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mechanische Hebelwirkung ausübt, durch die die Rotation bewirkt wird. Das Fluid im Inneren des Rotors tritt,nachdemes diesen Druck auf die geneigte Fläche ausgeübt hat, frei durch einen Ausgang aus, der im wesentlichen frei von irgendwelchendas Fluid kornpremierenden Strömungsverengungen ist.exerts mechanical leverage that causes rotation. The fluid inside the rotor, after it has exerted this pressure on the inclined surface, freely exits through an exit which is essentially free of any flow restrictions which may impede the fluid.
Die Erfindung betrifft eine durch ein unter Druck stehendes Fluid antreibbare Turbine mit einem Läufer, der um eine mittlereDrehachse und in einem Gehäuse drehbar ist, wobei der Läufer ein hohles Innere aufweist, das im wesentlichen aufseinem ganzen inneren Umfang durch wenigstens eine geneigte Fläche begrenzt wird, die im wesentlichen parallel zu derAchse und der Achse zugewandt ist, wobei die Fläche in Bezug auf die Drehrichtung ein Führungsende aufweist, das näher ander Achse liegt als ihr nachlaufendes Ende, damit der nach auswärts gerichtete Fluiddruck auf die Fläche oder Flächeneine mechanische Hebelwirkung ausübt, der die Rotation be-\wirkt. Das Fluid im Inneren des Läufers tritt, nachdem es diesenDruck auf die geneigte Fläche ausgeübt hat,frei durcheinen Ausgang aus, der im wesentlichen frei von irgendwelchen, das Fluid kompremierenden 8trömungsverengungeη ist.The invention relates to a turbine which can be driven by a pressurized fluid and has a rotor which is rotatable about a central axis of rotation and in a housing, the rotor having a hollow interior which is delimited essentially over its entire inner circumference by at least one inclined surface which faces substantially parallel to the axis and the axis, the surface having a leading end with respect to the direction of rotation that is closer to the axis than its trailing end to allow the outward fluid pressure on the surface or surfaces mechanical leverage exerted which acts the rotational loading\. The fluid inside the rotor, after it has exerted this pressure on the inclined surface, freely exits through an outlet which is essentially free of any flow constrictions which compress the fluid.
Gemäß der vorliegenden Erfindung soll eine durch ein unterDruck stehendes Fluid angetriebene Turbine oder ein Motor angegeben werden, die einen hohlen Läufer mit einer ringförmigeninneren Seitenwand oder einen Umfang enthält, die bzw. derAccording to the present invention, a through a subPressurized fluid powered turbine or motor can be specified which has a hollow rotor with an annularcontains inner sidewall or a perimeter that
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durch wenigstens eine geneigte Fläche gebildet wird, gegendie das unter Druck stehende Fluid drückt bevor es durch einen Ausgang austritt,um den Läufer zu drehen.is formed by at least one inclined surface, againstwhich pushes the pressurized fluid before it exits through an exit to rotate the rotor.
Vorzugsweise soll ein solches Triebwerk bzw. eine Turbineangegeben werden, bei der dieser innere Umfang zwei geneigte Flächen umfaßt, von denen sich jede über l8o Grad erstrecktund von denen jede im wesentlichen entsprechend einer Spirale gebogen ist, deren Mittelpunkt in der Drehachse des Läufersliegt, wobei sieh der Radius der Fläche von der Führungskante dieser Fläche gegen den Ausgang für das Fluid hin vergrößert.Such an engine or turbine should preferably be usedin which this inner circumference comprises two inclined surfaces, each of which extends for 180 degreesand each of which is curved substantially in the shape of a spiral, the center of which is in the axis of rotation of the rotorwith the radius of the surface increasing from the leading edge of that surface towards the exit for the fluid.
