Druckluftwerkzeuge für die Fertigung

115 Pages·1967·3.922 MB·German

by  Ing. (grad.) Karl Friedrich Ehrhardt VDI (auth.)

Druckluftwerkzeuge
fUr die Fe rtigung
Von
Karl Friedrich Ehrhardt VDI
KOin
Mit 129 Abbildu~en
ISBN-13: 978-3-540-03763-7 e-ISBN-13: 978-3-642-92939-7
DOl: 10_1007/978-3-642-92939-7
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® by Springer-Verlag, Berlin/Heidelberg 1967
Library of Congress Catalog Card Number: 66-30773
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Tilel Nr_ 1399
Vorwort
Druckluft wird auf einfache Weise durch Luftverdichtung aus der
Atmosphare gewonnen. Dennoch ist sie wohl mit die teuerste Energieart,
die heute in der Technik verwendet wird. Wenn die Druckluft aus dem
betrieblichen Alltag nicht mehr wegzudenken ist, dann deutet das bereits
darauf hin, daB sie fiir bestimmte Einsatzgebiete iiberlegen oder sogar
unentbehrlich ist.
Die Anwendung der Druckluft kann bis zur Zeitwende zuriickverfolgt
werden. Urn so erstaunlicher ist die Tatsache, daB die Entwicklung der
Druckluftwerkzeuge in Deutschland erst urn die Jahrhundertwende ihren
Aufschwung nahm. Bei den zu diesem Zeitpunkt entwickelten Werk
zeugen handelte es sich in der Mehrzahl urn Konstruktionen aus der
Gruppe der schlagenden Werkzeuge. Umlaufende Werkzeuge wurden
bis in die dreiBiger Jahre lediglich als Handbohrer gebaut.
Nach dem zweiten Weltkrieg wurden innerhalb Deutschlands in
standig steigender Zahl Druckluftwerkzeuge in Fertigungsbetrieben ein
gesetzt. Der AnstoB hierzu wurde von den Werkzeugherstellern in den
USA und in England gegeben. Beide Lander hatten bereits einige Jahre
friiher erkannt, daB Fertigungskosten durch den Einsatz von Druck
luftwerkzeugen erheblich gesenkt werden konnen. Aus dieser Zeit
stammt der in den USA fiir Druckluftwerkzeuge gepragte Sammel
begriff "pneumatischer Muskel".
Das vorliegende Buch soIl den Leser mit den Antrieben der Werk
zeuge, mit den Werkzeugen selbst und den Einsatzmoglichkeiten ver
traut machen. Erfahrungen des Verfassers in allen Zweigen des Auto
mobilbaues, insbesondere im Zusammenbau, werden erganzt durch Hin
weise aus anderen Einsatzgebieten. Aufzeichnungen iiber Installation
von Rohrnetzen und der Werkzeuge, Empfehlungen fiir die tTberwachung
der im Einsatz befindlichen Werkzeuge, Hinweise fiir die Werkzeug
instandsetzung, Richtlinien fiir die Auswahl geeigneter Werkzeuge, Ver
gleiche zwischen Druckluft-und Schnellfrequenzwerkzeugen im Hinblick
auf Betriebsverhalten und Wirtschaftlichkeit und Beispiele fiir die
Automatisierung mit Druckluftwerkzeugen sollen dem Leser Kenntnisse
vermitteln, die es ihm ermoglichen, das fiir seinen Betrieb geeignete
Werkzeug auszuwahlen und zweckentsprechend mit groBtmoglichem
wirtschaftlichen Nutzen in der Fertigung einzusetzen.
