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Stand der
Technik
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Die
Erfindung betrifft eine Handwerkzeugmaschine nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Handwerkzeugmaschine
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 12.
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Handwerkzeugmaschinen,
wie Bohrschrauber, Bohrhammer, Drehschlagschrauber, haben üblicherweise
ein Gehäuse
aus Kunststoff mit zwei Halbschalen, die entlang einer Längsachse
der Handwerkzeugmaschine zusammengesetzt werden. Zur Aufnahme des
Getriebes und/oder zur Aufnahme eines Einsatzwerkzeuges ist ein
separates Getriebegehäuse
vorgesehen, das mit den Gehäusehalbschalen
verbunden ist. Da das Getriebe in vielen Fällen mit Schmierstoffen geschmiert
werden muss, muss der Fügebereich
zwischen den Gehäusehalbschalen
und dem Getriebegehäuse
abgedichtet sein, um zu vermeiden, dass Schmierstoff aus dem Gehäuse austritt.
Hinzu kommt, dass insbesondere bei Handwerkzeugmaschinen mit Schlagwerken,
wie Bohrhämmer,
Schlagbohrmaschinen, Schlagschraubern, eine gute Geräusch- und
Schwingungsdämpfung
erforderlich ist. Zur Abdichtung und/oder Schwingungs- und Geräuschdämpfung werden üblicherweise
Dichtungsringe, z.B. aus synthetischem Kautschuk, separat hergestellt
und in das Gehäuse der
Handwerkzeugmaschine eingelegt.
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Es
ist bereits aus dem Stand der Technik bekannt, ein thermoplastisches
Elastomer z.B. im Bereich des Handgriffes einer Handwerkzeugmaschine von
außen
an das Gehäuse
anzuspritzen (soft grip), um die Griffigkeit und Rutschfestigkeit
beim Bedienen zu erhöhen.
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Offenbarung
der Erfindung
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Bei
der erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschine
umfasst das Gehäuse,
welches die Bauteile der Handwerkzeugmaschine, wie z.B. Elektromotor,
Getriebe, aufnimmt, zumindest zwei Gehäuseteile. Die Gehäuseteile
sind insbesondere lösbar
miteinander verbunden. Es ist wenigstens ein, insbesondere ringförmiges,
Dichtungselement und/oder Dämpfungselement
vorgesehen. Erfindungsgemäß ist das
Dichtungselement und/oder Dämpfungselement
durch Spritzgießen
in das Gehäuse
eingebracht ist.
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Einen
weiteren Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren zur Herstellung
einer erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschine,
wobei sich das erfindungsgemäße Verfahren
dadurch auszeichnet, dass das Dichtungselement und/oder Dämpfungselement
durch Spritzgießen
in das Gehäuse
eingebracht wird.
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Das
Einbringen des Dichtungs- und/oder Dämpfungselements durch Spritzgießen hat
den Vorteil, dass die Handwerkzeugmaschine einfach hergestellt werden
kann, da das Dichtungs- und/oder Dämpfungselement
kein separates Formteil bildet, das in einem separaten Verfahren
hergestellt und anschließend
in das Gehäuse
eingesetzt werden muss. Stattdessen können die Herstellung des Gehäuses sowie
die Abdichtung von Fügestellen
und/oder die Dämpfung
von Geräuschen
bzw. Vibrationen durch ein Verfahren realisiert werden. Ist das
Gehäuse
z.B. ebenfalls aus Kunststoff, so kann ein Zweikomponenten-Spritzgießverfahren
eingesetzt werden. Dabei kann in einem Spritzgießwerkzeug mit zwei Kavitäten z.B.
das Gehäuse
in einer ersten Kavität
mit einem thermoplastischen Kunststoff und nach dem Umsetzen des
in der ersten Kavität
geformten Gehäuses
in eine zweite Kavität
das Dichtungs- und/oder Dämpfungselement
mit einem thermoplastischen Elastomer geformt werden. Das Dichtungs-
und/oder Dämpfungselement
wird direkt in das Gehäuse
eingespritzt, d.h. das Dichtungs- und/oder Dämpfungselement wird an eine
Innenwand des Gehäuses
angespritzt. Das Einbringen des Dichtungs- und/oder Dämpfungselements
kann alternativ auch in zwei Spritzgießwerkzeugen erfolgen, wobei
in einem ersten Werkzeug das Gehäuse
und in einem zweiten Werkzeug das Dichtungs- und/oder Dämpfungselement
geformt wird.
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Das
Dichtungs- und/oder Dämpfungselement
besteht dabei insbesondere aus einem thermoplastischen Elastomer.