Im folgenden soll die Erfindung näher anhand eines in der Zeichnung dargestellten vorzugsweisen Beispiels erläutertwerden. In der Zeichnung zeigen:In the following, the invention will be explained in more detail with reference to a preferred example shown in the drawingwill. In the drawing show:
Fig. 1 einen vergrößerten Axiallängsschnitt durch einen gemäß der Erfindung ausgebildeten Luftmotor oder durcheine Luftturbine, wobei die vorliegende Ausführungsform in ungefähr der doppelten Größe ihrer tatsächlichenGröße dargestellt ist,1 shows an enlarged axial longitudinal section through an air motor designed according to the invention or throughan air turbine, the present embodiment being approximately twice the size of its actualSize is shown,
Fig. 2 eine Teilschnittansicht durch den Läufer der Turbine im wesentlichen auf einem senkrechten Durchmesserder Fig. 1 im wesentlichen entlang der Linie-H-II,Fig. 2 is a partial sectional view through the rotor of the turbine, essentially on a vertical diameterof Fig. 1 essentially along the line-H-II,
Fig. 3 eine Endansicht des Läufers der Fig. 2, wobei jedochdas Ende entfernt ist, so daß man eine Ansicht im wesentlichen entlang der Linie HI-III in Fig. 2 erhält,Fig. 3 is an end view of the rotor of Fig. 2, but withthe end is removed so that a view is obtained substantially along the line HI-III in Fig. 2,
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Fig. 4 eine Rückansicht des Turbinengehäuses, wobei die große Zahl von Auslaßdurchgängen bei diesem Ausführungsbeispiel dargestellt ist.Figure 4 is a rear view of the turbine housing showing the large number of exhaust passages in this embodiment.
Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausfuhrungsform wirdder Fluidmotor oder die Pluidturbine 10 mit einem unter Druckstehenden Fluid, im vorliegenden Falle mit Preßluft, über ein Luftrohr 11 gespeist, das mit dem Inneren des Gehäuses 12in Verbindung steht. In dem Gehäuse 12 ist koaxial eine drehbareWelle 13 angeordnet, die an ihrem vorderen Ende durch\ein Kugellager 14 und an ihrem hinteren Ende durch ein Kugellager15 gehalten wird.In the embodiment shown in the drawing, the fluid motor or the fluid turbine 10 is fed with a pressurized fluid, in the present case with compressed air, via an air pipe 11 which is connected to the interior of the housing 12. In the housing 12 a rotatable shaft 13 is arranged coaxially, which is held at its front end by\ a ball bearing 14 and at its rear end by a ball bearing 15 °.
Rückwärts von dem Kugellager 15 erweitert sich das Gehäuse 12 im Durchmesser, so daß eine kreisförmige Kammer l6 gebildetwird, die im wesentlichen koaxial zu der Welle I3 angeordnetist. Auf dieser Welle ist rückwärts von dem Lager 15 und in der Kammer ein Läufer 17 angeordnet, der selbst koaxial zuder Welle 13, dem Gehäuse 12 und der Kammer l6 ist.Backwards from the ball bearing 15, the housing 12 widens in diameter, so that a circular chamber 16 is formedwhich is arranged substantially coaxially to the shaft I3is. On this shaft, a rotor 17 is arranged backwards from the bearing 15 and in the chamber, which itself is coaxial with itthe shaft 13, the housing 12 and the chamber l6.
Der Läufer 17 besitzt ein hohles Inneres l8, das auf seinem Umfang durch eine gebogene Wand aus zwei Abschnitten 19 und20 begrenzt wird. Die beiden Wandabschnitte 19 und 20 liegen™ entlang einem Kreis, dessen Mittelpunkt mit der Drehachse 21der Welle 13 und des Läufers 17 zusammenfällt. Wie aus Fig. 3ersichtlich ist, liegen die Ende der beiden Abschnitte 19 und 20 in einem Abstand voneinander, so daß zwei Fluidausgänge22 und27>gebildet werden, von denen das Fluid, dasdurch das hohle Innere l8 fließt, im wesentlichen tangentia] zu dem Kreis austritt, der durch die Wandabschnitte 19 und 20gebildet wird, wie es durch die Pfeile2hangedeutet ist.The runner 17 has a hollow interior 18 which is delimited on its circumference by a curved wall made of two sections 19 and 20. The two wall sections 19 and 20 lie along a circle, the center of which coincides with the axis of rotation 21 of the shaft 13 and the rotor 17. As can be seen from FIG. 3, the ends of the two sections 19 and 20 are at a distance from one another so that two fluid outlets 22 and27 are formed, of which the fluid flowing through the hollow interior 18 is essentially tangentia] exits to the circle which is formed by the wall sections 19 and 20, as indicatedby the arrows 2h.
