DE1502780A1 - Kraftbetaetigtes Handwerkzeug - Google Patents

Description

• Kraftbetätigtes Handwerkzeug Die Erfindung betrifft ein kraftbetätigtes Handwerkzeug mit einem hin- und hergehenden Teil.
• Die Probleme, die bei derartigen Kraftwerkzeugen, beispielsweise Kraftschaber, Sägen oder Poliermaschinen, auftreten betreffen u.a. die Grösse und Vibration. Ein kraftbetätigtes Handwerkzeug, falls es gross ist und einer beträchtlichen Vibration ausgesetzt ist, kann die Bedienungsperson ermüden. Weiterhin kann durch die Vibration eine Beschädigung der Werkstücke eintreten, insbesondere, wenn das Werkstück dünne Abschnitte aufweist.
• Um diese und verwandte Probleme zu überwinden, soll durch die Erfindung ein Werkzeug geschaffen werden, welches einen vibrationsfreien Betrieb gewährleistet und welches verhältnismässig klein ist. Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen; Fig.1 eine perspektivische teilweise weggeschnittene Ansicht eines hin- und hergehenden Werkzeuge und die Fidg.2 mittlere Längsschnittansichten des Werkzeuges, wobei-verschiedene Betriebszustände dargestellt sind.
• Fig.1 zeigt ein Gehäuse oder einen Zylinder 10, der aus einem leichten, dauerhaften Material, wie beispielsweise Aluminium, hergestellt ist. Der ZyliUder 10 kann verhältnismässig klein sein, so dass er leicht mit der Hand ergriffen werden kann. Der Zylinder 10 kann ausserdem in geeigneter Weise@geformt sein, so dass die Handhabung er" ,leichtert wird; beispielsweise können Fingerkerben vorgesehen sein. In dem Gehäuse10 ist ein Paar bewegbarer Elemente, wie beispielsweise die Kolben 12 und 14, untergebracht, die im folgenden als Dämpfungskolben bzw. Antriebs- oder Treibkolben bezeichnet werden. Die Kolben 12 und 14 werden in bezug aufeinander durch eine Energie hin- und herbewegt, die von einer Strömungamitteldruckoquelle 16 abgeleitet werden kann. Vorzugsweise liefert die Druckquelle Luft mit einem Druck, der durch ein geeignetes Druckregulierungsventil_18 unter der Steuerung . eines handbetätigten Ventils 20 bestimmt wird. Wenn das Handventil 20 geöffnet ist, bewirkt der Luftdruck, dass sich die Kolben 12 und 14 hin- und herbewegen und folglich ein angetriebenes T4il, z.B. ein Sägewerkzeug 22, hin- und herbewegen, welches mit dem Treibkolben 14 in einer Weise entriebsmässig verbunden ist, die später noch im einzelnen erklärt wird.
• Artstelle von Luft kann eine Flüssigkeit verwendet werden, wobei nur geringfügige Veränderungen an dem Aufbau erforderlich sind.
• Nach rig.2,Tin der die Einzelheiten des Zylinders 10 und nein bevorzugter Zusaxmenbau dargestellt sind, weist der Zylinder 10 eine grosse Bohrung 24 und eine kleine Bohrung 26 auf. In der kleinen Bohrung 26 ist ein zylindrisches Gewicht 28 gleitbar untergebracht, welches abnehabar, bei-spielsweise durch Schraubverbindung, mit einem Schaf-t 30 des Dämpfungskolbens 12 verbunden ist. Der Schaft 30 ist wiederum gleitbar in der Bohrung einer inneren Endkappe 32 angeordnet. Die innere Endkappe 32, welche natürlich auf den Schaft 30 aufgebracht ist, bevor das Gewicht 28 befestigt wird, weist einen Gleitsitz in bezug auf die grosse Zylinderbohrung 24 auf. Nach dem Einbau der inneren Endkappe 32 wird eine Hülse 34 in der grossen Zylinderbohrung 24 so angebracht, dass sie an der inneren Endkappe 32 anliegt. Die Hülse 34 weist eine innere Bohrung 36 auf, um einen. Kopf 38 des Dämpfungskolber.s12 gleitbar aufzunehmen. Die Hülse 34 ist ausserdem mit zwei Sätzen von drei Auslassöffnungen 40-4-8 versehen, die mit der Boli-r-Luig 36 und dem Äusseren des Zylinders 10 über Auslassöffnungen 50 und 52 und einem Auslasskanal 53 in Verbindung stehen.
