DE2508693C2 - Drehzahlregler für einen Druckluftmotor - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Drehzahlregler für einen Druckluftmotor nach der GnHung des Hauptanspruchs. Es ist schon ein solcher Drehzahlregler bekanntgeworden aus der US-PS 24 02 972, bei dem jedoch die kompakte Bauweise nur unter Verzicht auf ein Dämpfungsglied erreicht worden ist Zudem ist bei diesem Drehzahlregler das Einsteüglied zum Einstellen der Grenzdrehzahl nicht ohne weiteres von außen zugänglich.

Auch bei dem viel größer bauenden, mit schwenkbaren Fliehgewichten arbeitenden, relativ komplizierten

ίο und fertigungsaufwendigen Drehzahlregler nach der GB-PS 5 45 651 ist die Dämpfung der Drehzahlregelung nicht erreicht. Die beiderseits des Schiebers liegenden Räume stehen durch relativ große Bohrungen im Schieber in druckausgleichender Verbindung. Damit soll eine möglichst unbeeinflußte Schieberbewegung erreicht werden. Dem gleichen Zweck dienen auch die unterschiedlichen Durchmesser der abgestuften Reglerwelle und Entlüftungsöffnungen im Regelgehäuse.
Der Erfindung iiegt die Aufgabe zugrunde, einen Drehzahlregler der eingangs genannten Art zu entwikkeln der besonders kurz und einfach gebaut ist und dessen Regelverhalten durch ein von außen leicht zugängliches, einstellbares Federglied und ein einfaches Dämpfungsglied beeinflußt wird.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch einen Drehzahlregler mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptansprach angegebenen Drehzahlreglers möglich.

Durch die gewählte Konstruktion sind der Schieber, die Fliehgewichte, die Feder und das Dämpfungsglied in dem mit Steuerschlitzen versehenen Topf, in einfacher, kompakter Bauweise integriert. Dabei ist das Dämpfungsglied besonders einfach und das Einstellen des Regelgliedes von außen her besonders leicht. Die umlaufende Kammer, die mit der umlaufenden Hülse baulich vereinigt ist, wird gegen das Gehäuse zweckmäßig dadurch abgedichtet, daß eine der Einlaßöffnung zugekehrte kreisringförmige Stirnfläche der Hülse und die gegenüberliegende Fläche eines in dem Gehäuse dichtend axial verschiebbar geführten Ausgleichsringcs als bei Berührung dichtende Flächen ausgebildet sind. Um eine dichtende Anlage des Ausglcichsringcs an der Stirnfläche der Hülse ohne die Verwendung zusätzlich bremsender federnder Mittel zu erreichen, wird zweckmäßig die mittige öffnung des Ausgleichringes als Drosselstelle für die durchströmende Luft ausgebildet. Die durch den Ausgleichsring in die Hülse strömende Luft drückt dadurch den Ausgleichsring bereits beim Anlaufen des Motors dichtend gegen die Hülse.

Wenn das mit der Kammer verbundene, der Einstellung des federnden Bauteils dienende Mittel in den Bereich der Drosselstelle des Ausgleichsringes ragt, wird dadurch sowohl die drosselnde Wirkung mit einer größeren öffnung des Ausgleichsringes erreicht, der dadurch leichter wird, als auch die Zugänglichkeit des der Einstellung des federnden Bauteils dienenden Mittels und damit die Einstellung der gewünschten Leerlauf-

bo drehzahl erleichtert.

Einzelheiten sind an einer als Ausführungsbeispiel in der Zeichnung dargestellten mit Druckluftmotor versehenen Handschleifmaschine im folgenden näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die Handschleifmaschine mit Druckluftmotor im Aufriß, teilweise geschnitten,

F i g. 2 den Reglerteil des Druckluftmotors der F i g. 1 im Grundriß, vergrößert, im Schnitt,

Fig.3 eine andere Ausbildung des Reglerteils des Druckluftmotors im Grundriß, vergrößert, im Schnitt

im folgenden ist unter »handseitig« die Richtung zu der Einlaßöffnung hin, unter »werkzeugisitig« die entgegengesetzte Richtung zu der aufzuspannenden Schleifscheibe hin, verstanden.

