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Die
Erfindung geht aus von einer strömungsmittelgetriebenen
Handwerkzeugmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aus
der Patentschrift
US
6347985 B1 ist eine Handwerkzeugmaschine bekannt, die allein über den Saugluftstrom
eines Staubsaugers angetrieben wird. Kernstück der bekannten Handwerkzeugmaschine ist
eine herkömmliche
Peltonturbine, die die Saugluft des Staubsaugers zum Drehen der
Abtriebsspindel und damit zum Antrieb des Werkzeugs nutzt. Der Wirkungsgrad
und die Robustheit der bekannten Handwerkzeugmaschinen mit Axial-
und Peltonturbinen, auch als Widerstandsläufer bezeichnet, die ausschließlich aufgrund
des Luftimpulses eine mechanische Leistung an eine Welle abgeben,
kann hohe Ansprüche
an die Arbeits- und Absaugleistung dieser mit handelsüblichen
Staubsaugern betreibbaren Handwerkzeugmaschinen nur bedingt befriedigen. Insbesondere
können
mit dem Saugluftstrom angesaugte Partikel in den bauartbedingt engen Dichtspalt
zwischen Turbinenrad und Turbinengehäuse gelangen. Dort besteht
keine Ausweichmöglichkeit
für grobe
Partikel und durch deren Ansammlung darin kann die Turbine verklemmen
und ihre Leistung beeinträchtigt
werden.
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Vorteile der
Erfindung
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Die
Erfindung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass
als Antrieb einer spanenden, insbesondere als Schleif- oder Fräsmaschine
ausgestalteten Handwerkzeugmaschine ohne eigenen Elektromotor eine
nur mit Saugluft, beispielsweise eines Staubsaugers betreibbare
Turbine mit drehbarem Turbinenrad und feststehendem Turbinengehäuse dient,
wobei zwischen dem Turbinenrad und dem Turbinengehäuse Mittel
zum Abtransport von ungewollt eintretenden Partikeln wie Staub und Spänen angeordnet
sind, und für
Ihre Einsatzzwecke einen hohen Wirkungsgrad verbunden mit hoher
Robustheit hat. Dadurch ist ein besonders hoher Anteil an Strömungsenergie
der Saug- bzw. Blasluft in mechanische Leistung umsetzbar. Außerdem ist
ein für die
Umgebungsluft nahezu staubfreies Schleifen, Fräsen, Bohren oder dergl. mit
ständigem
Abtransport der sich während
des Schleifvorgangs bildenden Staubpartikel gesichert, so dass hoher
Spanabtrag mit hochwirksamer Absaugung des Schleifstaubs vereint
ist, kurz, es ist eine besonders vorteilhafte Abart einer Turbine
geschaffen, – quasi
als Zwitter zwischen klassisch durchströmter Radialturbine und Axialturbine – die als
diagonal durchströmte
Radialturbine ausgestaltet ist. Sie vereinigt den Vorteil geringen Druckverlustes
mit dem Vorteil erhöhter
Energieausbeute aus den Luftstrom und bildet deshalb für luftdurchströmte Elektrowerkzeuge
einen hocheffektiven Antrieb. Die Gefahr, die von der die Turbine
antreibenden und sie dazu durchströmenden partikelhaltigen Abluft
ausgeht, wird durch bestimmte Mittel ausgeglichen. Diese Mittel
sind zwischen dem Turbinenrad und dem Turbinengehäuse zum
Abtransport bzw. Austritt vagabundierender Staub- und Späne-Partikel
angeordnet, die den Hauptluftstrom verlassen und zwischen die bewegten
Teile der Turbine geraten und deren Bewegung stören können.
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Dadurch,
dass die Mittel als mindestens eine das Turbinengehäuse nahe
dem Einströmpunkt
der Antriebsluft durchtretende Öffnung
ausgestaltet sind, können
die Partikel die Turbine auf kurzem Weg wieder verlassen, ohne eine
spürbare
Blockier- oder Bremswirkung entfalten zu können. Durch besonders geformt
und angeordnete seitliche Öffnungen
des Turbinengehäuses
gelingt es, insbesondere grobe Partikel aufgrund ihrer Bewegungsrichtung
radial aus dem Spalt zwischen Turbinenrad und Turbinengehäuse zu leiten,
bevor sie eine Verklemmung verursachen können.
