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Die Erfindung betrifft eine mit Druckluft angetriebene Handwerkzeugmaschine, mit einem Gehäuse, das mit einer Zu- und Ableitung für die Druckluft ausgestattet ist und in dem eine Lagerbuchse gelagert ist, die mittels Dichtungsringen gegenüber dem Gehäuse abgedichtet ist, wobei in der Lagerbuchse eine das Werkzeug tragende Turbinenwelle abgestützt ist, die sowohl in radialer als auch in axialer Richtung aerostatisch gelagert ist, indem der Ringraum zwischen Lagerbuchse und Gehäuse, der mit der Druckluftzuleitung verbunden ist, bzw. die Zuleitung selbst über Bohrungen mit den entsprechenden Lagerspalten in Verbindung steht.
Mit grössten Vorteil kann die erfindungsgemässe Handwerkzeugmaschine zur Durchführung von Schleif- und Nacharbeiten bei der Herstellung von Gesenken, Pressformen sowie beim Putzen von Schweissnähten, beim Schleifen von Innenbohrungen und beim Läppen von Halszapfen bei der Grossserien- und Massenfertigung im Flugzeug- und Raketenbau, in der Kraftfahrzeug- und Traktorenindustrie sowie im Hüttenwesen verwendet werden.
Bekannt sind Handwerkzeugmaschinen mit rotierenden Werkzeugen, die bei Schleif- und Nacharbeiten verwendet werden.
Bei diesen bekannten Handwerkzeugmaschinen dienen Kugellager als Träger einer schnellaufenden Spindel und Axialkolbenmotoren, Gleichdruck- oder Überdruckkleinturbinen als Antrieb. Es ist ebenfalls allgemein bekannt, dass selbst Präzisionskugellager einem Dauerbetrieb nicht standhalten, intensive Vibrationen und Geräusche erzeugen sowie eine beträchtliche Exzentrizität der Schnellaufspindel bewirken. Die erwähnten Faktoren verursachen einen schnellen Ausfall des Werkzeuges, die Notwendigkeit von häufigen Reparaturen und vor allem intensive Vibrationen im Werkzeug und im Gehäuse, die eine starke Geräuschbildung verursachen.
Bei den bekannten Handwerkzeugmaschinen, die mit Druckluft betrieben werden, bildet das Auspuffen der Abgase, das durch eine Lochreihe im Gehäuse der Maschine oder durch unvollkommene Auspuffeinrichtungen unmittelbar ins Freie erfolgt, die Ursache eines intensiven aerodynamischen Geräusches und zusätzlicher Hochfrequenzschwingungen des Gehäuses.
Bekannt sind auch Werkzeuge mit Gaslagern der Spindel (s. UdSSR-Urheberschein Nr. 205795, USA-Patentschrift Nr. 3, 383, 805), die das Problem der Erhöhung der Bearbeitungsgenauigkeit einer geschliffenen Fläche teilweise lösen, sich aber durch dynamische Unvollkommenheit der Lagerkonstruktionen auszeichnen. Aerodynamische und aerostatische Gaslager sind zur Selbsterregung der Spindelschwingungen und dadurch bedingte Geräuschbildung geneigt. Bei den erwähnten Einrichtungen ist das Problem der Stabilität der Gaslager nicht gelöst, und sie fallen infolge trockener Reibung und dynamischer Schläge schnell aus. Aus der USA-Patentschrift Nr. 3, 383, 805 bekannte Druckluftturbinen weisen einen unzulässig hohen Geräuschpegel auf.
Die erwähnten Nachteile der bekannten mit Druckluft betriebenen Handwerkzeugmaschinen schränken ihre Verwendung ein und bewirken ungünstige Arbeitsbedingungen.
Zugleich gibt es jetzt keine brauchbaren technischen Lösungen, die die Anzahl der von Schwingungserzeugern, welche bei dynamischer Unwucht, Unfluchtigkeit von Passstellen u. a. m. in den Kugellager dem Motor auftreten, zu reduzieren gestatten.
Zweck der Erfindung ist, die oben erwähnten Nachteile zu beseitigen. Somit liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine mit Druckluft betriebene Handwerkzeugmaschine zu schaffen, bei der die Schwingungserzeuger fehlen und bei der der dadurch bedingte Geräuschpegel herabgesetzt ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss vor allem dadurch gelöst, dass die Lagerbuchse, die gegenüber dem Gehäuse Spiel besitzt, ausschliesslich mittels der Dichtungsringe am Gehäuse abgestützt ist, dass die Turbinenwelle in zwei im Abstand voneinander befindlichen Normalebenen auf die Wellenachse mit an sich bekannten Auswuchteinrichtungen ausgestattet ist und dass die Ableitung für die Druckluft aus mehreren in ihrem Volumen in Strömungsrichtung zunehmenden Kammern gebildet ist, an die gegebenenfalls ein sich kegelförmig erweiternder Auspuff angeschlossen ist, der unter Umständen in bekannter Weise mit einer schallschluckenden Packung gefüllt ist.
In vorteilhafter Weise ist das Gehäuse im Bereich der beiden Noralebenen mit Öffnungen versehen, die ein Einstellen der aus mindestens je drei Auswuchtschrauben bestehenden Auswuchteinrichtungen ermöglicht.
Dadurch kann die Maschine für die Betriebsdrehzahl dynamisch ausgewuchtet werden.
Durch die Erfindung wird ein dynamisches Präzisionsauswuchten des Rotors möglich, und es fehlen somit die durch Fliehkräfte verursachten starken Störkräfte.
