Die Erfindung geht aus von einer Werkzeugmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
In Werkzeugmaschinen werden hochbelastete, rotierend antreibbare Bauteile in der Regel in Wälzlagern gelagert, beispielsweise in einem Bohr- oder Meisselhammers ein Zapfen zur Lagerung eines Exzenters eines Schlagwerks oder ein Zapfen zur Lagerung eines Kupplungsteils einer Überrastkupplung usw. Wälzlager besitzen in der Regel einen mit dem Bauteil drehenden ersten Ring und einen mit einem Gehäuse drehfest verbundenen zweiten Ring, zwischen denen Wälzkörper angeordnet sind. Um eine gegenseitige Berührung der Wälzkörper zu verhindern, einen gleichmässigen Abstand zwischen den Wälzkörpern zu halten und um die Wälzkörper beim Zerlegen des Lagers zusammenzuhalten, sind die Wälzkörper meist in einem Käfig gefasst.
Weniger stark belastete, rotierend antreibbare Bauteile werden in Werkzeugmaschinen dagegen häufig in Gleitlagern gelagert. Das rotierend antreibbare Bauteil wird dabei an einer feststehenden Lagerschale bzw. Lagerbuchse im Gehäuse in radialer Richtung und/oder über ein mit dem Bauteil drehfest verbundenen Laufring auf einem feststehenden Lagerring in axialer Richtung abgestützt. Vorteile der Erfindung
Die Erfindung geht aus von einer Werkzeugmaschine, mit zumindest einem rotierend antreibbaren,
Bauteil, das in zumindest einem Lager mit wenigstens einem drehbar gelagerten Lagerbauteil gelagert ist.
Es wird vorgeschlagen, dass das rotierend antreibbare Bauteil in zumindest einer Richtung über das drehbar gelagerte Lagerbauteil des Lagers über zumindest zwei hintereinander angeordnete Gleitflächenpaare abgestützt ist. Es können bei einer hohen zulässigen Drehzahl des rotierend antreibbaren Bauteils kleine Relativgeschwindigkeiten zwischen den Gleitflächenpaare, lange Standzeiten eines Schmiermittels und bei hochbelasteten, insbesondere stossartig belasteten Lagerstellen eine hohe Lebensdauer erreicht werden, und zwar mit einer platzsparenden und leichten Konstruktion, die besonders für Handwerkzeugmaschinen geeignet ist.
Die erfindungsgemässe Lösung kann bei Axial- und/oder Radiallagern für Wellen oder Achsen eingesetzt werden. In einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das ro tierend antreibbare Bauteil von einem Zapfen gebildet ist, der radial über zumindest einen ersten Lagerring und über einen zweiten Lagerring abgestützt ist und zumindest ein Lagerring drehbar gelagert ist. Die Lagerringe können radial ausserhalb des Zapfens oder radial innerhalb eines Zapfens angeordnet sein, beispielsweise in einer koaxialen Ausnehmung des Zapfens. Das rotierend antreibbare Bauteil bzw. der Zapfen kann auch über nur ein drehend gelagerten Lagerring abgestützt sein. Mit zumindest zwei Lagerringen kann jedoch ein Gleitflächenpaar allein durch Lagermaterialien bestimmt werden, unabhängig von einem Material des Zapfens und einem Gehäuseteil.
Die Lagermaterialien können weitgehend unabhängig von -anderen Randbedingungen gezielt auf ihre Lagerfunktion abgestimmt werden. Ist der Zapfen radial über drei Lagerringe abgestützt und der radial mittlere Lagerring ist drehbar gelagert, können vorteilhaft sämtliche Gleitflächenpaare durch Lagermaterialien bestimmt werden, beispielsweise indem ein erster Lagerring auf dem Zapfen, ein zweiter Lagerring in einem Gehäuseteil drehfest und ein dritter Lagerring zwischen dem ersten und dem zweiten Lagerring drehbar angeordnet wird.
