CH685305A5 - Antriebsaggregat. - Google Patents

Description

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CH 685 305 A5

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Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Antriebsaggregat, enthaltend ein zylinderförmiges Gehäuse mit einer darin drehbar gelagerten axialen An- resp. Abtriebswelle.

Es geht dabei um eine Maschine, welche die Energie des ihr zugeführten Antriebmediums in eine Rotation der An.- resp. Abtriebswelle umwandelt und damit beliebige weitere Maschinen antreiben kann.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung lag darin, ein Antriebsaggregat zu finden, welches sehr einfach aufgebaut ist, wenig bewegliche Teile aufweist und sich bezüglich des zu verwendenden Antriebsmediums unkritisch insbesondere in bezug auf Verunreinigungen verhält.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass auf der Welle mindestens eine kreisförmige Scheibe kraftschlüssig angeordnet ist, welche mindestens eine Ausnehmung in der Kreisfläche ausserhalb des Wellenbereiches aufweist, und dass am Gehäuse wenigstens eine Eintrittsöffnung über wenigstens den grössten Teil des Bereiches der darunterliegenden Scheibe bzw. Scheiben in im wesentlichen in axialer Richtung verlaufend derart angeordnet ist, dass durch diese Öffnung ein Antriebsmedium tangential an die Scheibenflächen zuführbar ist, und dass an wenigstens einer Stirnfläche des Gehäuses im Lagerbereich der Antriebswelle eine Austrittsöffnung für das Medium angeordnet ist.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Ansprüchen 1 bis 9 beschrieben.

Bevorzugt wird das erfindungsgemässe Antriebsaggregat zum Antrieb eines Generators zur Produktion von elektrischer Energie verwendet.

Vorzugsweise lässt sich das Antriebsaggregat umgekehrt auch als Pumpe verwenden, indem die Welle mittels eines geeigneten Motors angetrieben wird.

Insbesondere vorteilhaft erweist sich der sehr einfache Aufbau des Antriebsaggregates mit wenigen beweglichen Teilen. Einzig die Welle mit aufgesetzten Scheiben wird ähnlich einer Turbine im Gehäuse gelagert. Im Gegensatz zur Turbine werden keine aufwendig herzustellende und empfindliche, speziell geformte Schaufelräder verwendet, sondern einfach herzustellende kreisförmige, flache Scheiben. Bei der Verwendung von Druckluft als Antriebsmedium hat sich gezeigt, dass selbst starke Verunreinigungen in der zugeführten Druckluft in Form von Staub- und Sandkörnern die Funktion des Antriebsaggregates in keiner Weise beeinträchtigt haben. Insbesondere vorteilhaft ist die Anordnung von zwei entgegengesetzt wirkenden Eintrittsöffnungen für das Antriebsmedium. Einerseits kann damit die Drehrichtung der Antriebsweile frei gewählt und auch gewechselt werden, andererseits lässt sich damit auch die laufende Welle bremsen, ohne dass zusätzliche Bremseinrichtungen vorgesehen werden müssen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand von Zeichnungen noch näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 den Längsschnitt durch ein erfindungsge-mässes Antriebsaggregat;

Fig. 2 den Querschnitt von Fig. 1.

Der Querschnitt durch ein erfindungsgemässes Antriebsaggregat zeigt das zylinderförmige Gehäuse 1 mit den beiden als Deckel ausgebildeten Stirnflächen V und 1". In den beiden Deckeln V und 1" sind die Lager 2, 3 für die Antriebswelle 4 einge-presst. Auf der Antriebswelle 4 sind eine Anzahl von Scheiben 5 positioniert, welche als Antriebsscheiben dienen. Die Scheiben 5 werden durch Distanzscheiben 6, welche jeweils zwischen zwei Scheiben 5 zu liegen kommen, im Abstand zueinander gehalten. Die kraftschlüssige Verbindung der Scheiben 5 mit der Welle 3 wird hier beispielsweise sehr einfach durch Pressung mittels der auf das eine Wellenende 4' aufzuschraubenden Mutter 7 erreicht, welche gleichzeitig auch die Lager 2, 3 auf der Welle erfasst. Je nach der Leistung des Antriebsaggregates können aber auch beispielsweise in Nuten der Welle geführte Keile zur Anwendung gelangen. Im in Fig. 1 gezeigten Beispiel ist der Deckel 1" vollständig geschlossen. Der andere Deckel 1' weist eine mittig angeordnete Austrittsöffnung 8 auf, und der Lagerteil des Deckels ist derart in Längsrichtung verschoben ausgeführt, dass über den Kanal 9 eine Öffnung vom Antriebsaggregatin-nenraum gegen aussen realisiert ist. Durch diese Öffnung kann das in das Antriebsaggregat zugeführte Antriebsmedium wieder aus dem Gehäuseinneren entweichen.