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Auf der Innenseite des Wandabschnittes 19 und mit geringerer Höhe ist ein Wandglied 25 angeordnet, das als eine Fluidbegrenzungswandwirkt, die eine gebogene Fläche 26 besitzt, die nach rückwärts und auswärts von einem Führungsende 27 aus zueinem nachlaufenden Ende 28 hin geneigt ist, das das äußere Ende des Ausganges 25 bildet. Die Fläche 26 und die gleicheFläche 31 auf der gegenüberliegenden gleichen Wand 30 sindim rechten Winkel eben, was aus Fig. 2 anhand der Fläche 26 ersichtlich ist. Das nachlaufende Ende 28 liegt weiter vonder Achse 21 entfernt als das Führungsende bzw. das vorauslaufendeEnde, wodurch bewirkt wird, daß der Fluiddruck in dem hohlen Inneren l8 des Läufers 17 nach auswärts gegen diegeneigten Flächen 26 und 31 drückt, wodurch eine mechanischeHebelwirkung auf den Läufer 17 und somit die Welle I3 ausgeübt wird und diese in der Richtung gedreht werden, die durch denPfeil 29 in Fig. 3 angedeutet ist.On the inside of the wall section 19 and with a lower height, a wall member 25 is arranged, which acts as a fluid delimitation wallacts, which has a curved surface 26, the rearward and outward from a leading end 27 froma trailing end 28 which forms the outer end of the outlet 25 is inclined. The area 26 and the sameFace 31 on the opposite same wall 30 areflat at right angles, which can be seen from FIG. The trailing end 28 is further fromthe axis 21 away than the leading end or the leading endEnd, thereby causing the fluid pressure in the hollow interior l8 of the rotor 17 outwardly against theinclined surfaces 26 and 31 pushes, creating a mechanicalLeverage is exerted on the rotor 17 and thus the shaft I3 and these are rotated in the direction indicated by theArrow 29 in Fig. 3 is indicated.
Bei der in der Zeichnung dargestellten vorzugsweisen Ausführungsformliegt die gebogene oder sich ausdehnende Fläche 36 auf zu mindest annähern!einer Spirale, die bei dem dargestelltenAusführungsbeispiel aus einer archimedischen Spirale besteht, deren Mittelpunkt im wesentlichen auf der Drehachseliegt.In the preferred embodiment shown in the drawingIf the curved or expanding surface 36 lies on at least approximately one spiral, which in the case of the one shownEmbodiment consists of an Archimedean spiral, the center of which is essentially on the axis of rotationlies.
Diametral gegenüber dem Wandglied 25 liegt ein ähnliches Wandglied30, das das Spiegelbild des Wandgliedes 25 ist und dasgleichfalls eine gebogene Fläche 3I ebenso wie die Fläche 26,ein vorauslaufendes Ende 32 und ein nachlaufendes Ende 33 andem Ausgang 22 besitzt. Wie aus der Fig. 3 ersichtlich ist, liegensich die vorauslaufenden Enden, die nachlaufenden Enden und die gebogenen Flächen der beiden Wandglieder jeweils diametraleinander gegenüber.Diametrically opposite the wall member 25 is a similar wall member30, which is the mirror image of the wall member 25 and thatlikewise a curved surface 3I as well as surface 26,a leading end 32 and a trailing end 33 onthe output 22 has. As can be seen from FIG. 3, liethe leading ends, the trailing ends and the curved surfaces of the two wall members are each diametrically opposedopposite each other.
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Zur Herstellung eines geeigneten Gleichgewichtes werden vorzugsweisenicht weniger als zwei Fluidbegrenzungswandglieder 25 und 30 verwandt, um dazu beizutragen, daß die Rotationskräfte des Läufers ausgeglichen werden. Wenn zwei oder mehrWandglieder verwandt werden, so sollten diese symmetrisch um den Läufer herum angeordnet werden, so daß eine zusätzlicheWirkung-bei der Erzeugung einer Drehkraft 29 erzielt wird, wenn der Fluiddruck auf die gebogenen Flächen auftrifft, wasdurch die Fluidströmungspfeile 3^ a in Fig. 3 angezeigt wird.To establish a suitable equilibrium, preference is given toas many as two fluid restriction wall members 25 and 30 are used to help balance the rotational forces of the rotor. If two or moreWall members are used, so these should be arranged symmetrically around the runner, so that an additionalEffect-in generating a rotational force 29 is achieved when the fluid pressure impinges on the curved surfaces, whatindicated by fluid flow arrows 3 ^ a in FIG.
