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Drehkolbenpumpe oder-gebläse.
Den Gegenstand der Erfindung bildet eine Drehkolbenpumpe oder ein solches Gebläse jener Art, bei der auf in einem Gehäuse gelagerten gleichachsigen Wellen Kolbenflügel sitzen, die mittels an Kurbeln der Wellen angeordneter Lenker so abwechselnd gegeneinander und voneinander bewegt werden, dass das Fördermittel in die von den Kolbenflügeln und der Gehäusewand gebildeten Kammern angesaugt und aus ihnen hinausgedrückt wird, wobei die Lenker mit exzentrischen Zapfen von Zahnrädern verbunden sind, die auf einem innenverzahnten Kranz des Gehäuses abrollen und in einem mit der Antriebswelle verbundenen Tragstück gelagert sind.
Bei derartigen Pumpen und Gebläsen, wie überhaupt bei solchen mit hin und her schwingenden Kolbenflügeln, ist es sehr schwierig, eine Umlaufgeschwindigkeit von über 1000 Drehzahlen in der Minute zu erzielen und unmöglich, Geschwindigkeiten von 2000 bis 3000 Drehzahlen in der Minute zu erreichen. Dieser Nachteil hat bis jetzt die Verwendung von derartigen Gebläsen bei Flugzeugkraftmaschinen verhindert, bei denen eine grosse Leistung bei geringem Gewicht erzielt werden soll.
Die Schwierigkeiten bestehen insbesondere darin, das Gleichgewicht der kinematischen Anordnung der Kolbenflügelsteuerung herzustellen und Schwingungen bei grossen Geschwindigkeiten zu vermeiden.
Die Erfindung stellt eine einfache Lösung dieser Aufgabe dar und gestattet, Umlaufgeschwindigkeiten, die weit oberhalb der bisher erreichten liegen, bei Hintanhaltung von Schwingungen zu erzielen.
Diese Vorteile werden der Erfindung gemäss dadurch erreicht, dass die an den Kurbeln der Wellen angeordneten Lenker die Kurbeln gabelförmig umgreifen und die mit den Lenkern durch exzentrische Zapfen verbundenen Zahnräder beiderseits der Lenker symmetrisch angeordnet sind, wobei sie mit je einem von zwei Innenzahnkränzen kämmen.
Hiebei können je zwei symmetrisch beiderseits der Lenker vorgesehene Zahnräder durch einen gemeinsamen exzentrischen Zapfen für den entsprechenden Lenker verbunden und an ihren äusseren Stirnflächen zur Aufnahme der Lagerzapfen ausgenommen sein, wobei zur Lagerung vorzugsweise Rollenlager mit langgestreckten Rollen kleinen Durchmessers dienen.
Die Anordnung wird erfindungsgemäss vorteilhaft so getroffen, dass die mit den die Kolbenflügel tragenden Wellen gleichachsige, die Maschine antreibende Welle an ihrem Ende zur Bildung eines Lagers für das Ende der inneren, die eine Reihe von Kolbenflügeln tragenden Welle ausgenommen ist.
Weiters kann erfindungsgemäss das am Ende der die Maschine antreibenden Welle angeordnete Tragstück, auf dem die Zahnradpaare sitzen, von zwei kreisförmigen Platten gebildet werden, die durch einen zylindrischen, für den Durchtritt der Zahnradpaare sowie für deren Eingriff mit dem feststehenden, innen verzahnten Kranz ausgenommenen Teil verbunden sind, wobei das Tragstück auf der der antreibenden Welle gegenüberliegenden Seite des Gehäuses drehbar gelagert ist.
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In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes zur Darstellung gebracht.
Die Fig. 1 und 1 a, die entlang der Linie ara aneinandergefügt zu denken sind, zeigen einen Axialschnitt der Pumpe oder des Gebläses. Fig. 2 veranschaulicht einen Querschnitt hiezu und Fig. 3 ist eine Stirnausicht im Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 1,
Von den gleichachsigen Wellen 3 und 4 trägt jede eine Reihe von Kolbenflügeln, u. zw. die Welle 4 die Flügel 1 und die Welle 3 die Flügel 2. Das zylindrische Gehäuse ist mit 5 bezeichnet. Die kinematische Anordnung der Kolbenflügelsteuerung befindet sich in einer an der Stirnseite des Gehäuses 5 vorgesehenen Kammer 6. 7 ist die die Pumpe antreibende Welle. Die gleichachsigen Wellen 3 und 4 weisen an einem ihrer Enden Kurbeln 8 und 9 auf, die durch Lenker 10 gesteuert werden.
