DE10045618A1

DE10045618A1 - Werkzeugmaschine mit einem Raum mit Schmiermittel und einer Druckausgleichseinrichtung des Raums

Info

Publication number: DE10045618A1
Application number: DE10045618A
Authority: DE
Inventors: Helmut Lebisch; Otto Baumann; Rolf Mueller; Dietmar Saur
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2000-09-15
Filing date: 2000-09-15
Publication date: 2002-04-04
Also published as: EP1320446B1; WO2002022315A1; JP2004508948A; US6722449B2; DE50114703D1; US20030121683A1; EP1320446A1

Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Werkzeugmaschine, insbesondere von einem handgeführten Bohrhammer, mit einem Raum (10) mit Schmiermittel und einer Druckausgleichseinrichtung (12, 14, 34) des Raums (10) im Bereich eines Lagers (16, 18, 36) eines rotierend antreibbaren Bauteils (20, 22, 54). DOLLAR A Es wird vorgeschlagen, daß das Lager (16, 18, 36) zumindest einen Teil einer Schmiermitteldichtung (24, 26, 38) der Druckausgleichseinrichtung (12, 14, 34) bildet, über die ein Druck im Raum (10) ausgleichbar ist.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Werkzeugmaschine mit einem Raum mit Schmiermittel und einer Druckausgleichseinrichtung des Raums nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE 42 31 987.0 A1 ist eine gattungsbildende Werkzeug maschine, insbesondere ein handgeführter Bohrhammer, bekannt. Der Bohrhammer besitzt einen in einem Motorraum eines Gehäu ses angeordneten Antriebsmotor mit einer Motorwelle, die sich durch ein Gehäuseteil hindurch in einen Getrieberaum er streckt und dort über ein angeformtes Ritzel mit einem Ge triebe zum Antrieb einer Werkzeugaufnahme in Eingriff steht. Der Getrieberaum ist mit einer Druckausgleichseinrichtung versehen, die einen im Getrieberaum im Betrieb entstehenden Druck zur Atmosphäre oder zum Motorraum hin abbaut. Die Druckausgleichseinrichtung besitzt eine vom Getrieberaum nach außen bzw. zum Motorraum führende Bohrung sowie ein ständig umlaufend angetriebenes Rotationselement in Form einer Ab deckkappe, in die ein Durchlaß eingebracht ist.

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung geht aus von einer Werkzeugmaschine, insbeson dere von einem handgeführten Bohrhammer, mit einem Raum mit Schmiermittel und einer Druckausgleichseinrichtung des Raums im Bereich eines Lagers eines rotierend antreibbaren Bau teils.

Es wird vorgeschlagen, daß das Lager zumindest einen Teil ei ner Schmiermitteldichtung der Druckausgleichseinrichtung bil det, über die ein Druck im Raum ausgleichbar ist. Zusätzliche Bauteile, Bauraum, Gewicht, Montageaufwand und Kosten können eingespart werden. Besonders konstruktiv einfach und kosten günstig kann dies mit einer als Spaltdichtung ausgeführten Schmiermitteldichtung erreicht werden, die zwischen dem Lager und einem Lagersitz angeordnet ist, wobei die Spaltdichtung zwischen einem Außenring und/oder zwischen einem Innenring des Lagers und einem Lagersitz angeordnet sein kann. Ferner ist denkbar, daß die Schmiermitteldichtung, die gleichzeitig zum Druckausgleich nutzbar ist, von einem Kanal durch das La ger gebildet ist, beispielsweise von einem Kanal durch einen Käfig eines Wälzlagers und/oder durch entsprechend am Lager befestigte Lagerdichtscheiben.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorge schlagen, daß das Lager und der Lagersitz aus verschiedenen Materialien mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten gebildet und diese zur Erzeugung der Schmiermitteldich tung genutzt sind, und zwar ist vorteilhaft der Lagersitz aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung und das Lager aus ei nem Stahl gebildet. Ist ein äußerer Lagersitz aus einem Mate rial mit einem größeren Wärmeausdehnungskoeffizienten gebil det als das Lager, wie dies vorteilhaft bei einem Aluminium lagersitz und einem Stahllager der Fall ist, dehnt sich der Lagersitz bei Erwärmung stärker aus, und es stellt sich ein Spalt zwischen dem Lager und dem Lagersitz ein, der vorteil haft als Spaltdichtung nutzbar ist. Anstatt eine Aluminium- Stahlkombination sind auch andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Materialkombinationen denkbar.

