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Kapselgebläse mit zentrisch zum Gehäuse geführten Schaufeln und exzentrisch
in ihm gelagertem Läufer Die Erfindung betrifft ein Kapselgebläse, dessen im wesentlichen
zentrisch zum Gehäuse geführte Schaufeln in dem exzentrisch in ihm gelagerten Läufer
schwenkbar und verschiebbar gelagert sind.
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Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gesetzt, ein Kapselgebläse zu,schaffen,
das mit besonders hohen Drehzahlen ohne Schwierigkeiten betrieben werden kann. Es
hat sich herausgestellt, daß die Lagerführungen, mit deren Hilfe die Schaufeln schwenkbar
in dein Lagerkörper gelagert sind, derart hoch belastet sind, daß sie erhöhten Anforderungen
nicht zu genügen vermögen. Um bei hoher Drehzahl die auf die Schaufeln, die Schaufelführungen
und die Läufertrommel wirkende Fliehkraft nicht unzulässig groß werden zu lassen,
müssen die Abmessungen dieser Teile möglichst gering gehalten werden; trotzdem sind
die durch die Fliehkraft bedingten Beanspruchungen derart groß, daß nur Werkstoffe
mit besten Festigkeitseigenschaften benutzt werden können. Die obere Fläche dieser
Werkstoffe muß gleichzeitig hervorragende Laufeigenschaften aufweisen, da sich die
Reibungsverhältnisse in dem Maße, wie die durch die Fliehkräfte bedingte Flächenbelastung
steigt, verschlechtern.
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Hinzu kommt, daß die Art der Bewegung in den Lagerflächen der Schaufelführung
äußerst ungünstig für eine genügende Schmierung dieser Flächen ist. Ein verhältnismäßig
geringer Teil der Schaufeln und der Läufertrommel wird ständig in den entsprechenden
Flächen der Lagerführung hin und her gerieben. Hierdurch tritt- sehr rasch eine
Abnutzung
der Lagerkörper der Schaufelführung auf, wodurch ihre
Kanten, selbst @@enn sie nicht von vornherein scharf ausgeführt waren, messerscharf
«-erden. Diese scharfen Kanten verhindern die Ausbildung eines Ö1-filtnes auf den
Lagerflächen, wodurch nach kurzer Zeit eine Zerstörung der ganzen Schaufelführung
eintritt. Eine geringe Abrundung der Kanten bringt nur für kurze Zeit Besserung,
da durch die Abnutzung der Lagerkörper die Kanten nach kurzer Zeit wieder angeschärft
werden. Eine stärkere Abrundung der Kanten-andererseits ist mit einer starken Verschlechterung
der Abdichtung verknüpft.
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Diese 'Mängel «-erden dadurch verstärkt, daß die Zuführung des Schmieröls
zu den Schaufelführungen vom Innern des Läuferkörpers aus unter Einwirkung der Fliehkraft
nur unvollkommen war. Um sicher ztt sein, daß sämtliche Stellen der Schaufelführung
mit genügend Schmieröl versehen werden, mußte vom Inneren des Läufers atis übermäßig
viel Schmieröl nach außen geschleudert werden; dies setzte einerseits den Schmierölverbrauch
herauf und machte sich andererseits dadurch unangenehm bemerkbar, daß es sich in
starkem Maße in dem von dem Gebläse geförderten Strömungsmittel wiederfand.
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Erfindungsgemäß werden die beschriebenen Mängel dadurch beseitigt,
daß die Gleitflächen der für die schwenkbare und verschiebbare Lagerung der Schaufeln
vorgesehenen Schaufelführung von je zwei oder mehr Drähten von rundem Otterschnitt
gebildet werden, deren äußere Längskanten etwas über die äußere Fläche des Lagerkörpers
herausragen und die in auf ihm vorgesehenen Längsnuten von kreisabschnittförmigem
Querschnitt eingelegt sind, dessen Durchmesser etwas größer ist als der des Drahtes.