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Nachfolgend
wird das Dichtungs- und/oder Dämpfungselement
vereinfacht auch als Dichtungselement bezeichnet.
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Bevorzugt
ist in dem Gehäuse,
insbesondere an der Innenwand des Gehäuses, eine Aufnahmenut zur
Aufnahme des Dichtungselements vorgesehen, so dass das thermoplastische
Elastomer beim Einspritzen einen Formschluss mit der Aufnahmenut
des Gehäuses
bildet. Zur Verstärkung
des Formschlusses zwischen dem Gehäuse und dem angespritzten Dichtungselement
kann die Aufnahmenut zusätzlich mit
Bohrungen, Vertiefungen, Sicken o.dgl. versehen sein, in die das
thermoplastische Elastomer beim Anspritzen eindringt.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
weist das Gehäuse
eine Öffnung
auf, durch die das Dichtungselement hindurch greift. Insbesondere
greift das Dichtungselement soweit durch die Öffnung in dem Gehäuse hindurch,
dass das Dichtungselement einen Auflagepunkt bzw. eine Auflagefläche für die Handwerkzeugmaschine
bildet, wenn die Handwerkzeugmaschine auf einer Seitenfläche auf
einer Unterlage abgelegt wird. Dies bedeutet, dass in der Seitenlage
der Handwerkzeugmaschine das Dichtungselement die höchste Erhebung,
d.h. den höchsten
Punkt bzw. die höchste
Fläche,
bildet, die über
das Gehäuse
hinausragt. Die Öffnung
in dem Gehäuse
befindet sich demnach vorzugsweise auf einer Seitenfläche der
Handwerkzeugmaschine, insbesondere in einem Bereich der aufgrund
der Form des Gehäuses
als Auflagepunkt bzw. Auflagefläche
beim Ablegen der Handwerkzeugmaschine dient. Das Dichtungsmittel aus
einem thermoplastischen Elastomer übernimmt somit zusätzlich die
Funktion eines Gleitschutzelements, da es die Rutschfestigkeit,
z.B. auf einer schiefen Unterlage, erhöht. Diese Ausführungsform, in
der das Dichtungselement einstückig
mit einem Gleitschutzelement ausgebildet ist, hat den Vorteil, dass
beide Elemente, in einem Verfahrensschritt in das Gehäuse, insbesondere
durch einen einzelnen Anspritzpunkt, angespritzt werden können. Das Gleitschutzelement
kann an der Auflagefläche
zusätzlich
mit einem Profil, z.B. Noppen, Rillen, versehen sein, um die Rutschfestigkeit
zusätzlich
zu erhöhen.
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Das
Gehäuse
der Handwerkzeugmaschine besteht aus mindestens zwei Gehäuseteilen.
Dies können
beispielsweise zwei Gehäusehalbschalen sein,
die in einer Längsachse
fügbar
sind. Das Gehäuse
kann jedoch auch aus zwei Gehäuseteilen
bestehen, die z.B. in einer Querachse der Handwerkzeugmaschine fügbar sind.
Die Gehäuseteile
können z.B.
aus Kunststoff oder Metall sein. Sie können z.B. durch eine Schraub-,
Rast- oder Steckverbindung oder eine Kombination derartiger Verbindungen
miteinander verbunden sein.
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In
einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschine ist
ein Gehäuseteil
in einer Querachse der Handwerkzeugmaschine an das andere Gehäuseteil
fügbar,
wobei das Dichtungselement und/oder Dämpfungselement im Fügebereich
zwischen den beiden Gehäuseteilen
angeordnet ist. Das eine Gehäuseteil
kann z.B. ein Motorgehäuse
in Topfbauweise sein, das andere Gehäuseteil z.B. ein Getriebegehäuse mit
einer Aufnahme (z.B. Spannfutter oder Klemmfutter) für ein Einsatzwerkzeug,
das den Kopf der Handwerkzeugmaschine bildet. Das Dichtungselement
ist im Fügebereich zwischen
den beiden Gehäuseteilen
angeordnet, um z.B. zu verhindern das Schmierstoff aus dem Gehäuse austritt.
Das Dichtungselement ist dabei im Wesentlichen ringförmig, wobei
die Ringform kreisrund, oval, elliptisch sein kann.
