DE1603804A1 - Gehaeuse fuer Werkzeugfunktionsteile - Google Patents

Description

DR. A. MENTZEL . . _. -,-,ro

5οβ REFRATH β.KöiN,den 19· Januar 19ob

DIPPING. W. DAHLKE · phankbnfohst 187 Da./ho

PATENTANWÄLTE ' ' TEtEFOIT: BENSBEBa 4200

Gardner-Denver Company Quincjv Illinois (7.St.A.)

"Gehäuse für Werkzeugfunlttionsteile"

Die Erfindung betrifft ein Werkzeuggehäuse mit einem gegossenen nicht metallischen Pistolengriff und mit einem Lauf, wobei eine Metallbüchse in die Bohrung des !»aufs zur Aufnahme eines Motors und der vom Motor angetriebenen Werkzeugfunktionsteile eingepreßt ist«

2Q9Ö0Ö/0O1A

:,_■"■■ ■ ■ . - 2 -

Telegrammadrasitt Mepattn», Kiln, PotfviitcJikentDt Köln 2012, Bankkonten ι Krtliiparkati· Köln, Zwtlfllftll* Rtfralh 8iO, Diuh*· tank AO., Filial» Köln 1207M

' Pistolengriffwerkzeuge umfassen, im allgemeinen ein Hauptteil, das aus einem Metallgußteil mit einem zylindrisch, gebohrten Lauf zur Aufnahme und zur Lagesicherung der Funktionsteile des Werkzeugs besteht. Die Bohrung des Metalllaufs ist auf einen engen Paßsitz mit verschiedenen der Funktionsteile des Werkzeugs dimensioniert und liefert eine starre Abstützung für Lager o.dgl., die die beweglichen

P Werkzeugteile lagern. Der Metallgriff und der Lauf des Werkzeugs weisen gemeinsam Strömungspassagen für das Antriebsmedium auf, beispielsweise Druckluft, die einem Druckluftmotor zugeführt wird, um die beweglichen Werkzeugteile anzutreiben und mit deren Hilfe die vorgesehenen Arbeiten ausführen zu können, beispielsweise das Anziehen, von Befestigungselementen, das Bohren von Löchern, eine Schlagbearbeitung, ein Drahtwickeln, u.dgl. mehr. Der Ersatz des Metalls in dem Gehäuse solcher Werkzeuge durch formbares nicht metallisches

^ Material bringt die folgenden. Schwierigkeiten mit sich, die die Erfindung u.a. lösen soll;

1. Das den Gehäuselauf bildende nicht metallische Material weist eine schlechtere Maßhaltigkeit als Metall auf und erreicht nicht dessen Festigkeit·

2. Die Laufbohrung kann, im geformten Zustand eine nicht ausreichende Maßgenauigkeit oder Glätte aufweisen, so daß annehmbare, dichtende Passungen zwischen der Bohrung des _;

2098ÖÖ/ÖÖU - 3 -

Laufs und den eingesetzten Teilen nicht erzielt werden können.· ■

3» In die Öffnungen des nicht metallischen. Laufs ein. geschnittenes Gewinde zum Festhalten zugehöriger Metallteile bricht unter Belastung aus und wird "bereits nach wenigen Ein- und AusschraubVorgangen unbrauchbar.

Die Erfindung liegt in einem Pistolengriffgehäuse für eine Handmaschine, bei dem das Lauf- und das Griffteil einstückig aus einem verformbaren nicht metallischen Werkstoff, beispielsweise Kunststoff, gegossen sind, wobei in. die Bohrung des Laufs eine Metallbuchse eingepaßt ist. Die Metallbuchse ist in Längsrichtung in die Bohrung des vorgeformten. Laufs eingepreßt, und die Buchse ist außen konisch im Vergleich zu einem Innenkonus der Laufbohrung ausgebildet, so daß ein , kurzer Preßweg in Längsrichtung der Buchse in dem Lauf einen festgelegten radialen Druck längs des Laufs einführt* Die Metallbuchse nimmt die Funktionsteile des Werkzeugs auf. Sie kann mit Gewindeverschlüssen an den gegenüberliegenden Enden versehen sein, um die Funktionsteile des Werkzeugs in der vorgesehenen Einbaulage zu halten. Die in den Lauf eingesetzte Buchse sitzt im luftdichten Preßsitz über ihre gesamte Länge in dem Lauf, so daß zum Werkzeug geleitete antreibende Luft zwischen ihnen nicht zur Atmosphäre entweichen

