Flügelzellenmotor für Rechts-Links-Lauf

Abstract

 Es wird ein Flügelzellenmotor für Rechts-Links-Lauf vorgeschlagen, der zum Erzielen eines optimalen Wirkungsgrades für den Rechtslauf eine Gruppe von Lufteinlaß-und Luftauslaßöffnungen, für den Linkslauf eine andere Gruppe von Lufteinlaß- und Luftauslaßöffnungen aufweist, die wechselweise verschließbar sind. Der Flügelzellenmotor umfaßt einen Stator aus mindestens zwei gegeneinander beweglichen Teilen (31, 32) mit Lufteinlaß- und Luftauslaßöffnungen, die in einer bestimmten Relativlage zueinander in der Rechts-Lauf-Gruppe (21, 48, 43, 45, 47), in einer anderen bestimmten Relativlage zueinander in der Links-Lauf-Gruppe (20, 48, 44, 46, 47) übereinstimmen. Der Stator ist aus einer gehäusefesten Hülse (32) und einer in dieser in Grenzen drehbaren Einstellhülse (31) gebildet.

Beschreibung

Stand der Technik

[0001] Die Erfindung geht aus von einem Flügelzellenmotor nach der Gattung des Hauptanspruchs. Solche Flügelzellenmotoren sind beispielsweise bekannt durch die DE-OS 1 941 781. Bei diesen für Rechts- und Linkslauf ausgelegten Flügelzellenmotoren ist nachteilig, daß sie im Verhältnis zu reinen Rechtslaufmotoren mit einem schlechteren Wirkungsgrad arbeiten. Infolge des vorzeitigen Druckmittelauslasses machen diese Motoren auch ein wesentlich höheres Laufgeräusch als Rechtslaufmotoren.

Vorteile der Erfindung

[0002] Der erfindungsgemäße Flügelzellenmotor mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß für beide wählbaren Laufrichtungen ein gleich guter Wirkungsgrad und ebenso geringe Geräuschentwicklung wie bei reinen Rechtslauf-Motoren dieser Art erreicht wird, Durch das wechselweise Öffnen optimal aufeinander abgestimmter Gruppen von Lufteinlaß-und Luftauslaßöffnungen, von denen eine für den Rechtslauf, die andere für den Linkslauf ausgelegt ist, ist diese Aufgabe gelöst.

[0003] Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Flügelzellenmotors möglich. Besonders vorteilhaft ist der Aufbau des Stators dieses Flügelzellenmotors aus zwei gegeneinander beweglichen Teilen, die Lufteinlaß-und Luftauslaßöffnungen besitzen, die in einer bestimmten Relativlage zueinander in der Rechts- Lauf-Gruppe, in einer anderen bestimmten Relativlage zueinander in der Links-Lauf-Gruppe übereinstimmen. Der Stator kann hierfür aus einer gehäusefesten Hülse und _"einer in dieser in Grenzen drehbaren Einstellhülse gebildet sein.

[0004] Eine besonders für die Fernsteuerung von Rechts- und Links- lauf vorteilhafte Gestaltung ist darin zu sehen, daß die feststehende Hülse zur Einstellhülse und zu je einem ihrer Lufteinlässe hin offene Kavernen besitzt, in die mit der Einstellhülse verbundene Flügel eingreifen, daß die Kavernen länger sind als der Verstellweg für die Einstellhülse plus die Stärke der in die Kavernen ragenden Flügel, und daß die durch Anschlag zwischen einem der Flügel und einer dem Lufteinlaß abgewendeten Begrenzungsfläche seiner Kaverne festgelegte Endstellung der Einstellhülse zwischen dem einlaßseitigen Ende der anderen Kaverne und dem in diese andere Kaverne eingreifenden Flügel einen Freiraum zum Einströmen von Luft läßt. Auf diese Weise ist der Flügelzellenmotor lediglich durch Leiten der Zuluft zu der einen oder zu der anderen der Einlaßöffnungen von Rechtslauf auf Linkslauf umsteuerbar und umgekehrt.