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In
einer weiteren Ausgestaltung besteht ein Gehäuseteil aus zumindest zwei
Gehäusehalbschalen,
welche in einer Längsachse
der Handwerkzeugmaschine fügbar
sind, wobei ein Dichtungselement und/oder Dämpfungselement in einer Querachse
der Handwerkzeugmaschine in Form von zwei Halbringen in das Gehäuse durch
Spritzgießen
eingebracht ist. Dabei ist jeweils ein Halbring in einer Gehäusehalbschale
eingebracht. Werden die beiden Gehäusehalbschalen aneinander gesetzt
und z.B. durch Rastelemente und/oder Schrauben miteinander verbunden,
ergänzen
sich die beiden Halbringe zu einem im Wesentlichen ringförmigen Dichtungs- und/oder
Dämpfungselement,
das wiederum kreisrund, oval oder elliptisch sein kann.
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Zusätzlich oder
alternativ können
bei einem Gehäuse
aus wenigstens zwei Halbschalen auch in deren Fügebereich in der Längsachse,
d.h. entlang der Fügelinie,
ein oder mehrere Dichtungselemente vorgesehen sein.
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Weitere
Kombinationen von Gehäuseteilen, die
zusammen ein Gehäuse
einer Handwerkzeugmaschine bilden, sind möglich. Dabei können Dichtungselemente
wenigstens in den Fügebereichen
der Gehäuseteile
vorgesehen sein. Die Fügebereiche können z.B.
längs oder
quer oder aber in beliebiger Richtung verlaufen.
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In
einer weiteren Ausgestaltung ist das Dichtungselement und/oder Dämpfungselement
in dem Gehäuse
im Bereich des Elektromotors, insbesondere im Bereich eines Lagers
der Ankerwelle des Elektromotors, angeordnet. Zusätzlich oder
alternativ kann ein Dichtungs- und/oder Dämpfungselement auch in dem
Gehäuse
im Bereich des Getriebes angeordnet sein. Auch in diesen Bereichen
der Handwerkzeugmaschine kann durch das erfindungsgemäße Dichtungs- und/oder Dämpfungselement
auf einen separaten Dichtungsring verzichtet werden.
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Die
erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschine
enthält
zumindest ein Dichtungs- und/oder Dämpfungselement. Müssen mehrere
Fügebereiche abgedichtet
werden oder ist in mehreren Bereichen der Handwerkzeugmaschine eine
Vibrations- und/oder Geräuschdämpfung notwendig,
so kann das Dichtungs- und/oder Dämpfungselement auch mehrteilig
ausgebildet sein. Mehrere Dichtungselemente können miteinander verbunden
sein, in dem beispielsweise nur in einem Bereich ein thermoplastisches
Elastomer z.B. über
einen Anspritzpunkt in das Gehäuse
eingespritzt wird und sich das schmelzflüssige Elastomer über Kanäle auf mehrere Bereiche
in dem Gehäuse
verteilt. Bei mehreren Dichtungs- und/oder Dämpfungselementen, die im Innern des
Gehäuses
erforderlich sind, erspart dies zusätzliche Arbeits- und Verfahrensschritte,
da nicht mehrere separate Dichtungs- und/oder Dämpfungselemente hergestellt
und in das Gehäuse
eingebracht werden müssen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschine
ist zusätzlich
zumindest teilweise von außen
an das Gehäuse
ein Elastomer, insbesondere ein thermoplastisches Elastomer, angespritzt.
Das thermoplastische Elastomer wird vorzugsweise im Bereich des
Handgriffes angespritzt, um die Griffigkeit und Rutschfestigkeit
zu erhöhen
(soft grip). Es kann jedoch auch in anderen Bereichen zusätzlich oder
alternativ von außen
an das Gehäuse
angespritzt sein. Besonders bevorzugt handelt es sich dabei um dasselbe
thermoplastische Elastomer, wie es zum Anspritzen des Dichtungs-
und/oder Dämpfungselements
verwendet wird. Dies hat den Vorteil, dass das Anspritzen in das Innere
des Gehäuses
und das Anspritzen an das Äußere des
Gehäuses
in einem Spritzgießwerkzeug, insbesondere
in einem Verfahrensschritt erfolgen kann. Es ist ebenfalls möglich, die
von außen
angespritzten Bereiche mit den im Gehäuse angespritzten Dichtungselementen
zu verbinden. So kann das schmelzflüssige thermoplastische Elastomer
beispielsweise beim Anspritzen durch Bohrungen in dem Gehäuse von
außen
nach innen oder umgekehrt von innen nach außen entlang von Kanälen fließen. Dies
hat den Vorteil, dass nur wenige Anspritzpunkte erforderlich sind,
um das thermoplastische Elastomer an mehreren Stellen von außen und
innen an das Gehäuse
anzuspritzen.