209808/OOU

kann. Die folgenden Vorteile werden u.a. durch, die erfindungsgemäße Kombination eines Kunststoffwerkzeuggehäuses und einer Metallbüchse erbracht:

1. Im Vergleich zu einem Metallgehäuse gleicher Größe und Form ist das Kunststoffgehäuse im Gewicht leichter, so daß die Handhabbarkeit des Werkzeugs verbessert ist und

k die Ermüdung der Bedienungsperson vermindert wird, insbesondere wenn das Werkzeug zur Ausführung sich ständig wiederholender Arbeitsgänge benutzt wird. Die Eigenschaft des Kunststoffgriffs, in der Berührung angenehmer zu sein, erhöht die Arbeitslust und die Arbeitsleistung der Bedienungsperson.

2. Da der Kunststoff des Gehäuses ein isolierender Werkstoff ist, ist die Bedienungsperson gegen die Gefahren elektrischer Schläge geschützt, falls das Werkzeuggehäuse ver-

f sehentlich in. Kontakt mit einem unter Strom stehenden elektrischen Leiter gelangen sollte.

3· Ein. gegossenes oder gespritztes Kunststoffwerkzeuggehäuse stellt ein relativ preiswertes Teil im Vergleich zu einem Metallgehäuse dar, das für den gleichen. Zweck vorgesehen ist.

209808/0014

4· Die in den. Kunststofflauf eingeführte festgelegte Spannung dient dazu, die Metallbuchse in. der ordnungsgemäßen. Einbaulage relativ zum Lauf zu halten, und begünstigt bei vielen. Kunststoffen, die Maßhaltigkeit der Laufwandung.

5. Das radiale Strecken der Laufwand auf Grund des konischen Preßsitzes zwischen, dem gegossenen. Lauf und der Buchse bewirkt einen. Kunststoffluß vorspringender Unregelmäßig- J keiten an der innenfläche des Laufs in. eine verformte dichtende Anlage an. der glatten Außenfläche der starren. Buchse.

Die Erfindung ist im nachfolgenden, anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben»

Das Werkzeug umfaßt ein. Hauptgehäuse 10, eine im Gehäuse 10

angeordnete Buchse 12, eine hintere Verschlußkappe 14 und *

ein. vorderes Futterstück 16, wobei die Verschlußkappe 14 und das Futterstück 16 an gegenüberliegenden Enden, der Buchse 12 befestigt sind, sowie einen Funktionsmechanismus 17, der innerhalb der Buchse 12 angeordnet ist.

In dem Ausführungsbeispiel der Erfindung umfaßt das Gehäuse 10 einen langen. Laufabschnitt 18 und einen einstückig angeformten Griffabschnitt 20, der unter einem Winkel zum Lauf

