DE102006035387A1

DE102006035387A1 - Elektrohandwerkzeugmaschine mit vibrationsgedämpfter Rotorwellenlagerung

Info

Publication number: DE102006035387A1
Application number: DE200610035387
Authority: DE
Inventors: Ernst-Rudolf Lübkert; Hans Appel; Armin Oeffling
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 2006-10-31
Filing date: 2006-10-31
Publication date: 2008-05-08
Anticipated expiration: 2026-11-01
Also published as: DE102006035387B4

Abstract

Eine Elektrohandwerkzeugmaschine mit einem handhabbaren Gehäuse (2) und einem Elektromotor, dessen Rotorwelle (4) radial vibrationsgedämpft im Gehäuse (2) gelagert ist, indem ein Radiallager (5) mit seinem radial äußeren Lagerteil (6) innerhalb einer am Gehäuse (2) gelagerten Elastomerhülse (7) aufgenommen ist, die einen nach radial innen einkragenden Axialanschlag (8) für das Lagerteil (6) aufweist, wobei am Axialanschlag (8) stirnseitig mehrere umlaufend verteilte, axial auskragende Spannfüße (9) vorhanden sind, die elastisch deformierbar axial am Gehäuse (2) anliegen.

Description

Die Erfindung bezeichnet eine vibrationsgedämpfte Rotorwellenlagerung zum Gehäuse einer Elektrohandwerkzeugmaschine, wie einen Meisselhammer, Bohrschrauber, Stichsäge, etc.
Um während der zweckbestimmten Nutzung der Elektrohandwerkzeugmaschine die auf den schnell rotierenden und damit hohen Kreiselkräften ausgesetzten Rotor wirkenden radialen Schwingungen zu vermindern, wird bspw. nach US4487270 , DE3346697 bei einer zweiseitigen Rotorwellenlagerung das dem abtreibenden Motorritzel gegenüberliegende Radiallager mit seinem radial äusseren Lagerteil über eine zylindermantelförmige Elastomerhülse mit einem radial inneren Axialanschlag vibrationsgedämpft zum Gehäuse gelagert. Oft wird zudem zur Vermeidung axialer Schwingungen die Rotorwelle bspw. nach der DE10325522 über eine Axialfeder mit flacher Federcharakteristik zum Gehäuse vorgespannt.
Nach der DE19949755 ist bei einer radial vibrationsgedämpften Rotorwellenlagerung die in einem Innenkonus des Gehäuses angeordnete und mit einem zusätzlichen Metallblech allseitig druckdicht umschlossene Elastomerhülse hydrostatisch vorgespannt.
Nach der DE3830386 ist eine radial vibrationsgedämpfte Rotorwellenlagerung mit einer freiliegenden Elastomerhülse bekannt, die radial aussen als komplexe Kontour ausgeformt in eine Montagehülse mit dazu passender Gegenkontour axial einrastbar ist, wodurch der Montageprozess vereinfacht wird.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Realisierung einer radial vibrationsdämpfenden Elastomerhülse, die zusätzlich eine axiale Vorspannung der Rotorwelle zum Gehäuse bewirkt.
Die Aufgabe wird im Wesentlichen durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
So weist eine Elektrohandwerkzeugmaschine mit einem handhabbaren Gehäuse einen Elektromotor auf, dessen Rotorwelle radial vibrationsgedämpft im Gehäuse gelagert ist, indem ein Radiallager mit seinem radial äusseren Lagerteil radial innerhalb einer radial am Gehäuse gelagerten Elastomerhülse aufgenommen ist, die einen nach radial innen einkragenden Axialanschlag für das Lagerteil aufweist, wobei am Axialanschlag stirnseitig mehrere umlaufend verteilte, axial auskragende Spannfüsse vorhanden sind, die elastisch deformierbar axial am Gehäuse anliegen.
Durch die elastisch deformierten Spannfüsse wird über deren Elastizität mit flacher Federcharakteristik über den Axialanschlag und das Radiallager die Rotorwelle zum Gehäuse vorgespannt, wodurch keine zusätzliche Axialfeder notwendig ist, was die Bauelementeanzahl und die Montageschritte verringert.
Vorteilhaft sind die Spannfüsse gleichartig ausgebildet und über den Umfang eines stirnseitig umlaufenden Stirnkreisringes symmetrisch verteilt, wodurch keine Biegekräfte entstehen.
Vorteilhaft sind zumindest drei, weiter vorteilhaft genau sechs, Spannfüsse vorhanden, wodurch sich deren einzelne Deformationskräfte zu einer (im Vergleich zu einem ringförmigen Spannflansch gleichen Längsschnitts) wesentlich flacheren Federcharakteristik aufsummieren.
Vorteilhaft bildet die Elastomerhülse den Spannfüssen axial gegenüberliegend radial aussen eine vollständig umlaufende, zylindermantelförmige Dichtfläche aus, wodurch das Lagerteil zum Gehäuse staubdicht abgedichtet ist. Zudem überträgt diese Dichtfläche die gedämpften Radialkräfte zwischen der Elastomerhülse und dem Gehäuse.