Die Gewährleistung der Stabilität von aerostatischen Lagern der Spindel bedingt ihre Betriebssicherheit, das Fehlen von Reibungskräften und das Aufrechterhalten der Federungskonstanten des aerostatischen Lagers in den erforderlichen Grenzen.
Nachstehend ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, die eine Gesamtansicht der Handwerkzeugmaschine im Längsschnitt zeigt.
Die Handwerkzeugmaschine enthält eine Kleinturbinenwelle --1--, die in einem aerostatischen Radialund Axiallager umläuft, das durch die Kleinturbinenwelle, eine Lagerbuchse--2--und einen Düsendeckel --3-- gebildet ist. In der Lagerbuchse --2-- und in dem Düsendeckel--3-sind Mikrolöcher für die Druckluftzufuhr zur Kleinturbinenwelle--l--ausgebildet. Die Lagerbuchse--2--ist von einem aus Kunststoff bestehenden Vorderteil --4-- eines Gehäuses durch hermetisch an beiden Teilen anliegende
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elastische Dämpfungsringe--5--getrennt. Ein ebenfalls aus Kunststoff bestehender Hinterteil--6--des Gehäuses bildet beim Zusammenschrauben mit
dem Vorderteil-4--des Gehäuses Hochdruckkammern--7 und 8--, die das aerostatische Radial- und Axiallager speisen. Durch die Mikrolöcher im Düsendeckel--S-- gelangt Druckluft von der Hochdruckkammer--8--über einen Absperrhahn--9--auf die Schaufeln der Kleinturbinenwelle --1--. Mittels Auswuchtschrauben-10 und 11--, die jeweils in der hinteren und vorderen Auswuchtebene angeordnet sind, erfolgt über Löcher--12, 13--ein dynamisches Auswuchten der Kiemturbinenwelle--l--in den aerostatischen Lagern.
Die Druckluft wird der Handwerkzeugmaschine über einen Luftzuführungskanal --14-- zugeführt. Ein Luftableitungskanal ist von Kammern-15 und 16--
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Längsachse in der Auspuffkammer --4-- bis 90 beträgt, was die Wirksamkeit der Geräuschdämpfung erhöht. Ein Werkzeug --18-- ist mit einer auswechselbaren Spannzange--19--und einer Überwurfmutter-20-an der Kleinturbinenwelle--l--befestigt.
Die erfindungsgemässe Handwerkzeugmaschine arbeitet folgendermassen :
Die Druckluft von 3 bis 5 at wird über den Luftzuführungskanal --14-- den Hochdruckkammern 8--zugeführt und gelangt vor dem öffnen des Absperrhahns--9--durch die Mirkolöcher in der Lagerbuchse--2--und in dem Düsendeckel--3--zwischen den letzteren und die Kleinturbinenwelle
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Das aerostatische Radial- und Axiallager tritt somit vor dem Beginn der Drehung der Kleinturbinenwelle --l-- in Funktion und bleibt nach ihrem Stillstand bestehen.
Beim Öffnen des Absperrhahns--9--gelangt die Druckluft durch die Löcher im Düsendeckel--3- auf die profilierten Schaufeln der Kleinturbinenwelle-l--und treibt sie und somit das Werkzeug--18-an.
Die Abluft strömt über den Luftableitungskanal, der aus den in Verbindung stehenden Kammern --15, 16--besteht, die stufenweise im Volumen zunehmen, in die kegelförmige Auspuffkammer--17--, welche mit einer schallschluckenden Packung z. B. Kapronfaser, gefüllt ist.
Die Erfindung ermöglicht die Schaffung einer mit Druckluft angetriebenen Handwerkzeugmaschine, bei der praktisch keine Vibrationen der Lagerbuchse und des Gehäuses zu verzeichnen sind, und welche das Auftreten der durch Vibrationen und Lärmentwicklung bedingten Berufskrankheit unterbindet. Die erfindungsgemässe Maschine erhöht die Produktivität um das 1, 5 bis 2fache und trägt zur Schaffung von sehr guten Arbeitsbedingungen bei. Es ist dabei zu betonen, dass die Geräuschdämpfung bei der Maschine gemäss der Erfindung einen Geräuschpegel innerhalb 60 bis 70 dB des Normspektrums bedingt und das Nichtmetallgehäuse des Werkzeuges die Abkühlung der Hand der Bedienungsperson verhindert.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Mit Druckluft angetriebene Handwerkzeugmaschine, mit einem Gehäuse, das mit einer Zu- und Ableitung für die Druckluft ausgestattet ist und in dem eine Lagerbuchse gelagert ist, die mittels Dichtungsringen gegenüber dem Gehäuse abgedichtet ist, wobei in der Lagerbuchse eine das Werkzeug tragende Turbinenwelle abgestützt ist, die sowohl in radialer als auch in axialer Richtung aerostatisch gelagert ist, indem der Ringraum zwischen Lagerbuchse und Gehäuse, der mit der Druckluftleitung verbunden ist, bzw.
die Zuleitung selbst über
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die Lagerbuchse (2), die gegenüber dem Gehäuse (4,6) Spiel besitzt, ausschliesslich mittels der Dichtungsringe (5) am Gehäuse abgestützt ist, dass die Turbinenwelle (1) in zwei im Abstand voneinander befindlichen Normalebenen auf die Wellenachse mit an sich bekannten Auswuchteinrichtungen ausgestattet ist und dass die Ableitung für die Druckluft aus mehreren in ihrem Volumen in Strömungsrichtung zunehmenden Kammern (15,16) gebildet ist, an die gegebenenfalls ein sich kegelförmig erweiternder Auspuff angeschlossen ist, der unter Umständen in bekannter Weise mit einer schallschluckenden Packung gefüllt ist.
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