Kreiskolbengebläse. Als Kreiskolbengebläse werden rotierende Verdiehter mit zwei parallelen Wellen 1 und Drehkörpern mit kreisenden Kolben 2 be- zeiehnet (Fig. 1), wobei die auf der Saugseite <B>3</B> von den zwischen den Drehkörpern und dem Gehäuse gebildeten Zwischenräumen aufge nommene Luft (oder Gas) nach der Druck seite 4 transportiert wird. Die Verdichtung erfolgt bei bekannten Gebläsen (Fig. 1) erst nach Freigabe der Drucköffnung mit soge <B>n</B> nanntein Drucksprung vom Drueknetz aus, so dass sich solche Gebläse in der bisherigen Ausführangsforni nur für relativ kleine Druckverhältnisse (#1,5) eignen. Auch ver ursacht der plötzliche Druckanstieg besonders bei hohen Drehzahlen viel Lärm.
Ferner müs sen die Arbeitskolben 2 im Abwälz- oder Ko pierverfahren nach zyklischen Evolventen- oder andern Kurven auf Spezialmasehinen mit hohen Kosten geschnitten werden, wobei pro Rotor zwei Kolben, wie in Fig. 1 gezeigt, oder auch mehr Kolben (Zähne) zur Verwen dung kommen. Die Lagerung der Wellen und die Antriebszahnräder derselben sind ausser halb der Arbeitsräume verlegt, so dass ölfreie Luft, gefördert wird.
Vorliegende Erfindung betrifft ein Ge bläse der eingangs genannten Art, bei welchem bei geeigneter Ausbildung alle vorgenannten Naehteile behoben bzw. gemildert sind. Sie be steht darin, dass das Profil der Flanken der als Kolben wirkenden Zähne ein Kreisbogen ist. In Fig. 2 ist der Querschnitt eines Beispiels des erfindungsgemässen Gebläses gezeigt. Die beiden Wellen 1-1, welche vorzugsweise mit gleicher Drehzahl laufen, tragen<B>je</B> einen Drehstern<B>5</B> von gleichem Aussendurchmesser = 2 RT. Sie sind zum Beispiel mit je drei kreisranden Eindrehumgen versehen, deren Kreiszentren auf dem zugehörigen Kreis mit dem Aassendurchmesser 2 RT liegen, welcher Kreis den Teilkreis des zugehörigen Rotors bildet.
Am linken Rotor sind Kreisrohre in diese Eindrehungen eingelegt, welche Rohre mit ihrem über ihren Drelistern <B>5</B> heraus ragenden Teil die Kolben oder Zähne 2 bilden, die mit den EindrehLmgen des rechten Dreh sternes in Eingriff kommen. Eine kleine, auf einem Bogen vom Radius R' gelegene Abfla chung der von den Rohren 2 gebildeten Zähne macht die Abdichtung am Scheitel der Zähne von einer Linien- in eine Flächendichtung ohne grossen schädlichen Raum R-R'.- <B>3</B> ist wieder die Saugöffnung und 4 die Druch:öff- nung in die beiden Rotoren umschliessenden Zylinder.
An Hand der Fig. <B>3</B> und 3a wird nun gezeigt, wie sich der Zahneingriff wäh rend eines Zahndurchgangs verhält. Der Kreismittelpunkt des Zahnes 2 des linken Ro tors bewegt sich von a (obere Lage) nacli <B>b</B> in die Mittellage und dann nach c (untere Lage). Gleichzeitig hat sich der Mittelp-ankt der benachbart-en Zahnlücke des rechten Ro tors von a' nach<B>b'</B> und<B>e'</B> bewe-t an-etrie- ben vom linken Rotor durch einen ausserhalb liegenden Zahnantrieb, mit der -Übersetzung 1: 1.
Man erkennt ohne weiteres, dass sich die vorlaufenden Flanken von Zahn und Lücke in der Stellung a bzw. a' im Punkt b, b' spiel los berühren, ebenso die nachlaufenden Flan ken in der Stellung c bzw. e'. In der Mittel stellung von Zahn und Lücke liegen die Flan ken von Zahn und Lücke spiellos ganz anein ander, was in Fig. 3 a auf der Senkrechten mit X = 0 markiert ist. Eine genaue Nachrech nung zeigt nun, dass zwischen diesen drei eha- rakteris ' tischen Lagen mit X = 0 zweimal zu- und wieder abnehmende Spiele X auftreten, die, ein Xmax durchlaufen.