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Dadurch,
dass die besagten Mittel auch durch Oberflächenvertiefungen und/oder erhöhte Oberflächenrauhigkeit
des Turbinenrads gebildet werden, insbesondere benachbart zur Öffnung des Turbinengehäuses angeordnet,
zum Mitnehmen der Partikel und Erzeugen eines, vorzugsweise pulsenden,
Luftstroms zur besagten Öffnung
hin – zwecks Ausblasens
der Partikel durch diese Öffnung,
wird ein kontinuierlicher Partikelabtransport verbessert und die
Gefahr des Verklemmens des Turbinenrads gegenüber dem Turbinengehäuse weiter
verringert.
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Dadurch,
dass ein dem Turbinenrad vorgeschaltetes, feststehendes Vorleitgitter
angeordnet ist, das als Lagersitz für ein Drehlager der Achswelle
des Turbinenrades dient, übernimmt
er eine tragende Funktion der Gehäusestruktur der Handwerkzeugmaschine,
wobei damit deren Herstellungskosten besonders niedrig gehalten
werden können.
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Dadurch,
dass der Antrieb nur aus leichten Kunststoffteilen besteht, ist
die Handwerkzeugmaschine besonders leicht und handlich.
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Dadurch,
dass die Handwerkzeugmaschine mit einem Funkschalter versehen ist,
mit dem der Staubsauger ein- und ausschaltbar ist, ist eine bequeme
und einfache Bedienung der Handwerkzeugmaschine bzw. des Staubsaugers
möglich.
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Dadurch,
dass die Drehzahlregelung für
die Handwerkzeugmaschine mittels einer unterschiedlich einstellbaren
Luftklappe vorgenommen wird, ist mit einfachen Mitteln eine Anpassung
der Maschinendrehzahl an jeweils vorliegende Arbeitsbedingungen
einfach und kostengünstig
möglich.
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Dadurch,
dass das Gehäuse
der Handwerkzeugmaschine aus rohrartigen, miteinander über Flansche
verbindbaren Teilen besteht, ist es bei geringem Eigengewicht besonders
formsteif und robust.
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Zeichnung
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Nachstehend
wird die vorliegende Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels mit zugehöriger Zeichnung
näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 einen
Längsschnitt
eines Schwingschleifers
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2 einen
Längsschnitt
der Turbine mit Vorleitgitter zum Antrieb des Schwingschleifers
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3 eine
Seitenansicht der Turbine gemäß 2
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4 eine
seitliche Schnittdarstellung der Turbine mit Turbinengehäuse
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5 eine
Draufsicht des Turbinenrads mit Turbinengehäuse
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6 eine
Schrägansicht
des Turbinenrads mit Turbinengehäuse
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7 eine
Draufsicht des Turbinengehäuses
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8 eine
Draufsicht des Turbinenrads
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9 eine
Seitenansicht der Spanaustrittsöffnung
im Turbinengehäuse
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10 eine
Draufsicht der Spanaustrittsöffnung
im Turbinengehäuse
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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1 zeigt
eine Handwerkzeugmaschine 10, die als Schwingschleifer
ausgestaltet ist mit Blick auf eine dem Betrachter mit seiner Innenseite
zugewandte Gehäuselängsschale 14.
Diese bildet mit einer zweiten nicht dargestellten, i.w. symmetrischen Gehäuseschale
ein glockenförmiges
Gehäuse 12 mit einer
Hochachse 13. Das Gehäuses 12 wird
aus den beiden Gehäuseschalen
mit Schrauben zusammengefügt,
die die äußere, nichtdargestellte
Gehäuseschale
von außen
durchtreten, in Schraubdome 35 drehbar sind und dadurch
die beiden Gehäuseschalen
an einer Stoßfuge
zusammenhalten. Das Gehäuse 12 geht
auf seiner Oberseite 20 in einen quer von der Hochachse 13 abstehenden,
hohlzylindrischen Handgriff 16 über, der als Saugluftaustritt 18 dient. Auf
seiner Oberseite 20 trägt
das Gehäuse 12 eine Luftklappe 22,
die eine Öffnung 24 zum
Strömungskanal 26 im
Inneren des Gehäuses 12 zwecks
Lufteintrittsregulierung nach Bedarf freigibt oder verschließt. Dazu
ist ein Bereich 86 einer Kanalwand 28 nah benachbart
zur Öffnung 24 perforiert,
so dass die Saugluft im schlauchartigen Strömungskanal 26 mit der
Außenluft
kommunizieren kann. Die Kanalwand 28 ist durch Tragrippen 30 an
den Gehäuseschalen 14 gehaltert.