Eine sich beim drehend gelagerten Lagering einstellende Winkelgeschwindigkeit kann durch ein Spiel des drehbar gelagerten Lagerrings zu seinen angrenzenden Bauteilen beeinflusst werden. Die Winkelgeschwindigkeit des Lagerrings kann je nach Spiel zwischen ein und zwei Drittel einer Winkelgeschwindigkeit des Zapfens einnehmen. Vorteilhaft wird das Spiel entsprechend gewählt, dass sich zwischen einem allein durch Lagermaterialien bestimmten Gleitflächenpaar eine grössere Relativgeschwindigkeit einstellt als beispielsweise zwischen dem drehbar gelagerten Lagerring und dem Zapfen.
Um Bauteile, Bauraum, Gewicht und Kosten für eine axiale Lagerung einzusparen, ist vorteilhaft der Zapfen oder ein mit dem Zapfen verbundenes Bauteil zusätzlich in axialer Richtung auf dem drehbar gelagerten Lagerring abgestützt. Der erfindungsgemässe vorteilhafte Effekt des drehbar gelagerten Lagerbauteils und der mehreren Gleitflächenpaare kann gleichzeitig für eine axiale und eine radiale Lagerung genutzt werden.
Ferner können zusätzliche Bauteile, Bauraum und Gewicht eingespart und insbesondere eine einfache Montage erreicht werden, indem der drehbar gelagerte Lagerring vorteilhaft über ein vom zweiten Lagerring fixiertes Bauteil in axialer Richtung abgestützt ist.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass zumindest ein Gleitflächenpaar über einen Schmierstoff geschmiert ist. Es können eine vorteilhafte Flüssigkeitsreibung mit kleinen Reibwerten und eine lange Lebensdauer erreicht werden.
Um zusätzliche Bauteile und dadurch bedingten Bauraum zu vermeiden, ist das Gleitflächenpaar vorteilhaft hydrostatisch über eine bereits vorhandene Druckquelle und/oder hydrodynamisch geschmiert. Ist zumindest in einer Grundarbeitsstellung das Gleitflächenpaar in einem Ölsumpf angeordnet, kann konstruktiv einfach zumindest eine Grundversorgung des Gleitflächenpaars mit Schmiermittel sichergestellt werden.
Besonders vorteilhaft ist das rotierend antreibbare Bauteil von einem Zapfen gebildet, über den ein Exzenter eines Schlagwerks oder über den ein Kupplungsteil einer Über rastkupplung gelagert ist. Lagerstellen dieser Zapfen werden hoch, insbesondere stossartig belastet. Mit der erfindungsgemässen Lösung können grosse Trag- und Schmierflächen erreicht werden, die stossartige Belastungen vorteilhaft aufnehmen können. Grundsätzlich kann die erfindungsgemässe Lösung jedoch bei verschiedenen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden, rotierend antreibbaren Bauteilen einer Werkzeugmaschine und insbesondere einer Handwerkzeugmaschine eingesetzt werden.
Ferner können verschiedene, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Lagerwerkstoffe verwendet werden, wie beispielsweise Gusseisen, Sinterwerkstoffe, Legierungen, Kunststoffe usw. Vorteilhaft kann auch ein gehärteter Kugellagerstahl verwendet werden. Bei einem Kugellagerstahl kann konstant eine hohe Härte kostengünstig erreicht werden. Zeichnung
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele 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 im Rahmen des Anspruchs 1 zusammenfassen.
Es zeigen: Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt eines Schlagwerks eines handgeführten Schlaghammers als Werkzeugmaschine mit einem antreibbaren Bauteil und einem Lager, und. Fig. 2 eine Variante nach Fig. 1 mit drei Lagerringen. Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Fig. 1 zeiget einen. Ausschnitt eines Schlagwerks eines handgeführten Schlaghammers als Werkzeugmaschine. Das Schlagwerk besitzt einen Exzenter 42 mit einem Exzenterrad 34, das über einen Zapfen 16 als antreibbares Bauteil in einem Lager 10 gelagert ist. Das Exzenterrad 34 wird von einer Ankerwelle 44 eines nicht näher dargestellten Elektromotors angetrieben und treibt über einen Bolzen 46 und über eine Stange 48 einen nicht näher dargestellten, in einem Hammerrohr geführten Kolben an.