Für RT = 100 mm der beiden gleich grossen Teilkreise und r = 50 mm Radius für den Kreisbogen der Zahnflanken wird Xmax = 0,4 mm während eines Drehwinkels a = 60 oder bei drei Zähnen während 180 . Das mittlere Spiel ist # 0,2 mm, oder bei drei Zähnen, bezogen auf eine ganze Umdrehung
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. Nimmt man für die andern Spiele am äussern Zylinder umfang der Rotoren und an den beiden Stirn seiten sowie im Zahneingriff ein Grundspiel von 0,2 mm an, so beträgt obiges, infolge der Unvollkommenheit der Zähne mit Kreisbogen flanken entstehendes zusätzliches Spiel wir kungsgemäss nur zum Beispiel etwa 10 % der übrigen Spiele. Es hat dies zur Folge, dass ein Füllungsrad von 90 % mit dieser verein fachten Zahnform nur auf 89 % absinkt, was gegenüber den fabrikatorischen Vorteilen sehr tragbar ist.
In Fig. 4 und 4a ist gezeigt, wie die die Zähne 2 bildenden Rohre an ihren Enden von Endplatten<B>6</B> umschlossen werden, so dass die Zentrifugalkräfte der Rohre von diesen Plat ten aufgenommen werden. Die Platten selbst sind mit Schrauben 7 mit dem Drehstern 5 verschraubt. Diese Endplatten 6 werden nun auch noch zur Steuerung des Drackauslasses benützt, so dass die Luft im mit den Zähnen 2 versehenen Rotor schon vor dem Ausstossen verdichtet wird, somit das sonst unwirtschaft liche Volldruckdiagramm und der Lärm des plötzlichen Druckeinfalles in die Zahnlücke mit nicht vorverdichteter Luft vermieden wird.
F ig. 5 und 5a zeigen diese Anordnung, Die Endscheibe 6 auf einer oder beiden Stirn seiten hat Steueröffnungen 8. Der Druck stutzen 4 ist unmittelbar über der Eingriff- Mittellinie an einem oder beiden Deckeln<B>9</B> angebracht und mündet in das Auslassfenster 10 ein. Die in den Zahnlüeken der beiden Ro toren eingeschlossene Luft kann in der ge zeichneten Stellung noch nicht austreten; erst wenn die Kante 11 das Fenster 10 erreicht hat, das heisst wenn in der dem Zahneingriff nächstliegenden Zahnlüeke des linken Rotors eine Vorkompression stattgefunden hat, wird der Druckauslass freigegeben. So kann das Kreiskolbengebläse auch für höhere Drücke und höhere Drehzahlen verwendet werden.
ohne Wirkun- 2:radeinbusse und unter Ver minderung des Druiekausgleichlärms. Mit, der höheren Drehzahl wird das Gebläse kleiner und billiger. Diese Druckluftentnahme naeh den Stirn seiten ergibt etwas beschränkten Platz für die Drueköffnungen, was bei der Variante nach Fig. <B>6</B> (a bis<B>e)</B> vermieden wird, wobei aber nur die Luft des linken Rotors eine Vorkom- pression erfährt, welche allerdings etwa zwei Drittel der gesamten Fördermenge ausmacht.
Der Filmstreifen Fig. <B>6</B> (a bis e) zeigt im Bild a die vor dem Zahneingrilf ankommende linke Zahnlücke mit noch unvermindertem Raum <B>A,</B> Der Druckauslass 4 ist von der Übersehnei- dungsstelle der beiden Zylinderbohrungen aus, in welchen die Rotoren untergebracht sind, gegen den unberohrten Rotor hin, sowie gegenüber dem Saugeinlass <B>3</B> nach rechts ver legt, so dass <B>A"</B> vorläufig noch verschlossen ist.
während die benachbarte Zahnlüeke des reeh- ten Rotors den Auslass bereits passiert hat und ihren Inhalt zum grössten Teil in die Druck leitung ausgestossen hat. Der Restraum B, steht also unter Enddruck und steht unmittel' <B>-</B> bar vor der Verbindung mit dem Raum<B>A,;</B> im nächsten Moment tritt Verbindung der beiden Räume ein, womit in -1" eine relativ kleine Vorkompression stattfindet.
In Fig. <B>b</B> ist Raum B., bereits zu Null geworden, und sein Inhalt ist vollständig in den Raum<B>A,</B> gredrüekt worden, unter weiterer Steigerung der Vorkompression in A1, das ausserdem ge genüber A0 auch schon etwas kleiner gewor den ist. Nach weiterer Drehung in die Stel lung der Fig. c ist A0 bereits auf A2 reduziert, und auf der rechten Seite steht sowohl in Fig. b wie c bereits die nachfolgende Zahn lücke B des rechten Rotors unter der Druck öffnung 4. In Fig. c stehen die Räume A2 und B am Anfang ihrer Verbindung, das heisst das Alusstossen aus A2 hat nun ebenfalls begonnen.
