DE1751475C3 - Rotationskolbenkraftmaschine, insbesondere in Anwendung auf Schlagschrauber, mit Hub- und Schlupfeingriff - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft . ine R iationskolhenkraflmaschine, insbesondere in \nwendung auf Schlagschrauber, mit Hub- und SchiupK ngriff mit einem Mantel und einem exzentrisch umlaufenden Kolben, bestehend aus einer Kolbennabe und in Schlitzen der Kolbennabe radial beweglichen Kolbenschiebein. welche zwischen sich und dem achsnahen Schlitzende jeweils eine Andrückfeder aufweisen.

Derartige Rolalionskclbenkraftmaschincn sind aus der I SA.-Palentschrift 1 263 W bekannt. Bei diesen Rotalionskolbenkrafimaschinen sind Andrückfedern vorgesehen, welche zwischen dem achsnahen Schlitzende und dem zugehörigen radial beweglichen Kolbenschieber angeordnet sind und diesen in Eingriff mit der Mantelinnenwandung halten. Bei Drehung der exzentrisch umlaufenden Kolbennabe verkürzen oder strecken sich die Andrückfedern und stützen sich fortwährend am achsnahen Schlitzende ab. Bei höherer Drehzahl unterliegen die Andrückfedern einer äußerst starken Belastung und besitzen die Neigung, sich infolge ihrer axialen Wcchselbelaslung in die Kolbenschieber einzufressen. Auch das am achsnahen Schlitzende befestigte Linde der Andrückfeder ist insbesondere bei hohen Drehzahlen einer äußerst starken Belastung ausgesetzt. Wenn die Andrückfedern sich in vollständig gestreckter lage befinden. unterliegen sie bei höherer Drehzahl starken Querbelaslungen, können sich verbiegen und liegen unter starker Reibung an der Schlitzwandung an. Die Folge davon ist eine zunehmende Ausweitung des Schlitzes, insbesondere an seinem offenen achsfernen Ende.

Davon ausgehend, besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Rotationskolbenkraftmaschine der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß die für die radial beweglichen Kolbenschieber vorgesehenen Andrückfedern bei erhöhten Dreh/ahlcn den dabei auftretenden Wechselbelastungen nur minimal ausgesetzt sind, was eine erhöhte Lebenserwartung zur Folge hat. F.s soll insbesondere vermieden werden, daß sich die Andrückfedern in die in den Schlitzen geführten Kolbenschieber anfressen und infolge ungenauer Passung usw. Biegespannungen ausgesetzt sein können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die lose am achsnahen Schlitzende befindliche Andrückfeder in ihrer Spannkraft so bemessen ist. «laß sie unterhalb der Betriebsdrehzahl den zugehörigen Kolbenschieber an die Mantelinnenwand andrückt und sich bei Belriebsdrehzahl infolge der stärker wirksamen Zentrifugalkraft vom achsnahen Schlitzende löst und dabei im zusammengedrückten Zustand in Anlage an dem Kolbenschieber bleibt.

Der Hrfindungsgcgensland wird an Hand eines AiLsfühnmgsbeispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. Hs zeigt

Fig. l"den Längsschnitt einer Rotationskolbenkraftmaschine zum "Antrieb eines Schlagschrauber.

I i u. 2 einen Querschnitt gemäß der I inie 2-2 m I ig. 1 iinlcr Darstellung des Kolbens in Ruhelage.

I ig. 3 einen der I i g. 2 ähnlichen Querschnitt unter Darstellung des Kolbens bei verhältnismäßig geringer Drehzahl und

I ig. 4 einen der I i g. 2 ähnlichen Querschnitt unter Darstellung des Kolbens bei hoher Drehzahl.

Die in I ig I dargestellte Rotationskolbenkraftmaschine zum Antrieb eines Schlagschraube« weist ein Gehäuse If auf. welches die Rotationskolbenkraftmaschine umschließt. An das Gehäuse schließt sich ein Teil 12 an, welcher die Schlagkupplung umschließt. Die Schlagkupplung arbeitet mit an sich bekannten Steuer- oder Rasterkörpern, um bei Relativbewegung Drehstöße auszulösen. Mittels dieser Drehstoße werden Muliein usw. vergleichbare Befestigungselemente festgezogen oder aufgeschraubt.

Die im Gehäuse Il umschlossene Rotationskolbenkraftmaschine 14 weist einen Mantel 15 mit einer ring- bzw. scheibenförmigen Versahlußplaile 16 aiii. Innerhalb des Mantels befindet sich eine exzentrisch angeordnete, zylindrische Bohrung 18. welche mil der Verschlußplatte 16 eine Kammer für den umlaufenden Kolben bildet. Die Mantelinnenwandung und die Drehachse des Kolbens sind einjnder exzentrisch •zugeordnet, so daß der Kolben exzentrisch umlauft.