Erfindungsgemäss ist der Zapfen 16 in radialer Richtung 18 über einen ersten, drehbar gelagerten Lagerring 14 als antreibbares Lagerbauteil und über einen zweiten, in ein Gehäuse 28 eingepressten Lagerring 30 abgestützt. Die Lagerringe 14, 30 sind aus einem gehärteten Kugellagerstahl hergestellt. Der Zapfen 16 ist radial über ein Gleitflächenpaar 22 zwischen dem Zapfen 16 und dem Lagerring 14 und über ein Gleitflächenpaar 24 zwischen dem Lagerring 14 und dem Lagerring 30 abgestützt. Wird der Zapfen 16 von der Ankerwelle 44 über das Exzenterrad 34 angetrieben, dreht sich der Lagerring 14 ca. mit der halben Winkelgeschwindigkeit des Zapfens 16. Zwischen den Gleitflächenpaaren 22, 24 treten gegenüber einem herkömmlichen Gleitlager mit nur einem Gleitflächenpaar in einer Richtung kleine Relativbewegungen auf.
Der Lagerring 14 besitzt ein radiales Spiel zum Zapfen 16 und zum Lagerring 30 von insgesamt wenigen Hundertstel Millimeter, über das ein Verhältnis zwischen der Winkelgeschwindigkeit des Zapfens 16 und der Winkelgeschwindigkeit des Lagerrings 14 eingestellt werden kann.
Das Exzenterrad 34 ist in axialer Richtung 20 über den drehbar gelagerten Lagerring 14 und über einen Ring 36 am Gehäuse 28 abgestützt. Die Relativgeschwindigkeit des Zapfens 16 bzw. des Exzenterrads 34 verteilt sich auf ein Gleitflächenpaar 50 zwischen dem Exzenterrad 34 und dem Lagerring 14 und auf ein Gleitflächenpaar 52 zwischen dem Lagerring 14 und dem Ring 36. Der Ring 36 ist über den Lagerring 30 im Gehäuse 28 fixiert.
Die Gleitflächenpaare 22, 24, 50, 52 werden hydrodynamisch von einem Schmiermittel 38 geschmiert. In einer Grundarbeitsstellung, und zwar in einer weitgehend waagerechten Arbeitsstellung des Schlaghammers sind die Gleitflächenpaare 22, 24, 50, 52 in einem Ölsumpf 40 angeordnet. Der Elektromotor ist zum Ölsumpf 40 über eine Dichtung 54 abgedichtet, die auf einer dem Ölsumpf 40 zugewandten Seite eines Kugellagers 56 der Ankerwelle 44 angeordnet ist.
Im Lagerring 14 sind Schmiermitteltaschen 58, 60 eingebracht, die als Schmiermittelreservoir für die Gleitflächenpaare 22, 24, 50, 52 dienen. Anstatt den Schmiermitteltaschen 58, 60 sind auch andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende, die hydrodynamische Schmierung unterstützende Bauformen denkbar, beispielsweise Lagerringe mit Rillen, die eine gezielte Förderrichtung des Schmiermittels 38 bewirken usw. Ferner dient ein zwischen einer unteren Stirnseite des Zapfens 16 und dem Gehäuse 28 eingeschlossener Raum 62 als Schmiermittelreservoir.
Um eine Schmiermittelzufuhr und Schmiermittelabfuhr während des Betriebs zum bzw. aus dem Ölsumpf 40 und zu bzw. von den Gleitflächenpaare 22, 24, 50, 52 zu verbessern, sind mehrere, sich in axialer Richtung des Zapfens 16 erstreckende, durchgehende Kanäle 64 im Exzenterrad 34 eingebracht. Es kann jedoch auch nur ein Kanal im Exzenterrad eingebracht sein. Ferner ist zur Schmiermittelzufuhr ein im Zapfen 16 und im Exzenterrad 34 konzentrischer, durchgehender Kanal 66 angeordnet. Durch die Kanäle 64, 66 kann ferner eine vorteilhafte Kühlwirkung des Lagers 10 erreicht werden.