In Fig. 2 ist der Querschnitt durch das Antriebsaggregat dargestellt. Hier sind nun zwei Eintrittsöffnungen 10 und 11 ersichtlich. Für den Antrieb der Welle 4 in Pfeilrichtung wird ein Antriebsmedium, beispielsweise Wasserdampf oder Druckluft durch die Eintrittsöffnung 10 zugeführt. Durch die dargestellte Ausbildung dieser Eintrittsöffnung 10 greift das Antriebsmedium tangential aussen an den Scheiben 5 an und treibt damit die Scheiben 5 in Pfeilrichtung an. Die Eintrittsöffnung 10 erstreckt sich dabei in axialer Richtung über denjenigen Bereich des Gehäuses 1, unter welchem die Scheiben 5 angeordnet sind. Dadurch werden alle Scheiben 5 gleichzeitig vom einströmenden Antriebsmedium erfasst. Die Teilchen des Antriebsmediums geben nun einen Teil ihrer Energie an die Scheiben 5 ab, wodurch diese angetrieben werden, und wandern dabei gegen das Scheibenzentrum zur Antriebswelle 4. Im Bereich der Antriebswelle 4 sind hier beispielsweise 3 runde Ausnehmungen 12 aus den Scheiben 5 ausgestanzt. Durch diese Ausnehmungen strömt nun das Antriebsmedium in axialer Richtung zur Austrittsöffnung 8 und entweicht schliesslich über den Kanal 9 aus dem Antriebsaggregat. Für den geschilderten Bewegungsablauf wird die Eintrittsöffnung 11 geschlossen. Soll nun die Rotation der Antriebswelle verlangsamt werden, kann die Zufuhr des Antriebsmediums von der Eintrittsöffnung 10 auf die Eintrittsöffnung 11 umgeleitet werden, wodurch das Medium entgegen der Drehrichtung tangential an die Scheiben 5 strömt, und dies verlangsamt resp. abbremst. Ebenfalls lässt sich damit natürlich die Drehrichtung der Antriebswelle wählen.

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Der gezeigte Aufbau des Antriebsaggregates ist sehr einfach und kostengünstig realisierbar, insbesondere sind nur wenig bewegliche Teile vorhanden und die Scheiben 5 beispielsweise durch Stanzen sehr einfach und rationell herzustellen. Ebenfalls lässt sich die Grösse des Aggregates annähernd beliebig den Anforderungen anpassen; denkbar sind Grössenordnungen der Wellenlänge von einigen Zentimetern bis zu mehreren Metern.

Ebenfalls denkbar ist der Einsatz dieses Aggregates für den umgekehrten Zweck als Pumpe. Dabei würde das zu fördernde Medium über die Austrittsöffnungen 9 und 10 angesogen und zu den Eintrittsöffnungen 10 resp. 11 transportiert. Die Antriebswelle 4 müsste zu diesem Zweck einfach mittels eines geeigneten Motors, beispielsweise eines Elektromotors, angetrieben werden.

Claims (11)

Patentansprüche

1. Antriebsaggregat, enthaltend ein zylinderförmiges Gehäuse (1) mit einer darin drehbar gelagerten axialen An- resp. Abtriebswelle (4), dadurch gekennzeichnet, dass auf der Welle (4) mindestens eine kreisförmige Scheibe (5) kraftschlüssig angeordnet ist, welche mindestens eine Ausnehmung (12) in der Kreisfläche ausserhalb des Wellenbereiches aufweist, und dass am Gehäuse wenigstens eine Eintrittsöffnung (10) über wenigstens den grössten Teil des Bereiches der darunterliegenden Scheibe bzw. Scheiben (5) im wesentlichen in axialer Richtung verlaufend derart angeordnet ist, dass durch diese Öffnung (10) ein Antriebsmedium tangential an die Scheibenflächen (5) zuführbar ist, und dass an wenigstens einer Stirnfläche (1') des Gehäuses im Lagerbereich der Antriebswelle eine Austrittsöffnung (8) für das Medium angeordnet ist.

2. Antriebsaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine, vorzugsweise beide Stirnflächen des Gehäuses mit einer Stirnwand (1', 1") versehen sind.

3. Antriebsaggregat nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Scheiben (5) im Abstand voneinander auf der Antriebswelle (4) angeordnet sind, wobei der Abstand der Scheiben untereinander sowie die Scheibendik-ke um ein Vielfaches kleiner als der Durchmesser der Scheiben (5) ist.

4. Antriebsaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Scheibenränder zur inneren Gehäusewand (1) ein Vielfaches kleiner als der Scheibendurchmesser ist.

5. Antriebsaggregat, nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit Abtriebswelle, dadurch gekennzeichnet, dass am Gehäuse (1) wenigstens zwei Eintrittsöffnungen (10, 11) derart angeordnet sind, dass jeweils zugeführtes Antriebsmedium wahlweise entgegengesetzt tangential an die Scheibenflächen (5) zuführbar ist.

6. Antriebsaggregat, nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheiben (5) derart auf der Welle (4) positioniert sind, dass die einander entsprechenden Ausnehmungen (12) der Scheiben in axialer Richtung untereinander fluchten.

7. Antriebsaggregat, nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens 15 Scheiben (5) auf der Welle (4) angeordnet sind.

8. Antriebsaggregat, nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheiben (5) aus einer Aluminiumlegierung bestehen.

9. Antriebsaggregat, nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit Abtriebswelle, so ausgebildet, dass als Antriebsmedium eine Flüssigkeit, Wasserdampf oder ein Gasgemisch eingesetzt werden kann.

10. Generatoranlage mit einem Antriebsaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei es eine Abtriebswelle aufweist, zur Produktion von elektrischer Energie.

11. Pumpenanlage mit einem Antriebsaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei es eine Antriebswelle aufweist, welche von einem Motor angetrieben wird.

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