DE3023786C2 - Druckluft-Handbohrmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Druckluft-Handbohrmaschine, bestehend aus einem Gehäuse mit einem Griff, in dem eine aus einem Druckluftmotor und einem Getriebe bestehende Antriebseinheit für die Werkzeugspindel angeordnet ist, wobei mindestens der die Werkzeugspindel aufnehmende Teil der Antriebseinheit als axial im Gehäuse verschiebbare Hülse angeordnet ist, sowie einer Betätigungsvorrichtung für ein federbelastetes Ventil.

Eine derartige Handbohrmaschine ist aus der DE-PS 32 012 bekannt. Diese Bohrmaschine ist insbesondere zum Bohren von dünnen Blechen bestimmt. Hierbei wird die Luftzufuhr durch axiale Verschiebung des Motorgehäuses gegenüber dem Außengehäuse unter dem Vorschubdruck entgegen der Spannung einer Feder selbsttätig ein- und ausgeschaltet. Die Vorspannung der Feder ist von außen einstellbar. Erfolgt die Motorgehäuseverschiebung unter zu starkem Vorschubdruck, wird die Luftzufuhr durch Überfahren des Druckluftzufuhrkanals geschlossen.

Mit dieser Vorrichtung kann einerseits nur bei Vorschubkräften gearbeitet werden, die die eingestellte Spannung der Feder übertreffen, da erst dann Druckluft zugeführt wird, andererseits wird bei Oberschreiten einer durch die Feder vorgegebenen Vorschubkraft die Bohrmaschine automatisch abgeschaltet, d.h. diese Maschine arbeitet nur in einem relativ geringen Bereich von Vorschubkräften.

Aus dem Handbuchkatalog »Mechanisiertes Werkzeug, Endbearbeitungsmaschinen und Rüttler«, ZNII-TEstrojmasch, S. 150, Moskau 1975 ist eine Druckluft-Handbohrmaschine bekannt, die ein Gehäus*» mit einem

ίο Griff, einen Druckluftmotor, ein Getriebe sowie eine Betätigungsvorrichtung enthält, die ein abgefedertes Ventil mit einem Stößel besitzt, der mit dem Anlaßorgan über eine profilierte Oberfläche zusammenwirkt

Zum Anlassen dieser Bohrmaschine wird ein Druck-

;.ϊ schalter gedrückt, der mittels des Stößels eine Kugel absenkt und den Luftzutritt zum Druckluftmotor freigibt Der Motor ist zusammen mit dem Getriebe in das Maschinengehäuse eingebaut und mit einer Mutter an einem am Maschinengehäuse ausgeführten Gewinde befestigt Hierbei erreicht der Druckluftmotor maximale Drehzahlen, die dem maximalen Luftdurchsatz durch die Anlaßvorrichtung und den Druckluftmotor entsprechen. Wenn der Bohrvorgang beginnt tritt an der Spindel eine Belastung (Drehmoment) auf, und der Druckluftmotor geht auf die Betriebsdrehzahlen herunter. An manchen Anlaßvorrichtungen sind Druckschalterbegrenzer vorgesehen, die funktionsmäßig als Begrenzer der Druckluftstromdurchsatzmenge durch die Anlaßvorrichtung und den Druckluftmotor dienen.