Gemäß Fig. 1 der Zeichnungen befindet sich im Mantel 15 ein Lufteinlaß 19, welcher über Schlitze 20, 21 mit der Kammer in Verbindung steht. Die Verschlußplatte 16 ist durch eine Bohrung 23 durchse'./t. welche mit dem Lufteinlaß t9 in Verbindung steht und über diesen Hinlaß an eine passende (nicht dargestellte) Dmckmiltelquelle, so beispielsweise an Druckluft, angeschlossen ist. Die Druckluft wird in bekannter Weise über ein Drosselorgan der Rotationskolbenkraftmaschine zugeführt. Zum Abführen des Druckmittels sind an der Rotationskolbenkraftmaschine (nicht dargestellt) Auslaßöffnungen und zugehörige Bohrungen vorgesehen.

Die Kolbennabe 42 der Rotationskolbenkraftmaschine ist mittels einer Welle 30 beidseitig in Lagern, vorteilhafterweise in Wälzlagern 27 und 32 geführt. Die Verlängerung 35 der Welle 30 ist mittels eines Keiles 37 mit einem Zahnrad 36 verbunden. Das Zahnrad 36 greift in ein entsprechendes Zahnrad 38 der Schlagkupplung ein, um diese bei Betrieb der Rotationskolbenkraftmaschine zu betätigen.

Wie sich aus Fig. I ergibt, ist die Kolbcnnabe 42 von zylindrischer Bauart und ist drehbar in der durch die Bohrung 18 gebildeten Kammer gelagert. Da die

g 18 exzentrisch im Mantel 15 angeordnet ist. befindet sich die Kolbennabc entsprechend exzentrisch innerhalb der Bohrung 18.

Den F i g. 2 bis 4 isl zu entnehmen, daß die Kolbennabe mehrere in gleichem Abstand zueinander befindliche und sowohl radial als auch axial sich erstreckende .Schlitze 43 aufweist. Die Schlitze 43 liegen zur Oberfläche der Kolbenabe 42 ollen. In jedem der Schlitze ist ein Kolbenschieber 44 angeordnet und radial bewegbar gehalten. Der Kolbenschieber kann bei Drehbewegung der Kolbennabe an der Mantelinnenwand gleitend anliegen. In jedem der Schlitze 43 ist ferner eine Andrückfeder 45 geführt, welche radial ausgerichtet isl. Wie am besten der Fig. I zu entnehmen ist, liegt ein F.nde der Andrückfeder 45 am achsnahen Schlitzende an. während das entgegengesetzte Linie in einem Ausschnitt 44« des Kolbenschiebers 44 geführt ist.

I i U. 2 zeigt die Siellungen der Kolbenschieber, wenn sich die Kolheniuibe in Ruheluge befindet. Der Kolbenschieber 44. welcher die Hiei-Unr-Slclliing einnimmt, wird mit Hilfe der zugehöiigen Andrückfeder 45 an die Wand der Bohrung 18 und damit an die Muntelinnenwund gedrückt. Druckmittel, mi /. B Druckluft, welches über den Lufkinlatt 19 eingeführt wird und durch die Schlitze 20, 21 gelangt, kann deshalb nicht an diesem Schieber voibeiströmen und lost eine gegen den lirzeigersinn gerichtete Drehbewegung des Kolbens aus. Die Rotationskolbenkraftmaschine wird damit in Be.rieb gesetzt.

Wie I ig. 2 weiteihin /u entnehmen ist. liegt der in der Zwölf-Uhr-Stellung befindliche Kolbenschieber nicht an der Mantelinnenwand an. da dieser Kolbenschieber beim -Anlassen der Rotationskolbenkraftmaschine gemäß der Frfindung nicht erforderlich isl. Die zugehörige Andrückfeder 45 isl in ihrer axialen Strecl.ung so bemessen, daß der Kolbenschieber in der Zwolf-lhr-Stellung und in der Nahe dieser Stellung nicht an die Manielinnenwand gedrückt wird.