209808/0014 -6-

steht. Diese Teile "bilden ein konventionelles Pistolengriffwerkzeuggehäuse. Durch den Lauf 18 erstreckt sich eine Längsbohrung 22, die in einer vorderen Öffnung 24 und in einer hinteren Öffnung 26 endet. Der Griff 20 ist so geformt und dimensioniert, daß er bequem durch die Hand einer Bedienungsperson ergriffen, werden, kann. Er ist mit im wesentlichen parallelen Strömungspassagen 30 und 32 versehen, die eine Verbindung zwischen der unteren Griffläche 34 und der Laufbohrung 22 herstellen. Die Strömungspassage 32 dient als Einlaß für Druckluft, die einem druckluftbetätigten Rotationsmotor 36 des Werkzeugmechanismus 17 zugeleitet wird. Eine Zuluftleitung kann an das Gewindestück 38 angeschlossen werden, das sich im unteren Ende der Strömungspassage 32 des Griffs befindet. Ein geeignetes Lufteinlaßventil 40 ist in bekannter Weiae durch einen niederdrückbaren Drückermechanismus 42 betätigbar, um die Einleitung der Antriebsluft für den. Motor 36 zu steuern. Das obere Ende der Zuluftpassage 32 ist im wesentlichen, mit einer Lufteinlaßöffnung 44 in der Buchse 12 ausgerichter; Antriebsluft fließt durch die Öffnung 44 in. eine Ringkammer 46 und gelangt dann zum Einlaß des Motors 36 durch nicht dargestellte fluchtende Kanäle in einem Distanzstück 47» einem Untersetzungsgetriebe 48, und einer vorderen. Abschlußscheibe 50 des Motors. Eine Luftausgangsöffnung 52 in der Buchse 12, die in Längsrichtung im Abstand zur Einlaßöffnung 44 angeordnet ist, stellt eine Ver-

— 7 -*' 20S808/00U

"bindung zwischen den Äuspufföffnungen 54 des Motors 36 und dem oberen Ende der Auspuffpassage 30 her. Das untere Ende der Auspuffpassage 30 öffnet zur Atmosphäre an der unteren. Fläche 34 des Griffs 20.

Die Buchse 12 erstreckt sich in Längsrichtung des Laufs 26 und ist an den gegenüberliegenden Enden mit Innengewinde versehen, um abgesetzte Gewindeenden der hinteren Verschluß- i kappe 14 und des vorderen Futterstücks 16 aufzunehmen. Die Kappe 14 schließt das hintere Ende der Bohrung der Buchse 12 ab und weist ein vergrößertes Kopfstück 56 auf, das über die hintere Endfläche des Laufs 18 greift. Das abgesetzte Gewindeteil 58 der Kappe 14 endet in einer Ringfläche 60, die zur Vorspannung einer Federscheibe 62 an. dieser anliegt. Ein Sicherungsring 64 ist in einer passenden Nut eingesetzt, die in die Innenwandung der Buchse 12 am Distanzstück 46 eingelassen ist. Die Federscheibe 62 drückt gegen die hintere Endscheibe 66 des Motors über die Kappe 14, um damit die hintere Endscheibe 66, den Motor 36» die vordere Endscheibe 50, das Getriebe 48 und das Distanzstück 47 in der vorgesehenen Einbaulage innerhalb der Buchse 12 zu halten.

Eine Drehspindel 68 erstreckt sich vorne aus der vorderen Öffnung 24 des Laufs 18. An. die Spindel kann ein Arbeitsteil 70 angeschlossen sein. Die Spindel 66 wird durch den Motor 36 der Werkzeugfunktionsteile angetrieben und ist in einer

209808/OOU -8-

Spindelaufnahme 72 angeordnet, die sich am vorderen. Ende der Buchse 12 befindet, um damit drehbar gelagert zu sein« Die Spindelaufnahijie ist in der Buchse 12 durch das vordere Futterstück 16 herausnehmbar gesichert, das ein abgesetztes Gewindeteil 74 umfaßt, das mit Innengewinde in das vordere Ende der Buchse 12 eingeschraubt ist. Die Spindelaufnahme 72 ist zwischen dem Haltering 64 und der hinteren Fläche 76 des Futterstücks gesichert, die an einer Eingschulter 78 der Spindelaufnähme anliegt. Ein abgesetztes Zwischenstück 8C des Spindelaufnahme erstreckt sich durch die abgesetzte Bohrung 82 des Futterstücks 16 im Abstand zu diesem. Aus der vorangegangenen Beschreibung ist zu ersehen, daß der gesamte Werkzeugmechanismus 17 aus der Buchse herausgenommen v/erden kann, um eine Inspektion oder eine Eeparatur vornehmen zu können, indem die Endkappe 14 und das Futterstück 16 herausgeschraubt werden.