Die Tragrippen 30 sind mit Verstärkungsrippen 32 im
Inneren der Gehäuseschale 14 und über diese
mit der Gehäuseaußenwand
bzw. der Gehäuseschale 14 verbunden.
Dadurch wird der Luftkanal 26 bzw. die Kanalwand 28 versteift
und, insbesondere gegen Schwingungen bzw. Resonanzen mit der durchströmenden Saugluft,
stabilisiert.
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Unten
endet das Gehäuse 12 in
einer geraden, umlaufenden Unterkante 34, die in ihrer
senkrechten Projektion nach unten ein Dreieck mit nach außen gewölbten Seiten
bildet. Parallel zur Unterkante 34 ist ein Schleifteller 70 angeordnet,
der über elastische
Schwingkörper 75 mit
dem Gehäuse 12 elastisch
beweglich verbunden ist. Der Schleifteller 70 steht mit
seiner bügeleisenförmigen Grundfläche außen über die
dreieckige, senkrecht nach unten projizierte Kontur der Unterkante 34 hinaus
und hat auf seiner Unterseite Haltemittel zur Aufnahme eines nichtdargestellten
Schleifblatts. Er ist über
eine Achswelle 72 und einen an dessen Ende drehfest sitzenden
nicht näher
bezeichneten Exzenter orbital antreibbar, so dass jeder Punkt des
Schleiftellers und damit jedes einzelne Schleifkorn des Schleifblatts kleine
Kreise beschreibt, das typische Schliffbild eines Orbital-Schwingschleifers.
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Die
Achswelle 72 wird über
ein Turbinenrad 38 einer lufttreibbaren Turbine 36 drehend
mitgenommen und ist im Gehäuse 12 bzw.
im Vorleitgitter 74 über
ein oberes und ein unteres Wälzlager 64, 66 drehbar
gelagert und greift mit ihrem unteren Ende in ein drittes Wälzlager 68,
das mit seinem Außenring drehfest
im Schleifteller 70 sitzt. Zwischen dem unteren und dem
dritten Wälzlager 66, 68 ist
die Achswelle 72 drehfest mit einer Ausgleichsmasse 78 verbunden,
die als Unwuchtausgleich dient, um Schwingungen des exzentrisch
bewegten Schleiftellers 70 fern vom Gehäuse 12 zu tilgen.
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Die
Ausgleichsmasse 78 trägt
auf ihrer oberen, dem Vorleitgitter 74 zugewandten Seite
ein nach oben hervorstehendes Ringprofil 80. Dieses wird oben
von einer Ringnut 82 mit einem geringen Abstand umgriffen,
die in der eng benachbarten Unterseite des Vorleitgitters 74 angeordnet
ist und mit dem Ringprofil 80 gemeinsam eine untere, mäanderförmige Labyrinthdichtung 84 bildet.
Diese verhindert, dass durch den Unterdruck in den Hohlräumen im
Inneren der Handwerkzeugmaschine 10, insbesondere zwischen
der Ausgleichsmasse 78 und dem Vorleitgitter 74,
Staub und Späne
in den Spalt bzw. zum unteren Lager 66 bewegt werden so
dass dieses langfristig unbeeinträchtigt bleibt.
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Der
Achswelle 72 wird vom Turbinenrad 38 mittig drehfest
umgriffen, wobei eine innige formschlüssige Verbindung zwischen den
beiden Teilen mittels einer Rändelung 73 in
einem definierten Umfangsbereich etwa in der Mitte der Achswelle 72 hergestellt
ist, in deren Vertiefungen der beim Gießprozeß flüssige Kunststoff eintritt und
damit die Verbindung bewirkt.