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Bei
der erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschine
kann es sich um unterschiedlichste, akkubetriebene oder netzbetriebene,
Handwerkzeugmaschinen, handeln, z.B. Bohrschrauber, Bohrhammer, Drehschlagschrauber,
Schlagbohrschrauber, Bohrmaschine, Kreissäge, Winkelschleifer und viele
andere.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es
zeigen
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1 eine
Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschine
in der Draufsicht
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2a eine
Ausführungsform
des Dichtungs- und/oder Dämpfungselements
in Explosionsdarstellung
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2b das
Dichtungs- und/oder Dämpfungselement
nach 2a in perspektivischer Darstellung
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3 zwei
das Gehäuse
der Handwerkzeugmaschine nach 1 bildende
Halbschalen in der Draufsicht
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4 einen
Ausschnit aus einer perspektivischen Ansicht auf das Gehäuse der
Handwerkzeugmaschine nach 1
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5 einen
Ausschnitt aus einer Draufsicht auf das Gehäuse der Handwerkzeugmaschine
nach 1
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6 einen
Ausschnitt aus einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschine
im Querschnitt.
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Bei
der in 1 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschine 1 handelt
es sich um einen Drehschlagschrauber. Das Gehäuse 10 aus, insbesondere
thermoplastischem, Kunststoff besteht aus zwei Halbschalen 12 (3),
die in einer Längsachse
der Handwerkzeugmaschine 1 entlang des Fügebereichs 17 (4) formschlüssig aneinander
gesetzt und durch Schrauben (nicht dargestellt) miteinander verbunden
sind. Das Gehäuse 10 bildet
einen pistolenartigen Handgriff 14, ein zu dem Handgriff 14 abgewinkeltes
Unterteil 13 und ein zu dem Handgriff 14 im Wesentlichen
T-förmig
angeordnetes Oberteil 15. Im Bereich des Handgriffs 14 ist
ein Ein- und Ausschalter 16 in Form einer Drucktaste angeordnet.
Das Oberteil 15 nimmt u.a, den Elektromotor 30 (6)
auf. An der Unterseite des Unterteils 13 ist ein Akku 11 zur
Spannungsversorgung angebracht. Im vorderen Bereich des Oberteils 15 ist
in einer Querachse der Handwerkzeugmaschine 1 ein Getriebegehäuse 20 aus Metall
bündig
an dem Gehäuse 10 angeordnet
und durch Schrauben 22 mit dem Gehäuse 10 lösbar verbunden.
Der Bereich, in dem das Getriebegehäuse 20 an dem Gehäuse 10 angeordnet
und mit diesem verbunden ist, wird hier auch als Fügebereich 21 bezeichnet.
Das Getriebegehäuse 20 dient
zur Aufnahme eines mit dem Elektromotor 30 verbundenen
Getriebes (nicht dargestellt). Im vorderen Bereich ist das Getriebegehäuse 20 mit
einem Futter 24 zur Aufnahme eines Einsatzwerkzeuges 25 ausgestattet.
In 1 sind ferner außen an dem Gehäuse 5 Bereiche 7 erkennbar,
in denen ein thermoplastisches Elastomer als soft grip zur Erhöhung der
Rutschfestigkeit und Griffigkeit angespritzt ist. Die Bereiche 7 können separat
angespritzt sein oder aber untereinander verbunden sein, indem das
thermoplastische Elastomer durch Bohrungen (nicht dargestellt) in
dem Gehäuse 5 nach
innen durchtritt und an einer oder mehreren anderen Stellen 7 ebenfalls
durch Bohrungen in dem Gehäuse 5 wieder
nach außen
tritt.
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2a zeigt
ein Dichtungs- und/oder Dämpfungselement 40,
das aus zwei Halbringen 42 besteht, in Explosionsdarstellung,
während 2b das ringförmige Dichtungs-
und/oder Dämpfungselement 40 in
zusammengesetzter Form zeigt. Wie in 3 ersichtlich,
ist jeder der beiden Halbringe 42 in einer Gehäusehalbschale 12 aufgenommen.
Beim Aneinanderfügen
der beiden Halbschalen 12 fügen sich auch die beiden Halbringe 42 aneinander
und bilden so im zusammengesetzten Zustand ein ringförmiges Dichtungselement 40.
Die das Dichtungselement 40 bildenden Halbringe 42 sind
im Fügebereich 21 durch Spritzgießen in die
Gehäusehalbschalen 12 eingebracht.
Die Halbringe 42 sind jeweils in eine Aufnahmenut 18 (4)
der Halbschalen 12 eingespritzt. Zur Verstärkung des
Formschlusses zwischen Dichtungselement 40 und Halbschale 12 ist
die Aufnahmenut 18 zumindest teilweise profiliert ausgeführt. Dementsprechend
weist die der Innenfläche
einer Halbschale 12 zugewandte äußere Fläche 46 eines Halbringes 42 ebenfalls
zumindest teilweise eine profilierte Struktur, z.B. in Form von
Rillen 47, auf.
