HU209010B - Hose air motor of radial flow - Google Patents

Description

A találmány tárgya radiális átömlésű tömlős légmotor. Ennek motorházban forgásmereven elrendezett vezérlőfejen keresztül sűrítettlevegővel működtethető tömlőcellák sorozatát hordó támtárcsája van, amely a tömlőcellákon keresztül a hajtótengellyel összekapcsolt kúpos ellentárcsával forgató kapcsolatban van.

Az ilyen típusú radiális átömlésű tömlős légmotoroknál a gyakorlati tapasztalatok szerint problematikus, hogy a vezérlőfej helytálló működő felülete és a támtárcsa forgó működő felülete közötti tömített felfekvés követelménye általában nem teljesíthető. Ezzel pedig az a hátrány jár, hogy a nyomóközeg vesztesége miatt nyomásesés lép fel a rendszerben, ami következésképpen nyomatékcsökkenéssel jár.

Ismertek olyan kísérletek, amelyek során a vezérlőfejet rugóelemekkel, vagy például az 584857 számú svájci szabadalmi leírás szerint tömlővel próbálták a támtárcsára szorítani. Ezek a kísérletek azonban nem csupán a szükséges műszaki ráfordítás bonyolultsága, hanem különösképpen az alacsonyabb fordulatszámoknál fellépő elfogadhatatlanul kis forgatónyomatékok következtében meghiúsultak. Ez utóbbinak az oka abban keresendő, hogy a forgásmerev vezérlőfej működő felülete és a forgó támtárcsa működő felülete közötti súrlódási veszteségek túl nagyok voltak.

A jelen találmánnyal célunk a fenti hiányosságok kiküszöbölése, azaz olyan tökéletesített radiális átömlésű tömlős légmotor létrehozása, amely egyrészt a sűrítettlevegő vesztesége nélküli üzemet, másrészt a lehető legkisebb ráfordítás mellett bármely fordulatszámnál optimális nyomatékot biztosít.

A kitűzött feladatot a bevezetőben ismertetett radiális átömlésű tömlős légmotornál azzal oldottuk meg a jelen találmány szerint, hogy a vezérlőfej a külső homlokoldalán nyomótárcsával van ellátva, ennek belső oldalára a vezérlő fejhez a hajtásoldalról visszaáramló nyomóközeg nyomása hat, külső oldala viszont a motorházban kialakított támfelületen keresztül a támtárcsán támaszkodik.

Ez a nyomótárcsa a találmány további jellemzője szerint kialakítható dugattyúként, vagy membránként.

Előnyös az olyan kivitel, amelynél a membránként kialakított nyomótárcsa rugalmas kör alakú gumitárcsa, amely a vezérlőfej homlokoldali gyűrűhornyában ül és a vezérlőfejben kiképzett, nyomóközeget befogadó nyomótér homlokoldali falát képezi. De adott esetben a membránszerű nyomótárcsa kialakítható a vezérlőfej külső homlokoldalának részbeni gyengítéseként, azaz elvékonyításaként. Ennek belső oldala határolja ilyenkor a vezérlőfejben kialakított nyomóteret.

A membrános kialakításnál célszerű, ha ez a membrán legalábbis a hatásos löket körzetében lineáris karakterisztikájú.

Az optimális zajcsillapítás elérése érdekében különösen előnyös az olyan kivitel, amelynél a vezérlőfej palástja és az ezt körülvevő motorház között gyűrűkamra van kialakítva, amely legalább részben zajtompító légüreges anyaggal van töltve.

A találmányt részletesebben a csatolt rajz alapján ismertetjük, amelyen a találmány szerinti megoldás példakénti kiviteli alakját tüntettük fel. A rajzon:

- az 1. ábra a találmány szerinti radiális átömlésű tömlős légmotor példakénti kiviteli alakjának vázlatos keresztmetszete;

- a 2. ábra az 1. ábra szerinti megoldás részletének viszonylag nagyobb léptékű metszete.

Az 1. ábrán vázlatosan szemléltetett radiális légmotornak osztott, egymástól könnyen elválasztható, két részből álló motorházát 10 és ΙΟ’-vel jelöltük. Az 1. ábrán bal oldali 10 motorházban forgó, sík 11 támtárcsa van elrendezve, amelynek 12 forgástengelye szöget zár be 13 hajtótengellyel, amelyen viszont kúpos 14 támtárcsa van rögzítve. Ez a szög a kúpos 14 támtárcsa kúpszögének megfelelő értékű.

