmotoren höhere Beanspruchungen
nicht auszuhalten vermögen.. Vorschläge ging.en dahin, statt der Kugellager Flächenlager,
wie Rollen-, Kegelstumpflager o. dgl., zu benutzen, um die Lagerflächen zu vergrößern.
Aber auch diese Versuche ergaben keinen nennenswerten Erfolg. Wenn statt zwei Zahnkolben
drei oder mehrere Zahnkolben, bei denen die Zahnkolben paarweise miteinander in
Eingriff stehen, verwendet und diese Zahnkolben an .den Zahneingriffsgtellen @drehsinngemäß
gleichzeitig mit dem Druckmittel beaufschl,agt werden, ergibt sich, daß durch .die
Hinzuschaltun:g der zusätzlichen Zahnkolben nur eine verhältnismäßig kleine Leistungssteigerung
um etwa i o biss i 5 ojo bei Anordnung eines dritten Zahnkolbens um einen Zentralzahnkolben
erreicht wird, weil die entspannten Luftströme eine Bremswirkung auf die Zahnlücken
.ausüben.
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Die Erfindung- besteht nun darin, daß bei M.aschh en der eingangs
erwähnten Art zwischen den einander gegenüberliegenden Ein-bzw. Ausllaßkanälen jeweils
ein weiterer zusätzlicher Auslaßkanal am Zentralkolben angeordnet ist. Die hierdurch
erzielten Vorteile sind darin zu sehen, daß ein _ Doppelmotor @entsteht, d. h. ein
Motor, der nahezu die doppelte Leistung aufnehmen kann, ohne daß überbeanspru.chungen
an den Zähnen oder .den Lagern auftreten. Versuche haben ergeben, d.aß beispielsweise
ein Doppelzahnradm,otor, der :eine Leistung von i o PS besitzt, durch das Hinzuschalten
eines - weiteren Zahnkolbens eine Leistung von etwa 19 PS ergibt. Ein weiterer
Vorteil' ist darin zusehen,
daß bei Nichtbeaufschlagen des hinzugeschalteten
Zahnkolbens der Motor die einfache Leistung von io PS mit entsprechendem normalem
Druckmittelverbrauch ergibt, so daß also ein Motor .entsteht, der in seiner Leistung
in weiten Grenzen wirtschaftlich regelbar ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin,
daß der hinzugeschaltete Zahnkolben, beispielsweise bei sog. Luftrollen, das sind
Antriebsrollen für Transportbänder mit eingebautem Zahnradmotor, keine Vergrößerung
der Außenabnzessungen bedingt, da der Raum für den dritten Kolben bisher in der
Luftrolle nicht ausgenutzt werden konnte. Die Antriebsmaschine besitzt eine hohe
Drehzahl, ihre Geschwindigkeit kann in bekannter Weise durch ein Planetengetriebe
o. dgl. übersetzt bzw. untersetzt werden. Durch die Erfindung ist man im Bergbau,
wo die Einführung von Luftmotoren mit Rücksicht auf die Schlagwettergefahr enviünscht
ist, in der Lage, durch Luftrollen höhere Leistungen zu erzielen, wodurch die Technik
des. Bergbaues eine,. bedeutsame Bereicherung erfährt.
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In der Zeichnung sind Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes
als Beispiele dargestellt. Es zeigen: Fig. i eine schematische Aufsicht auf die
Anordnung von Zahnkolben, Fi:g. 2 bis 5 eine Luftrolle mit übersetzttn,gsgetriebe.
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Nach Fig. i sind im Gehäuse i um dein Zentralkolben 6 senkrecht zur
Mittelachse in einer Geraden die Einzelzahnkolben 5 und 7 gelagert. Die einander
gegenüberliegend:,, im La,gergehäus,e i ausgesparten Kanäle 2 und 8, die auf je
zwei Zahnkolben in der Berührungsebene münden, dienen zur Lufteinführung bei der
Linksdrehung des Zentralkolbens. Die senkrecht auf die Teilkreise in die Zahnlücken
einblasende Luft treibt die Zahnkolben in Richtung der angedeuteten Pfeile an. Nach
Umsteuerung der Einströmkanäle 2 und 8 durch einen Schieber gemäß Fig. q dienen
die einander gegenüberliegenden Kanäle io und i i zur Lufteinströmung, um die Zahmkolben
in einer den eingezeichneten Pfeilen entgegengesetzten Richtung anzutreiben. Die
Luftausströmkanäl,e bleiben: in beiden Fällen gleich. Links: und rechts von den
beiden Einströmkanä.len 2 und 8 bzw. io und i i sind die auf dem Umfang der Zahnkolben
5 und 7 befindliche, Ausströmkanä1,e 9 angebracht, welche ermöglichen, daß entspannte
Luft den Motor verläßt. Zwischen den einander gegenüberliegenden Ein- bzw. Auslaßkanälen
8, 2 und i o, i i ist jeweils ein zusätzlicher Auslaßkanal 3 angeordnet, der die
entspannte Luft austreten läßt, bevor sie mit der Arbeitsluft eines anderen Kolbens.
in Berührung kommt und den Motor .abbremst. Durch die Hinzuschaltung des. dritten
Zahnkolbens und der zusätzlichen Ausfaßkanäle ist die Leistung des Motors verdoppelt
und gleichzeitig die Beanspruchung der Lager der übrigen Zahnkolben verringert worden.
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In den Fig.2 bis 5 ist eine Luftrolle dargestellt. Die Luftrolle besteht
aus, dem auf der. Achsel befestigten Zahnkolben e, in den die Zahnkolben
b und d (Fig.3) reingreifen, sowie dein am Achsenkopf angeordneten Drehzahlreglera.
Die bei e eingeführte Luft gelangt durch dein Kanal/ in den Steuersclii.eberzuleiter
g, in dem axial verschiebbar ein ho,lbenschieberlt angeordnet ist. Die Steuerschieberzylinder
stehen mit Luftei,- und -austrittskanälen! (Fig.3) in Verbindung, durch welche Luft
den Zahnkolben b, c und ,rf zu-
geleitet wird. Im Scheitelpunkt des
Zahnkolbens c sind die Räume k angeordnet, an die sich Entlüftungskanäle in anschließen,
welche als Auslaß für das Druckmittel dienen und verhindern, daß das Druckmittel
in der Antriebsmaschine Verdichtungsarbeit leistet, wodurch die Maschinenleistung
vermindert wird. Die Steuerung der Kolbenschieberk erfolgt durch das, zentral angeordnete
Umsteuerrit7el o, welches die Zahnstange p verschiebt, An der Zahnstange p sind
Mitnehmerarme r zum Bewegen der hiermit verbundenen Kolbenschieber befestigt. Die
Fig. ¢ zeigt die Ausbildung der Kolbenschieberkanäle. Das von den Zahnkolben aufgenommene
Drehmoment wird auf das Planetengetriebe s übertragen, welches zur Geschwindigkeitsverringerung
eingebaut ist und die Mantelrolle i antreibt. Der Einzelaufbau des Planetengetriebes,
ist aus Fig. 5 zu entnehmen.