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Die vorliegende Erfindung betrifft ein mit Druckluft betriebenes Werkzeug und insbesondere einen mit Druckluft betriebenen Schlagschrauber.
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Die 5 der Zeichnung zeigt eine perspektivische Ansicht eines herkömmlichen Druckluft-Schlagschraubers. Der gezeigte herkömmliche Druckluft-Schlagschrauber umfasst einen Hauptkörper 8, in dem ein Aufnahmeraum 80 für die Anordnung und Unterbringung eines Rotors 81 ausgebildet ist, und weitere Komponenten wie ein Antriebsmodul, die in der 5 nicht dargestellt sind. Der Hauptkörper 8 des herkömmlichen Schlagschraubers besteht in der Regel aus Aluminium, damit der Grundkörper des Druckluft-Schlagschraubers eine ausreichende Festigkeit aufweist und hinsichtlich der Aufnahme der Komponenten mit hoher Präzision ausgebildet werden kann. Aluminium ist ein verhältnismäßig leichtes Metall mit geeigneter Festigkeit, das nicht leicht durch ein anderes Material ersetzt werden kann, wenn die Kosten zu berücksichtigen sind. Eine Verringerung des Gesamtgewichts des Schlagschraubers ist daher nicht so einfach möglich. Aus Gründen der Festigkeit kann zum Beispiel der Hauptkörper des Schlagschraubers aus Aluminium nicht einfach durch einen leichteren Hauptkörper aus Kunststoff ersetzt werden.
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Bei dem herkömmlichen Schlagschrauber der 5 kann zwar durch einen Hauptkörper 8' aus einem Kunststoffmaterial das Gesamtgewicht des Schlagschraubers herabgesetzt werden, die relativ nachgiebige Struktur des Kunststoff-Hauptkörpers 8' kann jedoch ziemlich leicht durch äußere Kräfte verformt werden. Zum Beispiel kann bei einer Änderung der Umgebungsbedingungen das Kunststoffmaterial einer thermischen Expansion oder Kontraktion unterliegen, oder es kann durch einen Stoß oder eine von außen einwirkende Last verformt werden. Die Folge davon ist, dass der Rotor 81' in dem Aufnahmeraum 80' des Kunststoff-Hauptkörpers 8' nicht gleichmäßig umläuft, wodurch die Leistungsfähigkeit des Schlagschraubers beeinträchtigt wird.
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In der 6 der Zeichnung ist ein verbesserter herkommlicher Schlagschrauber 9 gezeigt. Der Hauptkörper 90 des Schlagschraubers 9 besteht aus einem Kunststoffmaterial, in das ein Gehäuse 92 aus Metall eingesetzt ist, das den Kunststoff-Hauptkörper 90 verstärkt und so den Nächteil der nicht ausreichenden strukturellen Festigkeit des Kunststoffmaterials behebt. Im metallischen Gehäuse 92 ist ein Rotor 91 untergebracht. Das Gehäuse 92 weist wie in der 7 gezeigt eine Kammer 920 für die Aufnahme des Rotors 91 auf und umfasst wie in der 8 gezeigt ein geschlossenes Ende, das die Kammer 920 axial auf einer Seite abschließt und das eine Achsbohrung 921 enthält. Auf der in Axialrichtung anderen Seite ist das Gehäuse 92 offen. Die Kammer 920 im Gehäuse 92 wird durch eine an das Gehäuse 92 angesetzte Abdeckung 93 geschlossen. Die Abdeckung 93 weist ebenfalls eine Achsbohrung 930 auf, die, damit der Rotor 91 drehbar untergebracht werden kann, koaxial zu der Achsbohrung 921 ausgerichtet ist.
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Dieser herkömmliche Aufbau mit dem metallischen Gehäuse 92 weist die folgenden Nachteile auf:
- 1. Bezüglich des Gehäuses 92 ist in der Darstellung der 8 der Achsenmittelpunkt A der Kammer 920 nach oben verschoben, das heißt der Achsenmittelpunkt B der Achsbohrung 921 ist gegenüber dem Achsenmittelpunkt A der Kammer 920 nach unten verschoben. Die Achsbohrung 930 der Abdeckung 93 ist, wenn die Abdeckung 93 auf das Gehäuse 92 aufgesetzt ist, koaxial zur Achsbohrung 921 ausgerichtet. Es ist daher bei der Herstellung des Gehäuses 92 und der Abdeckung 93 eine sehr hohe Präzision erforderlich, wodurch einerseits die Herstellungskosten für das Gehäuse 92 und die Abdeckung 93 sehr hoch sind, was nicht zuletzt auch durch eine hohe Ausschussrate dieser Teile bedingt ist.
