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Stand der
Technik
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Der
Erfindung geht aus von einem Formwerkzeug zur Herstellung eines
rotierend antreibbaren Bauteils, insbesondere einer Elektrowerkzeugmaschine,
nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie von einem Verfahren
zur Herstellung eines rotierend antreibbaren Bauteils nach dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 9.
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Es
ist bekannt, daß es
bei der Herstellung eines rotierend antreibbaren Bauteils einer
Elektrowerkzeugmaschine häufig
erforderlich ist, einen Massenausgleich vorzunehmen. Dies dient
dazu, die Vibrationen der Elektrowerkzeugmaschine bei deren Betrieb
möglichst
gering zu halten. Hierzu kann das rotierend antreibbare Bauteil
mit einem sogenannten Massenausgleichselement versehen sein. Das
Massenausgleichselement kann als formgebundenes Bauteil ausgeführt sein,
d.h. das Massenausgleichselement ist Bestandteil des rotierend antreibbaren Bauteils
und ist einstückig
mit diesem gefertigt.
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Das
rotierend antreibbare Bauteil, das beispielsweise ein Kunststoffteil,
Sinterteil oder ein Zink-Druckgußteil sein kann, wird in der
Regel in einem entsprechenden Formwerkzeug, d.h. beispielsweise
in einer Sinterform oder einer Spritzgußform, hergestellt. Bisher
erfolgt die Herstellung eines rotierend antreibbaren Bauteils einer
Elektrowerkzeugmaschine und die Anpassung des rotierend antreibbaren
Bauteils derart, daß in
einem ersten Schritt das mindestens eine beim Betrieb der Elektrowerkzeugmaschine
rotierende Massenausgleichselement des rotierend antreibbaren Bauteils
theoretisch ausgelegt wird und auf dieser Grundlage in einem zweiten Schritt
ein entsprechendes Muster hergestellt und getestet wird. Wenn dann
die Vibrationen noch zu hoch sind, wird ein neues Muster des rotierend
antreibbaren Bauteils mit einem modifizierten Massenausgleichselement
hergestellt. Hierzu ist es erforderlich, Änderungen am Formwerkzeug vorzunehmen, was
bisher so erfolgt, daß in
den Formbereich, der korrespondierend zu dem Massenausgleichselement ausgebildet
ist, Korrekturelemente eingeschweißt werden.
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Aus
der
DE 195 29 614
A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von Druckgieß-Formen
bekannt, in dem eine schnelle Anpassung von konturbildenden Teilen
der Form durch auswechselbare Formeinsätze ermöglicht wird.
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Aus
der
DE 100 33 974
A1 ist ein Gießverfahren
für eine
Motorwelle bekannt, in dem in eine Sandform ein als Metallkörper ausgebildetes
Einlegeteil eingebracht wird, welches als Gewichtsausgleich in der
Motorwelle dient.
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Vorteile der
Erfindung
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Die
Erfindung geht aus von einem Formwerkzeug zur Herstellung eines
rotierend antreibbaren Bauteils, insbesondere einer Elektrowerkzeugmaschine,
welches Bauteil mindestens ein Massenausgleichselement aufweist,
umfassend einen Form werkzeugkörper
mit einem Formhohlraum, der ein korrespondierend zu dem Massenausgleichselement ausgebildeten
Formbereich aufweist.
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Es
wird vorgeschlagen, daß in
dem korrespondierend zu dem Massenausgleichselement ausgebildeten
Formbereich mindestens ein Formelement angeordnet ist, welches eine
variabel ausgestaltbare Formgebung des Massenausgleichselements
ermöglicht.
Ein dermaßen
ausgebildetes Formelement hat den Vorteil, daß nach der Herstellung eines
Musters eines rotierend antreibbaren Bauteils die Form und damit
die Masse des herzustellenden Massenausgleichselements auf einfache
Weise, und zwar durch Modifikation des Formelements selbst oder
durch Änderung
von dessen Anordnung, eingestellt werden kann. Die hierzu bisher
erforderlichen, sich aufwendig gestaltenden Schweiß- bzw.