Zeichnung

[0005] Zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Zu einem ersten Ausführungsbeispiel zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen mit einem Flügelzellenmotor betriebenen Schrauber im Bereich der Luftzufuhr und des Flügelzellenmotors, Fig. 2 einen Schnitt 2 - 2 zu Fig. 1, Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine gehäusefeste Hülse mit Lufteinlaß-und Luftauslaßöffnungen, Fig. 4 einen Querschnitt A - A zu Fig. 3, Fig. 5 einen Querschnitt C - C zu Fig. 3, Fig. 6 einen Querschnitt B - B zu Fig. 3, Fig. 7 eine Abwicklung zu Fig. 3, mit Sicht auf die Innenfläche der gehäusefesten Hülse, Fig. 8 ein Längsschnitt durch eine Einstellhülse, Fig. 9 einen Querschnitt A - A zu Fig. 8, Fig. 10 einen Querschnitt C - C zu Fig. 8, Fig. 11 einen Querschnitt B - B zu Fig. 8, Fig. 12 eine Abwicklung zu Fig. 8, mit Sicht auf die Innenfläche der Einstellhülse und Fig. 13 einen Querschnitt entsprechend Fig. 2 zu einer Ausführungsform mit luftgesteuertem Drehrichtungswechsel.

[0006] Ein pneumatischer Schrauber 1 besitzt ein Griffgehäuse 2, das eingeschraubt ist in ein Motorgehäuse 3. Das Griffgehäuse 2 nimmt eine Befestigungsmutter 4 für einen Luftzuführungsschlauch vor einem Luftzuführungskanal 5 auf. Außerdem bildet es einen Abluftkanal 6, der über entsprechende Hohlräume im Motorgehäuse 3 mit den Auslaßöffnungen dieses Motors verbunden ist. Im Luftzuführungskanal 5 ist ein Einlaßventil 7 mit einer Kugel 8, einer Düse 9 und einer Druckfeder 10 angeordnet. Ein Bolzen 11 ist in einer Buchse 12 senkrecht zur Längsachse des Griffgehäuses 2 und des Motorgehäuses 3 geführt und liegt innerhalb des Griffgehäuses 2 seitlich an der Kugel 8 an.

[0007] Die aus dem Griffgehäuse 2 herausragende Stirnfläche des Bolzens 11 liegt an der diesem Griffgehäuse 2 zugewendeten Fläche einer Schwenktaste 13 an, die auf einem Stift 14 quer zur Längsachse des Griffgehäuses 2 schwenkbar lagert. In der Schließstellung der Kugel 8 zur Düse 9 liegt eine Anschlagfläche 15 der Schwenktaste 13 an einem Bund 16 des Griffgehäuses 2 an. In der durch einen Pfeil 17 angegebenen Lufteinströmrichtung hinter der Düse 9 teilt sich der Luftzuführungskanal 5 in zwei Kanäle 18 und 19. Der einfacheren Darstellung wegen sind diese Kanäle in Fig. 1 teilweise in die Schnittebene verlagert. Sie führen zu Lufteinlaßöffnungen 20 und 21 und verlaufen innerhalb eines zweiteiligen Lagerkörpers 22. Ein im Lagerkörper 22 aufgenommenes Kugellager 23 und ein in einem zweiten Lagerkörper 24 gehaltenes Kugellager 25 nehmen Zapfen 26 und 27 eines Rotors 28 auf. In Radialschlitzen 29 des Rotors 28 sind Flügel 30 geführt. Die äußeren Kanten dieser Flügel 30 berühren die Innenfläche einer Einstellhülse 31, die ihrerseits in Grenzen drehbar in einer gehäusefesten Hülse 32 lagert. Der Innenzylinder dieser gehäusefesten Hülse 32, der die Einstellhülse 31 aufnimmt, ist um a exzentrisch zur Mantelfläche der gehäusefesten Hülse 32. Da die gehäusefeste Hülse 32 in das Motorgehäuse eingepaßt ist, ist die Längsachse der Einstellhülse 31 um a aus der Längsachse des Motorgehäuses 3 und damit auch des Rotors 28 heraus verlagert. Die gehäusefeste Hülse 32 ist geringfügig länger als die Einstellhülse 31 und axial eingespannt zwischen die Lagerkörper 22 und 24. Ein vom Lagerkörper 22 bis zum Lagerkörper 24 reichender Stift 33 durchgreift einen Schlitz 34 in der gehäusefesten Hülse 32 und sichert diese so gegen Verdrehen im Motorgehäuse 3. Fortsätze 35 und 36 am Umfang der gehäusefesten Hülse 32 bilden die Lufteinlaßöffnungen 20 und 21 der gehäusefesten Hülse 32. Ein in Umfangsrichtung verlaufender Schlitz 37 in der gehäusefesten Hülse 32 wird von einem Mitnehmer 38 durchgriffen, dessen inneres Ende