Obwohl diese Begrenzer die Größe des Druckluftstroms durch den Druckluftmotor einstellen, gewährleisten sie nicht eine automatische Regelung des Druckluftstroms. In den Bohrmaschinen dieser Bauart besteht eine den Arbeitsbedingungen des Mechanismus widersprechende konstruktive Notwendigkeit, bei lastfreiem Betrieb des Motors den maximalen und bei Belastung einen geringeren Luftdurchsatz einzuschalten.
Aus der US-PS 37 24 563 ist hei einem druckluftbetriebenen Werkzeug eine Betätigungsvorrichtung bekannt, die einen Bügel aufweist, d?r über einen Stab mit einem Ende eines zweiarmigen Hebels zusammenwirkt Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Druckluft-Handbohrmaschine der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß die Zufuhr von Druckluft zum Motor in Abhängigkeit von der jeweiligen axialen Belastung der Werkzeugspindel gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Druckluft-Handbohrmaschine bestehend aus einem Gehäuse mit einem Griff, in dem eine aus einem Druckluftmotor und einem Getriebe bestehende Antriebseinheit für die Werkzeugspindel angeordnet ist, wobei mindestens der die Werkzeugspindel aufnehmende Teil der Antriebseinheit als axial im Gehäuse verschiebbare Hülse angeordnet ist, sowie einer Betätigungsvorrichtung für ein federbelastetes Ventil, dadurch gelöst, daß die Stirnfläche des verschiebbaren Teils der Antriebseinheit gemeinsam mit dem Gehäuse eine geschlossene Kammer bildet, die mit dem Ausgang des Ventils verbunden ist, und daß mit dem verschiebbaren Teil eine Schrägfläche verbunden ist, die über einen Stößel den Öffnungsquerschnitt des Ventils beeinflußt.

Ein Vorzug dieser Konstruktion besteht darin, daß die Schrägfläche die Regelung der Druckluftzuführung zum Druckluftmotor ermöglicht, und zwar bei axialer Verschiebung des verschiebbaren Teils der Antriebseinheit, da diese Verschiebung auch die Verschiebung der

Schrägfläche und somit die Regelung der Druckluftzuführung zum Druckluftmotor in Abhängigkeit von der Axiaibelastung bewirkt

Die Betätigungsvorrichtung ist vorzugsweise als Bügel ausgeführt, so daß die Schrägfläche als kegeliger Teil an einem Stift ausgebildet ist, dessen eines Ende an der Stirnfläche des verschiebbaren Teils anliegt und dessen anderes Ende mit dem einen Arm eines zweiarmigen Hebels zusammenwirkt, dessen zweiter Arm am Bügel angreift

Eine vorzugsweise Ausführung der erfindungsgemäßen Handbohrmaschine besteht darin, daß die Schrägfläche als mit der Betätigungsvorrichtung verbundener Nocken ausgeführt ist und einen Mitnehmer besitzt, welcher in der Hülse eingreift Diese Konstruktion der Handbohrmaschine gewährleistet die Verringerung ihrer axialen Abmessung bei einfacher konstruktiver Ausführung. Vorteilhafterweise kann die geschlossene Kammer von sich gegenüberliegenden Stirnflächen zwischen Getriebe und Druckluftmotor gebildet sein, und die Betätigungsvorrichtung kann mittels eines Mitnehmers mit dem in axialer Ricntung verschiebbaren Getriebe verbunden sein.

Diese Konstruktion der Handbohrmaschine gewährleistet die Verringerung ihrer radialen Abmessung.

Im folgenden wird die Erfindung durch Beschreibung von Ausführungsbeispielen von Druckluft-Handbohrmaschinen gemäß der Erfindung unter Bezug auf Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine erfindungsgemäße Druckluft-Handbohrmaschine im Schnitt;

Fig.2 eine Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Druckluft-Handbohrmaschine und

Fig.3 eine weitere Ausführungsvariante der erfinduiigsgemäßen Druckluft- Handbohrmaschine.