Dieser Zustand ist in Fig. d bereits so weit fortgeschritten, dass A3 nahezu ganz ausge stossen hat, und in Fig. e, welche der Anfangs stellung a entspricht, beginnt das beschriebene Spiel von neuem mit der folgenden Zahnlücke des linken Rotors.
Damit die Lärmgefahr aus dem rechten Rotor, welcher immer noch, wenn auch nur mit etwa einem Drittel des Fördervollunens mit Volldriiekdiagramm und plötzlichem Druekeinfall arbeitet, schon in der Entste hung unterdrückt wird, kann der Druehöff- nung 4 eine bekannte Zyklon-Rückstossbremse unmittelbar naehgeschaltet sein (Fig. 7 und 7a). Beim normalen Fördern strömt die Luft auf kürzestem Weg nach der punktierten Linie durch die Bremse.
Sobald aber eine un ter Saugdruck stehende Zahnlücke B unter der Drucköffnung vorbeifährt und das Rück strömen in diese Lücke mit grosser Geschwin digkeit einsetzen will, erfährt die Rückstrom luft im Zyklon einen Drall nach der ausgezo gen gezeichneten Strömungslinie unter ge gen die Mitte hin zunehmender Geschwindig keit, was das Rückströmen bremst und den, Druekausgleichknall dämpft.
Vorteile der eiläuterten Konstruktionen: Zähne mit kreisbogenförmigem Flanken profil sind billiger in der Herstellung als übliche Zähne. Vorkompression durch Steuerung der Druckluft mit die Rohre haltenden Endschei- ben oder mit dem unberohrten Drehkörper ermöglicht höhere Drücke und Drehzahlen bei kleineren Dimensionen, weniger Lärm und kleinere Erstellungskosten,
Rotary piston blower. Rotating twisters with two parallel shafts 1 and rotating bodies with rotating pistons 2 are designated as rotary piston blowers (FIG. 1), the spaces on the suction side 3 being taken up by the spaces formed between the rotating bodies and the housing Air (or gas) is transported to the pressure side 4. In known blowers (Fig. 1), compression takes place only after the pressure opening has been released with what is known as a pressure jump from the pressure network, so that such blowers in the previous design only work for relatively small pressure ratios (# 1, 5) are suitable. The sudden increase in pressure also causes a lot of noise, especially at high speeds.
Furthermore, the working piston 2 must be cut in the rolling or copier method according to cyclical involute or other curves on special machines at high costs, with two pistons per rotor, as shown in FIG. 1, or even more pistons (teeth) for use come. The storage of the shafts and the drive gears of the same are relocated outside of the work area so that oil-free air is conveyed.
The present invention relates to a Ge blower of the type mentioned, in which all of the aforementioned sewing parts are eliminated or mitigated with a suitable design. It consists in the fact that the profile of the flanks of the teeth acting as pistons is an arc of a circle. 2 shows the cross section of an example of the fan according to the invention. The two shafts 1-1, which preferably run at the same speed, each carry a rotary star <B> 5 </B> with the same outside diameter = 2 RT. For example, they are each provided with three circular turns, the circle centers of which lie on the associated circle with the carcass diameter 2 RT, which circle forms the partial circle of the associated rotor.
On the left rotor, circular tubes are inserted into these grooves, which tubes form the pistons or teeth 2 with their part protruding over their Drelistern <B> 5 </B>, which come into engagement with the screw-in of the right rotary star. A small flattening of the teeth formed by the tubes 2 on an arc of radius R 'makes the seal at the apex of the teeth from a linear to a surface seal without a large harmful space R-R' .- <B> 3 </ B> is again the suction opening and 4 is the opening in the cylinder surrounding the two rotors.
With reference to FIGS. 3 and 3a it is now shown how the tooth engagement behaves during a tooth passage. The center of the circle of tooth 2 of the left rotor moves from a (upper position) to <B> b </B> into the central position and then to c (lower position). At the same time, the center of the adjacent tooth gap of the right rotor has moved from a 'to <B> b' </B> and <B> e '</B> by the left rotor by an external toothed drive with a gear ratio of 1: 1.