Koln-Riehl, im Januar 1967
rng. (grad.) Karl Friedrich Ehrhardt
Inhaltsverzeichnis
Seite
1 Einleitung 1
2 Umlaufende Werkzeuge 2
2.1 Antrieb 2
2.11 Druckluftlamellenmotor 3
2.12 Druckluftkolbenmotor . 4
2.13 Druckluftzahnradmotor 5
2.14 Druckluftturbinenmotor 5
2.2 Werkzeuge fur Bohrarbeiten 5
2.21 Handbohrer . . . 5
2.22 Senkwerkzeug . . . . 9
2.23 Gewindeschneider. . . 9
2.24 Bohrvorschubeinheiten 10
2.3 Werkzeuge fiir Frasarbeiten 14
2.31 Fraser. . . . . 14
2.32 Elektrodenfraser 15
2.33 Bolzenfraser . . 15
2.4 Werkzeuge fur Schleif- und Polierarbeiten . 16
2.41 Werkzeugschleifer. 16
2.42 Handschleifer 16
2.43 NaBschleifer . 18
2.44 Tellerschleifer 19
2.45 Bandschleifer . 19
2.5 Werkzeuge fUr Fugearbeiten 20
2.51 Schrauber . . . . . . 20
2.511 Drehschrauber . 20
2.512 Schlagschrauber . 27
2.513 Mehrspindelschrauber 30
2.52 Verdrahterwerkzeug. . . . 35
2.6 Werkzeuge fur sonstige Bearbeitungsverfahren 36
2.61 Flockenwickler . 36
2.62 Sagen ..... 36
2.621 Kreissage 36
2.622 Stichsage . 37
Inhaltsverzeichnis V
Seite
2.63 Biirstwerkzeug 37
2.64 Schera. . 38
2.65 Nibbler . 38
2.66 Rohrwalze 39
3 Schlagende Werkzeuge. 39
3.1 Antrieb 39
3.2 Werkzeuge fiir Oberflachenbehandlung 40
3.21 Klopfer . . . 40
3.22 Entschlacker . 40
3.23 Nadelhammer. 41
3.24 Gravierstift 41
3.3 Werkzeuge fiir Fiigearbeiten 42
3.31 Niethammer . . . . . 42
3.32 Niethammer fiir Verstemmarbeiten und Nietkopfentgratungen. 43
3;33 Spantennieter 43
3.34 Nagler. . . . . . . . . . . . . . . . 44
3.4 Werkzeuge fiir sonstige Bearbeitungsverfahren 44
3.41 Stampfer. . . 44
3.42 Kernausstol3er 44
3.43 Meil3elhammer 45
3.44 Lochwerkzeug 45
4 Driickende und ziehende Werkzeuge 46
4.1 Antrieb 46
4.2 Werkzeuge fiir Fiigearbeiten 46
4.21 Nieter. . . 46
4.22 Blindnieter. 47
4.23 Nietzange . 48
4.24 Gegenhalter 48
4.3 Werkzeuge fUr sonstige Bearbeitungsverfahren 49
4.31 Schere. . . . . . . . . . . . . 49
5 Blasende und spritzende Werkzeuge 49
5.1 Blasdiise . . . . 49
5.2 Farbspritzpistole. 50
5.3 Flammspritzpistole. 50
5.4 Lichtbogenspritzpistole . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
5.5 Sandstrahlpistole . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
VI Inhaltsverzeichnis
Scite
6 Treibende Werkzeuge 52
6.1 Antrieb 52
6.2 Auftragwerkzeug 52
6.3 Spritzgu/3werkzeug. 53
7 Druckluftrohrnetz . 53
8 Installation von Druckluftwerkzeugen 58
8.1 Filter 58
8.2 Druckminderventil. 59
8.3 Oler 60
8.4 Schlauche 61
8.5 Federzuge 62
8.6 Hebezeuge 63
8.7 Gegengewichte 64
8.8 Werkzeugablagen 64
8.9 Schlauchkupplungen 64
9 Inbetriebnahme, Instandhaltung und Reparatur von Druck-
luftwerkzeugen. . . . . . . . . . 65
9.1 Inbetriebnahme von Druckluftwerkzeugen 65
9.2 Instandhaltung und Reparatur von Druckluftwerkzeugen unmittelbar
am Einsatzort. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
9.3 Instandhaltung und Reparatur von Druckluftwerkzeugen in einer zen-
tralen Werkzeugreparaturabteilung . . . . . . . . . . 69