[0008] mit der Einstellhülse 31 fest verbunden ist. Ein deckungsgleicher Schlitz 39 ist im Motorgehäuse 3 vorgesehen. Der Mitnehmer 38 greift schließlich in eine Bohrung 40 eines Stellrings 41 ein, der an dieser Stelle das Motorgehäuse 3 umschließt und die Schlitze 37 und 39 abdeckt. Der Stellring 41 gleitet mittels Dichtringen 42 auf der Mantelfläche des Motorgehäuses 3.

[0009] Die gehäusefeste Hülse 32 besitzt außer den Lufteinlaßöffnungen 20 und 21 zwei Gruppen von Luftauslaßöffnungen 43 und 44. Mit 43 ist die Gruppe von Luftauslaßöffnungen bezeichnet, die bei Rechtslauf des Rotors 28 wirksam ist, zusammen mit der Lufteinlaßöffnung 21. Entsprechend ist die Gruppe Luftauslaßöffnungen die mit 44 bezeichnet ist für Linkslauf des Rotors 28 zusammen mit der Lufteinlaßöffnung 20 wirksam. In der Einstellhülse 31 befinden sich Luftauslaßbohrungen, von denen zwei Vierergruppen 45 Luftauslaßöffnungen 43, zwei Vierergruppen 46 Luftauslaßöffnungen 44 zugeordnet sind. Der Abstand dieser Vierergruppen 45 und 46 untereinander ist so gewählt, daß jeweils nur eine deckungsgleich mit der ihnen zugeordneten Gruppe von Luftausläßöffnungen 43 bzw. 44 sein kann. Zwei Dreiergruppen 47 von Luftauslaßbohrungen in der Einstellhülse 31 lassen sich sowohl für Rechtslauf des Rotors 28 Luftauslaßöffnungen 43 als auch für Linkslauf des Rotors 28 Luftauslaßöffnungen 44 in der gehäusefesten Hülse 32 zuordnen. In gleicher Weise ist auch eine Lufteinlaßöffnung 48 in der Einstellhülse 31 wahlweise einer der Lufteinlaßöffnungen 20 bzw. 21 in der gehäusefesten Hülse 32 zuzuordnen. Eine Gewindebohrung 49 in der Einstellhülse 31 kann einen entsprechenden Gewindezapfen des Mitnehmers 38 aufnehmen.

