DE2303942C2 - Drehzahlbegrenzungseinrichtung für Werkzeugmaschinen mit pneumatisch drehangetriebener Werkzeugspindel - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine D>-°hzahlbegrenzungseinrichtung für Werkzeugmaschinen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei Druckluftwerkzeugen der verschiedensten Art ist es üblich, solche selbsttätig wirkenden Einrichtungen zur Begrenzung der Motordrehzahl zu benutzen, um überhöhte, d. h. unzulässig hohe Drehzahlen zu verhindern. Vom Motor getriebene Werkzeuge, wie z. B. *o Schleifscheiben oder dgl. haben meist eine kritische Grenze bezüglich ihrer Umfangsgeschwindigkeit, oberhalb welcher sie zu Bruch gehen können. Gleicherweise kann sich ein Bohrer oder dgl. bei überhöhter Drehzahl überhitzen, was zum Zerstören seiner Schneiden führt. Demzufolge beeinträchtigt ein Ausfall der Drehzahlbegrenzungseinrichtung, beispielsweise aufgrund von Korrosion oder Eindringen von Teilchen, nicht nur das einwandfreie Arbeiten des Werkzeuges, sondern stellt auch eine beträchtliche Gefahr für das Bedienungsper- so sonal dar.

Aus der US-PS 32 57 913 ist demgemäß bereits eine gattungsgemäße Einrichtung für Werkzeugmaschinen bekannt, bei der in Abhängigkeit von der Stellung von Fliehgewichten das die Druckluftzufuhr steuernde Ventil mehr oder weniger geöffnet ist und bei der die Sicherheitseinrichtung dafür sorgen soll, daß der Motor automatisch abgeschaltet wird, falls die normale Ventilsteuerung aus irgendeinem Grunde versagt. Dort umfaßt die Sicherheitseinrichtung jedoch ein gleitend geführtes Teil, das sich beispielsweise infolge von Verschmutzung verklemmen oder festfressen kann, so daß auch die Sicherheitseinrichtung wirkungslos bleiben kann.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die bekannte Drehzahlbegrenzungseinrichtung so auszubilden, daß die Sicherheitseinrichtung keinerlei reibungsabhängige Teile aufweist.

Gelöst ist diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Eine vorzugsweise Ausgestaltung ergibt sich aus dem Unteranspruch.

Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert. Dabei zeigt

Fig. i einen Längsschnitt durch eine Handschleifmaschine mit einer in Ruhestellung befindlichen Begrenzungseinrichtung gemäß der Erfindung.

F i g. 2 die Einzelheit a aus F i g. 1,

F i g. 3 die Einzelheit a aus F i g. 1, jedoch bei normal arbeitendem Motor, und

F i g. 4 den Schnitt A -B aus F t g. 2.

Die in F i g. 1 dargestellte Handschleifmaschine IO besitzt ein Gehäuse 11 mit mindestens einem Handgriff 13. Der Handgriff 13 ist mit einem Anschluß 14 für eine Druckluftleitung versehen. Zur Inbetriebsetzung der Schleifmaschine 10 ist ein vom Daumen des Bedieners abwärts zu drückender Ventilhebel 18 vorgesehen, so daß Druckluft vom Anschluß 14 zum Motor 22 der Maschine 10 gelangen kann.

Der Hebel 18 steuert einen Ventilkolben 20, der im Ruhezustand den Durchlaß 21 für die vom Anschluß 14 kommende Druckluft verschließt. An den Durchlaß 21 schließt in Strömungsrichtung der Luft eine Kammer 24 an, aus der die Luft durch eine öffnung 25 im Gehäuse 11 in einen aufwärts gerichteten Kanal 26 strömt. Von hier strömt die zugeführte Luft durch die Öffnung 27 in einer Zwischenkappe 28 zum Raum 29. der zwischen der Zwischenkappe 28 und einer Abdeckhaube 33 gebildet ist.

Aus dem Raum 29 tritt die Druckluft durch eine Öffnung 34 in der Zwischenkappe 28 in eine Kammer 36 ein. An dieser Stelle wird die Luftzufuhr durch ein fliehkraftgesteuertes Ventil 35 geregelt. Aus der Kammer 36 kann die Luft durch eine Mehrzahl von in einem Winkelabstand zueinander angeordneten Druckluftöffnungen 37 (vgl. auch Fig.3), die in einer Dichtungsplatte 38 ausgebildet sind, austreten. Die Öffnungen 37 führen zu einem Raum 42, der die hintere Lagerplatte 43 des Motors 22 umgibt, die ihrerseits mit einem zum Einlaß des Motors 22 führenden Durchgang 44 versehen ist. Der Druckluftmotor 22 besteht aus dem Zylinder 50, dem Rotor 51, den Blättern 52, der Spindel 53, der hinteren Lagerplatte 43 und der vorderen Lagerplatte 54. Am hervorstehenden freien Ende der Spindel 53 ist die Schleifscheibe 19 befestigt.

Anhand der F i g. 2 bis 4 wird nun die Wirkungsweise der Drehzahlbegrenzungseinrichtung erläutert. Das Ventil 35 weist einen Läufer 58 in der Art eines Speichensterns auf, der mit dem rückseitigen Ende der Spindel 53 verschraubt ist und sich mit dieser zusammen dreht. An gegenüberliegenden Seiten des Läufers 58 sind zwei um Zapfen 61 schwenkbare Fliehgewichte 59, 60 gelagert, die je nach Drehzahl der Spindel 53 den Ventilteller 62 des Ventils 35 mehr oder weniger gegen die Öffnung 34 in der Zwischenkappe 28 drücken. Eine Bewegung des Ventiltellers 62 in dieser Richtung vermindert den effektiven Strömungsquerschnitt an der Öffnung 34, womit unter üblichen Betriebsbedingungen die Motordrehzahl begrenzt wird. Zusätzlich zum durch die Öffnung 34 tretenden Luftstrom wirkt der Zentrifugalkraft der Fliehgewichte 59,60 eine Druckfeder 66 entgegen, die um das untere Ende einer Zugstange 67 gewickelt ist und sich einenends an einer Einstellmutter 68 und anderenends gegen eine innere Schulter 69 des Läufers 58 abstützt. Über einen

Mitnehmerstift 70, der in offenen Schlitzen 71 gelagert ist. wird die Kraft der Feder 66 auf den Ventilteller 62 in dem Sinn übertragen, daß der Strömungsquerschnitt an der Öffnung 34 vergrößert wird.

