DE2063849A1 - Compressed air operated impeller motor - Google Patents
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Description
Pat cm; anv/ä 11 e
Dipl.-Inc· V/.Beyer
Dipl.-WirtGeh.-Ing. B.Jochem 2063849Pat cm; anv / ä 11 e
Dipl.-Inc · V / .Beyer Dipl.-WirtGeh.-Ing. B. Jochem 2063849
6 Frankfurt am Main Freihcrr-vom-ßtoin-Str. '|86 Frankfurt am Main Freihcrr-vom-ßtoin-Str. '| 8
Firmacompany
Atlas Copeο IOOLS ABAtlas Copeο IOOLS AB
St ockholm/Sclrwe denSt ockholm / Sclrwe den
Druckluf t-b e t rieb ener FlügeIradmotorCompressed air powered flights
.Priorität der schwedischen Patentanmeldung Nr. Ίι8 1J6/69 vom y\. Dezember i969Priority of the Swedish patent application no. Ίι8 1J6 / 69 of y \. December 1969
Die Erfindung betrifft einen druckluftrbetriebenen Flügelradmotor, bestehend aus einem Umsteuerventil, einem paar wechselweise mit Druckmittel beauflagbare Einlaße und einem paar Hauptauflaßöffnungen, von denen jede ein Ventil zum alternierenden Schließen derjenigen Auslaßöffnung aufweist, die dem betätigten Einlaß benachbart ist.The invention relates to an air-powered impeller motor, consisting of a reversing valve, a pair of inlets that can be alternately pressurized with pressure medium, and a pair Main intake ports, each of which has a valve for alternating Having closing that outlet opening which is adjacent to the actuated inlet.
Bei Flügelradmotoren der oben genannten Art wird angestrebt, daß die Motoren in beiden Drehrichtungen die gleicle maximale Leistung wie nicht resersible Motoren abgeben. Bisher wurden · federbelastende Ventile an den Auslaßöffnungen verwendet, die durch den Luftdruck der die Einlaßöffnungen alternierendIn the case of impeller motors of the type mentioned above, the aim is that the motors have the same maximum in both directions of rotation Deliver performance like non-resersible engines. So far Spring-loaded valves are used on the outlet ports, which alternate through the air pressure of the inlet ports
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durch strömenden Druckluft geschlossen wurden. Der Nachteilwere closed by flowing compressed air. The disadvantage
dieser Ausführungen besteht darin, daß die c.uf den Auslaßöffnungen heraustretende Luft das Umsteuerventil durchströmen muß, wodurch wegen der begrenzten Baugröße der Geräte erhebliche, durch die Drosselwirkung des Ventiles hervorgerufene Energieverluste in Kauf genommen v/erden müssen. In einem Motor von "beispielsweise drei PS können diese Verluste bis zu einem halben PS ansteigen. Darüberhinaus trägt auch der Gegendruck der federbelasteten Ventile zu den Leistungsverlusten bei.of these designs consists in the fact that the c. on the outlet openings Exiting air must flow through the reversing valve, which because of the limited size of the Devices considerable, due to the throttling effect of the valve caused energy losses have to be accepted. In an engine of "for example three horsepower can these losses increase up to half a horsepower. In addition, the back pressure of the spring-loaded valves also contributes contributes to the loss of performance.
