DE2422145A1

DE2422145A1 - Pneumatisch angetriebene, tragbare werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE2422145A1
Application number: DE2422145A
Authority: DE
Inventors: Donald Earl Fleigle
Original assignee: Black and Decker Manufacturing Co
Current assignee: Black and Decker Corp
Priority date: 1973-05-30
Filing date: 1974-05-08
Publication date: 1975-02-13
Also published as: FR2231481A1; GB1441725A; US3823795A; CH577355A5; JPS5418786B2; FR2231481B1; CA1010732A; IT1012771B; JPS5020381A

Description

Pneumatisch angetriebene, tragbare Werkzeugmaschine

Die Erfindung bezieht sich auf eine tragbare, pneumatisch angetriebene Werkzeugmaschine und insbesondere auf eine Werkzeugmaschine mit einem pistolenartig angeordneten Griff, bei der die Motorwelle und die Ausgangswelle im wesentlichen fluchtend angeordnet sind und der Handgriff sich senkrecht zu diesen Wellen erstreckt.

Pneumatisch angetriebene Werkzeugmaschinen haben für den gewerblichen Benutzer viele Vorteile, beispielsweise ein günstiges Leistungsgewicht und einen hohen Wirkungsgrad. Ein Hauptnachteil derartiger Werkzeugmaschinen besteht jedoch in dem während ihres Betriebes erzeugten hohen Geräuschpegel. Dieser Geräuschpegel entsteht bei derartigen Werkzeugmaschinen durch das Austreten von schnell strömender Luft aus der Maschine in die Umgebung _r ohne daß eine nennenswerte Dämpfung erfolgt. .

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Obwohl bereits unterschiedlichste Prinzipien zur Verringerung derartiger Geräuschpegel bekannt sind, war es bisher schwierig oder unmöglich, diese Prinzipien bei Werkzeugmaschinen anzuwenden. Ein Grund dafür besteht in der Schwierigkeit, einen kleinen, kompakten und trotzdem wirksamen Dämpfer zu schaffen, der in eine tragbare Werkzeugmaschine einbaubar ist. Außerdem zögern die Benutzer hierfür Kosten aufzuwenden, die entweder in geringerem Wirkungsgrad oder in höherem Preis oder in beidem bestehen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine vereinfachte, dämpfende Gas- bzw. Luftaustrittsanordnung für tragbare Werkzeugmaschinen zu schaffen, die sowohl klein ist als auch eine wirksame Geräuschdämpfung ermöglicht, ohne daß Wirkungsgrad oder Preis beeinträchtigt werden.

In einem Ausführungsbeispiel hat die erfindungsgemäße, pneumatische Werkzeugmaschine einen Drehmotor, der mit einer Quelle für unter Druck stehendes Fluid verbindbar ist und der eine Ausgangseinrichtung antreibt. Diese Werkzeugmaschine, etwa ein Schlagschrauber, kann eine Ausgangswelle haben, die axial mit der Welle des Motors fluchtet, während ein Griff sich im Winkel bezüglich dieser Wellen erstreckt. Der Griff hat einen Einlaß, der von einem Betätigungselement gesteuert wird. Fluid tritt aus dem Motor in einem Bereich aus, der im Maschinen-

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gehäuse gebildet ist. Erfindungsgemäß ist dieser Bereich in zwei getrennte Kammern unterteilt, die durch eine Zwischenlage mit einer Anzahl von kleinen Öffnungen voneinander getrennt sind. Das Fluid gelangt von einer dieser Kammern durch die Öffnungen in die andere und tritt dann durch eine weitere Wand, die ebenfalls kleine Öffnungen aufweist, in die umgebende Luft aus. Auf diese Weise werden die Geräusche des Austrittsstromes wirksam vermindert, ohne daß der Wirkungsgrad des Motors beeinträchtigt wird.

Vorzugsweise wird der Austrittsstrom durch zwei Expansionskammern und durch zwei Diffusionselemente geführt, um den Geräuschpegel zu verringern. In einem bestimmten Ausführungsbeispiel werden die mehreren Dämpfungselemente aus einer getrennten Dämpfungsuntereinheit hergestellt, die in eine große Kammer im Maschinengehäuse eingesetzt und dort befestigt wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der ein Ausfühfungsbeispiel zeigenden Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in einer Seitenansicht, teilweise aufgebrochen, eine tragbare, pneumatisch angetriebene Werkzeugmaschine gemäß der Erfindung.

Fig. 2 zeigt eine Vorderansicht der Werkzeugmaschine gemäß Fig. 1.