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Das
Turbinenrad 38 hat eine glockenförmige Außenkontur, wobei sich an die
Unterkante 34 axial nach unten ein im Gehäuse 12 drehfest
gehaltenes bzw. zwischen den Gehäuseschalen 14 einklemmbares
Vorleitgitter 74 mit Gitterschaufeln 75 anschließt. Die
Gitterschaufeln 75 sind wie die Radschaufeln 42 des
Turbinenrads 38 als auf ihrer Schmalseite stehende Kunststoffstreifen
ausgestaltet. Das als kurzer Kegelstumpf ausgestaltete Vorleitgitter 74 wird
außen
durch das ebenfalls im Gehäuses 12 drehfestgelegte
Turbinengehäuse 60 im
Abstand der Höhe
der Gitterschaufeln 75 zumindest teilweise übergriffen, so
dass damit eine untere Fortsetzung des ringförmiger Strömungskanals 49 des
Turbinenrads 38 gebildet wird, durch den die Saugluft gezogen
bzw. geleitet wird. Über
die Gitterschaufeln 75 wird die von unten einströmende Saugluft
zum Antrieb des Turbinenrades 38 in dessen Strömungsrichtung
bzw. die des Strömungskanals 49 bzw.
der Radschaufeln 42 des Turbinenrads 38 gelenkt
und entwirbelt, so dass dadurch der, insbesondere eingangsseitige,
Wirkungsgrad der Turbine 36 erheblich verbessert wird. Das
Vorleitgitter 74 bildet mit einer zentralen Ausnehmung 76 auf
seiner Unterseite einen Lagersitz für ein Lager 66 des
unteren Bereichs der Achswelle 72, das diese im Gehäuse 12 festgelegt
und führt.
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Das
Turbinengehäuse 60 umgreift
mit einer Ringnut 57 in seinem oberen Bereich die Außenseite des
Turbinenrads 38 und dessen ringförmigen Dichtwulst 56 mit
einem bestimmten Spaltabstand und bildet dort eine obere Labyrinthdichtung 51.
Damit zwischen die Außenseite
des Turbinenrads 38 und das Turbinengehäuse 60 tretende, vagabundierende Späne und Staubpartikel
möglichst
rasch wieder daraus austreten können,
ohne zuvor das Turbinenrad 38 zu bremsen oder zu blockieren,
sind im Turbinengehäuse 60 nahe
der Ringnut 57 auf 2 diametral entgegen gesetzten Seiten
je eine Öffnung 102 (5) angeordnet.
Aus diesen Öffnungen 102 können die unwillkommenen
Partikel herausgeschoben werden – sowohl durch mechanische
Förderwirkung
des Turbinenrads 38 als auch durch einen zum Saugluftstrom
zum Turbinenantrieb zusätzlichen
Luftstrom, der durch die Gestalt der Außenfläche des Turbinenrads 38 im
Bereich der Öffnungen 102 bei
Rotation des Turbinenrads 38 im Spalt zwischen der Turbinenrad 38 und
der Turbinengehäuse 60 entsteht.
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2 zeigt
einen Längsschnitt
des Turbinenrads 38 mit dem sich axial unten anschließenden, im
Gehäuse 12 feststehenden
Vorleitgitter 74 als Einzelheit, die zusammengebaut in 1 gezeigt
sind. Dabei ist – ähnlich wie
der Preßkegel
einer Zitronenpresse – ein
kegelstumpfartiger nach außen
gewölbter
Tragkegel 48 erkennbar, der außen eine Vielzahl von Radschaufeln 42 trägt, die
die Gestalt mit ihrer Schmalseite auf dem Tragkegel 48 stehend
angeordneter, flacher Kunststoffsstreifen haben und deren Höhe graduell
in Richtung zur – virtuellen – Kegelspitze
zunimmt. Über
die Radschaufeln 42 ist ein zum Tragkegel 48 bzw.
den Oberkanten der Radschaufeln 42 etwa parallel verlaufender
Deckkegel 44 gefügt. Dadurch
wird zwischen dem Trag- und dem Deckkegel 48, 44 ein
im Querschnitt ringförmiger
Strömungskanal 49 gebildet.