Aufgabe "der Erfindung ist es, die Leistungsverlust eines Flügelradmotors der oben beschriebenen Art weitgehend zu verringern oder zu eliminieren. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Auslaßventile mit Schließglieiern für jede Auslaßöffnung versehen sind, welche mit den ihm . jeweilig zugeordneten Ventil alternierend in Eingriff stehen, daß die Ventile zwischen der jeweiligen Auslaßöffnung und einem Hohlraum im Motorgehäuse angeordnet und über diesen mit der Atmosphär verbunden sind.Object "of the invention is to reduce the power loss of a Impeller motor of the type described above to largely reduce or eliminate. According to the invention this The object is achieved in that the exhaust valves with closing members are provided for each outlet opening, which with him. respectively assigned valve in engagement alternately stand that the valves are arranged between the respective outlet opening and a cavity in the motor housing and are connected to the atmosphere via this.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele .der. Erfindung an Hand der Zeichnung genauer erläutert. Es zeigen:In the following, exemplary embodiments of the. invention explained in more detail on the basis of the drawing. Show it:
Fig. ί einen Längsschnit durch den erfindungsgemäßen Flügelradmotor längs· der Schnittlinie Ί-1 in Fig. 3Fig. Ί a longitudinal section through the invention Impeller motor along the section line Ί-1 in Fig. 3
Fig. H einen Querschnitt durch den Motor längs der Linie 2-2 in Fig. ί,Fig. H shows a cross section through the engine along the line 2-2 in Fig. Ί,
Fig. 3 einen Querschnitt durch der Hotor längs der Schnittlinie 3-5 in Fig. Ί,Fig. 3 is a cross section through the Hotor along the Section line 3-5 in Fig. Ί,
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Pig. 4 einen Querschnitt wie in Pig. 3 durch eine weitere Ausführung des erfindungsgemäßen Motors, Pig. 4 shows a cross section as in Pig. 3 through a further embodiment of the engine according to the invention,
Pig. 5 einen vergrößerten Ausschnitt längs der Linie 5-.5 in Fig. 4.Pig. 5 shows an enlarged section along the line 5-5 in Fig. 4.
Der Flü0elradmotor gemäß der Erfindung enthält ein Gehäuse ;O, welches durch nicht gezeigte Schrauben zwischen einem vorderen Deckel ί1 und einem rückwärtigen Deckel ί2 gehalten ist und das einen inneren Hohlraum 16 mit zylindrischen End- ^ "bohrungen ί3 umschließt. In die Endbohrungen ί3 sind Lagertragkörper eingesetzt, die aus" ein^c vorderen Körper ί4- und einem rückwärtigen Körper ί5 bestehen und die der Halterung von Kugellagern ί7 dienen, in welchen wiederum ein Rotor 18 mittels eines rückwärtigen Lagerzapfens ί9 sowie einer vorderen Antriebswelle 20 konzentrisch zu den Endbohrungen Ί3 gelagert ist. Der Rotor i8 wird von einem Zylinder d1 · umschlossen, der mit Bezug auf die Endbohrungen Ί3 exzentrisch im Hohlraum i6 angeordnet ist und der ein parr über Kopf laufende, miteinander verbundene Einlaßhauben 22, 23 aufweist. Gegen den Innenmantel des Zylinders 21 liegen bekannte Flügel >)C> in gleitender Anlage an, die in Schlitzen 'dh des Rotors 18 radial beweglich gefuhrt sind. "Über Einlasse 26 % und 27 kann Druckluft von den entsprechenden Einlaßhauben 22, 23 in den Zylinder 21 strömon. Der Zylinder 21 v/eist zwei alterative Hauptauslaßöffnungen 28, 29 auf, die als Axialschlitze oder Bohrungen ausgeführt sind. Der den mittleren Teil des Zylinders 21 sovrie die Einlaßhauben 22, 23-umschlieJSonde Hohlraum 16 st^ht über Bohrungen 31 in direkter Verbindung mit der umgebenden Atmosphäre, wobei an den Bohrungen 31 zweckmäßiger Weise bekannte Schalldämpfungselemente angeordnet sein können.The Flü 0 elradmotor according to the invention includes a housing;. O, which is held by non-illustrated screws between a front cover and a rear cover ί1 ί2 and the holes an inner cavity 16 having cylindrical end ^ "In ί3 encloses the end bores ί3 bearing support bodies are used which au s "^ c front body ί4- and a rear body consist ί5 and ί7 serve to hold ball bearings, in which again a rotor 18 by a rear bearing journal ί9 and a front drive shaft 20 concentric with the end bores Ί3 is stored. The rotor i8 is enclosed by a cylinder d1 which is arranged eccentrically with respect to the end bores Ί3 in the cavity i6 and which has an inlet hoods 22, 23 which run parallel overhead and are connected to one another. Against the inner surface of the cylinder 21 are known vanes > ) C > in sliding contact, which are guided in slots' ie of the rotor 18 so as to be radially movable. "Via inlets 26 % and 27, compressed air can flow from the corresponding inlet hoods 22, 23 into the cylinder 21. The cylinder 21 has two alternative main outlet openings 28, 29, which are designed as axial slots or bores. The middle part of the cylinder 21 and the inlet hoods 22, 23-enclosing the cavity 16 is in direct communication with the surrounding atmosphere via bores 31, and known sound-absorbing elements can expediently be arranged at the bores 31.