In der nachfolgenden Beschreibung sind konstruktive gleiche Baugruppen und Elemente durch gleiche Bezugsziffern gekennzeichnet; die in funktionaler Hinsicht gleichen Elemente sind durch gleiche jedoch mit Strichen versehene Bezugsziffern gekennzeichnet

Die in "⁷Ig.) dargestellte Druckluft-Handbohrmaschine enthält ein Gehäuse 1 mit einem Griff, in dem eine in axialer Richtung bewegliche Hülse 2 angeordnet ist In der Hülse 2 ist eine Antriebseinheit montiert die aus einem Getriebe 3 und einem Druckluftmotor 4 besteht, die in der axialen Richtung durch ein Befestigungselement 5 mit einem Vorsprung fest fixiert sind, der sich in einer Nut 6 des Gehäuses I befindet und an dem einen Ende eines abgefederten Stiftes 7 anliegt, der im Gehäuse 1 durch das Zusammendrücken einer Feder 8 axial verschiebbar angeordnet ist Der Stift 7 weist eine Schrägfläche 9 auf, die als kegeliger Teil ausgebildet ist und wirkt mit seinem anderen Ende mit dem freien Ende des einen Arms 13 eines zweiarmigen Hebels 14 zusammen. An der Oberfläche des kegeligen Teils des Stiftes 7 liegt über sein eines Ende ein in vertikaler Richtung beweglich angeordneter Stößel 16 an, der sich mit seinem anderen Ende auf einer durch eine Feder 12 beaufschlagten Kugel 11 abstützt, die das Ventil der Betätigungsvorrichtung darstellt

Der zweite Arm 10 des zweiarmigen Hebels 14 liegt an einem als Betätigungsvorrichtung dienenden Bügel

17 an. Außerdem ist im Gehäuse 1 eine Regelschraube

18 angeordnet, die mit dem anderen Hebelarm 13 des zweiarmigen Hebels 14 zusammenwirkt. Zwischen dem Druckluftmotor <5 und der hinteren Wand des Gehäuses

I besteht eine Luftkammer 19, die mit dem Kugelventil

II mittels eines Kanaii 20 in Verbindung gesetzt ist

Zum Anschluß an das Druckluftversorgungsnetz ist ein Stutzen 21 vorgesehen.
Die Maschine arbeitet folgendermaßen:
Durch Drücken auf den Bügel 17 verschiebt man mittels des zweiarmigen Hebels 14 den abgefederten Stift 7 um einen Betrag, der durch die Einstellung der Regelschraube 18 vorgegeben ist Die Lage der Regelschraube 18 wird ausgehend von dem erforderlichen (minimalen) Wert der Anlaßgeschwindigkeit des

ίο Druckluftmotors bei dessen lastfreiem Betrieb eingestellt

Infolge der an der Spindel des Getriebes 3 angelegten Belastung verschiebt sich die Hülse 2 in axialer Richtung, wobei sie auf den abgefederten Stift 7 drückt Dieser senkt mit seiner Schrägfläche 9 in Form der kegeligen Oberfläche den Stößel 16 ab, der den Durchtritt für die Druckluft unter der Kugel 11 freigibt indem er sich relativ zum feststehenden zweiarmigen Hebel 14 verschiebt

Da der in der Luftkammer 19 bestehende Druck mit dem Druck in den Arbeitsräumer des Druckluftmotors und mit der statischen Druckkraft an der Spinde! übereinstimmt wird eine Druckänderung im Kanal 20 durch die augenblickliche Verschiebung der Hülse 2 bei konstanter Wirkung der statischen Druckkraft automatisch kompensiert, wodurch es möglich ist, während der Arbeit der Handbohrmaschine stets einen konstanten Druck in den Arbeitsräumen des Druckluftmotors aufrechtzuerhalten, wobei bei beliebiger Veränderung der an der Spindel (am Werkzeug) wirkenden axialen Druckkraft eine Veränderung der Druckluftdurchsatzmenge unter der Kugel 11 eintritt was zur Veränderung der Druckluftmotorleistung führt

Auf diese Weise erfolgt die automatische Regelung der dem Druckluftmotor zugeführten Druckluftmenge und der am Motor vorhandenen Leistung.