Um den besten Wirkungsgrad zu erzielen, sind die vorauslaufenden Enden 27 und 52 der Wandglieder 25 und JO im wesentlichenentsprechend den Führungskanten eines Tragflügelprofils geformt.Dies bedeutet, daß sich diese Enden, wenn der Läufer sich bei der dargestellten AusfUhrungsform im Uhrzeigersinndreht, mit dem geringsten Drehwiderstand durch das Fluid im Inneren des Rotors 17 bewegen. In der Tat ist dadurch, daßdie vorauslaufende Kante entsprechend einem Tragflügelprofil gebogen ist, der Widerstand sogar geringer als er sein würde,wenn diese Kanten als Messerkanten ausgebildet wären.For the best efficiency, the leading ends 27 and 52 of the wall members 25 and JO are essentiallyshaped according to the leading edges of an airfoil profile.This means that these ends when the runner is in the illustrated embodiment in a clockwise directionrotates, move through the fluid inside the rotor 17 with the least rotational resistance. In fact, by thatthe leading edge is curved like an airfoil, the resistance is even less than it would be,if these edges were designed as knife edges.
Im Betrieb strömt das Fluid, wie etwa unter Druck stehende Luft in der dargestellten Ausfuhrungsform, durch das Rohr 11und in und durch den Luftdurchgang 35, der in der hinterenEndabdeckung 36 im wesentlichen koaxial zu der Drehachse angeordnetist. Dieser Luftdurchgang 35 führt die Luft zu dem Eintritt 40 an dem hohlen Inneren 18 des Läufers. Wie ausder Zeichnung ersichtlich ist, tritt die Luft in die Eintrittsöffnung 40 koaxial zu der Drehachse 21 ein und wird sodann umeinen Winkel von 90° umgelenkt ausgeblasen, so daß sie im wesentlichen unter einem rechten Winkel zu der Achse 21 nach auswärtsund auf die Wandflächen 26 und 31 zu gerichtet ist, sodaß sie die oben beschriebene mechanische Drehhebelwirkung aus-During operation, the fluid, such as pressurized air in the embodiment shown, flows through the pipe 11and in and through the air passage 35 in the rearEnd cover 36 disposed substantially coaxially with the axis of rotationis. This air passage 35 guides the air to the inlet 40 on the hollow interior 18 of the runner. How outAs can be seen in the drawing, the air enters the inlet opening 40 coaxial with the axis of rotation 21 and is then circulatedblown out deflected an angle of 90 ° so that it is substantially at a right angle to the axis 21 outwardsand is directed towards the wall surfaces 26 and 31, sothat they exert the mechanical rotary lever action described above.
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übt. Um diese Führung und Ausrichtung der Luft zu unterstützen,erstreckt sich das hintere Ende der Welle 13 durchdie Vorderwand 37 des Läufers, so daß die hintere Fläche oder das hintere Ende 38 konisch konkav als eine Fortsetzungder Krümmung der Innenfläche 4l in dem Inneren 18 des Läufers ausgebildet ist.practices. To support this guidance and alignment of the air,extends the rear end of the shaft 13 throughthe front wall 37 of the runner so that the rear face or end 38 is conically concave as a continuationthe curvature of the inner surface 4l is formed in the interior 18 of the rotor.
Der Läufer 17 selbst ist vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial,wie etwa festem Nylon, hergestellte Das Metallende 28 der Welle I3 bildet deshalb eine harte Fläche, auf dieirgendwelche Festteilchen in dem Fluidstrom aufprallen.The rotor 17 itself is preferably made of a plastic material,such as solid nylon. The metal end 28 of the shaft I3 therefore forms a hard surface on whichimpact any solid particles in the fluid stream.
Die Luft, die entsprechend dem in Fig. 1 gezeigten Pfeil 42in den Rotor 17 einströmt, wird somit um einen rechten Winkel gedreht, wie es oben beschrieben wurde, und sie wird,nachdem sie auf die geneigten Flächen 26 und 31 aufgetroffen ist. aus den Düsenausgängen ausgestoßen, wie es durch diePfeile 24 in Fig. 3 angedeutet ist.The air flowing in accordance with the arrow 42 shown in FIG. 1flows into the rotor 17, is thus rotated through a right angle, as described above, and it is,after hitting the inclined surfaces 26 and 31. ejected from the nozzle outlets as directed by theArrows 24 in Fig. 3 is indicated.