Montagearbeiten an dem Formwerkzeug können entfallen.
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Nach
einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des Formwerkzeugs
nach der Erfindung ist das mindestens eine Formelement, das in dem korrespondierend
zu dem Massenausgleichselement ausgebildeten Formbereichs angeordnet
ist, wechselbar ausgeführt.
Dies ermöglicht
es, das Formelement auf eine besonders einfache Weise an die bestehenden
Erfordernisse anzupassen. Beispielsweise können Formelemente unterschiedlicher
Abmessungen vorgehalten werden und je nach Anforderungen in den
Formwerkzeugkörper
eingesetzt werden. Auch ist es so möglich, das Formelement bei
etwaiger Abnutzung durch ein entsprechendes funktionsfähiges Formelement
zu ersetzen.
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Das
Formelement des Formwerkzeugs nach der Erfindung ist zweckmäßigerweise
stiftartig ausgebildet. Ein stiftartig ausgebildetes Formelement, dessen
eines Ende in einen Formhohlraum des Formwerkzeugs, das sogenannte
Formnest, vorspringt, erzeugt bei der Herstellung des rotierend
antreibbaren Bauteils eine Ausnehmung in dem Massenausgleichselement.
Durch eine Änderung
der Eindringtiefe des stiftartigen Formelements kann auf einfache
Weise eine Anpassung der Masse bzw. der Form des Massenausgleichselements
erfolgen.
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Die
Anpassung der Eindringtiefe kann beispielsweise dadurch erfolgen,
daß das
stiftartige Formelement im Formwerkzeug abgeschliffen wird. Vorteilhafter
ist es aber, daß das
stiftartige Formelement selbst axial verschiebbar ausgeführt ist
und so die Eindringtiefe desselben in den Formhohlraum einstellbar
ist. Das Formelement kann beispielsweise als Schraube ausgeführt und
in den Formwerkzeugkörper
eingeschraubt sein. Eine Massenanpassung des Massenausgleichselements
kann dann dadurch erfolgen, daß an
der Schraube gedreht wird und so beispielsweise der Kopf der Schraube
etwas weiter in den Formhohlraum eingebracht oder ein Stück aus dem
Formhohlraum zurückgezogen
wird. Gerade diese Ausführungsform
erlaubt eine besonders schnelle Optimierung der Masse des Massenausgleichselements
nach der Herstellung eines Musters des rotierend antreibbaren Bauteils.
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Alternativ
oder zusätzlich
zu einem stiftartig ausgebildeten Formelement kann in dem korrespondierend
zu dem Massenausgleichselement ausgebildeten Formbereich eine Ausnehmung
ausgebildet sein, welche beispielsweise einen verstellbaren Boden
aufweist. Eine solche Ausnehmung erzeugt an dem rotierend antreibbaren
Bauteil im Bereich des Massenausgleichselements eine Erhebung.
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Es
ist aber auch möglich,
mindestens ein Formelement als verschiebbaren Boden des korrespondierend
zu dem Massenausgleichselement ausgebildeten Formbereichs auszubilden.
Mittels eines solchen Bodens kann die Höhe des Massenausgleichselements
und damit ebenfalls dessen Masse auf einfache Weise eingestellt
werden.
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Die
Erfindung hat ferner ein Verfahren zur Herstellung eines rotierend
antreibbaren Bauteils insbesondere einer Elektrowerkzeugmaschine,
welches Bauteil mindestens ein Massenausgleichselement umfaßt, zum
Gegenstand. Hierzu wird das Formwerkzeug, das einen Formwerkzeugkörper mit
einem Formhohlraum aufweist, in dem ein korrespondierend zu dem
Massenausgleichselement ausgebildeter Formbereich ausgebildet ist,
eingesetzt und zur Festlegung der Masse des Massenausgleichselements
mindestens ein in dem korrespondierend zu dem Massenausgleichselement
ausgebildeten Formbereich angeordnetes Formelement so eingestellt, daß das rotierend
antreibbare Bauteil des Elektrowerkzeugs beim Betrieb der Elektrowerkzeugmaschine
im wesentlichen massenausgeglichen ist.