[0010] Bei der in Fig. 2 dargestellten Einstellung des Stellrings 41 liegt der Mitnehmer 38 am linken Ende der Schlitze 37 und 39 an. Die Einstellhülse 31 stimmt mit ihrer Lufteinlaßöffnung 48 überein mit der Lufteinlaßöffnung 21 in der gehäusefesten Hülse 32. Ebenso deckungsgleich sind die Auslaßbohrungen 45 und 47 der Einstellhülse 31 mit den Luftauslaßöffnungen 43 der gehäusefesten Hülse 32. Die durch die Lufteinlaßöffnungen 21 und 48 in den Innenraum der Einstellhülse 31 eintretende, vorgespannte Luft füllt die Kammer zwischen der Hülseninnenwand, dem Mantel des Rotors 28, zwei benachbarten Flügeln 30 und den nach innen gerichteten Stirnflächen der Lagerkörper 22 und 24. Der Rotor 28 wird so in der bekannten Weise für Rechtslauf angetrieben. Hat sich die eingepreßte Luft beim Erreichen des größten Kammervolumens zwischen zwei Flügeln 30 entspannt, beginnt sie durch die Luftaustrittsöffnungen 43, 45 und 47 auszutreten. Der Rotor 28 wird mit bestmöglichem Wirkungsgrad im Rechtslauf bewegt. Zum Wechsel der Drehrichtung des Rotors 28 muß der Stellring 41 in seine gegenüberliegende Anschlagstellung, in der Darstellung gemäß Fig. 2 im Uhrzeigersinn, verdreht werden. Sobald der Mitnehmer 38 am gegenüberliegenden Ende der Schlitze 37 und 39 anliegt, decken sich die Lufteinlaßöffnung 20 in der gehäusefesten Hülse 32 und die Lufteinlaßöffnung 48 in der Einstellhülse 31. Die Lufteinlaßöffnung 21 ist durch die Wand der Einstellhülse 31 geschlossen. Anstelle der Luftauslaßöffnungen 43 sind nun die Luftauslaßöffnungen 44 freigegeben, weil die Luftauslaßbohrungen 46 und 47 in der Einstellhülse 31 mit ihnen übereinstimmen. Wie die Lufteinlaßöffnung 21 sind auch die Luftauslaßöffnungen 43 in der gehäusefesten Hülse 32 durch die Wand der Einstellhülse 31 verschlossen. Die durch den Luftzuführungskanal 5 eingepreßte Druckluft kann nun durch die Lufteinlaßöffnungen 20 und 48 in die Kammern am Rotor 28 eintreten. Die bei nun links drehendem Rotor 28 entspannte Luft tritt durch die Luftauslaßöffnungen 44, 46 und 47 aus. Für diesen Linkslauf wird der gleich günstige Wirkungsgrad wie für den Rechtslauf erreicht. Auch lediglich für eine Drehrichtung konstruierte Flügelzellenmotoren können keinen besseren Wirkungsgrad erreichen.

[0011] Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 13 wurden die gehäusefeste Hülse 32 und die Einstellhülse 31 gegenüber dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel abgewandelt. Eine gehäusefeste Hülse 50 besitzt zwei nach innen offene Kavernen 51 und 52. In die Kaverne 51 mündet der Kanal 19, in die Kaverne 52 der Kanal 18 im Lagerkörper 22. Diese Einmündungen sind an die einander zugewendeten Enden der Kavernen 51 und 52 gelegt. In die Kavernen 51 und 52 greifen deren Querschnitt ausfüllende Flügel 53 bzw. 54 ein, die fest verbunden sind mit einer Einstellhülse 55. Die festen Flügel 53 und 54 können auch als lose, achsparallel zur Einstellhülse 55 angeordnete Rollen vorgesehen sein, die hier nicht näher dargestellt und beschrieben sind. Diese Rollen müßten dann zu einem Teil in eine Nut der Einstellhülse 55 eingreifen, zum restlichen Teil die Außenwand der Kavernen 51 und 52 berühren. Bei dieser Art der Anordnung dichtet die Rolle beim Umschalten zusätzlich. Die Schlitze 37 und 39 und der Mitnehmer 38 sind in diesem Ausführungsbeispiel weggelassen. Auch der Stellring 41 ist überflüssig. Die Länge der in Umfangsrichtung verlaufenden Kavernen 51 und 52 und deren Lage zueinander und zu den Flügeln 53 und 54 ist so gewählt, daß in jeder Stellung der Einstellhülse 55 beide Lufteinlaßöffnungen für die Kanäle 18 und 19 offen bleiben. Anstelle der Lufteinlaßöffnung 48 besitzt die Einstellhülse 55 zwei Lufteinlaßöffnungen 56 und 57. Zwingend ist dies allerdings nicht, weil auch eine Konstruktion denkbar wäre, bei der eine einzige Lufteinlaßöffnung verwendet ist. Für die unter Verwendung der Fig. 13 beschriebene Ausführungsform der Erfindung werden die Kanäle 18 und 19 in bekannter Weise, z.B. über ein Umsteuerventil, wechselweise mit Druckluft versorgt.