Infolge der runden Form der Drähte sind bei dieser Ausführung der Lagerführung schabende
Kanten vollständig vermieden. Dadurch, daß die äußeren Längskanten der Drähte etwas
über die Außenfläche des eigentlichen Lagerkörpers hinausragen, werden zwischen
den Drähten und den Laufflächen des an den Lagerkörperhälften angrenzenden Führungskörpers
((Läufergehäuse oder Schaufel) schmale kreisförmige Räume gebildet, die zusammen
mit den Drähten als Labyrinthdichtung wirken; bei der praktischen Ausführung hat
sich ein etwa 0,5 mm starkerZwischenraum als zweckmäßig herausgestellt. Im Augenblick
der Umkehr der Schwenkbewegung der Schaufelführung werden die Drähte vom Druck entlastet
und haben dadurch die Möglichkeit, sich in ihren Längsnuten, deren Durchmesser etwas
größer ist als der des Drahtes, herumzudrehen oder -zurollen. Hierdurch werden immer
wieder andere Stellen des Drahtumfänges für die Reibungsberührung herangezogen,
so daß einerseits die Abnutzung des Drahtes äußerst gering und andererseits der
Draht völlig gleichmäßig abgenutzt wird.
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Die Anwendung von Wälzlagern ist für derartige Schaufelführungen bereits
bekanntgeworden, macht jedoch die Schaufelführungen äußerst schwer und daher für
hohe Drehzahlen unbrauchbar. Die Drähte des Erfindungsgegenstandes stellen gar keine
Wälzlager dar, da sie während der Verschiebungsbewegung der Schaufel unbeweglich
in ihren Betten liegen.
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Eine Auswechslung der Drähte ist, nachdem sie bis zu einem gewissen
Maße abgenutzt sind, äußerst leicht möglich, wobei die eigentlichen Lagerkörper
beibehalten werden können. Der Werkstoff ist unter Berücksichtigung des Werkstoffes
der Schaufeln und der Läufertrommel so zu wählen, daß sich günstige Reibungsverhältnisse
ergeben. Beispielsweise ist bei Verwendung einer Stahlschaufel der Draht aus Bronze
oder einer eloxierten Aluminumlegierung herzustellen. Falls die Läufertrommel oder
die Schaufel aus einer eIoxierten Aluminiumlegierung besteht, empfiehlt es sich,
die Drähte ebenfalls aus einer eloxierten Aluminiumlegierung oder aus gehärtetem
Stahl herzustellen. Die Belastung des Bettes in dem Läufer, die zur Aufnahme der
Lagerkörperhälften dient, kann weiter mittels eines Lappens vermindert werden, der
über einen nach der Schaufel zu liegenden Steg mit dein übrigen Teil der Lagerkörperhälften
verbunden ist und mit ihnen eine Längsnut von kreisringförmigem Querschnitt bildet,
in die ein entsprechend ausgebildeter Führungslappen des Läuferkörpers eingreift.
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Um weiter die Reibungsverhältnisse und die Belastung der Schaufelführungen
'zu verbessern, wird erfindungsgemäß das Innere der Lagerkörperhälften in der Längsrichtung
hohl ausgebildet und dient zur Zuführung des Öls für die Schmierung der Lagerflächen
der Schaufelführung.
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Da der Schmierstoffverbrauch der Lagerführung äußerst gering ist,
wird es in einigen Fällen genügen, die Schmierung nicht mit Öl,
sondern mit
Fett durchzuführen. Bei Schmierung mit Fett kann die gesamte Schmieröl= zuführung
fortfallen; das hohle Innere der Lagerkörperhälften wird nur bei Überholungen des
Kapselgebläses mit Fett nachgefüllt. Bei Schmierung mit 01 empfiehlt es sich,
das hohle Innere der Lagerkörperhälften mit einem aufsaugfähigen Stoff, z. B. Watte,
zu füllen; auf diese Weise wird die Beförderung des Schmieröls längs der Lagerkörperhälften
verbessert und erreicht, daß nur eine äußerst
geringe Menge von
Schmieröl durch die öffnungen der -Lagerkörperhälften austritt und verbraucht wird.
Falls dauernd während des Betriebes Schmieröl zugeführt werden soll, ist es erfindungsgemäß
dem hohlen Inneren der Lagerkörperhälften durch eine Ausbohrung der Läuferwelle
und durch von dieser Ausbohrung ausgehende, in dem einen Läuferdeckel oder beiden
Läuferdeckeln vorgesehene Radialbohrungen zuzuführen.