In Fig. 2 ist eine Variante zum Ausführungsbeispiel in Fig. 1 dargestellt, das ein Lager 12 mit drei Lagerringen 14, 30, 32 aufweist. Im Wesentlichen gleichbleibende Bauteile sind grundsätzlich mit den gleichen Bezugszeichen beziffert. Ferner kann bezüglich gleichbleibender Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung zum Ausführungsbeispiel in Fig. 1 verwiesen werden.
Der Zapfen 16 ist in radialer Richtung 18 über den auf den Zapfen 16 aufgepressten Lagerring 32, über den drehbar gelagerten Lagerring 14 und über den im Gehäuse 28 eingepressten Lagerring 30 abgestützt. Der Zapfen 16 ist dabei radial über ein Gleitflächenpaar 26 zwischen dem Lagerring 32 und dem La gerring 14 und über das Gleitflächenpaar 24 zwischen dem La gerring 14 und dem Lagerring 30 abgestützt. Wird der Zapfen 16 von der Ankerwelle 44 über das Exzenterrad 34 angetrieben, dreht sich der Lagerring 14 ca. mit der halben Winkelgeschwindigkeit des Zapfens 16. Der Lagerring 14 besitzt ein radiales Spiel zum Lagerring 32 und zum Lagerring 30 von ins gesamt wenigen Hundertstel Millimeter, über das ein Verhältnis zwischen der Winkelgeschwindigkeit des Zapfens 16 und der Winkelgeschwindigkeit des Lagerrings 14 eingestellt werden kann.
Das Exzenterrad 34 ist in axialer Richtung 20 über den drehbar gelagerten Lagerring 14 und über den Ring 36 am Gehäuse 28 abgestützt. Bezugszeichen
10 Lager
12 Lager
14 Lagerbauteil
16 Bauteil
18 Richtung
20 Richtung
22 Gleitflächenpaar
24 Gleitflächenpaar
26 Gleitflächenpaar
28 Bauteil
30 Lagering
32 Lagering
34 Bauteil
36 Bauteil
38 Schmiermittel
40 Ölsumpf
42 Exzenter
44 Ankerwelle
46 Bolzen
48 Stange
50 Gleitflächenpaar
52 Gleitflächenpaar
54 Dichtung
56 Kugellager
58 Schmiermitteltasche
60 Schmiermitteltasche
62 Raum
64 Kanal
66 Kanal
The invention relates to a machine tool according to the preamble of claim 1.
In machine tools highly loaded, rotatably driven components are usually stored in bearings, for example in a drill or chisel a pin for mounting an eccentric percussion or a pin for mounting a coupling part Überrastkupplung etc. Rolling usually have one with the component rotating first ring and a housing rotatably connected to a second ring between which rolling elements are arranged. In order to prevent mutual contact of the rolling elements to keep a uniform distance between the rolling elements and to hold the rolling elements when disassembling the bearing, the rolling elements are usually taken in a cage.
On the other hand, less heavily loaded components that can be driven in rotation are often stored in plain bearings in machine tools. The rotationally driven component is supported on a fixed bearing shell or bearing bush in the housing in the radial direction and / or via a non-rotatably connected to the component race on a stationary bearing ring in the axial direction. Advantages of the invention
The invention relates to a machine tool, with at least one rotationally drivable,
Component which is mounted in at least one bearing with at least one rotatably mounted bearing component.
It is proposed that the rotationally drivable component is supported in at least one direction via the rotatably mounted bearing component of the bearing via at least two sliding surface pairs arranged one behind the other. It can be achieved at a high speed of the rotating component drivable small relative velocities between the pairs of sliding surfaces, long life of a lubricant and highly loaded, especially shock-loaded bearings a long life, with a space-saving and lightweight construction, which is particularly suitable for hand tool ,
The inventive solution can be used in axial and / or radial bearings for shafts or axles. In one embodiment of the invention, it is proposed that the ro tierend drivable component is formed by a pin which is supported radially via at least a first bearing ring and a second bearing ring and at least one bearing ring is rotatably mounted. The bearing rings can be arranged radially outside the pin or radially inside a pin, for example in a coaxial recess of the pin. The rotatably drivable component or the pin can also be supported via only one rotatably mounted bearing ring. With at least two bearing rings, however, a sliding surface pair can be determined solely by bearing materials, regardless of a material of the pin and a housing part.