A sík 11 támtárcsán hajlékony tömlőelrendezés helyezkedik el, amely 4 tömlőcellák sorozatából áll. A 4 tömlőcellák alakzáró, együttforgó kapcsolatban vannak a sík 11 támtárcsával. Továbbá, a 4 tömlőcellák a 11 támtárcsában, illetve annak 40 forgóagyában kialakított 16 csatlakozófuratokon keresztül 17 vezérlőfejre, illetve külön nem ábrázolt sűrítettlevegő forrásra csatlakoztathatók. Továbbá, a 4 tömlőcellák sorozatával képzett tömlőelrendezés együttműködik a kúpos 14 támtárcsával.

Az ilyen típusú tömlős légmotor működésmódja ismert. Üzemeltetéséhez sűrített nyomóközeget, például sűrítettlevegőt vezetünk a 17 vezérlőfejen keresztül a légmotorba. A sűrítettlevegő az abban a pillanatban működtethető 4 tömlőcellába jut, amelynek térfogata a felfúvás révén megnő. Ezáltal a 11 és 14 támtárcsák között a sűrítettlevegő nyomásával arányos forgatónyomaték adódik a kúpos 14 támtárcsára, ennek következtében az a sík 11 támtárcsával együtt forgásba jön. A kúpos 14 támtárcsa, illetve a 13 hajtótengely 20 csapágyazásban, a sík 11 támtárcsa, illetve a 40 forgóagy pedig 21 csapágyazásban van a 10, illetve 11 motorházban ágyazva.

A 2. ábrán a találmány szerinti megoldás részletei jól láthatók. A sűrítettlevegő 25 beömlőcsatornán keresztül jut a 10 motorházban forgásmereven elrendezett 17 vezérlőfejbe, illetve annak 26 nyomóterébe. Innen a jelen esetben radiális hosszfuratként kialakított 27 csatornába jut a sűrítettlevegő, amely a 16 csatlakozófurattal időszakonként közlekedik. Ilyenkor a 40 forgóagy és a 17 vezérlőfej homlokfelületei egymással súrlódási kapcsolatban vannak és egymáson a lehető legtömörebben felfekszenek.

Továbbá, a 17 vezérlőfejben egy további, ugyancsak hosszfuratként kialakított 28 kiömlőcsatorna van kiképezve, amely a 10 motorház 29 kiömlőcsonkjára csatlakozik, és váltakozva a kör mentén elhelyezkedő 16 csatlakozófuratokkal kerül a hozzávezető 27 csatorna kapcsolatba.

Eddig a 17 vezérlőfej kialakítása és elrendezése megegyezik a hagyományos tömlős légmotoroknál alkalmazottéval.

Amint arra fentebb már utaltunk, az ilyen légmotoroknál a fő probléma a lehető legjobban tömítő súrlódásos kapcsolat a 17 vezérlőfej álló érintkezőfelülete és a 40 forgóagy forgó érintkezőfelülete között.

HU 209 010 Β

Ezt a problémát a találmány szerint azzal oldottuk meg, hogy a 17 vezérlófej külső homlokfelületén 30 nyomótárcsáról gondoskodtunk, amely jelen esetben membránként van kialakítva. Erre a 30 nyomótárcsára a belső oldalon a 17 vezérlőfejbe a hajtóoldalról átáramló nyomóközeg nyomása hat, a külső felületén viszont a 10 motorház 31 támfelületén ezáltal felfekhet a 17 vezérlőfej. A jelen esetben tehát ez a membránként kialakított 30 nyomótárcsa a 17 vezérlőfejben kialakított 26 nyomótér külső homlokoldalát képezi..

Célszerűen ez a membránként kialakított 30 nyomótárcsa lehet elasztikus gumiból készült kerek tárcsa és a 17 vezérlőfej homlokoldali 32 gyűrűhornyában ülhet.

Olyan kivitel is lehetséges továbbá, amelynél a membránszerűen kialakított 30 nyomótárcsa a 26 nyomótér külső homlokfalának megfelelő gyengítésével, azaz elvékonyításával van kialakítva a 17 vezérlőfejben.

Nyomásmentes állapotban a nyomásmentesített, membránként kialakított 30 nyomótárcsa és a 10 motorház 31 támfelülete között csekély légrés képződik, és a 17 vezérlőfej, valamint a 40 forgóagy érintkező felületei lényegében nyomásmentesen fekszenek fel egymáson. Ilyenkor a 13 hajtótengelyen keresztül a tömlős légmotor gyakorlatilag súrlódásmentesen, kézzel forgatható.