Dieser wird durch die Radschaufeln 42 in eine Vielzahl
gewundener Einzelkanäle
aufgeteilt, in denen die Saugluft zum Antrieb der Turbine 36 mit
besonders geringem Strömungswiderstand
fließen
kann. Der untere Rand des Tragkegels 48 ist etwa unter
45° Winkel
zur Kegelachse geneigt und verläuft
nicht wie bei herkömmlichen
Radialturbinen um etwa 90° quer
zur Kegelachse abgewinkelt. Bei einem besonders günstigen
Ausführungsbeispiel der
Turbine 36 beträgt
der Einströmwinkel
der Schaufel 40° und
ihr Ausströmwinkel
30°. Ein
Bewegungspfeil 62 zeigt, dass die an der Radschaufel 42 entlang
fließende
Luft um 45° umgelenkt
ist, gemessen zur Achse 40, wobei die Umlenkung quer zur
Zeichenebene noch nicht berücksichtigt
ist.
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Der
Deckkegel 44 grenzt oben im Bereich der virtuellen Kegelspitze 46 mit
einem minimalen Abstand an die Kanalwand 28 des Luftkanals 26, durch
den die Saugluft strömungsgünstig zur
Unterdruckquelle bzw. zum Staubsauger hin geführt wird.
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Der
Tragkegel 48 bzw. Kegelstumpf des Turbinenrads 38 wird
von einem zentralen Hohlzylinder 54 zur Aufnahme des Achsbolzens 72 durchdrungen. Der
Hohlzylinder 54 bildet oben im Bereich einer virtuellen
Kegelspitze einen überstehenden,
ringartigen Kragen 52. Dadurch erreicht der Hohlzylinder 54 eine derartige
Länge,
dass der Achswelle 72 bei definiertem axialem Überstand
und definiertem Bereich seiner Rändelung 73 gegenüber dem
Turbinenrad gesichert mit dieser Rändelung 73 im Inneren
des Hohlzylinders 54 positioniert ist und von diesem umgriffen wird,
so dass eine sichere Drehfestlegung zwischen dem Turbinenrad 38 und
dem Achswelle 72 erreicht wird.
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Der
sich in Richtung virtueller Spitze hin zunehmend konkav wölbende,
kegelstumpfartige Deckkegel 44 trägt im unteren Drittel seiner
Höhe auf
seiner Außenseite
einen ringförmigen
Dichtwulst 56. Dieser ist zum axialen Eingriff in eine übergreifende Ringut 57 vorgesehen,
die auf der dem Turbinenrad 38 zugewandten Innenseite des
schalenartigen Turbinengehäuses 60 angeordnet
ist durch Übergriff
des Dichtwulstes 56 als obere Labyrinthdichtung 51 fungiert,
und Druckverluste im Inneren der Turbine 36 verhindert
und damit deren Wirkungsgrad erheblich steigert.
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Zum
Betreiben der Handwerkzeugmaschine 10 wird am Saugluftaustritt 18 Luft
abgesaugt und strömt
durch Absauglöcher 71 im
Schleifteller 70 und zwischen der Oberseite des Schleiftellers 70 und
der Gehäuseunterkante 34 von
außen
nach. Die von außen
angesaugte Luft gelangt in den Ringkanal 49 des Vorleitgitters 74 und
weiter in den des Turbinenrads 38.
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Der
Kontakt des Radialturbinenrads 38 und des Vorleitgitters 74 mit
abrasiver, staubhaltiger Luft kann dort zu einem Abschleif- und
Staubanlagerungseffekt führen,
der die Leistung des Antriebs und dessen Lebensdauer beeinträchtigen
kann. Um dem zu begegnen, sind die saugluftberührten Flächen insbesondere durch geringe,
regelmäßige golfballartige Vertiefungen
so strukturiert, dass sie einen kleinen Strömungswiderstand bei erhöhter Oberflächenfestigkeit
haben.
