[发明专利]用于将压缩空气能转化为机械能的方法及其压缩空气发动机

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的类型的用于将压缩空气能转化为机械转动能的方法以及一种根据权利要求2的类型的压缩空气驱动的空气发动机，所述空气发动机尤其用于实施根据权利要求1的方法。

背景技术

具有可流体地操作的转动驱动装置的压缩空气发动机是已知的，其中压缩空气能被转化为机械转动能，其方式是，在摆动活塞和输出轴之间使用空程离合器的情况下，压缩空气加载的摆动活塞将来回的摆动运动转化为输出轴的转动运动，其中，空气发动机比电动机更具优势(DE G 93 20601)。但是不利的是，在使用所述压缩空气发动机时，通过压缩空气产生的转动运动不是连续的，而是按照摆动活塞的运动和空程离合器的使用视旋转阻力而定是不均匀的。所述已知的摆动活塞空气发动机的另一缺点在于耗费的复杂结构和此外所需的空程离合器或者各发动机部件的与此相关的相对较大的磨损。此外，制造这样的压缩空气发动机耗费非常大，因此该压缩空气发动机也相应昂贵。

而带有回转的、操纵输出轴的转子的另一已知压缩空气操作的驱动发动机(压缩空气发动机)以叶片式机组(Flügelzellenaggregat)的形式具有由弹簧或者离心力沿径向压在壁上的叶片，如其在空气压缩机中以多种形式已知的那样(DE OS 31 17 412 A1)。这种驱动装置的缺点在于：密封叶片在回转的轴转子方向上与壳体壁具有正交的面接触，所述密封叶片在壳体壁上顺着滑动，其缺点在于：除了非常高的制造成本和在由于密封和润滑而导致的磨损方面的问题这些缺点之外，非常难于在此实现小的摩擦和相应的密封性，这当然直接影响使用寿命或者在已使用了相应时间的情况下压缩空气发动机的效率降低。此外，压缩空气操作的驱动发动机应用于压缩空气工具、例如磨削机，其中众所周知使用寿命比实际的驱动质量重要。

在另一已知的压缩空气发动机中(DE OS 196 13 262 A1)，输出轴的旋转驱动通过两个通过齿轮传动装置联接的轴中的一个进行，所述两个通过齿轮传动装置联接的轴承载两个转动活塞，这两个转动活塞在壳体中通过加载压缩空气而置于相反的转动运动中，类似于压缩空气发动机中鲁茨鼓风机的反转。在此，也主要在密封或者磨损以及与此关联的在一定运行时间之后的不密封方面存在问题，因为两个转动活塞在径向上分别在气缸孔或者反运动体的壁上运行，并且在轴向上又以其平坦的端面在壳体的相应平坦的端面上运行，其中，在磨损之后或者在间隙由于温度变化发生变化的情况下，无法随后对密封结构进行修正。虽然壳体壁和转动活塞涂层应是弹性的，以便补偿这个已知的缺点，但这导致相应的耗费。在此也考虑以这样的转动活塞回转发动机驱动一工具机，例如钻轴。在所有的情形中，这样的转动活塞的弹性构型都受到显著的限制，因为转动活塞在壳体壁上摩擦而不是滚动，这在弹性的中间区域中导致强的制动作用或者导致压缩空气发动机的输出轴上的转动力或转动力矩的显著损耗。

将压缩空气的流动能转化为轴的转动能的压缩空气发动机的主要问题在于所述转化的质量，即一种能量可在怎样的程度上以尽可能少的损耗转化为另一种能量。在此，本领域技术人员会优选叶片泵，因为无论是摩擦还是工作室的内部密封性都是可忽略的，并且通过这种泵已知了尤其是对效率起决定性作用的基本特征。

因此，具有权利要求1的特征的根据发明的方法以及具有权利要求2的特征的根据本发明的压缩空气发动机，尤其是用于实施根据权利要求1的方法的压缩空气发动机，与本技术领域的成见相冲突。