• Der Treibkolben 14 weist einen Kopf 54 auf, der im wesentlichen gleich dem Kopf 38 an dem Dämpfungskolben 12 ist, und der ebenfalls gleitbar. in der Bohrung 36 der Hülse 34 angeordnet ist. Ein Schaft 56 des Treibkolbens 14 erstreckt 3i ch durch eine Endkappe 58 nach aussen von dem Zylinder 10. Die Endkappe 58 kann durch Verschrauben, Aufpressen oder auf andere (leise an dem Zylinder 10 befestigt werden. und hält die Hülse 34 und die innere Endkappe 32 in engem Eingriff miteinander und auch in bezug auf die Fläche des Zylinders 10, die durch die Schnittlinie der Bohrungen 24 und 26 gebildet wird. Die gewählte Ausführungsart sollte eine verhältnismässig luftdichte Verbindung gewährleisten. Der Sitz zwischen dem Schaft 56 und der Bohrung in der. Endkappe 58 sollte gleichfalls verhältnismässig luftdicht sein.
• Nach Fig.1 umfasst ein Werkzeughalter-Spannfutter 60 ein V-förmiges Teil 62, welches in geeigneter Weise an dem Ende des Schaftes 56 befestigt ist. Beispielsweise kann eine Steckhülse verwendet werden, um dne relative Drehung zu verhindern, und eine nicht dargestellte Einstellschraube kann benutzt werden, um die relativen axialen Bewegu @gn zu begrenzen. Ein Blatt-Befestigungsteil 64 passt zwischen das Z-förmige Teil 62 und einem Klemmstück 66 des Spannfutters 60. Das Klemmstück 66 ist beispielsweise mittels Feststellschrauben mit dem Z-förmigen Teil 62 einstellbar verbunden. Eine übliche Klemmverbindung 68 wird benutzt, um das Sägewerkzeug 22 mit dem Blatt-Festhalteteil 64 zu verbinden. Es ist zu ersehen, dass die Art des verwendeten Werkzeugs, d.h. ob dieses zum Schaben, Polieren, Sägen, usw. dient, die Art der Verbindung mit dem Spannfutter 60 bestimmt; diese Verbindung kann natürlich beträchtlich verändert werden, wie es dem Fachmann klar ist.
• Um eine Drehung des Spannfutters 60 und demgemäss des Sägewerkzeuges 22 zu verhindern, ist das L-förmige Teil 62 an dem oberen Ende gleitbar an einer Führungsstange 70 angeordnet, die an der Endkappe 58 befestigt ist. Dieses Gleiten sollte verhältnismässig reibungsfrei sein, so dass es die Hin- und Herbewegungen des Treibkolbens 14 nicht stört oder beeinflusst. Bei der Beschreibung der verschiedenen Kanäle oder Öff- nungen zum Befördern der Luftunter Druck sollte beachtet werden, dass diese Öffnungen in den Fig.2 und 3 schematisch dargestellt sind. Die ,Art und Weise, in der die Durchlässe in den Teilen angeordnet sind, kann natürlich sehr variieren. Weiterhin müssen, wenn die verschiedenen Teile eingebaut sind, die verschiedenen Durchlässe in den Teilen in irgendeiner bekannten Weise ausgerichtet sein. Es sollen jetzt die verschiedenen Luftdurchlässe betrachtet werden. Die Bezugszahl 72 bezeichnet einen Einlasskanal oder Durchlass, der .Abzweigungen 74 und 76 aufweist, die in ringförmige Auskehlungen münden, welche in der inneren Endkappe 32 bzw. in@der Endkappe 58 gebildet sind. Die Kolben 12 und 14 weisen jeweils ein Paar Zuführungsdurchlässe auf, von denen die in den Dämpfungskolben 12 mit den Bezugszahlen 78 und 80 bezeichnet sind, während die entsprechenden Durchlässe in dem Treibkolben 14 die Bezugszahlen 82 und 84 haben.
• Bei der Beschreibung des Betriebes wird zuerst Bezug genommen auf-Fig.2, in der die beiden Kolben 12 und 14 in ihren äusseren Stellungen, wie es hier bezeichnet werden soll, dargestellt sind. Die Stellung in Fig.3 soll als die Innenstellung der Kolben bezeichnet werden. Wenn sich die Kolben 12 =ci 14 in ihren äusseren Stellw)L,@@n in befinden und das H4andvontil 20 of ren ist, wirJfuft unter Druok über den Einlassdurcti.auf 72 zu den @b;f,;.;uneri@ .und 76 Seleitut. Von der lbz@`r@rigur@ 7`;- strcirit ( 1.e Luf t 1;. den ?ufühzung.:durchlass 78 in dem Schafts c@ Därrirfizx:f#-skolbew 't4 zu tlcr äusseren Fläche des Kopfes Von ,?e". Abzweigung 76 strömt die Luft über den entspY"--:Aienden Ziifi u@:sdurca@.la.,: 82 in den Treibkolbensclsaft und F.`:r`ir@ isGf;t#tj die äus2ei_j# Fi,*icrtxe des Kopf(t# Zu dä :°"em x@t:5>@ni@t. iot äer Raum.#;.:@c@@ren den K@3pfen. @8 und ?tä.°l -94 über .- .t@ L a:?*LT1'1r:St@''ft11u.,"lf`1.'TI `12 !$11d 14!! mld dir: 50 unts {32 naC;1itI':,ä-1 5; (:("t?":: Zylinder -offen. Dur lrwa, der von den inneren ö '".d 4' aÜI` #xd 14 aufeiir"=!icte;tziir:icr in i.Axre -.#aFi c#:" f 1s t: e :1.1"t. :ysk:.=wie Stelinng drücken.