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Der Hohlraum 16 weist in seinem unteren Teil ein paar von Taschen "32, 33 auf, in welchen elastisch sich vergrößernde Kammern darstellende Gummihohlkörper oder Guinraibläsen 34, 55 angeordnet sind. Zwischen den Taschen 32, 35 befindet sich ein nach aufwärts gerichteter, sattelförmiger Steg 44, der als Träger für ein Vcntilelemcnt 50 zum alternierenden Schließen der Hauptauslaßöffnungen 28, 29 ausgebildet ist. Das Vcrtilelcmcnt 50 stellt eine Wicgekuve 56, (f? dar, i/elche auf dem sattelförmigen Steg 44 gelagert ist und vorzugsweise aus relativ festem Gummimaterial besteht. Durch Ausdehnung des Gummihohlkörpers 34- kann c^.eser in Anlage an eine der Wiegekuven 36 des Ventiles 30 gebracht werden, wobei er als Schließelement für den Hauptauslaß 28 dient. In gleicher Weise kann der Hauptauslaß 29 durch Ausdehnung des Gummihohlkörpers 35. und dem dadurch erzielten Andrücken der Wiegekuve 37 gegen die Hauptauslaßöffnung 29 erzielt werden.In its lower part, the cavity 16 has a pair of pockets ″ 32, 33 in which elastic hollow rubber bodies or Guinrai bubbles 34, 55 are arranged. Between the pockets 32, 35 there is an upwardly directed, saddle-shaped web 44 which is formed as a carrier for a Vcntilelemcnt 50 for alternately closing the main discharge ports 28, 29. the Vcrtilelcmcnt 50 provides a Wicgekuve 56 (f? represents i / elk is supported on the saddle-shaped web 44 and is preferably made of relatively firm rubber material. By expanding the hollow rubber body 34, it can be brought into contact with one of the weighing cams 36 of the valve 30, where it serves as a closing element for the main outlet 28. In the same way, the main outlet 29 can be opened by expanding the hollow rubber body 35 and thereby achieved pressing of the cradle 37 against the main outlet opening 29 can be achieved.