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Die
in 3 gezeigte Seitenansicht der Turbine 36 gemäß 2 das
Turbinengehäuse 60 mit einer
der beiden Öffnungen 102 erkennen,
wobei das Turbinengehäuse 60 gemäß 1 drehfest
im Gehäuses 12 gehaltert
und an Stützrippen 30 arretiert bzw.
geklemmt ist und das Vorleitgitter 74 und das Turbinenrad 38 dicht
bzw. mit einem Spaltabstand übergreift
und die schon vorstehend erläuterte,
obere Labyrinthdichtung 51 bildet.
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Bei
einem nichtdargestellten Ausführungsbeispiel
der Handwerkzeugmaschine – ähnlich den vorhergehenden
Ausführungsbeispielen – trägt deren
Gehäuse
einen Funkschalter, der mit einem dem Staubsauger zugeordneten Gegenschalter
kommuniziert und mit dem das Ein- und Ausschalten des Staubsaugers
und damit der Handwerkzeugmaschine bequem und kostengünstig gelöst ist.
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Die
Luft, die die Handwerkzeugmaschine 10 durchströmt, strömt nicht
wie bei einer klassischen Radialturbine rein radial nach innen bevor
sie in der Turbine 36 wieder axial umgelenkt wird, sondern strömt sowohl
im Vorleitgitter als auch in der Radialturbine unter etwa 45 Grad
Winkel zur Hochachse 40 (siehe 2). Diese
Schräganströmung hat
den Vorteil, dass der Wirkungsgrad der Turbine deutlich gesteigert
ist, da der Druckverlust innerhalb der Turbine 36 und des
Vorleitgitters 74 minimiert wird. Der Einströmwinkel
der Schaufel beträgt
60° und
der Ausströmwinkel
30° um auch
die Ausströmverluste
so gering wie möglich
zu halten. Die Winkel für
den Einströmbereich
können
zwischen 0° und
70° und
die Winkel im Auslassbereich zwischen 10 und 60° variieren. Die Wahl der Winkel
hängt sowohl
von der Luftmenge als auch von der erwarteten Drehzahl ab. Das Vorleitgitter 74 hat
die Aufgabe, der Luftströmung
einen möglichst
großen
Vordrall aufzuprägen,
und besitzt aus diesem Grund Gitterschaufeln 75 mit einem Austrittswinkel
von etwa 80°.
Ein geringer Abstand zwischen Vorleitgitter 74 und Turbine 36 ist
notwendig, damit die Turbine 36 ideal angeströmt werden kann.
Ein zusätzlicher
Stützring 88 zwischen
den Stützrippen 90 an
der Unterseite des Tragkegels 48 verhindert eine stark
schwankende und unkontrollierte Leerlaufdrehzahl der Turbine, die
sehr hohen Werte (> 20
000 U/min) annehmen kann, da ein Lüftereffekt durch rein radial
angeordnete Rippen damit nicht auftreten kann. Der Stützring 88 und
die Stützrippen 90 sind
von radial innen nach außen
zunehmend dünner
dimensioniert, damit beim Spritzgießen der Werkstoff rasch und
mit geringem Widerstand von innen nach außen fließen und alle Hohlräume der Gießform ausfüllen kann.
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Der
zusätzliche
Kragen 52 am Innenring des Turbinenrads 38 ist
notwendig, damit die eingelegte bzw. umspritzte Achswelle 72 mittig
gerändelt
werden kann. Das untere Lager 66 wird aus Platzgründen direkt
in das Vorleitgitter 74 integriert und erlaubt eine flache
Bauweise der Handwerkzeugmaschine 10.
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Eine
in 4 räumlich
dargestellte Turbine 36 besteht aus einem Turbinenrad 38,
das von einem Turbinengehäuse 60 umgriffen
wird, das unterhalb des Turbinenrads 38 ein Vorleitgitter 74 umgreift.
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Zwischen
dem teilweise aufgeschnitten dargestellten Turbinengehäuse 60 und
der Außenfläche des
Turbinenrads 38 sind drei kreisförmig dargestellte Partikel,
z.B. Schleifstaub bzw. Späne 108 erkennbar.