Die Sicherheitseinrichtung 75 besteht aus einer kegelstumpfförmigen bistabilen Tellerfeder 76, die normalerweise zur Öffnung 24 hin gewandt und koaxial zur Spindel 53 an deren Außenoberfläche befestigt ist Ein ringförmiger Abstandshalter 78 sorgt für einen ausreichenden Abstand von der Oberfläche des Lagers 77, so daß sich die Unterseite der Tellerfeder nahe den Druckluftzufuhröffnungen 37 befindet. Ein Sicherungsring 79 aus dünnem Gummi hält die Tellerfeder 76 auf der Spindel 53 in Anlage an dem darunter liegenden Abstandhalter 78. Auf der Oberfläche der Tellerfeder 76 ! sind eine Mehrzahl von zylindrischen Riehgewichten 80 nahe dessen Außenumfang gleichmäßig verteilt, von denen jedes an der Tellerfeder 76 mittels einer Befestigungsschraube 81 gehalten ist. In der Darstellung sind als Beispiel acht Gewichte 80 gezeigt: die genaue Anzahl und die Größe jedes Gewichts sind verständlicherweise eine Funktion des beabsichtigten betriebsgeschehens oder der gewünschten Betriebsbedingungen.

Vor Ingangsetzen des Motors 22 sind die Achsen der Fliehgewichte 80 zur Schleifscheibe 19 hin divergierend geneigt, wie F i g. 2 zeigt. Durch Betätigen des Ventilhebels 18 kommt der Motor 22 in Gang, und damit setzt die Drehung der Spindel 53 ein. Aufgrund der bei der Drehung entstehenden Zentrifugalkräfte wirken die Fliehgewichte 80 entgegen der Kraft der Tellerfeder 76 und biegen diese axial abwärts, wodurch die Tellerfeder 76 aus ihrem konkaven, in F i g. 2 gezeigten Zustand in einen radial flachen, normalen Betriebsbedingungen entsprechenden, in F i g. 3 gezeigten Zustand überführt wird.

. Damit werden die Achsen der Fliehgewichte 80 in eine im wesentlichen parallele Lage zur Spindelachse gebracht, was dem normalen Betriebszustand entspricht, indem alle Bauteile einschließlich des Ventils 35 in der gewünschten Weise arbeiten. Sollte jedoch das Ventil 35 klemmen, fressen oder dgL so daß sich der Ventilteller 62 nicht zur Öffnung 34 hin bewegen kann, um die Motorgeschwindigkeit zu vermindern, so kann sich die Drehzahl des Motors 22 und damit auch der Spindel 53 über die zulässige Betriebsdrehzahl hinaus erhöhen. Dies hat jedoch zur Foige. daß die Fliehgewichte 80 die Tellerfeder 76 weiter abwärts über ihre normale Betriebslage hinaus in die in F i g. 3 gestrichtelt dargestellte Lage biegen. Wenn die Tellerfeder 76 diese Lage erreicht hat, so reicht sie in eine ringförmige Ausnehmung 85 der Dichtungsplatte IU und verschließt die Druckluftzufuhröffnungen 37. Dadurch wird sukzessive eine weitere Zufuhr von Arbeitsluft zum Motor 22 unterbunden, so daß die Motordrehzahl dementsprechend abfällt und der Motor 22 praktisch zum Stillstand kommt.

Hat die Tellerfeder 76 einmal die Absperrlage erreicht, so kann sie im übrigen nicht von selbst in ihre ursprüngliche Lage zurückkehren. Dadurch wird verhindert, daß der Motor 22 ohne Demontage und Inspektion der Maschine wieder in Gang gesetzt werden kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 Patentansprüche:

1. Drehzahlbegrenzungseinrichtung fur Werkzeugmaschinen mit pneumatisch drehangetriebener Werkzeugspindel, insbesondere Handschleifmaschinen, mit einem koaxial zu der Spindel angeordneten, von Fliehgewichten betätigten Ventil zum Steuern der Druckluftzufuhr zu dem die Spindel antreibenden Motor und einer ebenfalls mit Fliehgewichten arbeitenden Sicherheitseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitseinrichtung (75) aus einer mit der Spindel (53) fest verbundenen kegelstumpfförmigen bistabilen Tellerfeder (76) besteht, auf deren konkaver Seite nahe dem äußeren Umfang die Fliehgewichte (80) gleichmäßig verteilt ι f. angeordnet sind und deren konkave Seite der (den) Druckluftzufuhröffnung(en) (37) in einem solchen Abstand gegenüberliegt, daß die Tellerfeder (76), um die Druckluftzufuhröffnung(en) (37) verschließen zu können, durch die von den Fliehgewichten (80, 81) ausgeheaden Kräfte über ihren Totpunkt, in dem die Teilerfeder (76) eine ebene Räche bildet, hinaus verformt werden muß.

2. Drehzahlbegrenzungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformungsbewegung der Tellerfeder (76) in die Schließstellung mit der Strömungsrichtung der Druckluft gleichgerichtet ist.