• ;":i n-ich die. leiden Kolben 1? unt! 111 in R_;sli@ltiri@ auf ihrL V#-@ä.§=a@@@e Ste,läuLrc, nach Fi-. 5 bewag4.r" bl wegen. ;31-<°ta. die= Zu-`,)8 uazd 82 ausser Verlinc""i.7 rr11t dem 1,1.11d 7.#. Die Luft: (IG@11it#S1<;)1 tt.'_i:2:#:x# aus, se dass die BeweCean@- der Kolben 12 und '1E f; i.", 11 nfa@ws forq:letz, ?gis ihre Icipf@: un5;. -i "e Aus-. W:wssx@ffnirr@e:@ @@aü! u.-rId 48 die Luft nbselassen. wird und die Kolben 12 und 14- an den darbt.-stellten Punkten anhalten. In diesen inneren Stellungen sind die Zwe#eitungen 74 und 76 mit den Zuführungsdurchlässen 80 bzw. 84 ausgerichtet. Die unter Druck stehende Luft von dem Einlassdurchgang 72 strömt folglich weiter zu dem Bereich, der von den inneren Flächen der Köpfe _38 und 54 gebildet wird. Diese komprimierte Luft drückt die Kolben 12 und 14 auseinander, da ihr Druck grösser ist als der atmosphärische Druck, der nun auf die entgegengesetzten oder äusseren Flächen der Köpfe 38 und 54 wirkt; und die Kolben 12 und 14 kehren in ihre äussere Stellung zurück. Beim Bewegen in ihre äussere Stellungen öffien die Köpfe 38 und 54 jeweils wieder die Auslassöffnungen 44 und 42, so dass die komprimierte Luft entweichen kann. Dieser Zyklus wiederholt sich ständig mit einer Frequenz, die durch Faktoren, wie beispielsweise der Luftdruck, der Hub der Kolben 12 und 14 und die Kolbenmassen bestimmt wird.
• Aus der vorhergehenden Beschreibung des Betriebes ist zu ersehen, dass durch die Verwendung der beiden Kolben, die bei dieser Ausführungsform zur geradlinigen Bewegung angeordnet sind. und eine gemeinsame Achse aufweisen, die auf den Zylinder wirkenden Rückstosskräfte aufgehoben oder beseitigt werden, wodurch folglich Vibrationen vollkommen eliminiert werden, vorausgesetzt, dass die Masse des Dämpfungskolbens 12 und die des Treibkolbens 14 im wesentlichen gleich sind. Um zu gewährleisten, dass dieses der Fall ist, sind die beiden Kolben 12 und 14 so. ausgelegt, dass sie im wesentlichen die gleichen Dimensionen aufweisen und aus den gleichen Materialien bestehen, so dass sie gleiche Massen haben. Sodann, wird die GrÖSSe des Gewichtes 28 so ausgewählt, dass sie der des Sägewerkzeuges 22 und jedes weiteren zwischengeschalteten Aufbaus, wie beispielsweise des Blatthalters 64 und der Spannvorrichtung 60, entspricht. Folglich ist die kombinierte Masse des Sägewerkzeuges 22 und des Aufbaus, der es mit dem Treibkolben 14 verbindet, und des Treibkolbens 14 gleich der kombinierten Masse des Dämpfunöskolbens 12 und seines Gewichts 28. Aus den Fig.2 und 3 ist zu ersehen, wie die Rückstosskräfte absorbiert werden. In Fig.2 ist der Luftdruck, der auf die Fläche der Endkappe 58 wirkt, genau ausgeglichen durch den Luftdruck, der auf die Fläche der inneren Endkappe 32 wirkt; sie heben sich folglich auf. In Fig.3, in der die Kolben 12 und 14 in ihren inneren Stellungen dargestellt sind, wirkt der Luftdruck auf die inneren Flächen der Köpfe 381mal 54, und überträgt wiederum keine unausgeglichene Kraft auf dengylinder 10.