In einer Handschleifmaschine 1 ist ein Druckluftmotor 2 mit einem Ständer 3 und einem Läufer 4 in einem Gehäuse 5 untergebracht. Der Motorständer 3 ist an beiden Stirnseiten durch je einen Deckel 6 bzw. 7 verschlossen. Die beiden Deckel 6,7 nehmen je ein Kugellager 8, 9 auf, in dem der Läufer 4 in dem Ständer gelagert ist Vor den handseitigen Kugellager 9 ist in dem Gehäuse 5 ein zylindrischer Hohlraum 10 ausgespart, der durch dnen Kanal 11, der sich in einem Kanal 12 des handseitigen Deckels und einem Kanal 13 des Ständers fortsetzt, mit dem Inneren des Motors verbunden is;.

Der Läufer 4 hat handseitig einen Zapfen 14, mit dem er in dem K ugeilager 9 gelagert ist I η dem Zapfen 14 ist eine Gewindebohrung 15, in die mit einem Zapfen 16 eine im wesentlichen zylindrische Kammer 17 eingeschraubt ist Die Kammer 17 hat eine werkzeugseitige Stirnwand 18 und eine einen Zylindermantel oder eine Hülse bildende Wand 19. Handseitig ist die Kammer 17 offen. In der innenzylindrischen Begrenzungsfläche 20 der Hülse 19 ist axial verschiebbar ein Schieber 21 geführt Die Wand des Schiebers 21 und die werkzeugseitige, unverschiebbare Stirnwand 18 sind im Bereich der Achse und anschließend über den größeren Teil ihrer Fläche als zur Achse senkrechte ebene Rächen ausgebildet, an die sich auf etwa dem äußeren Drittel des Radius je eine kegelige Fläche anschließt. Der kegelige Teil 22 des Schiebers 21 und der kegelige Teil 23 der unverschiebbaren Stirnwand 18 sind mit zunehmendem Radius aufeinander zustrebend ausgebildet. Die hand seitige Begrenzungsfläche des Schiebers 21 stellt eine zur Achse senkrechte ebene Fläche 24 dar.

Achsgleich mit der Kammer 17 ist in deren Zapfen 16, die Stirnwand 18 und den Schieber 21 durchdringend, ein Bolzen 25 eingesetzt Der Schieber 21 hat dazu eine mittige Bohrung 26, die den Bolzen 25 mit einem Spalt 27 umgibt Der Bolzen 25 ragt aus der handseitig olfenen Hülse ein Stück heraus. Im Bereich seines handseitigen Endes trägt er ein Gewinde 28, auf das eine Mutter

29 aufgeschraubt ist In die handseitige Begrenzungsebene 24 des Schiebers 21 ist im Bereich de:· mittigen Bohrung 26 eine zylindrische Vertiefung 30 eingeformt. Zwischen der Mutter 29 und dem Boden der Vertiefung

30 ist eine als Druckfeder ausgebildete Schraubenfeder

31 eingespannt. In der Kammer 17 sind 4 lose Stahlkugeln 32 enthalten.

In der Hülse 19, die eine einen Zylindermantel darstellende Wand der Kammer 17 bildet, sind im Bereich der handseitigen Begrenzungsebene 24 des Schiebers 21 zwei einander gegenüberliegende Steuerschlitze 33 eingeformt, die sich über etwa ein Drittel des Umfangs erstrecken und deren zwei hauptsächliche Begrenzungskanten in zur Achse senkrechten Ebenen liegen.

Handseitig vor der einen Kreisring bildenden handseitigen Stirnfläche 34 der Hülse 19 weist der zylindrische Hohlraum 10 des Gehäuses einen gegenüber dem die Kammer 17 bzw. Hülse 19 umgebenden Raum etwas verkleinerten Durchmesser 35 auf. In diesem Teil des Hohlraums ist ein Ausgleichsring 36 axial verschiebbar geführt, der in seiner äußeren Mantelfläche in einer Rille 37 einen Dichtring 38 hat. Mit dem Dichtring 38 dichtet der Ausgleichsring gegenüber dem Durchmesser 35 des Gehäuses ab.

Das die Mutter 29 tragende handseitige Ende des Bolzens 25 ragt handseitig durch den Ausgleichsring 36 hindurch. Handseitig vor diesem Ende des Bolzens 25 endet der Gehäusehohlraum 10. Er weist dort eine achsgleich ausgebildete Einlaßöffnung 39 für die ankommende Druckluft auf.