Um dabei eine ungewünschte Rotationsbewegung des Lagers im Lagersitz zu vermeiden, wird dieses vorteilhaft im Lagersitz in Umfangsrichtung fixiert. Dies kann durch verschiedene kraftschlüssige, formschlüssige und/oder stoffschlüssige Ver bindungen erreicht werden, beispielsweise durch eine Stift verbindung, eine Feder-Nutverbindung und/oder eine Form schlußverbindung, indem ein Außenring des Lagers eine von ei ner runden Außenkontur abweichende Außenkontur aufweist usw. Ist das Lager als Festlager ausgebildet und ein das Lager in axialer Richtung fixierendes Bauteil ist zur Fixierung des Lagers in Umfangsrichtung genutzt, können vorteilhaft zusätz liche Bauteile, Bauraum und Montageaufwand eingespart werden, beispielsweise kann dies mit einem Klammerbauteil erreicht werden, das das Lager in axialer Richtung fixiert, das dreh fest gesichert ist und mit einem Vorsprung in eine Ausnehmung eines Außenrings des Lagers greift.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorge schlagen, daß in eine Lagerfläche des Lagers und/oder in eine Lagerfläche des Lagersitzes ein Druckausgleichskanal einge bracht ist. Es kann konstruktiv einfach ein vorteilhafter Querschnitt zum Druckausgleich erreicht und gleichzeitig eine Spaltdichtung und/oder Labyrinthdichtung realisiert werden. Der Druckausgleichskanal kann dabei beispielsweise in der Form einer Axialnut in eine Welle, in einen Innenring eines Wälzlagers, einen Außenring eines Wälzlagers und/oder in ein einen äußeren Lagersitz bildendes Bauteil eingebracht sein usw.

Ist der Druckausgleichskanal zumindest teilweise von einer gewindeförmigen Vertiefung gebildet, kann eine vorteilhafte Labyrinthwirkung bzw. Labyrinthdichtung erreicht und zudem kann eine Rückförderwirkung erzielt werden, und zwar indem Gewinderichtung und Drehrichtung entsprechend aufeinander ab gestimmt werden. Die gewindeförmige Vertiefung kann wiederum ins Lager und/oder in einen Lagersitz eingebracht sein. Mün det der Druckausgleichskanal in zumindest einer Ringnut, kann dieser besonders einfach und kostengünstig hergestellt wer den, beispielsweise in einem Drehvorgang, ausgehend von einer ersten Ringnut und mündend in einer zweiten Ringnut.

Vorteilhaft ist ein Filterelement zur vom Lager zumindest teilweise gebildeten Schmiermitteldichtung in Reihe geschal tet. Bei gleichzeitiger Gewährleistung der Druckausgleichs funktion kann die Dichtwirkung verbessert werden. Als Fil terelement eignet sich besonders eine Filzdichtung, die be sonders kostengünstig herstellbar ist und vorteilhafte, be währte Eigenschaften besitzt. Das Filzelement kann durch verschiedene, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende faserförmi ge Materialien gebildet sein, wie insbesondere aus Tierhaa ren, pflanzlichen Fasern und/oder Kunstfasern usw. Um zusätz liche Haltebauteile einzusparen, ist das Filterelement vor teilhaft durch ein ein Lager fixierendes Bauteil in seiner Lage fixiert.

Ferner kann bei einer platzsparenden Konstruktion ein vor teilhaft großes Filtervolumen erreicht werden, indem vom La ger zumindest zwei radiale Druckausgleichskanäle abzweigen, und zwar insbesondere indem das Lager von einem ringförmigen Filterelement umgeben ist, und die Druckausgleichskanäle vom Lager radial nach außen am Filterelement münden.

Die erfindungsgemäße Lösung kann bei sämtlichen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Werkzeugmaschinen eingesetzt wer den, insbesondere bei Handwerkzeugmaschinen, wie beispiels weise bei Schleifmaschinen, Sägen, Fräsen, Hobel, Bohrmaschi nen, Meißelhämmer usw.

Zeichnung

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbe schreibung. 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 zusammen fassen.