Um das Anbringen und das Entfernen von Werkzeugen zu erleichtern,sind bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform dieeinander gegenüber liegenden Seiten der Welle 13 abgeflacht, wie es bei 4j>gezeigt ist, und das Gehäuse weist einen Schlitz auf, durch den ein Werkzeug eingeführt werden kann, um an demBereich 43 anzugreifen und um somit die Welle I3 gegen eineDrehung zu halten.To make tool attachment and removal easier,are in the embodiment shown in Fig. 1opposite sides of the shaft 13 are flattened, as at 4j>is shown, and the housing has a slot through which a tool can be inserted to work on theTo attack area 43 and thus the wave I3 against aKeep rotation.
Zum Betrieb der erfindungsgemäßen Turbine kann irgendein unter Druck stehendes Fluid, entweder gasförmig oder flüssig, verwandtwerden, oder es können hierzu gasförmige Verbrennungsprodukte verwandt werden, wie sie etwa bei einer explosivenBrennstoff-Luft Mischung erzeugt werden.Any pressurized fluid, either gaseous or liquid, can be used to operate the turbine of the present inventionor it can be used for this purpose gaseous combustion products, such as those in an explosiveFuel-air mixture are generated.
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Bei der dargestellten Ausführungsform sind zwei geneigte Flächen2.6und 31 vorgesehen, die als schiefe Ebenen wirken, umeine mechanische Hebelwirkung auszuüben, wenn auf sie das sich radial ausdehnende Fluid auftrifft, wie es durch die Pfeiley\a dargestellt ist. Es kann entweder eine oder es könnenso viele geneigte Flächen vorgesehen werden, wie gewünscht werden, solange ihre Gesamtausdehnung im wesentlichen dengesamten Umfang des hohlen Inneren l8 umfaßt. Hierunter wird verstanden, daß sich die geneigten Flächen zur Erzielung besterErgebnisse um wenigstens 90%des gesamten inneren Umfangesdes Läufers erstrecken sollten.In the embodiment shown, two inclined surfaces2.6 and 31 are provided, which act as inclined planes in order to exert a mechanical leverage effect when the radially expanding fluid strikes them, as shown by the arrowsy \ a. Either one or as many inclined surfaces can be provided as desired so long as their overall extent encompasses substantially the entire circumference of the hollow interior 18. This is understood to mean that the inclined surfacesshould extend around at least 90% of the entire inner circumference of the runner for best results.
Die beiden einander diametral gegenüber liegenden Ausgänge 22 und 23 sind bei der dargestellten Ausführungsform im wesentlichenfrei von irgendwelchen, das Fluid kompremierenden Strömungsverengungen, das heißt die Seitenwände 45 und 46ebenso wie die anderen Begrenzungswande jedes Ausganges kompremierendas ausströmende Fluid nicht, damit beim Durchgang des Fluids durch die Ausgänge 22 und27)keine Energie aufdieses Fluid übertragen wird.The two diametrically opposite outlets 22 and 23 are in the illustrated embodiment essentially free of any flow constrictions that compress the fluid, i.e. the side walls 45 and 46 as well as the other boundary walls of each outlet do not compress the outflowing fluid, so that when the fluid passes through Fluids through the outlets 22 and27) no energy is transferred to this fluid.
Die Wichtigkeit der Tatsache, daß die gesamten geneigten Flächen, die bei 26 undZ>1dargestellt sind, so angeordnet werden,daß sie sich im wesentlichen über den gesamten Umfang des Inneren l8 des Läufers erstrecken, zeigte sich auf Grund von Versuchsergebnissen.So wurden, wenn sich die Summe dieser Fläche lediglich über z.B. 240° erstreckte, bei einem gegebenen Druckmit Luft als Fluid ungefähr 100.000 U/min, erreicht.Wenn sich die gesamten geneigten Flächen über volle3600erstreckten, so erhöhte sich die Drehzahl unter denselben Bedingungen, wie Abmessungen der Turbine, Luftdruck usw.,auf 140.000 U/min. . Noch überraschender ist jedoch die Tatsache, daß diese Untersuchungen zeigen, daß sich das Drehmo-The importance of the fact that the entire inclined surfaces shown at 26 andZ> 1 are arranged so that they extend over substantially the entire circumference of the interior 18 of the rotor has been demonstrated from experimental results. Thus, if the sum of this area only extended over, for example, 240 °, at a given pressure with air as the fluid, approximately 100,000 rpm were reached. When the entire inclined surfaces extending over a full3600, then the rotational speed increased under the same conditions, such dimensions, etc., to 140,000 U / min, the turbine air pressure. . Even more surprising, however, is the fact that these studies show that the torque
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ment, wenn dieser Bogenbereich von 240° auf 36O0 erhöhtwird, um über 100%erhöht.ment when this arc region is increased from 240 ° to 36O0 is increased by over100%.