The bearing materials can be tailored largely independently of other boundary conditions targeted to their storage function. If the pin is supported radially via three bearing rings and the radially middle bearing ring is rotatably mounted, advantageously all sliding surface pairs can be determined by bearing materials, for example by a first bearing ring on the pin, a second bearing ring in a housing part rotatably and a third bearing ring between the first and the second bearing ring is rotatably arranged.
An angular velocity which is established during the rotationally mounted bearing ring can be influenced by a play of the rotatably mounted bearing ring relative to its adjacent components. The angular speed of the bearing ring can take depending on the game between one and two thirds of an angular velocity of the pin. Advantageously, the game is selected accordingly, that sets a greater relative speed between a sole determined by bearing materials Gleitflächenpaar than for example between the rotatably mounted bearing ring and the pin.
In order to save components, installation space, weight and costs for an axial bearing, the pin or a component connected to the pin is advantageously additionally supported in the axial direction on the rotatably mounted bearing ring. The inventive advantageous effect of the rotatably mounted bearing component and the plurality of pairs of sliding surfaces can be used simultaneously for an axial and a radial bearing.
Further, additional components, space and weight can be saved and in particular a simple assembly can be achieved by the rotatably mounted bearing ring is advantageously supported via a fixed part of the second bearing member in the axial direction.
In a further embodiment of the invention, it is proposed that at least one sliding surface pair is lubricated by a lubricant. It can be achieved an advantageous liquid friction with low friction and a long life.
In order to avoid additional components and consequent space, the Gleitflächenpaar is advantageous hydrostatic over an existing pressure source and / or lubricated hydrodynamically. If, at least in a basic working position, the sliding surface pair is arranged in an oil sump, it is simple to constructively ensure at least one basic supply of the sliding surface pair with lubricant.
Particularly advantageously, the rotatably driven component is formed by a pin, via which an eccentric impact mechanism or a coupling part over a locking clutch is mounted. Bearings of these pins are high, in particular jerked charged. With the solution according to the invention, large carrying and lubricating surfaces can be achieved, which can advantageously absorb impact-like loads. In principle, however, the solution according to the invention can be used for various components of a machine tool and, in particular, a hand-held power tool, which appear useful to a person skilled in the art and can be driven in rotation.
Furthermore, various bearing materials that appear appropriate to the person skilled in the art can be used, such as, for example, cast iron, sintered materials, alloys, plastics, etc. Advantageously, a hardened ball bearing steel can also be used. With a ball bearing steel, a high hardness can be consistently achieved cost-effectively. drawing
Further advantages emerge from the following description of the drawing. In the drawings, embodiments of the invention are shown. The drawing, the description and the claims contain numerous features in combination. The skilled person will conveniently consider the features individually and summarize meaningful further combinations within the scope of claim 1.
1 shows a section of a percussion mechanism of a hand-held percussion hammer as a machine tool with a drivable component and a bearing, and. Fig. 2 shows a variant of FIG. 1 with three bearing rings. Description of the embodiments
Fig. 1 shows a. Detail of a percussion mechanism of a hand-held percussion hammer as a machine tool. The striking mechanism has an eccentric 42 with an eccentric wheel 34 which is mounted via a pin 16 as a drivable component in a bearing 10. The eccentric 34 is driven by an armature shaft 44 of an electric motor, not shown, and drives via a bolt 46 and a rod 48 a non-illustrated, guided in a hammer tube piston.
According to the invention, the journal 16 is supported in the radial direction 18 via a first, rotatably mounted bearing ring 14 as a drivable bearing component and via a second bearing ring 30 pressed into a housing 28. The bearing rings 14, 30 are made of a hardened ball bearing steel. The pin 16 is supported radially via a pair of sliding surfaces 22 between the pin 16 and the bearing ring 14 and a Gleitflächenpaar 24 between the bearing ring 14 and the bearing ring 30. If the pin 16 is driven by the armature shaft 44 via the eccentric 34, the bearing ring 14 rotates approximately at half the angular velocity of the pin 16. Between the Gleitflächenpaaren 22, 24 occur relative to a conventional slide bearing with only one Gleitflächenpaar in one direction small relative movements ,
The bearing ring 14 has a radial play to the pin 16 and the bearing ring 30 of a total of a few hundredths of a millimeter, over which a ratio between the angular velocity of the pin 16 and the angular velocity of the bearing ring 14 can be adjusted.