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Erfindungsgemäß wird zur weiteren Besserung der Schmierung in dem
einen Läuferdeckel oder in beiden Läuferdeckeln für je zwei zusammengehörige Lagerkörperhälften
ein mit ihnen fest verbundener Behälter drehbar gelagert, dem das Öl zur Schmierung
der Schaufelführung durch eine in seiner Wand vorgesehene Bohrung zufließt, die
im Bereich der Austrittsöffnung der dazugehörigen, in dem Läuferdeckel vorgesehenen
Radialbohrung liegt und von dem das Schmieröl durch zwei Bohrungen abfließt, die
gegenüber dem Ende des hohlen Inneren der beiden Lagerkörperhälften angeordnet sind.
Hierbei werden die Schmierbehälter von .den Lagerkörperhälften mitgenommen und in
gleichem Maße wie diese hin und her geschwenkt. Die Eintrittsöffnung des Behälters
kommt also nur während eines kurzen Zeitraumes zur Deckung mit der Austrittsöffnung
der dazugehörigen, in dem Läuferdeckel vorgesehenen Radialbohrung. Hierdurch wird
verhindert, daß eine übermäßig große Menge Schmieröl unter dem Einfluß der Fliehkraft
durch die Schmierölaustrittsöffnung der Lagerkörperhälfte gedrückt wird.
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Gemäß der Erfindung werden außerdem die Schaufeln aus eloxiertem Aluminiumblech
hergestellt. Auch die Läufertrommel mit den die Lagerhälften aufnehmenden Längsbetten
ist aus einer Aluminiumlegierung mit eloxierter Oberfläche und insbesondere aus
eloxiertem Aluminiumblech hergestellt. Die Oberfläche der aus Aluminium hergestellten
Schaufel und der die Lagerhälften aufnehmenden Längsbetten muß eloxiert sein, da
die Lagerbelastungen selbst dann, wenn die Schaufel und die Lagerhälften ihrer Führung
aus Aluminium, also aus Leichtmetall, hergestellt sind, immer noch sehr groß sind;
die Oberfläche von nicht eloxiertem Aluminium wäre nicht hart genug, um derartigen
Belastungen zu widerstehen. Die Läufertrommel mit den die Lagerhälften aufnehmenden
Längsbetten ist insbesondere aus eloxiertem Aluminiumblech herzustellen, da es kupfer-
und siliciumfrei und daher besonders geeignet zur Bildung einer einwandfreien Eloxalschicht
ist. Die Verwendung von Aluminium mit eloxierter Oberfläche ist- hier zur Aufnahme.
großer Lagerbeanspruchungen möglich, ohne daß die Elöxalschicht abbröckelt und herausbricht,
da die Belastung infolge der erfindungsgemäßen Lagerkonstruktion längs -einer Linie
erfolgt.
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Die Kennzeichnung Aluminium in der Beschreibung und in den Ansprüchen
erstreckt sich nicht nur auf reines Aluminium, sondern auch auf seine Legierungen.
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An Hand der beiliegenden Abbildung, in der ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung dargestellt ist, sind weitere Verbesserungen und zweckmäßige Ausgestaltungen
des Erfindungsgegenstandes beschrieben. Hierzu zeigen: Fig. i einen Längsschnitt
nach Linie I-I der Fig. 2 durch die Läufers amente unter Weglassung der Schaufelführungen
und der Schaufein, Fig. 2 einen Querschnitt durch die Läufersegmente nach Fig. i,
Fig. 3 einen Querschnitt durch ein Läufersegment nach fig.2 in vergrößertem Maßstabe,
Fig. ¢ einen Schnitt in größerem Maßstab durch eine Schaufelführung, Fig.5 eine
Ansicht auf einen in einem Läuferdeckel eingelassenen Schmierbehälter, Fig. 6 einen
Schnitt nach Linie VI-VI der Fig. 5.
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Der Läufer besteht aus den beiden Läuferdeckeln i und 2, zwischen
denen die Läufersegmente 3 angeordnet sind, die wiederum durch je zwei Zuganker
4, 5 mit den Deckeln verbunden sind. Mit den Deckeln sind die Wellenstumpfe 6 und
7 verbunden; an den einen von ihnen greift die Vorrichtung zum Antrieb des Läufers
@an.