Vorteilhaft sind die Spannfüsse räumlich konvex ausgebildet, wodurch ihre Form im Wesentlichen der des sich in ihrem Inneren ausbildenden hydrostatischen Spannungszustandes entspricht.
Vorteilhaft sind die Spannfüsse im undeformierten Zustand im Längsschnitt parabelförmig ausgebildet, wodurch bei derer axialen Deformation eine weitgehend lineare Federcharakteristik erzielt wird.
Vorteilhaft verläuft der radial äussere Parabelast der Spannfüsse im undeformierten Zustand im Längsschnitt bis zur Dichtfläche radial innerhalb des Aussendurchmessers der Elastomerhülse, wodurch eingesetzt in eine zylindermantelförmige oder leicht innenkonische Gehäuseaufnahme im Tangentialbereich der Spannfüsse ein Dehnfreiraum verbleibt, der bei der Einbringung der axialen Vorspannung durch axiale Stauchung der Spannfüsse für die Deformation der Elastomerhülse benötigt wird.
Vorteilhaft liegt im undeformierten Zustand die axiale Fusslänge der Spannfüsse bis zum Axialanschlag im Bereich von einem Viertel bis zur Hälfte der Axiallänge der Elastomerhülse, wodurch ein relativ weiter axialer Deformationsweg zur axialen Vorspannung nutzbar ist.
Vorteilhaft liegt die radiale Anschlagbreite des radial nach innen auskragenden Axialsanschlags im Bereich von dem Ganzen bis zum Doppelten der Restbreite der restlichen Elastomerhülse, wodurch die axiale Vorspannung grossflächig auf das radial äussere Lagerteil des Radiallagers übertragbar ist.
Vorteilhaft entspricht der Fussdurchmesser der einzelnen Spannfüsse am stirnseitig umlaufenden Stirnkreisring der Elastomerhülse der Summe der Anschlagbreite und der Restbreite, wodurch dieser maximal ist ohne radial überzustehen.
Vorteilhaft besteht die Elastomerhülse aus einem Synthesekautschuk, weiter vorteilhaft aus Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR), wodurch auch bei hohen Temperaturen und fetthaltiger Umgebung eine langzeitstabile Viscoelastizität erhalten bleibt.
Die Erfindung wird bezüglich eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels näher erläutert mit:
1 als Elektrohandwerkzeugmaschine
2 als Einzelheit als Längsschnitt
3 als Elastomerhülse im unbelasteten Zustand in Untersicht
4 als Elastomerhülse im unbelasteten Zustand als Längsschnitt
Nach 1 weist eine nur teilweise dargestellte Elektrohandwerkzeugmaschine 1 mit einem, einen Handgriff 15 ausbildenden, Gehäuse 2 einen Elektromotor 3 auf, dessen Rotorwelle 4 radial vibrationsgedämpft im Gehäuse 2 gelagert ist.
Nach 2 ist dazu die Rotorwelle 4 über ein Radiallager 5 mit einem radial äusseren Lagerteil 6 radial innerhalb einer radial am Gehäuse 2 anliegenden Elastomerhülse 7 aus NBR aufgenommen. Dabei weist die Elastomerhülse 7 einen nach radial innen einkragenden Axialanschlag 8 für das Lagerteil 6 auf. An dem Axialanschlag 8 sind stirnseitig mehrere umlaufend verteilte, axial auskragende, räumlich konvex geformte Spannfüsse 9 mit einem radialen Dehnfreiraum 14 vorhanden. Eingesetzt in eine leicht innenkonische Gehäuseaufnahme 13 liegen die elastisch deformierten Spannfüsse 9 ausschliesslich axial am Gehäuse 2 an. Axial den Spannfüssen 9 gegenüberliegend bildet die Elastomerhülse 7 zudem radial aussen eine vollständig umlaufende, zylindermantelförmige Dichtfläche 10 aus, welche am Gehäuse 2 anliegend das Lagerteil 6 staubdicht abdichtet.
Nach 3 sind an einem stirnseitig umlaufenden Stirnkreisring 11 des Axialanschlags 8 der Elastomerhülse 7 genau sechs gleichartig ausgebildete, axial auskragende Spannfüsse 9 über den Umfang symmetrisch verteilt. Dabei ist der radiale Dehnfreiraum 14 zu jedem Spannfuss 9 in seinem Tangentialbereich ausgespart, wohingegen die Dichtfläche 10 vollständig umlaufend, zylindermantelförmig ausgebildet ist.
Nach 4 sind im undeformierten Zustand die Spannfüsse 9 im Längsschnitt parabelförmig ausgebildet, wobei der radial äussere Parabelast 12 der Spannfüsse 9 bis zur Dichtfläche 10 radial innerhalb des Aussendurchmessers D der Elastomerhülse 7 verläuft. Die axiale Fusslänge FL der Spannfüsse 9 bis zum Axialanschlag 8 beträgt ein Drittel der Axiallänge L der Elastomerhülse 7 und die radiale Anschlagbreite BA des Axialsanschlags 8 entspricht dem Doppelten der Restbreite BR der restlichen Elastomerhülse 7. Der Fussdurchmesser DF des Spannfusses 9 am stirnseitig umlaufenden Stirnkreisring 11 der Elastomerhülse 7 entspricht der Summe der Anschlagbreite BA und der Restbreite BR