- 2. Das Gehäuse 92 wird durch Gießen hergestellt und weist eine komplizierte Gestalt auf. Der Guss des Gehäuses 92 ist daher sehr schwierig und aufwendig.
- 3. Die Härte der Innenwand der Kammer 920 im Gehäuse 92 muss nach dem Guss des Gehäuses 92 durch eine Oberflächenbehandlung erhöht werden. Eine solche Oberflächenbehandlung führt jedoch nicht nur zu hohen Herstellungskosten, sondern ist auch erheblich umweltbelastend.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die oben genannten Nachteile durch einen verbesserten Aufbau des Druckluft-Schlagschraubers zu beseitigen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, einen leichten Druckluft-Schlagschrauber zu schaffen, der eine ausreichende strukturelle Festigkeit aufweist, der kostengünstig mit geringer Umweltbelastung herzustellen ist und bei dem doch die Komponenten, insbesondere ein Motormodul, mit hoher Präzision eingesetzt werden können.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit dem Druckluft-Schlagschrauber gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung.
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Der erfindungsgemäße Druckluft-Schlagschrauber umfasst somit einen Hauptkörper, der ein Motormodul und ein Einschaltmodul zum Steuern des Lufteinlasses zum Antreiben des Motormoduls enthält; einen Handgriff am Hauptkörper, der an seiner Oberseite einstückig in ein Kunststoffgehäuse für den Hauptkörper übergeht und der einen Lufteinlassdurchgang aufweist, wobei das Einschaltmodul im Lufteinlassdurchgang angeordnet ist, um das Ein- und Ausschalten des Druckluft-Schlagschraubers steuern zu können; einen Zylinder, der im Motormodul angeordnet ist und der eine Luftkammer für die Aufnahme eines Rotors sowie eine vordere Abdeckung und eine hintere Abdeckung am vorderen bzw. hinteren Ende des Zylinders aufweist, wobei sich sowohl vom vorderen als auch vom hinteren Ende des Rotors jeweils ein Achsstummel erstreckt, der durch die vordere bzw. die hintere Abdeckung verläuft, und wobei sowohl an der vorderen als auch der hinteren Abdeckung jeweils an der Außenseite für eine drehbare Aufnahme der Achsstummel des Rotors ein Lager angeordnet ist. Der Achsstummel des Rotors, der an der vorderen Abdeckung vorsteht, ist mit einem Schlagschraubmodul verbunden. Der erfindungsgemäße Druckluft-Schlagschrauber ist dadurch gekennzeichnet, dass das Motormodul in ein separates Motorgehäuse eingesetzt ist, das seinerseits in das Kunststoffgehäuse für den Hauptkörper eingesetzt ist, wobei zwischen dem Motormodul und dem Motorgehäuse eine Anzahl von Lufteinlassöffnungen und den Luftauslassöffnungen ausgebildet ist, die die Luftkammer im Zylinder mit dem Lufteinlassdurchgang bzw. der Außenluft verbinden. Das Motorgehäuse besteht aus einem äußeren Gehäuse und einer äußeren Gehäuseabdeckung, wobei das äußere Gehäuse eine größere Härte aufweist als das Kunststoffgehäuse, hohl und an beiden Enden offen ist, um eine Kammer für die Aufnahme und Anordnung des Zylinders zu bilden. Der Zylinder wird von der Rückseite der Kammer in diese eingesetzt und am Motorgehäuse befestigt. Dazu umfasst die Innenwand der Kammer des äußeren Gehäuses an der Seite der Kammer, die an das Ende des Schlagschraubmoduls anschließt, einen Haltering zum Halten der vorderen Abdeckung des Zylinders. Die hintere Abdeckung des Zylinders wird von der äußeren Gehäuseabdeckung des äußeren Gehäuses gehalten.
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Druckluft-Schlagschraubers;
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2 eine auseinandergezogene Ansicht des Druckluft-Schlagschraubers der 1;
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3 eine Schnittansicht des Druckluft-Schlagschraubers der 1 im Längsschnitt;
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4 eine. Schnittansicht des Druckluft-Schlagschraubers der 1 im Querschnitt;
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5 eine perspektivische Ansicht des Hauptkörpers eines herkömmlichen Druckluft-Schlagschraubers;
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6 eine Schnittansicht eines anderen herkömmlichen Druckluft-Schlagschraubers im Längsschnitt;
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7 eine perspektivische Ansicht des Gehäuses des herkömmlichen Druckluft-Schlagschraubers der 6; und
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8 eine Schnittansicht des Gehäuses des herkömmlichen Druckluft-Schlagschraubers der 6
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In den 1 und 2 ist eine Ausführungsform eines verbesserten Druckluft-Schlagschraubers dargestellt. Der Druckluft-Schlagschrauber umfasst einen Hauptkörper 1, ein Einschaltmodul 2, ein Motorgehäuse 3, ein Motormodul 4 und ein Schlagschraubmodul 5.