Die gegenseitige Bewegung der Kolbenflügel wird dadurch erreicht, dass die Lenker 10 an exzentrischen Zapfen 14 von Zahnrädern 15 schwenkbar angelenkt sind. Die Zahnräder 15 drehen sich um Achsstummel 16, die auf einem am Ende der Welle 7 angeordneten Tragstück sitzen, das zu den Wellen 3 und 4 gleichachsig ist. Die Zahnräder 15 kämmen mit dem feststehenden innenverzahnten Kranz 17 derart, dass die Drehung der treibenden Welle 7, welche die Zahnräder 15 mittels des Tragstückes, mitnimmt, auch eine Drehung der Zahnräder um deren eigene Achsen'und hiedurch unter Vermittlung der Lenker 10 die gewünschte hin und her schwingende Bewegung der Kolbenflügel 1 und 2 hervorruft.
Gemäss der Erfindung weist der innenverzahnte Kranz 17 zwei Verzahnungen 17a auf.
Er könnte jedoch'auch aus zwei getrennten gleichachsigen, festen Innenzahnkränzen bestehen.
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Die Lenker arbeiten bei dieser Anordnung unter sehr günstigen Bedingungen, da ein seitlicher Kraftangriff vermieden ist und daher auch beträchtliche Geschwindigkeiten ohne irgendwelche schädliche Schwingungen erreicht werden können.
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die mit den das gesamte Tragstück bildenden seitlichen Platten 18 und 19 fest verbunden sind. Diese Platten sind gegeneinander durch einen zylindrischen Teil 20 abgesteift, der Ausnehmungen 21 (Fig. 3) für den Durchtritt der Zahnräder 15 aufweist. Die Platte 18 dreht sich auf einer axialen Verlängerung 5 a der entsprechenden Seitenwand des Maschinengehäuses und die Platte 19 bildet einen Teil der treibenden Welle 7. Die Verbindung der Platten 18 und 19 mit dem Teil 20 wird vermittels Bolzen 211 od. dgl. bewerkstelligt.
Die Welle 7 ist an einem ihrer Enden bei 7 a ausgehöhlt, um ein Lager für die Verlängerung 3 a der die Flügel 2 tragenden Welle 3 zu bilden.
Bei der ganzen Anordnung wird ein seitlicher Kraftangriff vermieden. Die gegabelten Lenker 10, die doppelt und symmetrisch beiderseits der Lenker 10 angeordneten Zahnräder 15, die doppelt und ebenso symmetrisch vorgesehenen, innenverzahnten Kränze 17 a, weiters die Zentrierung der Scheibe 18 und das Lager 7 a für das Ende 3a der Welle 3 tragen alle zu demselben Ergebnis bei, das darin besteht, grosse Umlaufgeschwindigkeiten bei Vermeidung der durch einseitigen Kraftangriff sich ergebenden Schwingungen zu erzielen und somit ein Gleichgewicht der Gesamtanordnung herzustellen.
Ein Bund 22 der Welle 4, der in eine entsprechende Ausnehmung 23 eines Gehäuseteiles hineinreicht, bildet einen Anschlag, der jede axiale Verschiebung der einzelnen Teile
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wendeten Rollenlager bestehen, wie Fig. 1 erkennen lässt, aus langgestreckten Rollen kleinen Durchmessers.
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Rotary lobe pump or blower.
The subject of the invention is a rotary lobe pump or such a blower of the type in which piston vanes are seated on equiaxed shafts mounted in a housing and are moved alternately against each other and from each other by means of handlebars arranged on the cranks of the shafts so that the conveying means into the piston vanes and the chambers formed in the housing wall are sucked in and pushed out of them, the links being connected to eccentric journals of gears which roll on an internally toothed ring of the housing and are mounted in a support piece connected to the drive shaft.
With pumps and blowers of this kind, as with those with reciprocating piston blades, it is very difficult to achieve a rotational speed of over 1000 rpm and impossible to achieve speeds of 2000 to 3000 rpm. This disadvantage has hitherto prevented the use of such fans in aircraft engines, in which a high output with low weight is to be achieved.
