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Drehkolben für Gebläse od. dgl. Die Erfindung betrifft -einen Drehkolben
für Gebläse od. dgl.
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Bisher hat man derartige Drehkolben mit allseitig gekrümmten Kolbenflächen
verwendet. Im Querschnitt gesehen, setzt sich die Begrenzungslinie der Kolbenflächen
zwischen seinem Teil- und seinem Kopfkreis aus einem oder mehreren Kreisbögen zusammen.
Das Begrenzungsstück der Kolbenfläche zwischen seinem Teil- und seinem Fußkreis
war dann entsprechend den Verzahnungsgesetzen als Kurvenstück für das Kopfstück
des Gegenkolbens konstruiert.
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Ein wesentlicher Nachteil der bisherigen nierenförmigen Querschnittsform
von DrehkoIben für Gebläse u. dgl. lag darin, daß die allseitige Bearbeitung der
gekrümmten Begrenzungsflächen des Kolbens schwierig, zeitraubend, umständlich und
daher auch kostspielig war. Ferner ist nicht zu vermeiden, daß bei der bisher üblichen
Kolbenform der Anstellwinkel des Werkzeugs, z. B. des Hobelstahls, sich- dauernd
ändert und insbesondere an den Flügelköpfen sehr spitz wird, so daß das Werkzeug,
z. B. der Hobelstahl, infolge der verschieden wirkenden Kraftkomponenten unterschiedlich
abgebogen wird und rattert, wodurch im Werkstück erhebliche Rillen entstehen.-Die
Erfindung bezweckt die Beseitigung dieser Nachteile der bisher üblichen Querschnittsgestaltung
für Drehkolben durch eine grundsätzlich von der bisherigen Querschnittsgestaltung
abweichende Querschnittsform. Der Erfindungszweck wird dadurch erreicht, daß die
Flächen des Kolbens zwischen seinem Teil- und seinem Kopfkreis eben und zwischen
seinem Teil- und seinem Fußkreis gekrümmt ausgebildet sind.
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Durch diese Querschnittsgestaltung wird erreicht, daß die ebenen Flächen
mit einer ganz normalen Bearbeitungsmethode
(Hobeln oder Fräsen)
ohne Schablone hergestellt werden können, und ohne daß insbesondere der Anstellwinkel
des Werkzeuges sich dauernd ändert und daß ferner die Kolbenmittelstücke mit einem
Formfräser od. dgl. herausgearbeitet werden können.
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Insoweit handelt es sich um Beseitigung von Nachteilen der bekannten
Flügelform. Darüber hinaus wird durch die Erfindung aber ferner eine auch für den
Betrieb des Gebläses.wesentlich vorteilhaftere Gestaltung erreicht, wodurch wesentlich
günstigere Flügelwirkungsgrade erzielt werden können. Dieser weitere Vorteil der
Erfindung beruht darauf,- daß ein Teil des bisherigen Flügelvolumens nunmehr zur
Vergrößerung des Fördervolumens - nutzbar gemacht werden kann.
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Die Einzelheiten des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung an Hand der Zeichnung, und zwar zeigt Fig. i einen schematischen Querschnitt
durch ein Gebläse mit den bisher üblichen Drehkolben, Fig. 2 eine Darstellung gemäß
Fig. i für die Drehkolben gemäß der Erfindung und-..--, Fig. 3 und q. Darstellungen
gemäß Fig. 2 für andere Stellungen der Drehkolben im Gebläse.
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Gemäß Fig. i hat das Gebläse einen Einlaß i, ein Gehäuse 2 und einen
Auslaß ii.
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Im Gehäuse 2 sind zwei Drehkolben 3, ¢ mit dem bekannten nierenförmigen
Querschnitt angeordnet. Jeder Drehkolben 3 bzw. q. hat einen Teilkreis 5, einen
Kopfkreis 6 und einen Fußkreis 7.