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Wie in den 2 und 3 gezeigt, umfasst der Hauptkörper 1 einen Handgriff 10 und ein Kunststoffgehäuse 11, das am oberen Ende des Handgriffs 10 angeordnet ist. Der Handgriff 10 und das Kunststoffgehäuse 11 sind als eine Einheit einstückig ausgebildet. Der Handgriff 10 enthält einen Lufteinlassdurchgang 12, der sich vom Inneren des Handgriffs 10 zum Inneren des Kunststoffgehäuses 13 erstreckt. Das Kunststoffgehäuse 11 ist ein hohles Gehäuse, das einen Aufnahmeraum 110 umschließt. Der Lufteinlassdurchgang 12 umfasst einen Anschlussabschnitt 120, der an der Unterseite des Handgriffs 10 vorsteht und der mit einer Quelle für Druckluft bzw. Druckgas verbunden werden kann. Das Einschaltmodul 2 befindet sich an einem Mittelstück des Lufteinlassdurchgangs 12 und ist dafür vorgesehen, den Durchgang der Druckluft im Lufteinlassdurchgang 12 vom Anschlussabschnitt 120 zum Kunststoffgehäuse 11 zu steuern.
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Wie in den 2 und 3 gezeigt, ist das Motorgehäuse 3 im Aufnahmeraum 110 des Kunststoffgehäuses 11 angeordnet. Das Motorgehäuse 3 umfasst ein äußeres Gehäuse 30 und eine äußere Gehäuseabdeckung 31. Das äußere Gehäuse 30 besteht bei der vorliegenden Ausführungsform aus einem metallischen Material und weist eine Härte auf, die größer ist als die Härte des Kunststoffgehäuses 11. Das äußere Gehäuse 30 ist an seinen beiden axialen Enden offen und bildet eine hohle Kammer 300. Das äußere Gehäuse 30 weist darüberhinaus an seiner Oberseite eine Anzahl von Luftauslassöffnungen 301 sowie an seiner Unterseite eine Anzahl von Lufteinlassöffnungen 302 auf.
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Durch das metallische äußere Gehäuse 30 bleibt die strukturelle Form des im Kunststoffgehäuse 11 eingesetzten Motorgehäuses 3 erhalten und wird auch dann nicht verformt, wenn das Kunststoffgehäuse 11 aufgrund von wechselnden Umgebungsbedingungen eine thermische Expansion oder Kontraktion erfährt oder durch eine Stoßeinwirkung von anderen Gegenständen verformt wird.
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Wie in den 2 bis 4 gezeigt, umfasst das Motormodul 4 einen Zylinder 40, einen Rotor 41, eine vordere Abdeckung 42, eine hintere Abdeckung 43 und zwei Lager 44, 45. Das Motormodul 4 wird von der hinteren Seite des äußeren Gehäuses 30 derart in die Kammer 300 eingesetzt, dass sich der Zylinder 40 in der Kammer 300 befindet. Der Zylinder 40 umschließt eine Luftkammer 400, die für die Anordnung des Rotors 41 vorgesehen ist. Das vordere Ende des Zylinders 40 ist mit der vorderen Abdeckung 42 verbunden, und das hintere Ende des Zylinders 40 ist mit der hinteren Abdeckung 43 verbunden, wodurch die Luftkammer 400 des Zylinders 40 verschlossen und der Rotor 41 darin eingeschlossen wird. Der Zylinder 40 weist an seiner Oberseite eine Anzahl von Luftauslassöffnungen 401 auf, die zu den Luftauslassöffnungen 301 des Motorgehäuses 3 ausgerichtet sind, um die Abluft aus der Luftkammer 400 abzuführen. Gleichermaßen weist der Zylinder 40 an seiner Unterseite eine Anzahl von Lufteinlassöffnungen 402 auf, die zu den Lufteinlassöffnungen 302 des Motorgehäuses 3 ausgerichtet sind, um die Druckluft bzw. das Druckgas zum Antreiben des Rotors 41 in die Luftkammer 400 einzulassen.