Fig. .1 zeigt die Stellung der Kolbenschieber für den Fall, daß sich die Kraftmaschine mit verhältnismäßig geringer Drehzahl dreht. Es ist zu erkennen, daß die Kolbenschieber in kontinuierlichem Gleitkoniakt an der Wand der Bohrung 18, also an der Mantclinnenwand, gehalten sind. Die Andrückfedern 45 sind mittels Zentrifugalkraft vom zugehörigen achsnahen Schlitzende abgehoben, wenn sich der 'ugehörige Kolbenschieber in der Zwölf-Uhr-Stellung befindet. Durch diese neuartige, erfindungsgemäße Zuordnung der Andrückfeder zum Kolbenschiebci wirkt de Streck- bzw. Spannkraft der Andrückfeder in der dargestellten Zwöli-Uhr-Slellung nicht am Kolbenschieber, so daß die Zentrifugalkraft die einzige Kraft darstellt, weiche von der Andrückfeder auf den Kolben schieber ausgeübt wird. Bei hoher Drehzahl wird da

durch vermieden, daß sich die Andrückfeder ^:nfolgc ihrer Wechselbelastung in den Ausschnitt 44a d^s Kolbenschiebers eingräbt.

F ig. 4 zeigt die Anordnung der Kolbennabe, wenn die Maschine eine verhältnismäßig große Drehzahl

ίο hat, Es ist zu erkennen, daß mit Ausnahme der in der Sechs-Uhr-Stellung befindlichen Andrückfeder alle weiteren Andrückfedern vom achsnahen Schlitzende gelöst sind und infolge der Zentrifugalwirkung jeweils ein Federpaket bilden. Die Kolbenschieber werden

also bei großen Drehzahlen nicht mehr durch die Kraft der Andrückfedern, sondern durch die an ihnen wirkende Zentrifugalkraft gegen die MantiTmnenwand angepreßt Die An 'uckfedern verlieren also bei hoher Drehzahl ihre ihnc¹ zugedachte Funktion und verbleiben als Federpaket kleiner Baulänge in Anlage am zugehörigen Kollienschieber. Die ν er kürzte Baulänge der Andrückfedern Iragl in vorteilhafter Weise dazu bei, daß die eingangs erwähnten Verschleilikialle gegenüber der .Schlitzwandung und gegenüber dem achsnahen Fndc des Kolhcnschicbcrs auf ein Minimum reduziert sind.

Die Andruckfedern kommen also nur in Anlage an die Wand der Bohrung 18 bzw. die Manielinnenwand, wenn der Motor gestartet wird und eine geringe Drehzahl besitzt. Wenn die Kolbennabe eine bestimmte Minimaldrehzahl aufweist, sind es allein die Zentrifugalkräfte, weiche die Kolbenschieber an die Mantelinnenwand anlegen. Da die Andrückfedern nur dann wirksam werden, wenn der Motor sich in Ruhelage befindet bzw. wenn er mit sehr geringer Drehzahl arbeitet, wird vermieden, daß sich die Andrückfedern in die Kolbenschieber einfräsen oder einbohren, was zu einem Versagen der· Kolbenschieber bzw. zum Lösen von den Lauf der Maschine beeintiächtigenden Partikeln führen könnte.

Fine gemäß der Frfindung aufgebaute Rotationskolbenkraftmaschine weist ausgezeichnete Slartcharakteristiken auf. ferner große Lebensdauer und ist nicht mit einem Aussetzen bzw. Versagen der Andrückfedern belastet. Die Maschine arbeitet außerdem bei Auftreten eines Hindernisses mit größerem Durehzugsmomenl, da bei geringer Geschwindigkeit die Andrückfedern die Kolbenschieber an die Mantelinnenwand ,drücken und an dieser abdichten, wo-

5J durch der verfügbare Nutzbereich der Geschwindigkeits- und Drehmomentkurve erweitert werden kann

Hierzu 1 Blatt Zeichmingen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Rotationskolbenkraftmaschine, inshcMmdere in Anwendung auf Schlagschrauber, mit Hub- und Schlupfeingriff mit einem Mantel und einem exzentrisch umlaufenden Kolben, bestehend aus einer Kolbennabe und in Schlitzen der Kolbennabe radial beweglichen Kolbenschiebern, weiche zwischen sich und dem achsnahen Schlitzende jeweils eine Andrückfeder aufweisen, dadtirch gekennzeichnet, daß die lose am achsnahen Schlitzende befindliche Andrückfeder (45) in ihrer Spannkraft so bemessen ist, daß sie unterhalb der üetriebsdreh/alil den zugehörigen KoI-benschieber (44) an die Mantelinnenwandung andrückt und sich bei Beiiiebsdrehzahl infolge der stäikcr wiil-.iiucn Zcnliifugalkrufl vom aihsnahon Schlitzende löst und dabei im zusammengedrückten Zustand in Anlage an dem Kolbenschieber bleibt.