Es zeigen:

Fig. 1 einen schematisch dargestellten Bohrhammer von der Seite,

Fig. 2 einen mit II gekennzeichneten Ausschnitt aus Fig. 1,

Fig. 3 eine Variante zu Fig. 2 mit radial nach außen verlaufenden Druckausgleichskanälen und

Fig. 4 eine Variante zu Fig. 2 mit einem gewindeför migen Druckausgleichskanal.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Fig. 1 zeigt einen schematisch dargestellten Bohrhammer mit einem Gehäuse 104, in dem in einem Motorraum 56 ein Antriebs motor 58 gelagert ist. Mit dem Antriebsmotor 58 ist über ein in einem Getrieberaum 10 angeordnetes, nicht näher darge stelltes Getriebe eine Werkzeughalterung 60 und ein in der Werkzeughalterung 60 befestigter Bohrer 62 drehend und schla gend antreibbar. Der Bohrhammer kann mit zwei, sich im we sentlichen senkrecht zur einer Betätigungsrichtung erstrec kenden Handgriffen 64, 66 geführt werden, wobei ein Handgriff 64 an einer dem Bohrer 62 abgewandten Seite an das Gehäuse 104 angeformt ist, und ein Handgriff 66 auf einer dem Bohrer 62 zugewandten Seite am Gehäuse 104 befestigt ist.

Der Antriebsmotor 58 besitzt eine Antriebswelle 68, auf der im Motorraum 56 ein Lüfterrad 80 drehfest angeordnet ist (Fig. 2). Die Antriebswelle 68 ragt vom Motorraum 56 durch eine Zwischenwand 70 aus Aluminium in den Getrieberaum 10 und ist in der Zwischenwand 70 in einem Kugellager 48 drehbar ge lagert. Das Kugellager 48 ist mit seinem Außenring 72 über einen Preßsitz mit der Zwischenwand 70 und ist mit seinem In nenring 74 über einen Preßsitz drehfest mit der Antriebswelle 68 verbunden. Das Kugellager 48 ist als Festlager ausgeführt, und zwar ist dieses axial in Richtung Getrieberaum 10 an ei nem Absatz 78 in der Zwischenwand 70 und axial in Richtung Motorraum 56 an einem in der Zwischenwand 70 befestigten Hal tering 32 abgestützt. Der mit Schmiermittel gefüllte Getrie beraum 10 ist am Kugellager 48 über eine Dichtscheibe 76 in Richtung Motorraum 56 luft- und schmiermitteldicht abgedich tet.

An einem in den Getrieberaum 10 ragenden Ende der Antriebs welle 68 ist ein Ritzel 82 angeformt, mit dem die Antriebs welle 68 mit einem auf einer Zwischenwelle 20 des Getriebes drehfest angeordneten, nicht näher dargestellten Zahnrad kämmt. Die Zwischenwelle 20 ist über ein Kugellager 16 in der Zwischenwand 70 drehbar gelagert. Das Kugellager 16 ist als Festlager ausgeführt, und zwar ist dieses axial in Richtung Motorraum 56 an einem Absatz 88 in der Zwischenwand 70 und axial in Richtung Getrieberaum 10 über ein nicht näher darge stelltes, in der Zwischenwand 70 befestigtes Halteelement ab gestützt.

Das Kugellager 16 bildet erfindungsgemäß einen Teil einer Schmiermitteldichtung 24 einer Druckausgleichseinrichtung 12, über die der Druck im Getrieberaum 10 ausgleichbar bzw. ein Druckaufbau im Getrieberaum 10 während des Betriebs des Bohr hammers durch Erwärmung sicher vermeidbar ist. Das Kugellager 16 ist mit seinem Innenring 84 über einen Preßsitz drehfest mit der Zwischenwelle 20 verbunden. Ferner ist das Kugellager 16 mit seinem Außenring 86 aus Stahl über einen Schiebesitz in einen von der Zwischenwand 70 gebildeten Lagersitz 28 ein gebracht. Wird der Bohrhammer betrieben, erwärmt sich das Ku gellager 16 und die Zwischenwand 70. Aufgrund ihrer unter schiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten dehnt sich die Zwischenwand 70 aus Aluminium stärker aus als das Kugellager 16 aus Stahl. Zwischen dem Außenring 86 des Kugellagers 16 und der Zwischenwand 70 ergibt sich ein Spalt, der als Schmiermitteldichtung 24 bzw. als Spaltdichtung der Druckaus gleichseinrichtung 12 dient, über die ein Druck ausgleichbar ist. Ein Lagerspalt zwischen dem Innenring 84 und dem Außen ring 86 des Kugellagers 16 ist über einen Dichtring 90 luft- und schmiermitteldicht abgedichtet.

Um eine ungewünschte Rotationsbewegung des Außenrings 86 des Kugellagers 16 in der Zwischenwand 70 zu vermeiden, ist die ser über das das Kugellager 16 in Richtung Getrieberaum 10 axial fixierende Halteelement in Umfangsrichtung durch eine formschlüssige Verbindung drehfest mit der Zwischenwand 70 verbunden.