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Jeder
der beiden Halbringe 42 ist in der nach 2a, 2b dargestellten
Ausführungsform
zweiteilig ausgeführt,
so dass jeder Halbring 42 aus zwei miteinander verbundenen
Halbringen 43 und 44 besteht. Dies hat den Vorteil,
dass Material eingespart wird, da nur dort thermoplastisches Elastomer
angespritzt wird, wo es zu Dichtungs- und/oder Dämpfungszwecken erforderlich
ist. Werden die Halbringe 42 jeweils einstückig aus
zwei (oder mehreren) Halbringen 43, 44 gebildet,
hat dies den Vorteil, dass im günstigsten
Fall nur ein Anspritzpunkt für
einen zweiteiligen (oder mehrteiligen) Halbring 42 erforderlich ist.
In 4 und 5 ist zu erkennen, dass das Dichtungselement 40 mit
den beiden Halbringen 43 im Fügebereich 21 zwischen
Gehäuse 10 und
Gehäuseteil 20 einen
umlaufenden Dichtungsring bildet. Die beiden Halbringe 44 sind
in der dargestellten Ausführungsform
so angeordnet, dass sie zur Dämpfung
des Getriebes und zur Abdichtung des Getrieberaumes vom Motorraum
dienen. Die Innenflächen der
Halbringe 44 liegen an einem nicht dargestellten Getriebe,
z.B. einem Ring eines Planetengetriebes, so an, dass das Getriebe
vibrationsgedämpft
gelagert ist.
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Einer
der beiden Halbringe 42 weist ein Teilstück 45 auf,
welches zwischen den Halbringen 43, 44 in Längsrichtung
der Handwerkzeugmaschine 1 verläuft. Im zusammengesetzten Zustand
verläuft das
Teilstück 45 entlang
des in Längsrichtung
verlaufenden Fügebereichs 17 zwischen
den beiden Halbschalen 12 und dichtet so im Fügebereich 21 zwischen
Gehäuse 10 und
Getriebegehäuse 20 zusätzlich den
Fügebereich 17 ab.
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Die
in 2a, 2b dargestellte Ausführungsform
eines Dichtungs- und/oder Dämpfungselements 40 zeigt
eine zusätzliche
Funktion des Dichtungs- und/oder Dämpfungselements 40.
Das Dichtungselement 40 übernimmt zusätzlich die
Funktion eines Gleitschutzelements. Mindestens eine Gehäusehalbschale 12 weist
dazu eine Öffnung 19 auf durch
die das Dichtungselement 40 soweit hindurch greift, dass
das Dichtungselement 40 aus dem Gehäuse 10 herausragt.
Das Dichtungselement 40 ragt dabei soweit aus dem Gehäuse 10 heraus,
dass es gegenüber
dem Gehäuse 10 die
höchste
Erhebung, d.h. den höchsten
Punkt bzw. die höchste
Fläche,
bildet. Auf diese Weise bildet das Dichtungselement 40 eine
Auflagefläche 48 für die Handwerkzeugmaschine 1,
wenn die Handwerkzeugmaschine 1 auf einer ihrer Seitenflächen auf
einer Unterlage abgelegt wird. In der Seitenlage der Handwerkzeugmaschine 1 dient
das Dichtungselement 40 so zusätzlich als Gleitschutzelement,
da es verhindert, dass die Handwerkzeugmaschine 1, z.B.
auf einer schiefen Ebene, rutscht. Um die Rutschfestigkeit zusätzlich zu
erhöhen,
sind in der dargestellten Ausführungsform
des Dichtungselements 40 auf der Auflagefläche 48 Rillen 49 vorgesehen.
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In
einer weiteren Ausgestaltung gemäß 6 ist
ein Dichtungselement und/oder Dämpfungselement 50 in
dem Gehäuse 10 im
Bereich des Elektromotors 30, insbesondere im Bereich eines
Lagers 32 der Ankerwelle 34 des Elektromotors 30,
angeordnet. Auch das Dichtungs- und/oder Dämpfungselement 50 ist
aus einem thermoplastischen Elastomer durch Spritzgießen in die
Gehäusehalbschalen 12 angeformt.
Wie 3 zu entnehmen ist, wird in jede der beiden Halbschalen 12 ein
Halbring 52 angespritzt. Beim Fügen der beiden Halbschalen 12 entlang
der Längsachse
ergänzen
sich die beiden Halbringe 52 zu einem im Wesentlichen ringförmigen Dichtungs-
und/oder Dämpfungselement 50.