Mihelyt a 25 beömlőcsatornán keresztül sűrítettlevegőt vezetünk a légmotorba, a nyomás értékétől függően a membránszerű 30 nyomótárcsa kifelé öblösödik (2. ábrán ezt vékony szaggatott vonallal jelöltük), és ezáltal a 17 vezérlőfej rászorítódik a 40 forgóagyra. Ilyenkor a 17 vezérlőfej és a 40 forgóagy érintkező felületei a sűrítettlevegő nyomásától függően tömítetten, de viszonylag kis súrlódással egymáson felfekszenek.

A fentiekből következik, hogy a nyomóközeg vezérlési nyomásának szabályzásával fordulatszám-, illetve forgatónyomaték szabályzással arányos felfekvési nyomást érünk el a 17 vezérlőfej és a 40 forgóagy egymáson felfekvő felületein, vagyis üzem közben a fenti felületek között automatikus tömítést kapunk, a lehető legkisebb súrlódás mellett. Ennek következményeként bármilyen fordulatszámon optimális forgatónyomaték érhető el. A 30 nyomótárcsa membránkénti változatának a működése tovább tökéletesíthető azáltal, ha a membrán legalábbis a működési tartományán belül lineáris karakterisztikájú.

Ha ez a linearitás egyszerű műszaki eszközökkel nem érhető el, vagy bizonyos alkalmazásmódoknál ez a közelítőleg lineáris üzemmód nem lenne elegendő, ilyen esetekben a 30 nyomótárcsa tömített, axiálisan eltolható dugattyúként is átveheti a rászorítási nyomásszabályzás feladatát (nem ábrázoltuk).

Az ismert tömlős légmotoroknál további probléma, hogy az üzemi zajok általában nem tompíthatok kellőképpen. Erre a célra általában a 29 kiömlőcsonkra szerelnek zajszigetelést.

A zajszigetelés hatásosabbá tételére a találmány szerint azt javasoljuk, hogy a 17 vezérlőfej és az ezt körülvevő 10 motorház között 33 gyűrűkamra alakítandó ki, amelybe részben, vagy a kerület mentén hangszigetelő levegőpórusos 34 anyagot helyezhetünk.

Amint a fentiekből kitűnik, a találmány szerinti radiális tömlős légmotor különösen nagy forgatónyomatékával és zajmentes üzemmódjával tűnik ki.

Claims (7)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Radiális átömlésű tömlős légmotor, motorházban forgásmereven elrendezett vezérlőfejen (17) keresztül sűrítettlevegővel működtethető tömlőcellák (4) sorozatát hordó támtárcsával (11), amely a tömlőcellákon (4) keresztül hajtótengellyel (13) összekapcsolt, kúpos támtárcsával (14) forgatási hajtókapcsolatban van, azzal jellemezve, hogy a vezérlőfej (17) a külső homlokoldalán nyomótárcsával (30) van ellátva, ennek belső oldala a vezérlőfejhez (17) hajtásoldalról visszaáramló nyomóközeget befogadó térrel van kapcsolatban, a külső oldala viszont a motorházban (10) kialakított támfelületen (31) keresztül a támtárcsán (11) támaszkodik.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti radiális átömlésű tömlős légmotor, azzal jellemezve, hogy a nyomótárcsa (30) membránként van kialakítva.
3. 3. A 2. igénypont szerinti radiális átömlésű tömlős légmotor, azzal jellemezve, hogy a membránként kialakított nyomótárcsa (30) kerek, elasztikus gumitárcsaként van kiképezve, amely a vezérlőfej (17) homlokoldali gyűrűhomyában (32) helyezkedik el, valamint a vezérlőfejben (17) kiképzett nyomóközegbefogadó térként szereplő nyomótér (26) homlokfalát képezi
4. 4. A 2. igénypont szerinti radiális átömlésű tömlős légmotor, azzal jellemezve, hogy a membránként kialakított nyomótárcsa (30) a vezérlőfej (17) külső homlokoldalának részbeni gyengítéseként van kiképezve, ennek belső oldala a vezérlőfejben (17) kiképzett nyomóteret (26) határolja.
5. 5. A 2-4. igénypontok bármelyike szerinti radiális átömlésű tömlős légmotor, azzal jellemezve, hogy a membránként kialakított nyomótárcsa (30) legalább a hatásos löket körzetében lineáris karakterisztikájú.
6. 6. Az 1. igénypont szerinti radiális átömlésű tömlős légmotor, azzal jellemezve, hogy a nyomótárcsa (30) axiálisan eltolható dugattyúként van kialakítva, amely a vezérlőfejen (17) támaszkodik.
7. 7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti radiális átömlésű tömlős légmotor, azzal jellemezve, hogy a vezérlőfej (17) palástja és az ezt körülvevő motorház (10) között gyűrűkamra (33) van kialakítva, amely legalább részben zajtompító, légüreges anyaggal (34) van töltve.