[0012] Der Einsatz eines mit einem solchen Flügelzellenmotor ausgerüsteten Drucklufthandwerkzeuges erfordert manchmal eine ferngesteuerte Umsteuerung der Motordrehrichtung. In der Darstellung gemäß Fig. 13 ist der Flügelzellenmotor auf Rechtslauf eingestellt. Die durch den Kanal 19 einströmende_' Luft drängt den Flügel 53 in seine Anschlagstellung am Ende der Kaverne 51. Durch die Lufteinlaßöffnung 56 strömt die Druckluft in die Arbeitskammer. Sie wird ausgelassen in der im ersten Ausführungsbeispiel schon beschriebenen Weise. Zum Umsteuern des Motors auf Linkslauf wird der Kanal 19 von der Luftversorgung getrennt und der Kanal 18 mit Druckluft beaufschlagt. Die in die Kaverne 52 einströmende Druckluft drängt den Flügel 54 zu seiner Anschlagstellung am anderen Ende der Kaverne 52 hin, bis die Lufteinlaßöffnung 57 ebenfalls in den Bereich der Kaverne 52 kommt. Die restliche Drehung der Einstellhülse 55 wird sowohl durch den Flügel 54 als auch durch die Flügel 30 des Rotors 28 veranlaßt. Sowohl der Flügel 54 als auch die Flügel 30 bewegen sich in der Umstellrichtung. Wenn der Flügel 54 seine Anschlagstellung am Ende der Ka- , verne 52 erreicht, ist auch die Lufteinlaßöffnung 57 voll geöffnet. Der Luftdruck und die Reibung der Flügel 30 an der Innenwand der Einstellhülse 55 halten den Flügel 54 in seiner Anschlagstellung fest. Erst wenn die Druckluft wieder vom Kanal 18 auf den Kanal 19 umgesteuert wird, kehrt sich auch die Drehrichtung des Rotors 28 um. Die Einstellhülse 55 schafft durch die luftgesteuerte Drehbewegung jeweils die günstigsten Arbeitsbedingungen für die gewählte Drehrichtung.

[0013] Selbstverständlich ist für beide Ausführungsformen auch eine Lösung denkbar, bei der, wie für eine Konstruktion mit nur einer Rotordrehrichtung an sich bekannt (z.B. US-PS 2 880 770), der eigentliche Stator einstückig mit dem Motorgehäuse ausgeführt ist. Das Motorgehäuse übernimmt dann allein die Luftzuführung und -abführung im Rotorbereich sowie die Lagerung des Rotors. Es bildet auch den Innenzylinder, in dem die Flügel des Rotors gleiten.

Ansprüche

1. Flügelzellenmotor für Rechts-Links-Lauf, insbesondere für Drucklufthandwerkzeuge, mit zwei wechselweise wirksamen Lufteinlaßöffnungen, dadurch gekennzeichnet, daß er für den Rechtslauf eine Gruppe von Lufteinlaß- und Luftauslaßöffnungen (21, 48, 43, 45, 47), für den Linkslauf eine andere Gruppe von Lufteinlaß- und Luftauslaßöffnungen (20, 48, 44, 46, 47) aufweist, die wechselweise verschließbar sind.

2. Flügelzellenmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sein Stator aus mindestens zwei gegeneinander beweglichen Teilen (31, 32) besteht, die Lufteinlaß- und Luftauslaßöffnungen besitzen, die in einer bestimmten Relativlage zueinander in der Rechts-Lauf-Gruppe (21, 48, 43, 45, 47), in der anderen bestimmten Relativlage zueinander in der Links-Lauf-Gruppe (20, 48, 44, 46, 47) übereinstimmen.

3, Flügelzellenmotor nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator aus einer gehäusefesten Hülse (32) und einer in dieser in Grenzen drehbaren Einstellhülse (31) gebildet ist.

4. Flügelzellenmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnungen in der Einstellhülse (31) durch mehrere in Umfangsrichtung in Reihe hintereinander angeordnete Bohrungen (45, 46, 47) gebildet sind.

5. Flügelzellenmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der in Reihe angeordneten Bohrungen (45, 46, 47) nicht wesentlich. größer ist als die Dicke der Flügel (30) des Flügelzellenmotors.

6. Flügelzellenmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Anordnung der Lufteinlaß- und Luftauslaßöffnungen (20, 21, 43, 44) in der gehäusefesten Hülse (32) und der Lufteinlaß- und Luftauslaßöffnungen (45, 46, 47, 48) in der Einstellhülse (31) relativ zum vorgesehenen und durch Anschläge begrenzten Stellweg der Einstellhülse (31), durch die die Endlage der in Richtung der gewünschten Rotordrehrichtung verstellten Einstellhülse (31) der Einstellung des Flügelzellenmotors auf die gewünschte Rotordrehrichtung entspricht.

7. Flügelzellenmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das den Stator (31, 32) umgebende Gehäuse (3) einen Stellring (41) trägt, der über einen Schlitz (37, 39) in diesem Motorgehäuse (3) und in der gehäusefesten Hülse (32) durchgreifenden Mitnehmer (38) mit der Einstellhülse (31) verbunden ist.

8, Flügelzellenmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Einlaßöffnung (20) für den Linkslauf des Rotors (28) als auch die Einlaßöffnung (21) für den Rechtslauf des Rotors (28) in der gehäusefesten Hülse (32) über ein Einlaßventil (8 bis 11) an die Luftzuführungsleitung angeschlossen sind.

9. Flügelzellenmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßöffnung (20) für den Linkslauf des Rotors (28) und die Einlaßöffnung (21) für den Rechtslauf des Rotors (28) über an sich bekannte Umsteuerventile wahlweise an die Luftzuführungsleitung angeschlossen sind.

10. Flügelzellenmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine gehäusefeste Hülse (50) zu einer Einstellhülse (55) und zu je einem ihrer Lufteinlässe (18, 19) hin offene Kavernen (51, 52) besitzt, in die mit der Einstellhülse (55) verbundene Flügel (53, 54) eingreifen, daß die Kavernen (51, 52) länger sind als der Einstellweg für die Einstellhülse (55) plus die Stärke eines in die Kaverne (51, 52) ragen- ' den Flügels (53, 54), und daß die durch Anschlag zwischen einem der Flügel (53, 54) und einer der Lufteinlaßöffnung abgewendeten Begrenzungsfläche seiner Kaverne (51) festgelegte Endstellung der Einstellhülse (55) zwischen dem einlaßseitigen Ende der anderen Kaverne (52) und dem in diese andere Kaverne (52) eingreifenden Flügel (54) einen Freiraum zum Einströmen von Luft läßt.

11. Flügelzellenmotor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Lufteinlässe (18, 19) an den einander zugewendeten Enden der Kavernen (51, 52) angeordnet sind.

12, Flügelzellenmotor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel (53, 54) als lose in Längsrinnen der Einstellhülse eingreifende Rollen ausgebildet sind.

Zeichnung