Claims

Elektrohandwerkzeugmaschine mit einem handhabbaren Gehäuse (2) und einem Elektromotor (3), dessen Rotorwelle (4) radial vibrationsgedämpft im Gehäuse (2) gelagert ist, indem ein Radiallager (5) mit seinem radial äusseren Lagerteil (6) innerhalb einer am Gehäuse (2) gelagerten Elastomerhülse (7) aufgenommen ist, die einen nach radial innen einkragenden Axialanschlag (8) für das Lagerteil (6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass am Axialanschlag (8) stirnseitig mehrere umlaufend verteilte, axial auskragende Spannfüsse (9) vorhanden sind, die elastisch deformierbar axial am Gehäuse (2) anliegen.
Elektrohandwerkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannfüsse (7) gleichartig ausgebildet und über den Umfang eines stirnseitig umlaufenden Stirnkreisringes (11) symmetrisch verteilt sind.
Elektrohandwerkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest drei Spannfüsse (7) vorhanden sind.
Elektrohandwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomerhülse (7) den Spannfüssen (9) axial gegenüberliegend radial aussen eine vollständig umlaufende, zylindermantelförmige Dichtfläche (10) ausbildet.
Elektrohandwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannfüsse (7) räumlich konvex ausgebildet sind.
Elektrohandwerkzeugmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannfüsse (7) im undeformierten Zustand im Längsschnitt parabelförmig ausgebildet sind und der radial äussere Parabelast (12) bis zur Dichtfläche (10) radial innerhalb des Aussendurchmessers (D) der Elastomerhülse (7) verlauft.
Elektrohandwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im undeformierten Zustand die axiale Fusslänge (FL) der Spannfüsse (9) bis zum Axialanschlag (8) im Bereich von einem Viertel bis zur Hälfte der Axiallänge (L) der Elastomerhülse (7) liegt.
Elektrohandwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Anschlagbreite (BA) des Axialsanschlags (8) im Bereich von einem Ganzen bis zum Doppelten der Restbreite (BR) der restlichen Elastomerhülse (7) liegt.
Elektrohandwerkzeugmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Fussdurchmesser (DF) eines Spannfusses (9) am stirnseitig umlaufenden Stirnkreisring (11) der Elastomerhülse (7) der Summe der Anschlagbreite (BA) und der Restbreite (BR) entspricht.
Elektrohandwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomerhülse (7) aus einem Synthesekautschuk besteht.