In das Gehäuse ίΟ gelangt die Druckluft über einen Kanal 39, der mit einem Ventilgehäuse 40 verbunden ist. In diesem Gehäuse 40 befindet sich ein Umsteuerventil 4ί, welches in diesem Ausführungsbeispiel flach ausgebildet ist und mittels einer Schubstange 42 von Hand zwischen zwei Endstellungen verstellbar ist. In der in Fig. 0 gezeigten Endstellung ist die Leitung 59 über eine Fuhrungspassage 38 des Umsteuerventiles 41 mit einer teils im Gehäuse MO und teils im rückwärtigen Lagerkörper ί5 ausgebildeten Einlaßtasche 45 verbunden. Über den Lagerkörper μ5 steht die Einlaßtasche 45 mit dem Inneren der Einlaßtasche 22 in Verbindung. Gleichzeitig besteht in dieser Steuerposition des Umsteuerventils 4'i eine Verbindung zwischen einem inneren Raum 45» einer Einlaßtasche 46, die in gleicher Weise teils im Gehäuse ·ιυ und teils -Vm rückwärtigen Lagerkörper #i5 ausgebildet ist, einem A-xial-Kanal 47 im Gehäuse 10. Dieser Axial-Kanal The compressed air reaches the housing ίΟ via a channel 39 which is connected to a valve housing 40. In this housing 40 there is a reversing valve 4ί, which is flat in this embodiment and can be adjusted by hand between two end positions by means of a push rod 42. In the end position shown in FIG. 0 , the line 59 is connected via a guide passage 38 of the reversing valve 41 to an inlet pocket 45 formed partly in the housing MO and partly in the rear bearing body ί5. The inlet pocket 45 is connected to the interior of the inlet pocket 22 via the bearing body μ5. At the same time, in this control position of the reversing valve 4'i there is a connection between an inner space 45 'of an inlet pocket 46, which is formed in the same way partly in the housing and partly in the rear bearing body # i5, an axial channel 47 in the Housing 10. This axial channel
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47 führt zum Hohlraum 16 und ist somit über die Bohrungen 3'i direkt mit der Atmosphäre verbunden. Über dem Lagerkörper ί5 steht die Einlaßtasche 46 mit dem Innenraum der Einlaßtasche 23 in Verbindung.47 leads to cavity 16 and is thus over the bores 3'i connected directly to the atmosphere. Above the bearing body ί5 is the inlet pocket 46 with the interior of the Inlet pocket 23 in connection.
Die Einlaßtasche 23 ist mittels einer im Gehäuse ίΟ verlaufenden Passage 50 mit der Dehnungskammer der Gummiblase 34 und die Einlaßtasche 46 mittels eines ähnlichen Kanals 51 mit der Expansionskammer der Gummiblase 35 verbunden.The inlet pocket 23 is by means of a running in the housing ίΟ Passage 50 with the expansion chamber of the rubber bladder 34 and the inlet pocket 46 by means of a similar channel 51 connected to the expansion chamber of the rubber bladder 35.
Es liegt auf der Hand, daß durch eine Bewegung der Schutzstange 42 aus der in Pig. 3 gezeigten rechten Position nach links das Umsteuerventil 41 in seinem Führungskanal $8 in seine andere Endposition verschoben wird, v/obei dann die Leitung 39 direkt mit der Einlaßtasche 46 und die Einlaßtasche 43 über den inneren Ventilkanal 45 mit der Axialbohrung 4-7 und somit über den Hohlraum i6 und die Bohrung 31 mit der Atmosphäre verbunden ist.It is obvious that by moving the guard bar 42 from the Pig. 3, the reversing valve 41 is shifted to the left in its guide channel $ 8 into its other end position, v / obei then the line 39 directly with the inlet pocket 46 and the inlet pocket 43 via the inner valve channel 45 with the axial bore 4-7 and thus via the cavity i6 and the bore 31 are connected to the atmosphere.