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Fig. 3 zeigt vergrößert eine Vorderansicht eines Teils der Maschine aus Fig. 2.

Fig. 4 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 4-4 aus Fig. 3,

Fig. 5 zeigt in perspektivischer Darstellung und teilweise aufgebrochen den Dämpfungseinsatz aus Fig. 4.

Fig. 6 zeigt den Dämpfungseinsatz aus Fig. 4 in perspektivischer Darstellung von hinten.

Fig. 1 zeigt einen tragbaren, pneumatisch angetriebenen Schlagschrauber 10 mit einem Einlaßstutzen 11 zur Halterung eines Zuführschlauches für Druckluft, einem Griff 12, durch den die Eingangsleitung für die Druckluft verläuft und einem Betätigungselement 13, das den Luftstrom zur Maschine steuert. Außerdem enthält die Werkzeugmaschine einen Luftmotor mit einem Rotor und einer Anzahl von Schaufeln, wie dies bei 14 angedeutet ist. Dieser Motor wird mittels der Druckluft angetrieben und ist über eine Welle und einen geeigneten Schlagmechanismus mit einem Ausgangselement 15 gekoppelt.

Nachdem die Druckluft den Motor durchströmt und ihn zum Drehen gebracht und damit ein Ausgangsdrehmoment erzeugt hat, muß der Luftstrom in die umgebende Luft abgegeben werden. Dieser aus-

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tretende Luftstrom kann Geräusche erzeugen, die störend und
sogar gesundheitsschädlich sein können, falls nicht eine entsprechende Dämpfung vorgenommen wird. Erfindungsgemäß strömt
der die Schaufeln 14 verlassende Luftstrom durch eine Öffnung 16 in eine Kammer 17. Da Werkzeugmaschinen üblicherweise Gehäuse aus Metallguß aufweisen, kann die Kammer 17 beim Gießen des gesamten Gehäuses geformt werden. Um eine Dämpfungsanordnung zu bilden, ist in der Kammer 17 ein Dämpfungseinsatz 20
vorgesehen. Dieser Dämpfungseinsatz, der in Fig. 2 in Vorderansicht gezeigt ist, ist vorzugsweise eine getrennt hergestellte Unteranordnung, die während der Herstellung der Werkzeugmaschine eingesetzt und von einer Schraube 21 in ihrer Lage gehalten wird.

. In den Fig. 3, 4 und 5 ist der Dämpfungseinsatz 20 deutlicher dargestellt» Dieser Dämpfungseinsatz umfaßt eine im Spritzgußverfahren hergestellte Kunststoffhülle, an der während des
Gießens eine hintere Wand 22 und Seitenwände 23 angeformt werden, die eine Zwischen-Expansionskamnier bilden, und die mit
einer getrennt hergestellten Vorderwand 24 versehen wird,
welche auf geeignete Weise an der Hülle befestigt wird. Die
Anordnung hat eine Öffnung 25 zur Aufnahme einer Schraube 21. In dem bevorzugten, dargestellten Ausführungsbeispiel ist der hintere Bereich 26 der Hülle so geformt, daß er über einen

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Gehäuseansatz 27 paßt, der eine Gewindebohrung zur Aufnahme der Schraube 21 aufweist.

Durch die Kombination von Dämpfungseinsatz 20 und Kammer 17 ergibt sich eine einfache und leicht herstellbare Dämpfungsanordnung, die verschiedene, erwünschte Geräuschdämpfungseigenschaften hat. So sind beispielsweise die beiden Expansionskammern, von denen die eine durch die Kammer 17 und die Rückwand 22 der Hülle und die andere im Inneren der Hülle zwischen der Rückwand 22 und der Vorderwand 24 gebildet werden, so dimensioniert, daß sie eine Geräuschdämpfung in einander überlappenden Frequenzbändern bewirken, um dadurch die Geräuschstärke in diesen Frequenzbereichen zu verringern. Ein zweites Merkmal besteht darin, daß die Wände 22 und 24 des Dämpfungseinsatzes eine große Anzahl kleiner Öffnungen 28 aufweisen. Die durch diese Wände hindurchtretende Luft wird daher in eine Vielzahl von kleinen Luftströmen unterteilt, wodurch die Grenzbereiche zwischen den Strömen, die in den nachfolgenden Bereich und die Luft in diesem Bereich eintreten, erheblich vergrößert werden. Es hat sich gezeigt, daß das von einem durch eine Öffnung hindurchtretenden Luftstrahl erzeugte Geräusch umgekehrt proportional dem Grenzbereich ist, und daher bewirken die mit einer Vielzahl von Öffnungen versehenen Wände eine erhebliche Geräuschminderung. Ein weiteres Merkmal dieser Anordnung besteht in den relativen Druckverhältnissen über jeder