Die beschriebene Anordnung arbeii;t folgendermaßen:

ίο Wird der Druckluftmotor 2 durch ein nicht näher beschriebenes Ventil mit der Druckluftleitung verbunden, so strömt Druckluft durch die Einlaßöffnung 39 in den durch den Durchmesser 35 gekennzeichneten Innenraum des Gehäuses 5, und durch den Ausgleichsring 36 in die Hülse 19 ur.-d durch den Spalt 27 in das Innere der Kammer 17.

Da der Motor noch steht, drückt die Feder 31 den Schieber 21 in seine werkzeugseitige Endlage, wo er sich über die Kegclflächc 22 auf den Kugeln 32 abstützt.

Die Kugeln 32 sind dabei zwischen den beiden Kegelflächen 22 und 23 und der zylindrischen Oberfläche des Bolzens 25 eingespannt Sie sind so bemessen, daß sie sich in dieser Ruhelage außerdem gegenseitig berühren. In dieser Ruhelage steht der Schieber 21 so, daß er mit seiner handseitigen Begrenzungsebene 24, die dabei als Regelkante wirkt, die Steuerschlitze 33 in der Hülse 19 vollständig freigibt.

Infolge der Bemessung des Innendurchmessers des Ausgleichsringes 36 in Verbindung mit der durch die Mutter 29 verursachten Verringerung des Durchströmquerschnitts stellt sich in Strömungsrichtung der Luft vor und hinter dem Ausgleichsring 36 ein Druckgefälle ein.
Dies verschiebt den Ausgleichsring 36 werkzeugseilig, bis er mit seiner werkzeugseitigen Stirnfläche an der handseitigen Kreisringfläche 34 der Hülse 19 zur Anlage kommt. Von diesem Augenblick an ist die dem Luftdruck zugängliche werkzeugseitige Stirnfläche des Ausgleichsrings 36 stark verkleinert, so daß der Ausgleichsring dichtetiu g?sen die Kreisringfläche 34 der Hülse 19 gedrückt wird.

Die Luft strömt indessen durch den Steuerschlitz 33 der Hülse 19 in den zylindrischen Hohlraum 10 im Gehäuse und von dort durch die Kanäle 11, 12, 13 in den Motor.

Bei ansteigender Drehzahl bleiben die Kugeln 32 zunächst, durch die Feder 31 gehalten, in ihrer achsnahen Ruhelage. Bei Überschreiten einer mittels der Mutter 29 eingestellten Grenzdrehzahl bewegen sie sich radial nach außen und handseitig nach rückwärts und verschieben dabei mittels der Kegelfläche 22 den Schieber 21 handseitig. Der Schieber 21 überstreicht dabei mit der handseitigen Begrenzungsebene 24 die Steuerschlitze 33 der Hülse 19 und verschließt diese um so mehr, je höher die Drehzahl ansteigt. Dadurch stellt sich ein Beharrungszustand ein. Bei zunehmender Belastung des Motors sinkt die Drehzahl, worauf der Schiober 21 die Schlitze weiter öffnet, und die Drehzahl wieder ansteigt. Auf diese Weise hält der Regler bei jeder Belastung des

bo Motors dessen Drehzahl so hoch wie möglich innerhalb der eingestellten Leerlaufdrehzahl.

Der Spalt 27 zwischen der Bohrung 26 des Schiebers 21 und dem Bolzen 25 ist dabei so bemessen, daß die Reibung der zum Druckausgleich diesen Spalt durch-

tö strömenden Luft ein Hin- und Herschwingen des Schiebers 21 und damit ein Pendeln der Drehzahl mit Sicherheit verhindert.

Bei der in F i g. 3 dargestellten Ausbildung des Re-

glerteils des Druckluftmotors sind Teile, die denen der Ausbildung nach F i g. 2 gleich oder ähnlich sind, durch um 100 erhöhte, sonst gleiche Nummern, neue Teile durch neue Nummern bezeichnet.

In die Hülse 119 ist an ihrem handseitigen Ende ein Deckel 140 eingesetzt, der es dem Schieber 121 ermöglicht, die Steuerschlitze 133 in der Hülse 119 vollständig zu überdecken. Der Deckel 140 ist scheibenförmig ausgebildet und hat handseitig einen mittigen Vorsprung 141. Der Deckel 140 weist einen achsgleichen zylindrisehen Durchbruch 142 auf, durch den der Bolzen 125 und die daraufgeschraubte Mutter 129 hindurchragen.