Während der Arbeit der Handbohrmaschine wirkt auf die Spindel ein Drehmoment das auf die Hülse 2 übertragen wird, wodurch die Hülse Vordrehspannungen erfährt welche wiederum auf die Mutter 5 übertragen werden, die durch ihren Vorsprung in der Mut 6 des Gehäuses 1 gegen Drehung fixiert ist Diese Spannungen zwingen bei entsprechender Steigungsrichtung der Schraubenlinie des Gswindes die Hülse 2, sich auf das Gewinde der Mutter 5 aufzuschrauben, wodurch die Bauteile 3 und 4 zusammengezogen werden, was die Entstehung von Spiel in der Verbindung ausschließt

Durch Einstellen der Lage der Regelschraube 18 in bezug auf den zweiarmigen Hebel 14 wird die Verbrauchsmenge der aus dem Versorgungsnetz für den Druckluftmotor 4 entnommenen Druckluft beim Einschalten der Anlaß- und Regelvorrichtung durch den Bü"cl 17 bei Leerlaufbetrieb der Handbohrmaschine vorbestimmt

Durch Einstcll ;n der Regelschraube 18 läßt sich die erforderliche Drehzahl des Druckluftmotors 4 bei Leerlaufbetrieb der Handbohrmaschine im voraus einstellen.

In der in F i g. I dargestellten konstruktiven Variante ist die Schrägfläche 9' an einem Antriebselement 22 ausgeführt, das in der Betätigungsvorrichtung 23 angeordnet ist Hierbei ist das das Anlassen vermittelnde Antriebselement 22 durch eine Feder 24 abgefedert, die gleichzeitig die Fedör der Betätigungsvorrichtung 23 ist. Das Antriebselerhent 22 besitzt einen in ihm befestigten Mitnehmer 25, der mit der Hülse 2' zusammenwirkt. Hierzu weist die Hülse 2' eine Mut 26 in

ihrer Seitenwand auf.

Diese Handbohrmaschine arbeitet folgendermaßen: Beim Anlegen der statischen Druckkraft an die Spindel des in der Hülse 2' untergebrachten Getriebes 3 verschiebt sich die Hülse 2' in axialer Richtung relativ zum Gehäuse 1, indem sie den Widerstand des in der geschlossenen Kammer 19' bestehenden Druckes überwindet, der dank der Druckluft aufgebaut wird, die der geschlossenen Kammer 19' unter der Kugel 11 hervor über den Kanal 20 zugeführt wird. Hierbei wirkt die Stirn der Nut 26 auf den Mitnehmer 25 ein und verschiebt das Antriebselement 22, das über seine Schrägfläche 9' auf den Stößel 16' einwirkt und das Ventil 11 öffnet, welches die Druckluft zum Druckluftmotor 4 durchläßt. Hierbei arbeitet die Handbohrmaschine bei beliebiger Veränderung der axialen Kraft ähnlich der in Fig. 1 dargestellten Handbohrmaschine. In der in Fig.3 dargestellten Variante ist die Schrä^ilächs 9" 2Π einem Arsirisbsslsment 22" Zahnrad 32 des Getriebes 3 in seiner Seitenwand eine Nut 33 auf, in die der Mitnehmer 25" eingreift. Die Druckluft gelangt in die Kammer 19" aus dem Druckluftmotor 4 durch eine Bohrung 34.

Diese Handbohrmaschine kann in zwei Betriebszuständen funktionieren: mit automatischer Regelung der Spindeldrehzahl und ohne automatische Regelung derselben.

Bei automatischer Regelung der Spindeldrehzahl arbeitet die Handbohrmaschine folgenderweise:

Beim Bohren wirkt das in axialer Richtung bewegbare Getriebe 3 beim Anlegen von axialen Druckkräften durch Verstellung des Mitnehmers 25" auf das Antriebselement 22" der Betätigungsvorrichtung 23"

is ein, was zur Erhöhung der Druckluftdurchsatzmenge durch das Ventil und zur Steigerung der Leistung des Druckluftmotors 4 führt. Auf diese Weise erfolgt also die automatische Regelung der Druckluftdurchsatzmen- »e durch das Ventil und damit der Druckluftmotorlei-

ausgebildet, das in einem Stück mit einer Betätigungsvorrichtung 23" ausgeführt ist, die mittels einer Feder 24" abgefedert ist. In dieser Ausführungsvariante wird keine Hülse verwendet. Das Getriebe 3 ist im Gehäuse 1 in bezug auf ein evolventes gezahntes Ende 27 eines Läufers 28 des Druckluftmotors 4 und einer Fixierrolle 29 axial verschiebbar angeordnet.