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Ein
solcher Massenausgleich kann beispielsweise dadurch erreicht werden,
daß das
Formelement durch ein entsprechendes Formelement mit anderen Abmessungen
ersetzt wird und/oder die Länge eines
in den Formhohlraum vorspringenden Bereichs eines stiftartig, beispielsweise
als Schraube, ausgebilde ten Formelements verändert wird, und/oder, wenn
das Formelement als Vertiefung ausgebildet ist, der Boden dieser
Vertiefung verschoben wird.
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Zeichnung
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Weitere
Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die
Ansprüche enthalten
zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale
zweckmäßigerweise auch
einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Es
zeigen:
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1 eine
schematische, perspektivische Ansicht eines Lüfters eines Exzenterschleifers;
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2 eine
schematische, perspektivische Ansicht der Unterseite des Lüfters nach 1;
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3 einen
Schnitt des Lüfters
nach 1 und 2;
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4 einen 3 entsprechenden
Schnitt eines Formwerkzeugs zur Herstellung des in 1, 2 und 3 dargestellten
Lüfters
und
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5 einen
vergrößerten Ausschnitt
V aus 4.
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Beschreibung
des Ausführungsbeispiels
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In
den 1 bis 3 ist ein sogenannter Kombilüfter 10 dargestellt,
der für
eine nicht näher dargestellte
Elektrohandwerkzeugmaschine, und zwar einen Exzenterschleifer, bestimmt
ist. Der Kombilüfter 10 dient
einerseits zur Kühlung
eines nicht näher
dargestellten Elektromotors des Exzenterschleifers und andererseits
zur Unterstützung
eines Abtransports von mittels des Exzenterschleifers bei dessen
Einsatz erzeugtem Abrieb in einen nicht näher dargestellten Staubbehälter, der
an dem Exzenterschleifer befestigt ist.
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Der
Kombilüfter 10 weist
eine Grundplatte 12 auf. In die Grundplatte 12 ist
im mittleren Bereich in eine Ausnehmung eine Nabe eingepreßt, an deren
in 1 oben angeordneten Seite ein Zapfen 14 ausgebildet
ist, der bezüglich
der kreisrunden Grundplatte 12 zentrisch angeordnet ist
und eine kreisrunde Ausnehmung 16 zur Befestigung eines
nicht näher dargestellten
Bolzens für
einen ebenfalls nicht näher dargestellten
Schleifteller des Exzenterschleifers besitzt. Zur Befestigung des
Bolzens weist die Ausnehmung 16 ein Innengewinde auf.
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An
der dem Zapfen 14 abgewandten Seite ist an der Nabe eine
Plattform 18 ausgebildet, in welcher eine Aufnahme 20 mit
kreisrundem Querschnitt zum Eingriff einer mit dem Elektromotor
verbundenen Antriebswelle ausgebildet ist. Die Aufnahme 20 ist
bezüglich
der kreisrund ausgebildeten Grundplatte 12 des Kombilüfters 10 exzentrisch
angeordnet.
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An
der in 1 oben dargestellten Seite des Kombilüfters 10 sind
auf der Grundplatte 12 über
einen Großteil
dessen Umfangs im wesentlichen radial ausgerichtete, leicht gebogene
Rippen 22 sowie ein bogenförmiges Massenausgleichselement 24 angeordnet.
Die Rippen 22 dienen zur Unterstützung des Abtransports des
mittels des Exzenterschleifers erzeugten Abriebs.