One can easily see that the leading flanks of the tooth and gap in position a or a 'at point b, b' touch without play, as do the trailing flanks in position c or e '. In the middle position of tooth and gap, the flanks of tooth and gap are completely anein other without play, which is marked in Fig. 3a on the vertical with X = 0. A precise recalculation now shows that between these three characteristic positions with X = 0 there are twice increasing and decreasing games X that run through an Xmax.
For RT = 100 mm of the two pitch circles of equal size and r = 50 mm radius for the circular arc of the tooth flanks, Xmax = 0.4 mm during an angle of rotation a = 60 or for three teeth during 180. The mean play is 0.2 mm, or with three teeth, based on a complete revolution
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. Assuming a basic clearance of 0.2 mm for the other clearances on the outer cylinder circumference of the rotors and on the two end faces as well as in the meshing of the teeth, the above additional clearance resulting from the imperfection of the teeth with circular arc flanks is only shown as an example about 10% of the remaining games. As a result, a filling wheel of 90% with this simplified tooth shape only drops to 89%, which is very affordable compared to the manufacturing advantages.
4 and 4a show how the tubes forming the teeth 2 are enclosed at their ends by end plates 6 so that the centrifugal forces of the tubes are absorbed by these plates. The plates themselves are screwed to the rotary star 5 with screws 7. These end plates 6 are now also used to control the pressure outlet, so that the air in the rotor provided with the teeth 2 is compressed before it is ejected, thus the otherwise uneconomical full pressure diagram and the noise of the sudden pressure drop in the tooth gap with non-pre-compressed air is avoided.
Fig. 5 and 5a show this arrangement. The end plate 6 on one or both end faces has control openings 8. The pressure port 4 is attached to one or both covers 9 directly above the engagement center line and opens into the outlet window 10 a. The air trapped in the gaps between the teeth of the two rotors cannot yet escape in the position shown; Only when the edge 11 has reached the window 10, that is to say when a pre-compression has taken place in the tooth gap of the left rotor closest to the tooth engagement, is the pressure outlet released. The rotary piston blower can also be used for higher pressures and higher speeds.
without impact 2: wheel losses and with a reduction in the pressure compensation noise. As the speed increases, the fan becomes smaller and cheaper. This compressed air extraction near the end faces results in somewhat limited space for the pressure openings, which is avoided in the variant according to FIG. 6 (a to <B> e) </B>, but only the air of the left rotor experiences a pre-compression, which, however, accounts for around two thirds of the total delivery rate.
The film strip Fig. 6 (a to e) shows in image a the left tooth gap arriving before the tooth engagement with still undiminished space <B> A, </B> The pressure outlet 4 is from the point of overlap of the two cylinder bores, in which the rotors are accommodated, towards the un-drilled rotor and towards the right opposite the suction inlet <B> 3 </B> so that <B> A "</B> is temporarily still closed .
while the adjacent tooth gap of the right rotor has already passed the outlet and most of its content has been discharged into the pressure line. The remaining room B is therefore under final pressure and is immediately in front of the connection with the room <B> A ,; </B> in the next moment the two rooms are connected, which in - 1 "a relatively small pre-compression takes place.
In Fig. B, space B., has already become zero, and its content has been completely printed into space <B> A, </B> with a further increase in the precompression in A1, the it is also a bit smaller compared to A0. After further rotation into the position of Fig. C, A0 is already reduced to A2, and on the right side in both Fig. B and c the following tooth gap B of the right rotor is already under the pressure opening 4. In Fig. C the rooms A2 and B are at the beginning of their connection, i.e. the aluminum pushing from A2 has now also started.
This state has already progressed so far in Fig. D that A3 has almost completely pushed out, and in Fig. E, which corresponds to the initial position a, the game described begins again with the following tooth gap of the left rotor.
So that the risk of noise from the right rotor, which still works, even if only with about a third of the delivery rate with full pressure diagram and sudden pressure drop, is suppressed as soon as it arises, a known cyclone recoil brake can be connected directly to the pressure opening 4 (Figures 7 and 7a). During normal conveying, the air flows through the brake on the shortest path following the dotted line.
However, as soon as a tooth gap B, which is under suction pressure, passes under the pressure opening and the return flow into this gap wants to start at high speed, the return flow air experiences a twist in the cyclone according to the drawn out flow line with increasing speed towards the center , which slows down the backflow and dampens the pressure compensation bang.
Advantages of the refined designs: Teeth with a circular arc-shaped flank profile are cheaper to manufacture than conventional teeth. Pre-compression by controlling the compressed air with the end plates holding the pipes or with the unpipe rotating body enables higher pressures and speeds with smaller dimensions, less noise and lower production costs,