Weiter sind ovale Einprägungen 103 auf
der Außenfläche des
Turbinenrads 38 eingebracht, die die Umgebungsluft beschleunigen
und einen pulsierenden Luftstrom erzeugen können, so dass zwischen Turbinengehäuse 60 und
Turbinenrad 38 vagabundierende Partikel 108 mitgerissen
bzw. vorzugsweise in Richtung Vorleitgitter 74 transportiert
werden und dabei in den Hauptluftstrom in Richtung zum externen
Staubsauger gelangen können,
der sowohl als Antriebsmittel zum Betreiben der Turbine 36 als
auch zur Partikelabfuhr dient. Alternativ können die Partikel 108 zu
den Öffnungen 102 (3, 5)
geschoben und/oder geblasen werden.
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5 zeigt
eine Draufsicht der Turbine 36, wobei das Turbinenrad 38 erkennbar
ist, das im oberen Bereich vom Turbinengehäuse 60 umgriffen wird, wobei
die zwei das Turbinengehäuse 60 im
obersten Bereich auf einander gegenüberliegenden Seiten durchtretende Öffnungen 102 zur
Spanabfuhr und durch diese hindurch die benachbarte Außenseite des
Turbinenrades 38 erkennbar sind.
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6 zeigt
eine räumliche
Seitenansicht der Turbine 36, wobei im wesentlichen die
gleichen Einzelheiten wie gemäß 5 erkennbar
sind, jedoch die Ausgestaltung der schlüssellochartigen Öffnung 102 noch
deutlicher wird. Das stufenzylindrisches Turbinengehäuse 60 verläuft – sich glockenartig
erweiternd in vier Stufenabschnitten versetzt nach unten. Ein oberster,
zylindrischer Stufenabschnitt wird auf einander gegenüberliegenden
Seiten von der je einen radial und axial durchtretenden Öffnung 102 durchsetzt,
die in den nächsten,
axial nach unten nachfolgenden, konischen Stufenabschnitt reicht. Die Öffnung 102 ist
schlüssellochartig
ausgestaltet. Sie ist oben 9 mm, unten 3 mm breit und ca. 15 mm hoch.
Ihr unterer Lochbereich 111 liegt exzentrisch zum oberen
Bereich 112, in Betrachtungsrichtung nach links versetzt.
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Die
in Betrachtungsrichtung links liegende Auflaufkante 120 der Öffnung 102 verläuft bezüglich der
Hochachse 40 sowohl axial winklig nach oben links außen, siehe 9,
Winkel α,
als auch radial nach außen
winklig öffnend.
Die Auflaufkante 120 bietet damit den in Drehrichtung des
Turbinenrades 38 gemäß Drehrichtungspfeil 130 nach
außen
tretenden Spänen
eine nur minimale Prallfläche,
so dass günstige
Spanabtransportverhältnisse
eingerichtet sind.
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Gemäß den 5 und 7 ist
erkennbar, dass der obere Bereich 112 der Öffnung 102 in
der waagerechten Deckfläche
des stufenzylindrischen Turbinengehäuses 60 eine halbkreisförmige Kontur hat,
die zur senkrecht abfallenden Mantelfläche hin vom v-förmigen unteren Lochbereich 111 durchsetzt wird.
Der halbkreisförmige,
obere Bereich 112 geht in die v-förmigen Kanten 120, 121 des
daran anschließenden,
nach unten v-förmig zulaufenden
Abschnitts bzw. unteren Lochbereichs 111 über, wobei
im Übergang
der Auflaufkante 120 zum halbkreisförmigen Bereich 112 eine
rampenartige Messerkante 140 unter dem Winkel β gebildet
wird, die den Spanaustritt verbessert, weil damit den Partikeln
eine minimale Aufprallfläche
entgegensetzt wird.
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7 zeigt
eine Draufsicht des Turbinengehäuses 60 mit
den beiden gegenüberliegend
angeordneten Öffnungen 102.
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8 zeigt
die Einzelheit des Turbinenrades 38 mit dem darunter angeordneten
Vorleitgitter 74, an das das Turbinengehäuse 60 axial
anklipsbar ist.