The difficulties are in particular in establishing the equilibrium of the kinematic arrangement of the piston vane control and in avoiding vibrations at high speeds.
The invention represents a simple solution to this problem and makes it possible to achieve rotational speeds which are far above those achieved so far while keeping vibrations behind.
According to the invention, these advantages are achieved in that the links arranged on the cranks of the shafts encompass the cranks in a fork-like manner and the gears connected to the links by eccentric pins are arranged symmetrically on both sides of the links, each meshing with one of two internal gear rings.
Two gears symmetrically provided on either side of the handlebars can be connected by a common eccentric pin for the corresponding handlebar and their outer end faces can be excepted for receiving the bearing pin, whereby roller bearings with elongated rollers of small diameter are preferably used for storage.
According to the invention, the arrangement is advantageously made such that the shaft driving the machine, which is coaxial with the shafts carrying the piston vanes, is removed at its end to form a bearing for the end of the inner shaft carrying a number of piston vanes.
Furthermore, according to the invention, the support piece, which is arranged at the end of the shaft driving the machine and on which the pairs of gears sit, can be formed by two circular plates which are recessed by a cylindrical part that is cut out for the passage of the pairs of gears and for their engagement with the stationary, internally toothed rim are connected, the support piece being rotatably mounted on the side of the housing opposite the driving shaft.
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An example embodiment of the subject matter of the invention is shown in the drawing.
FIGS. 1 and 1 a, which are to be thought of as joined together along the line ara, show an axial section of the pump or the fan. Fig. 2 illustrates a cross section thereof and Fig. 3 is a front view in section along the line III-III of Fig. 1,
Of the coaxial shafts 3 and 4, each carries a number of piston vanes, u. between the shaft 4, the blades 1 and the shaft 3, the blades 2. The cylindrical housing is denoted by 5. The kinematic arrangement of the piston vane control is located in a chamber 6 provided on the end face of the housing 5, the shaft driving the pump. The coaxial shafts 3 and 4 have cranks 8 and 9 at one of their ends which are controlled by handlebars 10.
The mutual movement of the piston vanes is achieved in that the links 10 are pivotably articulated to eccentric pins 14 of gear wheels 15. The gears 15 rotate about stub axles 16 which are seated on a support piece which is arranged at the end of the shaft 7 and is coaxial with the shafts 3 and 4. The gears 15 mesh with the stationary internally toothed rim 17 in such a way that the rotation of the driving shaft 7, which drives the gears 15 by means of the support piece, also rotates the gears around their own axes and thereby, through the intermediary of the link 10, the desired rotation and causes oscillating movement of the piston vanes 1 and 2.
According to the invention, the internally toothed ring 17 has two toothings 17a.
However, it could also consist of two separate, equiaxed, fixed internal gear rims.
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With this arrangement, the handlebars work under very favorable conditions, since a lateral application of force is avoided and therefore considerable speeds can be achieved without any harmful vibrations.
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which are firmly connected to the side plates 18 and 19 that form the entire support piece. These plates are stiffened against one another by a cylindrical part 20 which has recesses 21 (FIG. 3) for the gear wheels 15 to pass through. The plate 18 rotates on an axial extension 5 a of the corresponding side wall of the machine housing and the plate 19 forms part of the driving shaft 7. The connection of the plates 18 and 19 to the part 20 is accomplished by means of bolts 211 or the like.
The shaft 7 is hollowed out at one of its ends at 7 a in order to form a bearing for the extension 3 a of the shaft 3 carrying the wings 2.
A lateral application of force is avoided in the entire arrangement. The forked handlebars 10, the double and symmetrical gears 15 on both sides of the handlebars 10, the double and also symmetrically provided, internally toothed rims 17a, furthermore the centering of the disc 18 and the bearing 7a for the end 3a of the shaft 3 all contribute the same result, which is to achieve high rotational speeds while avoiding the vibrations resulting from one-sided application of force and thus to establish a balance of the overall arrangement.
A collar 22 of the shaft 4, which extends into a corresponding recess 23 of a housing part, forms a stop that prevents any axial displacement of the individual parts
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As shown in FIG. 1, the roller bearings used consist of elongated rollers with a small diameter.
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