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An
der anderen Seite der Grundplatte 12, an welcher die Aufnahme 20 ausgebildet
ist, d.h. an der dem Elektromotor zugewandten Seite, weist der Kombilüfter 10 eine
Vielzahl von ebenfalls im wesentlichen radial ausgebildeten, leicht
gebogenen Rippen 26 auf, die in Umfangsrichtung der Grundplatte 12 im wesentlichen äquidistant
aufgereiht sind und zur Belüftung
des Elektromotors diesen. Die Anordnung der Rippen 26 ist
von einem Massenausgleichselement 28 unterbrochen, welches
bogenförmig
ausgebildet ist. Das Massenausgleichselement 28 ist gegenüber dem
Massenausgleichselement 24 bzw. um 180° versetzt zu diesem angeordnet.
Das Massenausgleichselement 28 dient für einen dynamischen und das
Massenausgleichselement 24 für einen statischen Massenausgleich.
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Das
Massenausgleichselement 28 hat eine parallel zu der Grundplatte 12 ausgerichtete
Oberseite, an der eine sacklochartige Ausnehmung 30 ausgebildet
ist.
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In 4 ist
ein Formwerkzeug 40 zur Herstellung des Kombilüfters 10 nach 1 bis 3 schematisch
dargestellt. Das Formwerkzeug 40 dient zur Herstellung
des Kombilüfters 10 nach
einem Zink-Druckgußverfahren.
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Das
Formwerkzeug 40 umfaßt
einen Formwerkzeugköper
aus zwei Formhälften 42 und 44,
die über
eine Trennebene 46 miteinander verbunden sind. Die Formhälften 42 und 44 begrenzen
einen korrespondierend zu dem Kombilüfter 10 ausgebildeten
Formhohlraum 48.
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In
der Formhälfte 42 ist
eine sacklochartige, gestufte Bohrung 50 ausgebildet, deren
Bereich geringeren Durchmessers mit einem Innengewinde versehen
ist (5). In der sacklochartigen Bohrung 50 ist
ein stiftartiges Formelement 52 geführt, das als Schraube mit einem
Zylinderkopf 54 ausgebildet ist. Der Schaft des Formelements 52 ist
in dem Bereich geringeren Durchmessers der Bohrung 50 geschraubt.
Der Zylinderkopf 54 des Formelements 52 ist in
dem Bereich größeren Durchmessers
der gestuften Bohrung 50 angeordnet, dichtet in Richtung Bohrung 50 ab
und springt in einen Bereich 56 des Formhohlraums 48 vor.
Der Bereich 56 des Formhohlraums 48 ist korrespondierend
zu dem Massenausgleichselement 28 des Kombilüfters 10 nach 1 bis 3 ausgebildet.
Der in den Bereich 56 des Formhohlraums 48 vorspringende
Zylinderkopf 54 des Formelements 52 formt beim
Gießen
des Kombilüfters 10 die
sacklochartige Ausnehmung 30 des Massenausgleichselements 28.
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Des
weiteren weist der Formhohlraum 48 einen Formbereich 58 auf,
der korrespondierend zu dem Massenausgleichselement 24 ausgebildet
ist, das an der dem Schleifteller zugewandten Seite des Kombilüfters 10 angeordnet
ist.
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Die
Herstellung eines Prototyps des Kombilüfters 10 in dem Formwerkzeug 40 erfolgt
in nachfolgend beschriebener Weise.
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Zur
Herstellung des Kombilüfters 10 werden zunächst die
Abmessungen desselben und insbesondere die Form bzw. die Masse des
Massenausgleichselements 28 theoretisch ausgelegt. Entsprechend
wird das Formelement 52 des Formwerkzeugs so eingestellt,
daß der
Zylinderkopf 54 des Formelements 52 einen theoretisch
ermittelten Wert in den Bereich 56 des Formhohlraums 48 vorsteht.
Dann werden die Formhälften 42 und 44 zusammengesetzt,
und es wird ein geeigneter Werkstoff nach einem Zink-Druckgußverfahren
in den Formhohlraum 48 des Formwerkzeugs 40 eingebracht,
bis dieser vollständig
ausgefüllt
ist.