Ein wichtiges Merkmal der Erfindung ist es, ein Werkzeugmechanismusgehäuse 10 zu schaffen, das aus nicht metallischen Werkstoff geformt ist und das im Vergleich zu einem gegossenen Metallgehäuse preiswert, leicht, elektrisch nicht leitend und angenehm zu berühren ist. Es gibt eine große Zahl dafür geeigneter Werkstoffe im allgemeinen Bereich der Polymeren; während die Erfindung nicht auf irgendeinen besonderen Polymeren begrenzt ist, soll das für das Gehäuse gewählte Mate-

209808/OOU

rial eine gute Schlagfestigkeit, gute Maßhaltigkeit, einen, hohen Kriechwiderstand und eine geringe Formschrumpfung haben. Ein bevorzugtes Thermoplast in technischer Qualität, das diesen Anforderungen gerecht wird und marktgängig ist, ist Polykarbonatharz. Es bleiben jedoch bestimmte Schwierigkeiten bei der Verwendung auch der zweckmäßigsten Kunststoffe in Gehäusen für die Funktionsteile von Werkzeugen,

beispielsweise Bohrmaschinen, Schraubern, Sehlagschlüsseln, ^ Drahtwicklern, Stampfern u.dgl., da sogar Änderungen in einer geringen Größenordnung in den Abmessungen oder in der Form des Gehäuse auf Grund einer fehlenden Maßhaltigkeit oder auf Grund des Kriechens des Werkstoffs zu einem Haken der zusammenwirkenden Teile des Mechanismus oder zu einer anderen Fehlfunktion führen können. Die Erfindung überwindet diese Sehweierigkeiten, indem ein. starres Teil wie die Metallbüchse 12 vorgesehen ist, um den Werkzeugmechanismus innerhalb des nicht metallischen Kunststoffgehäuselaufs 18 |

aufzunehmen und dort zu sichern. Die Buchse 12 ist ausreichend stark, um beispielsweise den Motor 36, das Reduziergetriebe 48 und die Spindel 66 in einer ordnungsgemäßen Antriebsflucht zu halten. Ferner weist die Buchse eine ausreichende Festigkeit auf, um einem Eindellen oder "Verbiegen •zu widerstehen, falls das Werkzeug fallengelassen wird oder sonstwie Schläge auf es ausgeübt werden. Das Gewinde zum Einschrauben der Verschlußkappe 14 und des Futterstücks 16 sind an der Metallbuchse 12 vorgesehen und sind deshalb stärker

209808/0014

- 10 -

und dauerhafter, als das der Fall wäre, wenn dieses Gewinde in. das Ende des nicht metallischen Laufs 18 eingeschnitten wäre.

Indem die Metallbuehse 12 in dem Lauf 18 vorgesehen, wird, wird ein Werkzeuggehäuse aus Kunststoff nicht nur praktisch realisierbar, sondern, erfindungsgemäß wirken die Buchse und der Lauf auch zusammen, um andere unerwartete Vorteile zu erbringen.

Die Bohrung 22 des Laufs 18 ist von der hinteren Öffnung 26 zur vorderen Öffnung 24 des Laufs konisch ausgebildet; ebenso ist die Außenfläche der Buchse 12 von dem hineteren Ende zum vorderen Ende konisch vorgesehen. Die Konen der Bohrung 22 und der Buchse 12 sind so gewählt, daß ein Preßsitz zwischen diesen beiden geschaffen wird, indem die Buchse in die Bohrung nach vorn eingedrückt wird, d.h. in Richtung auf die vordere Öffnung 24 des Laufs, bis die Endflächen der Buchse 12 und des Laufs 18 miteinander fluchten. In. einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des Gehäuses wird ein Buchsenkegel von etwa 1:82 verwendet, wobei der Bohrungskegel derart ist, daß die erforderliche Preßlänge zum Eindrücken der Buchse ca 8 mm beträgt. Die Kegel der Buchse 12 und der Bohrung 22 sowie die Eindrücklänge sollen so gewählt sein, _y daß die Wandung des Laufs 18 um ein festgelegtes Maß Zugbelastungen ausgeseilt ist, damit ein fester Preßsitz zwischen.