Bei der folgenden Beschreibung der Wirkungsweise wird vorausgesetzt, daß der Motor mit der in Fig. 3 gezeigten Ventilstellung arbeitet. Druckluft gelangt durch die Leitung 39 in die Einlaß"fesche 43 und über die Bohrung 50 in den Gummihohlkörper1 34. Letztere expandiert und drückt dabei die Kuve 36 gegen-die der Einlaßöffnung 26 benachbarten Hauptauslaßöffnung 28, wobei gleichzeitig der Einlaß 26 über die Einlaßtftsche 43 und die Einlaßhaube 22 mit Druckluft beaufschlagt wird. Dabei wird der Hotor ί8 in Drehung versetzt. Da die Einlaßtasche 46 über dem Ventilkanal 45 des Urasteueirventiles 4i, die Axialbohrung 47, den Hohlraum i6 und die bohrungen 3'i entlüftet ist, wird auch der Gummi-* hohlkörper |J5 i» gleicher Weise über die Bohrung 51 entlastet und ^erklfinert, so daß die Kuve 37 vom Hauptauslaß 29 abgezogen und letzterer somit zum Hohlraum ·ι6 und der umgebenden Atmosphäre geöffnet ist. Arbeitsfluit kann daherIn the following description of the mode of operation, it is assumed that the engine is operating with the valve position shown in FIG. Compressed air passes through the line 39 into the inlet "fesche 43" and via the bore 50 into the hollow rubber body 1 34. The latter expands and presses the curve 36 against the main outlet opening 28 adjacent to the inlet opening 26 and compressed air is applied to the inlet hood 22. The rotor ί8 is thereby set in rotation - * Hollow body | J5 i »relieved and explained in the same way via the bore 51, so that the curve 37 is withdrawn from the main outlet 29 and the latter is thus open to the cavity 6 and the surrounding atmosphere
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mit einem Minimum an Drosselverlusten ausströmen-. Sobald der Flügel 25 den Hauptauslaß 29 passiert hat, erfolgt wie gebräuchlich ein Austreiben der restlichen Luft über die Einlaßöffnung 27 und die Einlaßtasche 25 zur entlüfteten Einlaßtasche7l-6. Das Auftreiben lediglich der geringen Restlustmenge durch das Umsteuerventil 44 ergibt vernachlässigbar kleine Drosselverluste.outflow with a minimum of throttling losses. Once the vane 25 has passed through the main outlet 29, is carried out as a common expelling the remaining air via the inlet port 27 and inlet pocket 25 to the vented inlet pocket 7-l. 6 The pushing up of only the small amount of residual air through the reversing valve 44 results in negligibly small throttle losses.
Auch in der Ausführung gemäß der Fig. 4 und 5 ist das Ventil 50 in gleicher Weise wie das vorbeschriebene mit Viegekuven 56, 57 versehen, welche aber hier durch gegen die Kuven 56, 57 andrückbare feste Schließelemente mechanisch betätigbar sind. Diese mechanisch wirkenden Schließelemente können beispielsweise aus Exzentern 52, 53= gebildet sein, · in deren Exzenterscheiben Planflächen 54-, 55 vorgesehen sind, welche alternativ gegen die Ventilküven 56, 57 "ßewegbar sind und der Arretierung der Exzenter 52, 55 in der eingestellten Position durch Verriegelung mit den rückwärtigen Flächen der Wiegekuven 56, 57 dienen. Mittels dieser Exzenter 5^, 53 kann das Ventil 50 in einer-seiner beiden Positionen v/ahlweise festgelegt werden. Die Einstellung der Exzenter in der einen oder anderen ,Fixierposition erfolgt durch Verdrehen einer die Exzenter 52, 53 tragenden, daß Motorgehäuse durchragenden Welle 56, welche zur Handverstellung an ihrem außer-1 häusigen Ende einen Drehknopf 57 aufweist.In the embodiment according to FIGS. 4 and 5, too, the valve 50 is provided with Viegekuven 56, 57 in the same way as the one described above, but here they can be mechanically actuated by fixed closing elements that can be pressed against the cams 56, 57. These mechanically acting closing elements can be formed, for example, from eccentrics 52, 53, in whose eccentric disks plane surfaces 54-, 55 are provided, which can alternatively be moved against the valve cams 56, 57 "and the locking of the eccentrics 52, 55 in the set position by locking with the rear surfaces of the weighing cams 56, 57. The valve 50 can be fixed in one of its two positions by means of these eccentrics 5, 53. The adjustment of the eccentrics in one or the other, fixing position takes place by turning a the eccentrics 52, 53 supporting that the motor housing projects through shaft 56 having at its outside for manual adjustment 1 frequent end a knob 57th
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