Zu der sich zwischen dem Außenring 86 und der Zwischenwand 70 einstellenden Spaltdichtung ist ein von einem Filzring gebil detes Filterelement 46 in Reihe geschaltet. Das Filterelement 46 ist in einer das Kugellager 48 ringförmig umgebenden Aus nehmung 94 der Zwischenwand 70 eingebracht und ist durch den Haltering 32 in seiner Lage gehalten. In die Zwischenwand 70 ist koaxial zur Zwischenwelle 20 eine Bohrung 92 eingebracht, die in Richtung Motorraum 56 vom Filterelement 46 verdeckt ist und über die ein Druckunterschied zwischen dem Getriebe raum 10 und dem Motorraum 56 ausgeglichen werden kann.

In Fig. 3 ist eine Variante zu Fig. 2 mit einer Druckaus gleichseinrichtung 14 dargestellt. Im wesentlichen gleich bleibende Bauteile sind in den dargestellten Ausführungsbei spielen grundsätzlich mit den gleichen Bezugszeichen bezif fert. Ferner kann bezüglich gleichbleibender Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung zum Ausführungsbeispiel in den Fig. 1 und 2 verwiesen werden. Die nachfolgende Beschrei bung beschränkt sich im wesentlichen auf die Unterschiede zum Ausführungsbeispiel in den Fig. 1 und 2.

Eine Antriebswelle 22 eines Antriebsmotors 58 ist über ein Kugellager 18 in einer Zwischenwand 106 gelagert. Das Kugel lager 18 bildet erfindungsgemäß einen Teil einer Schmiermit teldichtung 26 der Druckausgleichseinrichtung 14, über die der Druck in einem Getrieberaum 10 ausgleichbar ist. Das Ku gellager 18 ist mit seinem Innenring 96 über einen Preßsitz drehfest mit der Antriebswelle 22 verbunden. Ferner ist das Kugellager 18 mit seinem Außenring 98 aus Stahl über einen Schiebesitz in einen von der Zwischenwand 106 gebildeten La gersitz 30 eingebracht. Wird der Bohrhammer betrieben, er wärmt sich das Kugellager 18 und die Zwischenwand 106. Auf grund ihrer unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten dehnt sich die Zwischenwand 106 aus Aluminium stärker aus als das Kugellager 18 aus Stahl. Zwischen dem Außenring 98 des Kugellagers 18 und der Zwischenwand 106 ergibt sich ein Spalt, der als Schmiermitteldichtung 26 bzw. Spaltdichtung der Druckausgleichseinrichtung 14 dient, über die ein Druck ausgleichbar ist. Ein Lagerspalt zwischen dem Innenring 96 und dem Außenring 98 des Kugellagers 18 ist über einen Dichtring 90 luft- und schmiermitteldicht abgedichtet.

Um eine ungewünschte Rotationsbewegung des Außenrings 98 des Kugellagers 18 in der Zwischenwand 106 zu vermeiden, ist die ser über einen das Kugellager 18 in Richtung Getrieberaum 10 axial fixierenden Haltering 32 in Umfangsrichtung durch eine formschlüssige Verbindung drehfest mit der Zwischenwand 106 verbunden.

Zu der sich zwischen dem Außenring 98 und der Zwischenwand 106 einstellenden Spaltdichtung ist ein von einem Filzring gebildetes Filterelement 46 in Reihe geschaltet. Das Fil terelement 46 ist in einer das Kugellager 18 ringförmig umge benden Ausnehmung 94 der Zwischenwand 106 eingebracht und ist durch den Haltering 32 in seiner Lage gehalten. Vom Außenring 98 des Kugellagers 18 erstrecken sich vier gleichmäßig über den Umfang verteilte, in die Zwischenwand 106 eingebrachte radiale Druckausgleichskanäle 50, 52, die radial nach außen am Filterelement 46 münden.

Eine Zwischenwelle 20 eines im Getrieberaum 10 nicht näher dargestellten Getriebes ist über ein Kugellager 100 in der Zwischenwand 106 gelagert. Die Zwischenwand 106 ist im Be reich des Kugellagers 100 vom Getrieberaum 10 in Richtung Mo torraum 56 dicht verschlossen.

Bei einem Ausführungsbeispiel in Fig. 4 ist eine Zwischenwel le 54 über ein Kugellager 36 in einer Zwischenwand 70 drehbar gelagert. Das Kugellager 36 bildet erfindungsgemäß einen Teil einer Schmiermitteldichtung 38 einer Druckausgleichseinrichtung 34, über die der Druck in einem Getrieberaum 10 aus gleichbar ist. Das Kugellager 36 ist mit seinem Innenring 84 über einen Preßsitz auf einem Lagersitz 40 der Zwischenwelle 54 drehfest angeordnet. Ferner ist das Kugellager 36 mit sei nem Außenring 86 aus Stahl über einen Preßsitz in einen von der Zwischenwand 70 gebildeten Lagersitz 102 eingebracht.