209808/OOU _ 11 -

dem Lauf 18 und der Buclise 12 über die gesamte Länge vorliegt. Je nach den mechanischen Eigenschaften, des gewählten Gehäusematerials wird die Wandung des Laufs während des Einpressens elastisch öder plastisch verformt, also um die relativ unverformbare Buchse herum gestreckt. Die in der Laufwandung durch den Preßsitz der Buchse in dem Lauf hervorgerufenen Zugkräfte dürfen allerdings nicht so groß sein, daß ein Aufplatzen der Wandung des Laufs bewirkt wird. ä

Der durch die Spannung bewirkte radiale Druck zwischen der Buchse 12 und dem Lauf 18 dient nicht nur dazu, diese Teile in der eingesetzten Lage zu sichern, sondern soll auch eine luftdichte Abdichtung zwischen diesen Teilen erbringen. In dem als Ausführungsbeispiel dargestellten Werkzeug verhindert eine solche Abdichtung ein Entweichen der Antriebsluft an. der Übergangsstelle zwischen dem Lauf und der Buchse zur Atmosphäre an den Enden des Laufs. Ferner verhindert die dichtende Anlage der Buchse am Lauf im Bereich zwischen den Öffnungen 44 und 52 die Herstellung einer Direktverbindung zwischen der Lufteinlaßpassage 32 und der Auspuffpassage 30. Ohne eine solche dichtende Anlage wären besondere Abdichtungen, beispielsweise O-Ringe, erforderlich, um eine solche Abdichtung zu bewirken. Auch wenn die Oberfläche der Bohrung 22 im Lauf in dem Zustand, wie sie geformt ist, unregelmäßig ist, bewirkt während des Eindrückens der Buchse 12 in die Bohrung 22 der auf die Innenwandung des Laufs ausgeübte Druck

209808/OOU - 12 -

ein Fließen des Wandmaterials in eine dichtende Anlage an . die relativ glatte Außenfläche der Buchse 12. Wenn das gewählte Gehäusematerial während des Einpressen^ der Buchse nicht ohne weiteres fließfähig ist oder wenn das verwendete Formverfahren eine sehr rauhe Oberfläche in der Bohrung 22 hervorbringt, kann eine dünne Schicht Epoxydharz oder ein anderer Werkstoff entsprechender Art auf die Buchse 12 und in die Bohrung 22 vor dem Einpressen aufgetragen werden. Das Epoxydharz füllt in diesem lalle alle Hohlräume zwischen der Buchse und der Bohrung, und wegen der Klebeeigenschaft des Epoxydharz dient es gleichzeitig dazu, eine feste Verbindung zwischen der Buchse und dem Lauf herzustellen.

Die in der Laufwandung als Folge des Einpressens der Buchse in den Lauf entstandenen Spannungen können einen guten effekt auf bestimmte mechanische Eigenschaften vieler thermoplastischer Kunststoffe haben, die für die Durchführung der Erfindung geeignet sind. Indem beispielsweise die Spannung in der Laufwandung in. ordnungsgemäßer Weise auf einen festlegbaren optimalen Wert gebracht werden, verringert sich das Kriechen des Materials in der Wandung auf ein Minimum und kann für langfristige dauerbelastete Einsätze vernachlässigt werden, wie das erfindungsgemäß vorgesehen ist. Dieses unerwartete Ergebnis auf Grund des Preßsitzes der Buchse 12 im Lauf 16 liefert eine verbesserte Maßhaltigkeit des Laufs und kann auch den Widerstand des Laufs gegen ein Eindellen ver-

BAD OBH31NAL

20 98 08/00U - 1^ -

bessern., wie das durch, die gelegentliche Einwirkung von Schlagen auf das Werkzeug während seiner Verwendung erfolgt.