• Da das hin- und hergehende Werkzeug vibrationsfrei ist, s ; d die Grössenprobleme, die beim Entwurf für den Hand-.in betrieb auftreten, vollkommen überwundene so dass das hin-und hergehende Werkzeug sehr klein sein kann und leicht ergriffen werden kann. Ausserdem, wenn das Sägewerkzeug 22 aus irgendeinem Grunde in dem Werkstück festsitzt! arbeitet der Dämpfungskolben 12 etwa in der Art eines Hammers weiter und treibt das Werkzeug, wodurch die Freisetzung des Werkzeugs, falls dieses in dem Werkstück eingeeilt ist' erleichtert wird' oder wodurch zumindest die Arbeit fortgesetzt wird, bis geeignete Korrekturen durchgeführt werden können.

Claims (5)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e ssaa=sssa_sssasasac=nss@scaz= 1. Kraftbetätigbares Handwerkzeug, g e k e n n z e i c h -i n e t durch ein'-Paar entgegengesetzt hin- und hergehender Elemente, von denen eines einen Werkzeughalter umfasst, der antriebsmässig damit verbunden ist, und das andere ein daran befestigtes Gewicht von vorbestimmter Grösse aufweist, so dass die kombinierten Massen des anderen bewegbaren Elements und des Gewichts den kombinierten Massen des einen bewegbaren Elements und des zu benutzenden Werkzeugs entsprechen, so dass dadurch ein vibrationsfreier Betrieb des Werkzeuges gewährleistet ist.
2. 2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , dass ein Paar bewegbarer Elemente so angeordnet ist, dass sie entlang einer gemeinsamen Achse hin- und herbewegbar sind.
3. 3. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , dass ein Gehäuse und jedes der Elemente Durchlässe oder Öffnungen aufweisen, die so angeordnet sind, dass sie dem Gehäuse Strömungsmitteldruck zum Hin- und Hergehen der bewegbarer- Elemente in bezug aufeinander zuführen.
4. 4. Werkzeug nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n -z e i c -h n e t , dass das Gehäuse eine Bohrung und Einlassöffnungen oder Durchlässe aufweist und dass die Kolben jeweils Zuführungsöffnungen oder Durchlässe aufweisen, so dass sie bei verschiedenen Stellungen der Kolben mit den Einlassöffnungen oder Durchlässen kommunizieren und bewirken, dass das Druckströmungsmittel so auf die Kolben wirkt, dass diese in bezug auf einanderzu und voneinanderweg bewegt werden.
5. 5. Kraftbetätigbares Handwerkzeug, dadurch g e k e n n -z e i.c h n e t , dass ein Zylinder mit einer Bohrung vorgesehen ist, die einen mit den entgegengesetzten Enden der Bohrung kommunizierenden Strömungsmitteldruckeinlasskanal oder Durchlass und eine Reihe von Auslasskanälen oder Öffnungen aufweist, die zwischen den Enden der Bohrung angeordnet sind, dass ein Paar gleichartiger Kolben in der Bohrung zur entgegengesetzten Hin- und Herbewegung entlang einer gemeinsamen Achse angeordnet sind, dass jeder Kolben ein Paar Zuführungsdurchlässe aufweist, dass einer der Zuführungsdurchlässe so angeordnet ist, dass bei einer Stellung der Kolben eine Verbindung mit dem Einlassdurchlass oder der Einlassöffnung hergestellt ist und das Druckströmungsmittel dem Bereich zwischen den Kolben zugeführt wird, wodurch die Kolben voneinanderweg bewiegt werden, und der andere der Zuführungseinlässe so angeordnet ist, dass bei einer anderen Stellung der Kolben eine Verbindung mit dem Einlassdurchlass oder der Einlassöffnung hergestellt ist und Druckströmungsmttel einem Bereich zwischen den Kolben und den Enden der Bohrung zugeführt wird, wodurch die Kolben aufeinanderzu bewegt werden, dass die Reihe der Auslassöffnungen oder Durchlässe so angeordnet ist, dass der Bereich, der nicht mit dem Druckströmungsmittel beaufschlagt wird, entleert wird, so dass die Bewegung der Kolben voneinanderweg und aufeinanderzu ermöglicht wird, und dass der eine der Kolben einen Werkzeughalter umfasst, der antriebsmässig mit ihm verbunden ist, und der andere der Kolben ein daran befestigtes Gewicht von einer solchen Grösse oder Grössenordnung aufweist, dass die kombinierten Massen des einen Kolbens und des Werkzeuges im wesntlichen gleich den kombinierten Massen des anderen Kolbens und des Gewichts sind, so dass dadurch ein vibrationsfreier Betrieb des Werkzeuges gewährleistet ist.