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Nachdem
das Muster des Kombilüfters 10 ausgehärtet ist
und entformt wurde, wird dasselbe in einem betreffenden Exzenterschleifer
getestet. Werden bei dem Test zu hohe Vibrationen festgestellt,
so wird ein neues Muster des Kombilüfters 10 mit einem entsprechend
angepaßten
Massenausgleichselement 28 hergestellt. Dem Massenausgleichselement 28 wird
dann eine andere Masse bzw. Form gegeben. Dies erfolgt dadurch,
daß das
Formelement 52 entweder weiter in die sacklochartige Bohrung 50 eingeschraubt
wird, so daß der
Zylinderkopf 54 in den Bereich 56 des Formhohlraums 48 weniger
weit vorspringt, oder aus der Bohrung 50 herausgedreht wird,
so daß der
Zylinderkopf 54 weiter in den Bereich 56 des Formhohlraums 48 vorspringt.
Durch dieses Vorgehen läßt sich
die Masse des Massenausgleichselements 28 des zu gießenden Kombilüfters 10 einstellen.
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Nach
einem erneuten Gießvorgang
und dem Entformen des nun hergestellten Kombilüfters 10, wird dieser
erneut in dem betreffenden Exzenterschleifer auf Vibrationen getestet.
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Sind
die Vibrationen nun hinreichend klein, ist ein Prototyp des Kombilüfters 10 hergestellt,
und das nun auf diesen Prototyp eingestellte Formwerkzeug 40 mit
einem entsprechend in den Bereich 56 des Formhohlraums 48 vorspringenden
Zylinderkopf 54 des Formelements 52 kann zur Serienproduktion des
Kombilüfters 10 eingesetzt
werden.
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Im
anderen Fall, d.h. wenn beim Test des Kombilüfters 10 noch zu hohe
Vibrationen festgestellt werden, wird das Formwerkzeug 40,
d.h. dessen Formelement 52, erneut eingestellt, und es
wird ein weiteres Muster hergestellt und auf die oben beschriebene
Weise getestet. Dieser Vorgang kann so lange wiederholt werden,
bis ein Muster eines Kombilüfters 10 mit
zufriedenstellendem Vibrationsverhalten hergestellt ist.
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Die
Erfindung ist selbstverständlich
nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr
kann das Formwerkzeug nach der Erfindung auch ein von einer Schraube
abweichendes Formelement aufweisen, das eine variabel ausgestaltbare
Formgebung des oder der Massenausgleichselemente ermöglicht.
Beispielsweise kann ein von außen
einstellbarer Stift eine der Formhälften durchgreifen und in den
Formhohlraum eintauchen. Die Eindringtiefe dieses Stifts in den
Formhohlraum kann dann von außen
einstellbar sein. Der Stift kann entweder in den Körper des
Formwerkzeugs eingeschraubt oder auch nur eingeschoben sein. Es
ist auch möglich,
daß entsprechende
Vorrichtungen in mehreren Bereichen eines Formhohlraums angeordnet
sind. Im oben beschriebenen Beispiel könnte dann beispielsweise eine
Schraube in den Bereich 56 und eine weitere Schraube in
den Bereich 58 des Formhohlraums 48 vorspringen
und so eine variabel ausgestaltbare Form- und Massengebung beider Massenausgleichselemente 24 und 28 ermöglichen.
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- 10
- Kombilüfter
- 12
- Grundplatte
- 14
- Zapfen
- 16
- Ausnehmung
- 18
- Plattform
- 20
- Aufnahme
- 22
- Rippen
- 24
- Massenausgleichselement
- 26
- Rippen
- 28
- Massenausgleichselement
- 30
- Ausnehmung
- 40
- Formwerkzeug
- 42
- Formhälfte
- 44
- Formhälfte
- 46
- Trennebene
- 48
- Formhohlraum
- 50
- Bohrung
- 52
- Formelement
- 54
- Zylinderkopf
- 56
- Bereich
- 58
- Bereich