Zwischen den Stirnflächen 30 und 31 des Getriebes 3 und des Druckluftmotors 4 sowie zwischen den Wänden des Gehäuses 1 besteht eine geschlossene Kammer 19". Das Getriebegehäuse ist durch einen Deckel 30 abgedichtet. Die Betätigungsvorrichtung 23" besitzt ein Endstück, in dem ein Mitnehmer 25" befestigt ist. der mit dem Getriebe 3 zusammenwirkt. Hierzu weist ein stung.

Die Anwendung der erfindungsgemäßen Druckluft-Handbohrmaschine gestattet es, den Druckluftverbrauch beträchtlich zu verringern, der zur Ausführung von Arbeiten beim Einsatz von Drucklufthandwerkzeugen erforderlich ist. da die erfindungsgemäße Konstruktion die Entnahme nur jener Druckluftmenge aus der Versorgungsleitung gewährleistet, die zur Durchführung (?<^vs jeweiligen technologischen Prozesses erforderlich ist, wobei überflüssiger Druckluftverbrauch automatisch vermieden wird. Außerdem wird dadurch, daß die Spindelleerlaufdrehzahl nicht unnötig hoch ist, die Lebensdauer der schnell verschleißenden Baugruppen und Einzelteile der Handbohrmaschine erhöht.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Druckluft-Handbohrmaschine, bestehend aus einem Gehäuse mit einem Griff, in dem eine aus einem Druckluftmotor und einem Getriebe bestehende Antriebseinheit für die Werkzeugspindel angeordnet ist, wobei mindestens der die Werkzeugspindel aufnehmende Teil der Antriebseinheit als axial im Gehäuse verschiebbare Hülse angeordnet ist, sowie einer Betätigungsvorrichtung für ein federbelastetes Ventil, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche des verschiebbaren Teils (3,4) der Antriebseinheit gemeinsam mit dem Gehäuse (1) eine geschlossene Kammer (19,19', 19") bildet, die mit dem Ausgang des Ventils (11) verbunden ist, und daß mit dem verschiebbaren Teil (3, 4) eine Schrägfläche (9) verbunden ist, die über einen Stößel (16) den Öffnungsquerschnitt des Ventils (11) beeinflußt.

2. Druckluft-Handbohrmaschine nach Anspruch 1, in der <d*» Betätigungsvorrichtung als Bügel (17) ausgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrägfläche (9) als kegeliger Teil an einen Stift (7) ausgebildet ist, dessen eines Ende an der Stirnfläche des verschiebbaren Teils (3, 4) anliegt und dessen anderes Ende mit dem einen Arm (13) eines zweiarmigen Hebels (14) zusammenwirkt, dessen zweiter Arm (10) am Bügel (17) angreift.

3. Druckluft-Handbohrmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrägfläche (9) als mit der Betätigungsvorrichtung (23) verbundener Nocken aufgeführt ist und einen Mitnehmer (25) besitzt, welcher in der Hülst \2) eingreift

4. Druckluft-Handhnhrmaschine nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet daß die geschlossene Kammer (19") von sich gegenüberliegenden Stirnflächen (30,31) zwischen Getriebe (3) und Druckluftmotor (4) gebildet ist, und die Betätigungsvorrichtung (23") mittels eines Mitnehmers (25") mit dem in axialer Richtung verschiebbaren Getriebe (3) verbunden ist.