9.4 Richtlinien fur die Reparatur von Druckluftwerkzeugen 70
10 Vor- und Nachteile von Druckluft- und Elektrowerkzeugen. 71
10.1 Nachteile Druckluft. 71
10.2 Vorteile Druckluft . 75
10.3 Vorteile Schnellfrequenz. 75
10.4 Nachteile SchneUfrequenz 76
11 Moglichkeiten zur Senkung des Betriebsgerausches von Druck-
luftwerkzeugen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
12 Auswahl und Beschaffung von Druckluftwerkzeugen 80
Inhaltsverzeichnis VII
Seite
13 Automatisierung mit Druckluftwerkzeugen (Beispiele). 83
13.1 Automatisierung in der Zerspanung 84
13.2 Automatisierung von Fiigearbeiten 88
14 Entwicklungsrichtung im Druckluftwerkzeugbau .. . . . . 95
15 Anhang (Tabellen) . 98
Schrifttum . . . 104
Sachverzeichnis . 105
Bildnachweis .. 108
1 Einleitung
Das Streben nach wirtschaftlicher Fertigung stellt Planungs- und
Fertigungsingenieure haufig vor die Aufgabe, die Ausbringung einer Be
triebsabteilung mit geringstmoglichem Kostenaufwand ohne zusatz
lichen Arbeitskrafte- und Platzbedarf zu erhohen. Zur Losung dieser
Aufgabe bedarf es guter Betriebsmittelkenntnisse. Oftmals kann bereits
durch den Einsatz eines angetriebenen Handwerkzeuges, z.B. eines
Druckluftwerkzeuges, eine wesentliche Produktionssteigerung erreicht
werden.
Das vorliegende Buch beschreibt die fur eine neuzeitliche Fertigung
geeigneten Druckluftwerkzeuge in Konstruktion und Einsatz.
Eine Abhandlung uber Druckluftwerkzeuge kann nicht ohne einen ge
wissen Seitenblick auf die Elektrowerkzeuge geschrieben werden. Beide
Werkzeugarten liegen seit Jahren in starkem Wettbewerb miteinander.
In den ersten J ahren nach dem II. Weltkrieg wurden in den Ferti
gungsbetrieben innerhalb Deutschlands in steigendem MaBe Elektro
werkzeuge eingesetzt. Diese Werkzeuge wurden meist von Elektro
motoren hoherer Frequenz angetrieben (150 bis 200 Hz) und erhielten
demzufolge die Sammelbezeichnung Schnellfrequenzwerkzeuge. Die Ver
breitung der Schnellfrequenzwerkzeuge hat jedoch in den letzten Jahren
stark zugunsten der Druckluftwerkzeuge nachgelassen. 1m Automobil-,
Apparate-und Flugzeugbau sowie in der Radio-, Elektro-und in der holz
verarbeitenden Industrie werden in standig steigendem MaBe Druck
luftwerkzeuge eingesetzt. Voraussetzung fur den Einsatz von Druck
luftwerkzeugen ist die Bereitstellung von Druckluft. Da Luft uberall
und unbeschrankt verfugbar ist, gilt es, die Druckluft in geeigneten
Anlagen zu erzeugen und zu speichern. 1m Rahmen dieses Buches wurde
darauf verzichtet, die Erzeugung der Druckluft und die dazu benotigten
Verdichter in Aufbau und Funktion zu beschreiben. Der Hinweis auf
einschlagiges Schrifttum moge daher genugen [1].
Heute wird eine Vielzahl von Druckluftwerkzeugen angeboten, die
fUr den Einsatz in Fertigungsbetrieben geeignet sind. Mit diesen Werk
zeugen kann ggf. unter Verwendung einfacher Vorrichtungen der Fer
tigungsablauf wirtschaftlicher gestaltet werden.
