1.1. Der Rotor


Nach einigen Stunden im WEB und anschließenden Kritzeleien hab ich mich mal hingesetzt und einige Bildchen gestrichelt. Dabei entstanden Varianten der Turbine die mir inzwischen recht gut gefallen und ich hab sie mal in's AutoCad 2000 übernommen. Vermutlich sind in den Entwürfen für den einen oder anderen Bastler brauchbare Anregungen oder vielleicht sogar brauchbare Lösungen enthalten.
Noch eine Anmerkung zu den Bildern. Da mit dem Programm weder Gewinde noch Spiralfedern vernünftig darstellbar sind, habe ich die Konstruktion in diesen Punkten vereinfacht und bitte dafür um Nachsicht.


(Wenn was so ähnlich wie ein Gewinde aussieht, dann soll es auch eines sein).
Der erste Entwurf diente dazu, mir selbst die Sache verständlich zu machen und mal durchzuspielen wie ich sowas gern zusammenbauen würde. Die Schlüsselbaugruppe der Tesla-Turbine dürfte der Rotor mit seinen Einzelkomponenten sein. Also hab ich mich zuerst mal mit diesem Thema beschäftigt und eine Rotor-Bauform entworfen, die in sich modifizierbar ist und dennoch in den verschiedenen Gehäuseformen, austauschbar, verwendet werden kann.

Da es sich bei der Turbine um ein relativ hoch drehendes Instrument handelt, sollten Nachbauversuche nur begonnen werden wenn die Einhaltung von Rundlauf-Toleranzen im Bereich von 0,01 mm möglich ist. (Sonst macht das Ergebnis nur wenig Freude.)
1.1.1
Die, in den Originalzeichungen und den Web-Seiten gezeigten Rotorkonstruktionen gefielen mir an einigen Punkten nicht, weil das Medium am Ausgang meist keinen definierten Weg nimmt, sondern wild in der Gegend rumfliegt. (Zu diesem Thema folgen später noch andere Seiten in diesem Komplex). Außerdem sollte der Rotor an den Seiten möglichst nicht hinterspült werden. Deshalb habe ich ein anderes Aufbausystem gewählt. Von links unten nach rechts oben sind es folgende Teile / Gruppen: Kugellager links, Ringmutter links, Abdeckscheibe links, Rotorwelle, Rotorscheiben und Distanzstücke, Abdeckscheibe rechts, Ringmutter rechts, Kugellager rechts.

1.1.2
Hier noch etwas mehr im Detail von links unten nach rechts oben: Sicherungsschrauben links, Ringmutter links, 3 Stifte als Mitnehmer, 6 Stifte für die Distanzstücke, Abdeckscheibe links, Rotorwelle, Rotorscheiben und Distanzstücke, Abdeckscheibe rechts, Ringmutter rechts, Sicherungsschrauben rechts.
1.1.3
Die Rotorwelle ist von einer Seite hohl und besitzt links eine Abflußöffnung für das Medium. Am Umfang sind drei Öffnungen, durch die das Medium aus dem Scheibenpaket in die Rotorwelle abfließen kann. Links und rechts der Öffnungen sind Befestigungsgewinde für die Ringmuttern und anschließend die Passungen zur Aufnahme der Kugellager. Anmerkung: Bei einer Vergrößerung des Rotor-Außen- und Innendurchmessers werden vorteilhaftere Strömungsverhältnisse erreicht, da die Abflußöffnungen in der Rotorwelle größer werden können und sich die Abstände der Distanzstücke auf den Scheiben bei gleicher Größe mit vergrößern. (Prinzipiell ist die Sache auch mit zwei Fenstern in der Welle und zwei Distanzstücken auf dem Umfang verteilt vorstellbar.Ich denke jedoch, daß die Dreier-Teilung wegen der fehlenden Kippneigung vorteilhafter ist).
1.1.4
Außerdem befinden sich am Umfang drei halbrunde Längsnuten in die Paßstifte bis zum halben Durchmesser eingelegt werden. Diese Paßstifte dienen als Mitnehmer für die Rotorscheiben und übertragen das Drehmoment auf die Rotorwelle. Dadurch daß sich, sowohl in der Welle als auch in der Rotorscheibe nur gerundete Konturen ergeben ist die Gefahr der Bildung von Rißwurzeln minimiert. (Dieses Thema gewinnt eine besondere Bedeutung wenn für die Turbine Bauteile aus keramischen Werkstoffen zum Betrieb bei Temperaturen über 1.250°C verwendet werden.)
1.1.5
Die Rotorscheibe besitzt einen, auf die Welle passenden Innendurchmesser in den drei halbrunde Profile für die, in 1.1.4 beschriebenen, Mitnehmerstifte auf der Rotorwelle eingearbeitet sind. Außerdem sind sechs Bohrungen für die Haltestifte der Distanzstücke eingearbeitet. Die Anzahl der Haltestifte und der dazu gehörenden Bohrungen in Rotorscheiben, Distanzstücken und Abdeckscheiben kann bei der späteren Anpassung der Geometrie der Distanzstücke vermutlich noch reduziert werden. Die Rotorscheiben können zur Herstellung relativ problemlos mit einem Laser in hinreichender Präzision geschnitten werden
1.1.6
Die Distanzstücke werden zwischen den Rotorscheiben montiert. Sie können, wie die Rotorscheiben relativ problemlos mit einem Laser mit hinreichender Präzision und nahezu beliebiger Geometrie geschnitten werden. Die Geometrie der Distanzstücke muß noch an die Gegebenheiten der Strömung angepaßt werden und wird vermutlich tropfenförmig werden. Dadurch ändern sich sowohl die Bohrungen als auch deren Lage. (Ich arbeite noch dran).
1.1.7
Das Bild zeigt die Positionierung der Distanzstücke auf dem Rotorblatt. Jedem Rotorblatt sind drei Distanzstücke zuzuordnen. Die nächstfolgende Seite beschäftigt sich mit dem Aufbau und der Montage des Rotors.
Soviel zu den Einzelteilen der Rotorwelle , den Scheiben und Distanzstücken. Dieses System wird in den nachfolgend gezeigten Turbinen, (teilweise modifiziert), verwendet.

Die Seite wird ergänzt wenn neue Erkenntnisse vorliegen.
Weiter geht's mit dem Zusammenbau des Rotors.

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