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der Wände. Wenn der in Strömungsrichtung vorn liegende Druck zu niedrig bezüglich dem in Strömungsrichtung hinten liegenden Druck ist, kann die Strömung durch die Öffnungen Schallgeschwindigkeiten erreichen, wodurch eine erhebliche Erhöhung des Schallpegels hervorgerufen wird. Gemäß der dargestellten Anordnung wird dies dadurch vermieden, daß man die aufeinander folgenden Drücke auf einem ausreichend hohen Wert bezüglich dem in Strömungsrichtung hinten liegenden Druck hält, so daß das kritische Druckverhältnis nicht erreicht wird und keine Schallgeschwindigkeit auftritt.

In einer besonderen Weiterbildung haben die Öffnungen in der Dämpfungsanordnung besondere Form, und sie sind an bestimmten Stellen der Wand angeordnet. Wie vorstehend bereits erwähnt, ist es erwünscht, eine Mehrzahl von kleinen Öffnungen statt einer oder einigen wenigen größeren Öffnungen zu haben, um die Grenzschicht zwischen dem aus den Öffnungen austretenden Luftstrom und dem in Strömungsrichtung hinten liegenden Luftkörper zu verteilen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß es auch erforderlich ist, den Durchmesser der öffnungen ausreichend groß zu halten, so daß der wirksame Querschnittsbereich des Luftstroms durch die Öffnungen nicht unzulässig eingeschränkt wird. In einem bestimmten Ausführungsbeispiel der Rückwand 22 hatte diese eine Stärke von etwa 2,54 mm, und der Durchmesser der

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Öffnungen in dieser Rückwand betrug etwa 1,27 mm. Die Wandstärke der Vorderwand 24 betrug 3,81 mm, und die Öffnungen hatten ebenfalls einen Durchmesser von etwa 1,27 mm. Ganz allgemein kann gesagt werden, daß das bevorzugte Verhältnis von Öffnungslänge zu Öffnungsdurchmesser zwischen etwa 1:1 und 4:1 liegt. Die Anzahl der Öffnungen soll selbstverständlich ausreichen, um den Luftstrom aus dem Motor nicht ernsthaft einzuschränken. Ein derartiger Aufbau ermöglicht einen maximalen Luftstrom bei minimaler Geräuschentwicklung.

Obwohl die Erfindung vorstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben wurde, ist sie nicht auf dieses beschränkt, sondern es sind weitere Abwandlungen und Änderungen möglich, die alle unter die Erfindung fallen.

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Claims

Ansprüche

Pneumatisch angetriebene, tragbare Werkzeugmaschine mit einem Gehäuse, einem von diesem- umschlossenen Luftmotor, einem vom Gehäuse ausgehenden Griff sowie einem Luftauslaß für den aus dem Motor austretenden Luftstrom zwischen Griff und Luftmotor, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftauslaß in der Bahn des Luftstroms eine erste und eine zweite Dämpfungskammer enthält, die von einer ersten, Durchtrittsöffnungen aufweisenden Wand getrennt sind und daß an der Grenze zwischen der zweiten Kammer und der umgebenden Luft eine zweite Durchtrittsöffnungen aufweisende Wand vorgesehen ist.
2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 mit einem sich um eine Achse drehenden Motor und einem sich im wesentlichen senkrecht zur Achse des Motors erstreckenden Griff, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftauslaß sich im wesentlichen parallel zur Motorachse und vom Benutzer der Werkzeugmaschine weg erstreckt.
3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2 mit einem gegossenen Gehäuse, das einen rohrförmigen, den Motor umschließenden Bereich aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftauslaß einen Hohlraum in dem gegossenen Gehäuse umfaßt,

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der sich entlang einer Seite des rohrförmigen Bereiches erstreckt, und daß der Griff sich im Bereich des Hohlraums vom Gehäuse weg erstreckt.
4. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Länge zu
Durchmesser der Öffnungen in der ersten Wand im Bereich von 1:1 bis 4:1 liegt.
5. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Länge zu
Durchmesser der Öffnungen in der zweiten Wand zwischen 1:1 und 4:1 liegt.
6. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Wand von einem kammerförmigen Einsatz gebildet wird, dessen eine Endwand die erste Wand und dessen andere Endwand die zweite Wand bildet, zwischen denen sich die zweite Kammer befindet.

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