Der erfindungsgemäße Pluidmotor weist, insbesondere wenner als eine von Hand gehaltene Vorrichtung verwandt wird, um einen Schleifer oder dergleichen anzutreiben, eine Reihevon sehr wichtigen Vorteilen auf, und von diesen Vorteilen seien die folgenden genannt. Der Motor besitzt eine sehrgeringe Masse und ein leichtes Gewicht, was hauptsächlich auf der kleinen Zahl von Teilen und der vorzugsweisen Verwendungeiner Kombination aus einem Aluminiumgehäuse, einer Stahlwelle und einem festen Kunststoffläufer beruht. Wie ausder Beschreibung der vorzugsweisen Ausführungsform, wie sie in der Zeichnung dargestellt ist, hervorgeht, bilden dieseTeile im wesentlichen allen Teile des Motors.The pluid motor according to the invention has, especially ifit is used as a hand-held device to power a sander or the like, a serieshas very important advantages, and among these advantages are the following. The engine has a verylow mass and light weight, mainly due to the small number of parts and the convenient usea combination of an aluminum housing, a steel shaft and a solid plastic rotor. How outthe description of the preferred embodiment, as shown in the drawing, emerges, form thisParts essentially all parts of the engine.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der Luftaustritt aus dem Läufer 17* selbst wenn der Läufer bei hohen Geschwindigkeiten,wie etwa 140.000 U/min, oder mehr arbeitet, keinen Lärm verursacht, daß heißt der Luftaustritt erfolgt leise..Dies wird dadurch erreicht, daß die Luft aus dem sich drehenden Läufer radial auswärts in die Kammer l6 in dem Bereichmaximalen Innenumfangs ausströmt. Diese Abströmluft, die bei 35 a gezeigt ist, kehrt sodann ihre Strömungsrichtungum und strömt schließlich, wie es bei 45 a gezeigt ist, nach rückwärts durch die große Zahl von Auslaßöffnungenund 47 aus, die zusammen eine große Gesamtaustrittsflächebilden.Another advantage is that the air outlet from the rotor 17 * even when the rotor is at high speeds,such as about 140,000 rpm, or more, does not cause any noise, that is, the air outlet is quiet ..This is achieved in that the air from the rotating rotor radially outwards into the chamber 16 in the areamaximum inner circumference flows out. This outflow, which is shown at 35 a, then reverses its direction of flowaround and finally flows, as shown at 45 a, backwards through the large number of outlet openingsand 47, which together have a large total exit areaform.
Ein weiterer wichtiger Vorteil besteht darin, daß die abströmende Luft, die,wie es durch die Pfeile 45 a gezeigt ist,axial nach rückwärts strömt, von der Hand der Bedienungsperson, die die Vorrichtung an dem Handgriff 48 hält, und gleichfalls vonAnother important advantage is that the outflowing air, as shown by the arrows 45 a,axially rearward from the hand of the operator holding the device on the handle 48, and likewise from
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der Kleidung der Bedienungsperson und von dem Arbeitsstückselbst weggeleitet wird, das sich an dem vorderen oder linken Ende der angetriebenen Welle Ij5 befindet. Dies bedeutet,daß nicht nur die Bedienungsperson nicht mit der ausströmenden Luft in Berührung kommt, sondern daß auch kein Staub undfeine Teilchen von dem Werkstück in die Luft geblasen werden.operator clothing and work itemitself, which is located at the front or left end of the driven shaft Ij5. This means,that not only does the operator not come into contact with the outflowing air, but also that there is no dust andfine particles from the workpiece are blown into the air.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß sich die angetriebene Welle 15 und der die Bewegung erteilende Läufer 17 leicht ausrichtenlassen, und daß diese Ausrichtung während der Lebensdauer der Turbine oder des Motors konstant bleibt.Another advantage is that the driven shaft 15 and the movement imparting rotor 17 align easilyand that this alignment remains constant over the life of the turbine or engine.