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Wie in den 2 und 3 zu sehen, weist der im Motormodul 4 angeordnete Rotor 41 an seinem vorderen Ende einen vorderen Achsstummel 410 auf, der sich durch die vordere Abdeckung 42 des Zylinders 40 erstreckt und der mit dem Schlagschraubmodul 5 verbunden ist. Darüberhinaus weist der Rotor 41 an seinem hinteren Ende einen hinteren Achsstummel 411 auf, der sich durch die hintere Abdeckung 43 des Zylinders 40 erstreckt. An der Außenseite der vorderen Abdeckung 42 ist zum drehbaren Halten des vorderen Achsstummels 410 in einem Lagergehäuse 420 das Lager 44 angebracht, und an der Außenseite der hinteren Abdeckung 43 ist zum drehbaren Halten des hinteren Achsstummels 411 in einem Lagergehäuse 430 das Lager 43 angebracht. An der Innenwand der Kammer 300 des äußeren Gehäuses 30 steht an dem Ende des äußeren Gehäuses 30, das zum Schlagschraubmodul 5 hin gelegen ist, ein Anschlagring 303 nach innen vor, an dem die vordere Abdeckung 42 des Zylinders 40 anliegt. Die äußere Gehäuseabdeckung 31 am hinteren Ende des Motorgehäuses 3 bzw. des äußeren Gehäuses 30 verschließt die Kammer 300 im außeren Gehäuse 30 in axialer Richtung nach hinten, wobei bei der vorliegenden Ausführungsform die äußere Gehäuseabdeckung 31 mittels einer Anzahl von Schrauben 32 am hinteren Ende des äußeren Gehäuses 30 befestigt ist, wodurch der Zylinder 40 mit seinen beiden Abdeckungen 42, 43 in der Kammer 300 fixiert wird.
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Wie in den 2 und 3 gezeigt, umfasst das Motorgehäuse 3 der vorliegenden Ausführungsform einen Flanschabschnitt 304, der derart am vorderen Ende des äußeren Gehäuses 30 angeordnet ist, dass nach dem Anordnen des Motormoduls 4 im Motorgehäuse 3 das äußere Gehäuse 30, das sich im Kunststoffgehäuse 11 befindet, mit der Innen- bzw. Rückseite des Flanschabschnitts 304 mit dem Kunststoffgehäuse 11 in Verbindung steht und daran angebracht ist. An der äußeren Seite bzw. Vorderseite des Flanschabschnitts 304 ist eine äußere Abdeckung 6 für das Schlagschraubmodul 5 angebracht. Dabei erstreckt sich eine Anzahl von Schrauben 13 von der Rückseite des Kunststoffgehäuses 11 bis zum Flanschabschnitt 304 und durch diesen hindurch in die äußere Abdeckung 6 hinein, in der sie festgeschraubt sind. Auf diese Weise wird die äußere Abdeckung 6 gegen den Flanschabschnitt 304 gedrückt und das Motorgehäuse 3 im Kunststoffgehäuse 11 gehalten.
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Bei der beschriebenen Ausführungsform besteht das Kunststoffgehäuse 11 des Hauptkörpers 1 aus einem leichten Kunststoffmaterial, so dass das Gesamtgewicht des Schlagschraubers herabgesetzt werden kann. Das Motorgehäuse 3 besteht demgegenüber aus Metall, wobei das Motorgehäuse 3 in das Kunststoffgehäuse 11 eingesetzt ist und die Struktur des Kunststoffgehäuses 11 verstärkt, um dadurch Verformungen zu verhindern. Das Motormodul 4 befindet sich im Motorgehäuse 3, wobei die Achsstummel 410, 411 am vorderen und am hinteren Ende des Rotors 41 in den Lagern 44, 45 gehalten werden, die jeweils auf der Außenseite der vorderen und hinteren Abdeckung 42, 43 angeordnet sind, wodurch der Rotor 41 in der Luftkammer 400 des Zylinders rotieren kann. Das ganze Motormodul 4 wird vom äußeren Gehäuse 30 und von der äußeren Gehäuseabdeckung 31 des Motorgehäuses 3 in Position gebracht und gehalten. Im Gegensatz zum herkömmlichen Gehäuse ist dabei für den Rotor 41 keine Achsbohrung in der äußeren Gehäuseabdeckung 31 des Motorgehäuses erforderlich, so dass das Motorgehäuse 3 keine hochpräzise Herstellung erfordert, sondern nur das Motormodul 3 in der richtigen Position in den Schlagschrauber eingesetzt zu werden braucht. An der Innenwand der Kammer 300 des äußeren Gehäuses 30 ist keine Oberflächenbehandlung erforderlich, so dass die Material- und Herstellungskosten geringer sind und die entsprechende Umweltbelastung wegfällt.