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Die Begrenzungslinien der Kolbenflächen bestehen im Querschnitt aus
möglichst sanft ineinander übergehende Kreisbögen zwischen dem Teilkreis 5 und dem
Kopfkreis 6, d. h. also dem Kolbenkopf, während die Flügelabschnitte zwischen dem
Teilkreis 5 und dem Fußkreis 7 nach den Verzahnungsgesetzen konstruiert sind.
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Wenn sich der eine Drehkolben, z. B. der untere Drehkolben q., in
der Lage gemäß Fig. i befindet, so bildet seine dem Gehäuse 2 zugekehrte Kolbenfläche
mit der Gehäusewand eine Kammer 8, deren Volumen das Fördervolumen jeder halben
Kolbendrehung bestimmt.
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Gemäß Fig.2 bleibt das Gehäuse unverändert, während erfindungsgemäß
der Querschnitt der Drehkolben 13 und 1q. ein anderer ist. Die Flächen jedes Kolbens
-zwischen seinem Teilkreis 15 und seinem Kopfkreis 16 - sind nämlich eben ausgebildet.
Die Kolbenflächen zwischen seinem Teilkreis 15 und seinem Fußkreis 17 sind gekrümmt
und bilden die Verzahnungsflächen des Gegenkolbens. Die Bearbeitung der ebenen.
Flächen kann in einfacher Weise durch Hobeln oder Fräsen ohne Änderung des Anstellwinkels
des Werkstückes erfolgen, während die gekrümmten Flächen mit einem Formfräser od.
dgl. auf einmal herausgearbeitet werden können.
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Durch diese Vereinfachung der Bearbeitung wird neben einer wesentlichen
Zeitersparnis und damit Verbilligung auch ohne besonderen Aufwand jede gewünschte
Bearbeitungsgenauigkeit erzielt.
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Die betriebsmäßigen Vorteile für das Gebläse durch die neue Querschnittform
des Kolbens sind aus Fig. i ersichtlich. In den alten nierenförmigen Kolben q. ist
die neue Querschnittsform des Kolbens eingestrichelt. Hierbei ist ersichtlich, daß
durch die ebenen Flächen zwischen dem Kopfkreis und dem Teilkreis die in Fig. z
schraffierten Flächen eingespart werden, d. h. also, daß das Kolbenvolumen entsprechend
kleiner wird. Diese Verkleinerung des Kolbenvolumens bedeutet aber eine entsprechende
Vergrößerung des Volumens der Kammer B.
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In der Zone zwischen dem, Teilkreis und dem Fußkreis ist zwar eine
Vergrößerung des Kolbenvolumens notwendig, wie in Fig. i punktiert angegeben. Diese
Volumenzunahme ist jedoch kleiner als die Volumenabnahme auf Grund der ebenen Flächen,
so daß im Gesamtvolumen gegenüber dem bekannten Kolben eine Volumenabnahme verbleibt,
d. h. also eine Volumenzunahme der Kammer B.
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Während man bisher normalerweise einen Flügelwirkungsgrad von etwa
0,5 bis o,55--erreichen konnte, ergibt die neue Querschnittsform des Drehkolbens
einen Wirkungsgrad bis zu o,63, d. h. somit eine Wirkungsgradverbesserung von etwa
-15 °4.
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In Fig. 3 und q. sind entsprechend der Darstellung gemäß Fig. 2 die
beiden Drehkolben 13, 1¢ in verschiedenen Betriebsstellungen dargestellt, um das
ordnungsgemäße Arbeiten dieser Drehkolben im Gebläsegehäuse 2 zu veranschaulichen.
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Der Erfindungsgegenstand ist vorstehend in seiner Anwendung für ein.
Gebläse veranschaulicht worden. Die Erfindung ist jedoch auf diese Anwendungsform
nicht beschränkt, sondern überall da ebenfalls anwendbar, wo Drehkolben verwendet
werden, z. B. also auch insbesondere bei Gasmessern u. dgl.