The eccentric 34 is supported in the axial direction 20 via the rotatably mounted bearing ring 14 and a ring 36 on the housing 28. The relative speed of the pin 16 and of the eccentric wheel 34 is distributed over a sliding surface pair 50 between the eccentric wheel 34 and the bearing ring 14 and on a Gleitflächenpaar 52 between the bearing ring 14 and the ring 36. The ring 36 is fixed on the bearing ring 30 in the housing 28 ,
The Gleitflächenpaare 22, 24, 50, 52 are hydrodynamically lubricated by a lubricant 38. In a basic working position, in a largely horizontal working position of the percussion hammer, the pairs of sliding surfaces 22, 24, 50, 52 are arranged in an oil sump 40. The electric motor is sealed to the oil sump 40 via a seal 54 which is arranged on a side of a ball bearing 56 of the armature shaft 44 facing the oil sump 40.
In the bearing ring 14 lubricant pockets 58, 60 are introduced, which serve as a lubricant reservoir for the sliding surface pairs 22, 24, 50, 52. Instead of the lubricant pockets 58, 60, other, the expert appear appropriate, the hydrodynamic lubrication supportive designs conceivable, for example, bearing rings with grooves that cause a targeted direction of conveyance of the lubricant 38, etc. Further serves a between a lower end face of the pin 16 and the Housing 28 enclosed space 62 as a lubricant reservoir.
In order to improve a lubricant supply and lubricant removal during operation to and from the oil sump 40 and to or from the Gleitflächenpaare 22, 24, 50, 52, a plurality of extending in the axial direction of the pin 16, continuous channels 64 in the eccentric 34th brought in. However, it can also be introduced only one channel in Exzenterrad. Further, a lubricant in the pin 16 and the eccentric 34 concentric, continuous channel 66 is arranged. Furthermore, through the channels 64, 66, an advantageous cooling effect of the bearing 10 can be achieved.
FIG. 2 shows a variant of the exemplary embodiment in FIG. 1, which has a bearing 12 with three bearing rings 14, 30, 32. Substantially identical components are basically numbered with the same reference numerals. Furthermore, reference can be made to the description of the exemplary embodiment in FIG. 1 with regard to features and functions that are the same.
The pin 16 is supported in the radial direction 18 via the pressed onto the pin 16 bearing ring 32, via the rotatably mounted bearing ring 14 and via the pressed-in housing 28 bearing ring 30. The pin 16 is radially gerring over a pair of sliding surfaces 26 between the bearing ring 32 and the La 14 and on the Gleitflächenpaar 24 between the La gerring 14 and the bearing ring 30 is supported. If the pin 16 is driven by the armature shaft 44 via the eccentric wheel 34, the bearing ring 14 rotates approximately at half the angular speed of the pin 16. The bearing ring 14 has a radial clearance to the bearing ring 32 and the bearing ring 30 of a total of a few hundredths of a millimeter, over which a ratio between the angular velocity of the pin 16 and the angular velocity of the bearing ring 14 can be adjusted.
The eccentric 34 is supported in the axial direction 20 via the rotatably mounted bearing ring 14 and the ring 36 on the housing 28. reference numeral
10 bearings
12 bearings
14 bearing component
16 component
18 direction
20 direction
22 sliding surface pair
24 sliding surface pair
26 sliding surface pair
28 component
30 storage
32 storage
34 component
36 component
38 lubricant
40 oil sump
42 eccentrics
44 armature shaft
46 bolts
48 pole
50 sliding surface pair
52 sliding surface pair
54 seal
56 ball bearings
58 lubricant bag
60 lubricant bag
62 room
64 channel
66 channel