In eine Lagerfläche des Lagersitzes 40 ist ein von einer ge windeförmigen Vertiefung gebildeter Druckausgleichskanal 42 eingebracht, der entgegen einer Entlüftungsrichtung des Ge trieberaums 10 in einer Ringnut 44 mündet. Der Druckaus gleichskanal 42 bildet eine Labyrinthdichtung und besitzt während des Betriebs zudem eine Rückförderwirkung des Schmiermittels. Ein Lagerspalt zwischen dem Innenring 84 und dem Außenring 86 des Kugellagers 36 ist über einen Dichtring 90 luft- und schmiermitteldicht abgedichtet.

Bezugszeichen

10

Raum

12

Druckausgleichseinrich tung

14

Druckausgleichseinrich tung

16

Lager

18

Lager

20

Bauteil

22

Bauteil

24

Schmiermitteldichtung

26

Schmiermitteldichtung

28

Lagersitz

30

Lagersitz

32

Bauteil

34

Druckausgleichseinrich tung

36

Lager

38

Schmiermitteldichtung

40

Lagersitz

42

Druckausgleichskanal

44

Ringnut

46

Filterelement

48

Lager

50

Druckausgleichskanal

52

Druckausgleichskanal

54

Bauteil

56

Motorraum

58

Antriebsmotor

60

Werkzeughalterung

62

Bohrer

64

Handgriff

66

Handgriff

68

Antriebswelle

70

Zwischenwand

72

Außenring

74

Innenring

76

Dichtscheibe

78

Absatz

80

Lüfterrad

82

Ritzel

84

Innenring

86

Außenring

88

Absatz

90

Dichtring

92

Bohrung

94

Ausnehmung

96

Innenring

98

Außenring

100

Kugellager

102

Lagersitz

104

Gehäuse

106

Zwischenwand

Claims

1. Werkzeugmaschine, insbesondere handgeführter Bohrhammer, mit einem Raum (10) mit Schmiermittel und einer Druckaus gleichseinrichtung (12, 14, 34) des Raums (10) im Bereich ei nes Lagers (16, 18, 36) eines rotierend antreibbaren Bauteils (20, 22, 54), dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (16, 18, 36) zumindest einen Teil einer Schmiermitteldichtung (24, 26, 38) der Druckausgleichseinrichtung (12, 14, 34) bildet, über die ein Druck im Raum (10) ausgleichbar ist.

2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Schmiermitteldichtung (24, 26) als Spaltdichtung ausgeführt und zwischen dem Lager (16, 18) und einem Lager sitz (28, 30) angeordnet ist.

3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß das Lager (16, 18) und der Lagersitz (28, 30) aus verschiedenen Materialien mit unterschiedlichen Wärmeausdeh nungskoeffizienten gebildet und diese zur Erzeugung der Schmiermitteldichtung (24, 26) genutzt sind.

4. Werkzeugmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, daß das Lager (16, 18) als Festlager ausgebildet und ein das Lager (16, 18) in axialer Richtung fixierendes Bauteil (32) zur Fixierung des Lagers (16, 18) in Umfangsrichtung ge nutzt ist.

5. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß in eine Lagerfläche des La gers und/oder in eine Lagerfläche des Lagersitzes (40) ein Druckausgleichskanal (42) eingebracht ist.

6. Werkzeugmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, daß der Druckausgleichskanal (42) zumindest teilweise von einer gewindeförmigen Vertiefung gebildet ist.

7. Werkzeugmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich net, daß der Druckausgleichskanal (42) in zumindest einer Ringnut (44) mündet.

8. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß ein Filterelement (46) zur vom Lager (16, 18, 36) zumindest teilweise gebildeten Schmiermitteldichtung (24, 26, 38) in Reihe geschaltet ist.

9. Werkzeugmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich net, daß das Filterelement (46) durch ein ein Lager (18, 48) fixierendes Bauteil (32) in seiner Lage fixiert ist.

10. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß vom Lager (18) zumindest zwei radiale Druckausgleichskanäle (50, 52) abzweigen.

11. Werkzeugmaschine nach Anspruch 8 oder 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (18) von einem ringförmigen Filterelement (46) umgeben ist, und die Druckausgleichskanäle (50, 52) vom Lager (18) radial nach außen am Filterelement (46) münden.