Aus der vorangegangenen Beschreibung ergibt sich, daß es das Hauptmerkmal der Erfindung ist, ein. Gehäuse für einen Werkzeugmechanismus zu schaffen, das aus einem Kunststoff oder einem anderen, geeigneten nicht metallischen. Werkstoff her- ~ gestellt ist und das eine starre metallische Buchse aufnimmt, in. der sich der Mechanismus ordnungsgemäß einsetzen, läßt. Dadurch werden die verschiedenen genannten Vorteile erzielt, wie sie durch den. Ersatz von Metall durch Kunststoff in dem Gehäuse herrühren. Ein. weiteres Merkmal der Erfindung ist es, einen Kegelpreßsitz zwischen dem Gehäuselauf 18 und der Metallbuchse 12 vorzusehen, um die Buchse im Lauf ohne besondere Sperrmittel halten zu können, um eine luftdichte Abdichtung zwischen der Buchse und dem Lauf zu erzeugen und aufrechtzuerhalten, und um die mechanischen Ei- " genschaften, des Laufs zu verbessern.

Während das Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Gehäuse für eine durch Druckluft angetriebene rotierende Maschine betrifft, können im wesentlichen, alle vorteilhaften Merkmale der Erfindung in Kolbenmaschinen eingesetzt sein, die mit Druckluft beaufschlagteno.dgl. arbeiten, ebenso in. durch Elektromotoren angetriebene Arbeitsmaschinen in den verschiedensten Varianten.

BAD ORKaINAL

*) Kolben 209808/OOU _ _u _

Claims (2)

1. -H-

   PatentanSprüche

   M.) Gehäuse für den Arbeit ame chäni amua eines Werkzeugs, gekennzeichnet durch einen nicht metallischen Lauf (18) mit einer verformbaren Wand, die eine sich in Längsrichtung erstreckende Bohrung (22) bildet, und durch eine ,in die Bohrung (22) eingepaßte und die Wand zur Herstellung eines Preßsitzes verformende Buchse (12), wobei der Funktionamechanismus (17) in der Buchse (12) untergebracht ist.
2. 2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (22) und die Buchse (12) konisch ausgebildet sind, um zwischen diesen beiden Teilen, einen Paßsitz zu erbringen.

   3· Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse (12) in einem solchen Preßsitz in der Bohrung (22) eingesetzt ist, daß eine luftdichte Abdichtung zwischen der Wand der Bohrung und der Außenfläche der Buchse (12) gewährleistet ist.

   4· Gehäuse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (22) und die Buchse (12) zu beiden Enden des Laufs (18) offen sind und die Bohrung

   BAD GnK-INAL

   209808/0014

   - 15 -

   (22) und die Buchse (12) gleich lang sind und an ihren Enden miteinander abschließen.

   5· Gehäuse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die offenen Enden der Buchse (12) • mit Gewinde versehen sind, in das jeweils zum Verschließen der offenen Enden Gegengewindestücke (14) (16) einschraubbar sind·

   6, Gehäuse nach Anspruch 3» dadurch, gekennzeichnet, daiä ein von Hand ergreifbarer Griff (20) einstückig an den Lauf (18) angeformt ist und sich unter einem Winkel-zu diesem erstreckt.

   7· Gehäuse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Griff (20) mit Luftzuleit- und Auspuffpassagen (32, 30) für einen durch Druckluft angetriebanen Teil des Arbeitsmechanismus (17) versehen ist und die Buchse (12) im Abstand liegende Öffnungen (44, 52) aufweist, die eine Verbindung zwischen, den Passagen (32, 5G) und dein durch Druckluft angetrieben Teil des Arbeitsnechanismus (17) herstellen.

   o. Gehäuse nach Anspruch b, dadurch g e kennzeichne t, daß die Passagen (50, 32) in die Bohrung iia wesentlich fluchtend zu den .Öffnungen (44, 52") runden und die Buchse (12)" und die ',/and der Bohrung (22)

   2 09.808/0014 Li

   1803804

   so zusammenwirken., daß zwischen ihnen, eine Dichtung zur Verhinderung einer direkten. Verbindung zwischen, den. Durchbrachen. (44, 52) "besteht.

   · Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch geken. n. ζ e i ohne t, daß eine dünne Schicht klebendes Material in der Bohrung (22) zwischen der Wand und der Buchse (12) zum Ausfüllen, dazwischenliegender Hohlräume vorgesehen ist.-

   209808/OOU