Der zylindrische Hohlraum 110 des Gehäuses 105 ist handseitig des Deckels 140 durch eine zur Achse senkrechte Wand 143 abgeschlossen. Handseitig schließt sich an den Hohlraum i 10 ein achsgieieher zylindrischer Hohlraum kleineren Durchmessers 144 an, der den Vorsprung 141 des Deckels 140 mit einem engen Spalt 145 umgibt. Durch eine achsgleich angeordnete Einlaßöffnung 139 kann Druckluft in den kleinen Hohlraum 144 eintreten.

Um einen einwandfreien Rundluuf der Kammer 117 zu erreichen und damit den Spalt 145 möglichst eng ausbilden zu können, ist die Kammer 117 werkzeugseilig mit einem a!s Außenzylinder ausgebildeten Führungsstück 146 versehen, mit dem sie in dem Innenring des Kugellagers 109 geführt ist.

Bei dieser Ausbildung des Reglerteils des Druckluftmotors ist der kleine Hohlraum 144 gegen den größeren Hohlraum 110 durch den Spalt 145 abgeteilt. Vollständige Dichtheit ist nicht zu erzielen, ein Regeln bis zum Stillstand ist damit nicht möglich, es ist aber auch nicht erforderlich.

Diese Ausbildung des handseitigen Hülsenendes hat den Vorteil verminderter Reibung, was besonders bei größeren Druckluftwerkzeugen ins Gewicht fallen kann.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims (7)

Patentansprüche:

1. Drehzahlregler für einen Druckluftmotor, insbesondere Flügelzellenmotor für handgeführte Werkzeuge, mit einem Gehäuse und einer darin angeordneten Einlaßöffnung, der als Fliehgewichte eine Anzahl loser Kugeln aufweist, die in einer mit dem Motorläufer achsgleich drehfest verbundenen Kammer zwischen einer axial unverschiebbaren und einer gegen den Widerstand eines federnden Bauteils axial verschiebbaren Stirnwand in der Kammer geführt sind, von denen wenigstens die verschiebbare Stirnwand eine kegelförmige, den Kugeln zugewandte Innenfläche aufweist, und mit einem die verschiebbare Stirnwand bildenden Schieber, der mit mindestens einem Steuerschlitz zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (21) in einer Hüise (19) geführt ist, die in einem zylindrischen Wandteil (20) den Steuerschlitz (33) enthält und die Kammer (17) umschließt, daß ein der Einstellung des federnden Bauteils (31) dienendes Mittel (29) im Bereich der Einlaßöffnung (39) leicht zugänglich angeordnet ist, und daß der die Kugeln (32) enthaltende Raum der Kammer (17) durch mindestens eine im Schieber (21) für die Schwingungsdämpfung vorgesehene öffnung (27) mit der Einlaßöffnung (39) in druckausgleichender Verbindung steht.

2. Drehzahlregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Einlaßöffnung (39) zugekehrte kreisringförmige Stirnfläche (34) der Hülse (19) und die gegenüberliegende Fläche eines in dem Gehäuse (5) dichtend axial verschiebbar geführten Ausgleichsringes (36) als bei Berührung dichtende Flächen ausgebildet sind.

3. Drehzahlregler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine mittige öffnung des Ausgleichsringes (36) als Drosselstelle für die durchströmende Luft ausgebildet ist.

4. Drehzahlregler nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der öffnung (27) so bemessen ist, daß die Reibung der zum Druckausgleich durchströmenden Luft zur Schwingungsdämpfung des Schiebers (21) ausreicht.

5. Drehzahlregler nach einem der Ansprüche I und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (27) als Spalt zwischen einem der Führung des federnden Bauteils (31) dienenden Bolzen (25) und einer diesen umgebenden im Schieber (21) mittig angeordneten Bohrung (26) ausgebildet ist.

6. Drehzahlregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Hülse (119) umgebender Raum (110) durch einen ringförmigen Spalt (145) gegen einen mit der Einlaßöffnung (139) verbundener Raum (144) abgeteilt ist.

7. Drehzahlregler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Spalt (145) zwischen einem mit der Hülse (119) verbundenen, einen gegenüber der Hülse (119) kleineren Durchmesser aufweisenden Bauteil (140) und einem stillstehenden Bauteil, z. B. dem Gehäuse (105) gebildet ist.