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9 zeigt
eine vergrößerte Einzelheit
einer der Öffnungen 102 in
einer Seitenansicht gemäß 6,
wobei ein Bewegungspfeil 160 die Austrittsrichtung der
Partikel 108 zeigt und wobei die ungleichmäßig v-förmige Kontur
der Öffnung 102 mit nach
oben abgewinkelten Kanten erkennbar ist, so dass ein unteres spitzwinkliges
V gebildet wird, das weiter oben in ein stumpfwinkligeres V übergeht.
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10 zeigt
eine vergrößerte Draufsicht
einer der Öffnungen 102 in
senkrechter Projektion gemäß 5 oder 7 als
Einzelheit, wobei die Messerkante 140 besonders deutlich
erkennbar ist.
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Anfallende,
zwischen das Turbinenrad 38 und das Turbinengehäuses 60 gelangende
Späne 108 werden
durch die Winkel-Geometrie der Öffnung 102 und
deren Position im Turbinengehäuse 60 im Uhrzeigersinn
mittel des Turbinenrads 38 an die Auflaufkante 120 herangeführt und
dort schräg
nach oben entlang der Auflaufkante 120 und von dort radial
nach außen
in den Innenraum des Gehäuses 12 geschoben
bzw. geblasen.
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Aus
dem Gehäuse 12 können die
aus den Öffnungen 102 tretenden
Späne durch
nichtdargestellte nach unten führende
Kanäle
gelangen. Im Bereich der Öffnungen 102 können Inspektionsklappen oder Öffnungen
im Gehäuse 12 angeordnet
werden, durch die hindurch von außen ggf. hartnäckige Spanansammlungen
von Hand beseitigbar sind.
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- 10
- Handwerkzeugmaschine
- 12
- Gehäuse, glockenförmig mit
quer absteh. Griff
- 14
- li.
Gehäuseschale
- 16
- Haupthandgriff,
oben quer abstehend v. 12
- 18
- Saugluftaustritt,
oben durch Haupthandgriff
- 20
- Oberseite
v. 12
- 22
- Luftklappe
- 24
- Öffnung für Lufteintritt
- 26
- Luftkanal
- 28
- Kanalwand
- 30
- Tragrippen
- 32
- Verstärkungsrippen
- 34
- Unterkante
v. 12
- 35
- Schraubdome
- 36
- Turbine
- 38
- Turbinenrad
- 40
- Hochachse
- 42
- Radschaufel
- 44
- Deckkegel
- 46
- Kegelspitze
- 48
- Tragkegel
- 49
- Strömungskanal
- 50
- Äußere Mantelfläche v. 44,
trägt 56
- 51
- Obere
Labyrinthdichtung
- 52
- Kragen
- 54
- Hohlzylinder
für Achsbolzen
in 22
- 56
- Dichtwulst
auf 50
- 57
- Ringnut
innen im Turb. geh. 60
- 58
- Rippen
im Turb. Rad
- 60
- Turbinengehäuse mit
Ringnut, übergreift 32
- 62
- Bewegungspfeil
- 64
- Oberes
Lager
- 66
- Unteres
Lager
- 68
- Tellerlager
- 70
- Schleifteller
- 71
- Absaugloch
- 72
- Achswelle
- 73
- Rändelung
d. Achswelle
- 74
- Vorleitgitter
- 75
- Gitterschaufeln
- 76
- Zentrale
Ausnehmung/Lagersitzt f. 66 in 74
- 77
- Tragring
v. 74
- 78
- Ausgleichsmasse
- 79
- Stützring v. 74
- 80
- Ringprofil
auf Oberseite v. 78
- 82
- Ringnut
in Unterseite v. 74
- 84
- Untere
Labyrinthdichtung
- 86
- Luftdurchlässige Kanalwand
- 88
- Stützring
- 90
- Stützrippen
- 92
- Äußere Stützrippen
- 102
- Öffnungen
- 40
- Turbinenachse
gleich Hochachse
- 103
- ovale
Einprägungen
- 111
- unterer
Lochbereich
- 112
- oberer
Bereich
- 120
- Auflaufkante
- 130
- Drehrichtungspfeil
- 140
- Messerkante
- 160
- Bewegungspfeil