Ehrhardt, Druckluftwerkzeuge 1
2 2 Umlaufende Werkzeuge
Die Anschaffung von Druckluftwerkzeugen lohnt sich nicht nur fur
Betriebe mit ausgesprochener GroBserienfertigung. Gerade in Klein
und Mittelbetrieben mit geringen LosgroBen setzen sich Druckluft
werkzeuge immer mehr durch. Die Druckluftwerkzeughersteller haben
durch die Entwicklung der Werkzeuge nach dem Baukastensystem die
Moglichkeit geschaffen, fur verschiedene Bearbeitungsverfahren ein
und dasselbe Werkzeug benutzen zu konnen, wobei unter Umstanden
lediglich ein Kopfstuck od. dgl. auszuwechseln ist. Dieses Baukasten-
Bild 1.01. Einteilung der Drnckluftwerkzeuge.
system bringt nicht nur dem Anwender Vorteile, sondern auch dem
Werkzeughersteller, da dieser groBere Werkzeugserien auflegen und
somit billiger fertigen kann.
Bei den in den Fertigungsbetrieben eingesetzten Druckluftwerk
zeugen handelt es sich um fUnf verschiedene Gruppen, die sich nach der
Art ihrer Antriebe unterscheiden. Diese Gruppen sind auf Bild l.01
gezeigt.
Die umlaufenden Werkzeuge uberwiegen meist zahlenmaBig. Dies
beruht auf der Tatsache, daB die Art des Antriebes mannigfache Ent
wicklungs- bzw. Anwendungsmoglichkeiten bietet.
2 Umlaufende Werkzeuge
2.1 Antrieb
Als Antrieb umlaufender Druckluftwerkzeuge finden vier verschie
dene Motorenarten Verwendung, und zwar
Lamellenmotoren, Zahnradmotoren,
Kolbenmotoren, Turbinenmotoren.
2.1 Antrieb 3
2.11 Druckluftlamellenmotor
Del' Druckluftlamellenmotor (Bild 2.01) besteht aus einem feststehen
den Zylinder a, in dem ein Rotor b exzentrisch gelagert ist. Del' Rotor
besitzt gleichmaBig am Umfang verteilt mehrere parallel zur Drehachse
angeordnete Schlitze, in denen die sog. Lamellen c und d mit Spiel ein-
gepaBt sind. Die Lamellen sind aus verschleiB- e
festem Kunststoff gefertigt. Der feststehende
ZyIinder a ist am Umfang mit LufteinlaB
schlitzen e verse hen . Die Druckluft tritt bei
e in den Zylinder a ein und trifft dort auf die
Lamellen c und d. Da die Lamelle c del' ein
stromenden Druckluft eine groBere Angriffsflache
bietet als die Lamelle d, wird der Rotor b in Rechts
drehung vel'setzt. Die in den Langsschlitzen an
geordneten Lamellen c und d werden durch Flieh
kraft, an die Zylinderinnenwand gedl'ilckt und
Bild 2.01. Druckluft-
dichten dort ab. Um eine moglichst gute und von lamellcllmotor, Funk-
tionsskizze.
der Fliehkraft unabhangige Abdichtung zu erhal a Zylinder; b Rotor;
ten, werden die Lamellen auch an der Riickseite g ceuin. lda f.Llsacmhleiltzleen; ; fe ALuusf t
von Druckluft beaufschlagt. Es finden auch Druck laf.lschlitze; g Lamellen
rUckseite.
luftlamellenmotoren Verwendung, bei denen die
Lamellen nicht riickseitig von Druckluft beaufschlagt werden, sondern
bei denen statt des sen kleine Druckfedern bzw. Blattfedern die Lamellen
gegen die Zylinderwand driicken und so die Abdichtung unterstiitzen.
Wenn sich der Rotor b so weit gedreht hat, daB sich die Lamellen
c und d au13erhalb del' Lufteinla13schlitze e befinden, wirkt die expan-
,
a
BiJcI ~.O~. Drllekluft-Lamcllcmnotor, :EinzelteiJe. a Rotorlngcr; b Steuerplatte; c Lagerhalter;
d Rotor; e Stator; f Lamelle.
dierendc Luft. auf die Lamelle c und gibt so Energie an den Rotor ab.
Die entspannte Druckluft tritt an den AuslaBschlitzen I aus. Die Dreh
bcwegung des Rotors wird iiber eine Welle und ein Zwischengetriebe
auf die Abtriebsspindel des Werkzeuges iibertragen.
1*