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Jedes Segment besteht aus einem Aluminiumblech 8 mit eloxierter Oberfläche,
das in der dargestellten Weise derart gezogen ist, daß es einen Teil des Läuferumfangs
und zwei durchgehende kreisringförmig gebogene Längsbetten 9; io bildet. Zur Versteifung
des Bleches 8 dient ein _ Längsträger i i, mit dem die Radialversteifungen i2, 13
fest, z. B. durch Nietung, verbunden sind. Jede Radialversteifung ist ein im wesentlichen
dreieckig geformtes Blech, dessen Flansche 1¢, 15, 16, 17 mit dem Trommelblech 8
und der Längsversteifung i i fest verbunden sind. Im Ausführungsbeispiel sind zu
diesem Zwecke Nieten 18, i9 vorgesehen. Die Radialversteifungen 12, 13 erstrecken
sich soweit, daß sie mit ihren Außenenden i9, 2o die Längsbetten 9, io abstützen.
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Die Zuganker 4, 5 sind einfache Bolzen, deren eines Ende 21 mit einem
Gewinde versehen ist und in ein entsprechendes Gewindeloch des Deckels i eingreift,
während das andere Ende einen Kopf 22 besitzt, der sich in eine -entsprechende Bohrung
des Deckels 2 legt.
Für die Führung jeder Schaufel 23 sind zwei
Lagerkörperhälften 24 vorgesehen, die in das Innere der Lnägsbetten 9 und io eingelegt
sind. Jede Lagerkörperhälfte 24 ist aus einem Blech, beispielsweise einem Aluminiumblech,
gezogen, dessen Lappen in Übereinstimmung mit dem Hauptpatent über die Längsbetten
9, io greift. Sowohl auf der Seite jeder Lagerkörperhälfte, die nach der Schaufel
23 zu weist, als auch auf der nach dem Bett 9 oder io zu weisenden Seite sind je
zwei Längsnuten 27, 28, 29, 30 vorgesehen. In jeder dieser Längsnuten ist
ein Draht 31 eingelegt, der im vorliegenden Falle, wo sowohl das Trommelblech 8
als auch die Schaufel 23 aus einem Aluminiumblech mit eloxierter Oberfläche bestehen,
aus gehärtetem Stahl hergestellt ist. Der Durchmesser a der Längsnuten 27, 28, 29,
3o ist etwas größer als der der Drähte 31.
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Die Außenkanten der Drähte 31 ragen etwas über den Außenumfang der
Lagerkörperhälften hinaus, so daß sich zwischen jeder Lagerkörperhälfte und der
Schaufel einerseits und dem Längsbett andererseits ein geringer Zwischenraum befindet.
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Der Deckel i ist auf der Längsachse jeder Schaufelführung mit einer
Bohrung versehen, in die ein Einsatz 32 mit Haftsitz gedrückt ist. In dem Einsatz
32 ist drehbar ein Behälter 33 gelagert, indem die nach der Schaufelführung ztt
weisenden Kanten des Einsatzes 32 umgebördelt sind. Der Behälter 33 weist zwei nach
außen ragende Tüllen 34 auf, die in das hohle Innere 35 der beiden Lagerkörperhälften
hineinragen. Der Außenumfang des Behälters 33 ist auf der nach der Welle 6 zu weisenden
Seite mit einer Bohrung 36 versehen, die über eine in dem Läuferteller i und dem
Einsatz 32 vorgesehene Radialbohrung 37 zu liegen kommt. Das hohle Innere der Lagerkörperhälften
ist mit Watte gefüllt. An den mit 38 bezeichneten Stellen ist das Blech der Lagerkörperhälften
mit Bohrungen oder Schlitzen versehen, durch die das 01 oder Fett zur Schmierung
der Schaufelführung austreten kann. Den Radialbohrungen 37 wird das Schmieröl auf
bekannte Weise durch eine zentrische Ausbohrung der Welle zugeführt und wird unter
dem Einfluß der Fliehkraft nach außen in den Behälter 33 geschleudert. Sobald das
in dem Behälter 33 enthaltene 01 die öffnung der Tüllen 34 erreicht hat,
fließt es nach dein hohlen Inneren der Lagerkörperhälften zu ab und wird dort wieder
nach außen zu den Schmieröffnungen 38 gedrückt. Die in dem hohlen Inneren enthaltene
Ratte unterstützt die Weiterbeförderung des Schmieröls längs der Schaufelführung.
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Dadurch, daß für die Lagerung des Behälters 33 ein besonderer Einsatz
32 vorgesehen ist, ist es möglich, den Läuferdeckel i mit einer glatt durchgehenden
Bohrung zu versehen, wodurch die Schaufelführungen besser eingebaut werden können.