Ein weiterer wichtiger Vorteil besteht darin, daß der durch das Fluid betätigte Läufer an dem hinteren Ende der Vorrichtungangeordnet ist, so daß der Handgriffteil 48 einen kleinen Durchmesser aufweist und somit leicht von der Bedienungspersonergriffen werden kann. Dies erleichtert nicht nur das Halten der Vorrichtung, wenn diese mit hoher Drehzahl arbeitet,sondern hierdurch kann auch die Bedienungsperson die Vorrichtung leicht und genau führen. Da im Gebrauch die vergrößerteKammer, die den Läufer enthält, gegen den Rand der Handfläche gegenüber dem Daumen der Bedienungsperson anliegt, kann dieBedienungsperson die Vorrichtung auch sicher greifen.Another important advantage is that the fluid actuated runner is at the rear of the deviceis arranged so that the handle portion 48 has a small diameter and thus easy by the operatorcan be seized. This not only makes it easier to hold the device when it is operating at high speed,but this also allows the operator to guide the device easily and precisely. Since in use the enlargedChamber containing the runner rests against the edge of the palm of the hand opposite the operator's thumb, theOperator also grasp the device securely.
Bei einer besonderen Ausführungsform wurden lediglich ungefähr1 VoI.%Luft so abgelenkt, daß diese wie es durch die Pfeile49 angezeigt ist, nach vorwärts strömte, um die Lager 14 und 15 zu kühlen, Die anderen 99%wurden nach rückwärts geleitet,wie es oben erläutert wurde. Auf Grund seiner Konstruktionsmerkmale erreicht dieser Luftmotor eine Drehzahl von 140.000 U/minund höher in 1 oder 2 Sekunden bei einem Luftdruck von 4,9In a particular embodiment, only about 1 VoI.% Air was diverted to flow forward as indicated by arrows 49 to cool bearings 14 and 15. The other 99% was directed backward as discussed above. Due to its design features, this air motor reaches a speed of 140,000 rpm and higher in 1 or 2 seconds at an air pressure of 4.9
bis 5,6 kg/cm . Selbst bei diesen Drehzahlen tritt in der Hand der Bedienungsperson im wesentlichen keine Vibrationup to 5.6 kg / cm. Even at these speeds, there is essentially no vibration in the operator's hand
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Jede der Kugellager-Anordnungen 14 und 15 wird von vier symmetrisch angeordneten vorstehenden Rändern gehalten,die natürlich im Abstand von ungefähr 90° von einander angeordnet sind. So wird die vordere KugellageranordnungI^ von vier vorstehenden Rändern 50 gehalten. Die hintereAnordnung 15 wird von ähnlichen vorstehenden Rändern 51 gehalten.Each of the ball bearing assemblies 14 and 15 is held by four symmetrically arranged protruding edges,which of course are arranged at a distance of about 90 ° from each other. So will the front ball bearing assemblyI ^ held by four protruding edges 50. The rearAssembly 15 is held by similar protruding edges 51.
Um die Welle 13 und den Läufer 17 sicher-einzubauen und alsHilfe, diese beiden Teile axial ausgerichtet zu halten, weist die Welle 13 an dem Läufer 17 einen quer verlaufenden, kreisförmigenBasisflanseh 52 auf, der eine ebene hintere Fläche53 besitzt, die in einem rechten Winkel zu der Längsachseder Welle IJ liegt, wobei diese Fläche von einer kreisörmigenAussparung 5^ an der Seite der Vorderwand des Läufersaufgenommen wird, die an den Flansch 52 angrenzt.To safely install the shaft 13 and the rotor 17 and asTo help keep these two parts axially aligned, the shaft 13 on the rotor 17 has a transverse, circular shapeBasisflanseh 52 on, which has a flat rear surface53 which is at right angles to the longitudinal axisthe shaft IJ lies, this surface being of a circular shapeRecess 5 ^ on the side of the front wall of the runneris received, which is adjacent to the flange 52.
Bei der dargestellten Ausführungsform erstreckt sich das vordereEnde 55 der Welle 13 über die vordere Kugellager-Anordnung14 hinaus und ist mit einem Gewinde versehen, so daß dieses Ende ein Futter bzw. eine Spannzange (nicht dargestellt)zur Halterung eines Werkzeuges, wie etwa eines kleinen Schleifrades aufnehmen kann, wie es überlicherweise beim Schleifen vonGegenständen während eines Fertigungsschrittes verwandt wird.In the illustrated embodiment, the front extendsEnd 55 of shaft 13 over the front ball bearing assembly14 and is provided with a thread so that this end is a chuck or a collet (not shown)to hold a tool, such as a small grinding wheel, as is usually the case when grindingObjects is used during a manufacturing step.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, sind die beiden Fluidausgänge22 und 23* an denen das Fluid aus dem Inneren 18 des Rotorsausgestoßen wird, nachdem dieses seine Druckkraft auf die geneigten Flächen ausgeübt hat, frei von irgendwelchen das Fluidkompremierenden StrömungsVerengungen. Bei der dargestelltenAusführungsform wird dies dadurch erreicht, daßAs can be seen from FIG. 3, the two fluid outlets are22 and 23 * where the fluid from the interior 18 of the rotoris ejected after it has exerted its compressive force on the inclined surfaces, free of any fluidcompressing flow constrictions. In the illustratedEmbodiment this is achieved in that
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diese Durchgänge 22 und 25 so kurz wie möglich gehalten werden,daß jede innere Seitenwand 45 an dem Ausgang eben undim wesentlichen parallel zu einer Tangente an den Läufer verläuft und daß jede äußere Seitenwand 46 eine glatte Verlängerungdes hinteren Endes der entsprechenden geneigten Fläche 26 und 31 "ist. Somit wird das Erregungsfluid, das seine Druckenergieabgegeben hat, um ein Drehmoment auf den Läufer auszuüben, von dem Inneren 18 des Läufers so schnell wie möglichfreigegeben und ohne daß auf das Erregungsfluid Energie übertragen wird. Wie bereits oben erläutert wurde, tragen die inForm eines Tragflügelprofils ausgebildeten vorauslaufenden Enden 27 und 32 der Wandglieder 25 und 30, die die Flächen26 und 31 bilden, gleichfalls dazu bei, daß das Fluid raschausströmt, ohne daß das Fluid auf seinem Weg zu den Ausgängen und durch die Ausgänge hindurch im wesentlichen kompremiertwird.these passages 22 and 25 are kept as short as possible,that each inner side wall 45 is flat and at the exitis substantially parallel to a tangent to the runner and that each outer side wall 46 is a smooth extensionof the rear end of the respective inclined surface 26 and 31 ". Thus, the excitation fluid, which is its pressure energyhas released to exert a torque on the runner from the interior 18 of the runner as quickly as possiblereleased and without energy being transferred to the excitation fluid. As already explained above, the inForm of an airfoil formed leading ends 27 and 32 of the wall members 25 and 30, which the surfaces26 and 31 also contribute to the fact that the fluid quicklyflows out without the fluid substantially compressing on its way to the outlets and through the outletswill.
Bei der dargestellten Ausführungsform ist die vordere Wanddes Läufers 17 mit einer hinteren Wand 56 an der hinteren Kante57 des das Fluid begrenzenden Wandgliedes 25 vereinigt. Hierdurchwird natürlich das hohle Innere l8 gebildet, das alsein Teil eines Fluidleitungssystems dient,um das strömende Fluid radial auswärts gepen die geneigten Flächen 26 und 3Izu richten, wie es oben beschrieben wurde. Gegebenenfalls " könnte jedoch die hintere Wand 56 von der vorderen VJand 37getrennt und in einer solchen Stellung fest angebracht v/erden, daß die sich drehende Vorderwand 37 an der Kante 57ein geringes Spiel zu der hinteren Wand 56 aufweist.Vorzugsweisewird jedoch die dargestellte Konstruktion verwandt.In the illustrated embodiment, the front wall isof the runner 17 with a rear wall 56 at the rear edge57 of the fluid-limiting wall member 25 combined. Through thisthe hollow interior 18 is naturally formed, which is calledpart of a fluid conduit system serves to peen the flowing fluid radially outwardly on inclined surfaces 26 and 3Ias described above. If necessary, however, the rear wall 56 could be removed from the front wall 37separately and firmly attached in such a position that the rotating front wall 37 at the edge 57has a slight clearance to the rear wall 56. Preferablyhowever, the construction shown is used.
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