DE102006059076A1

DE102006059076A1 - Schlagwerk einer Elektrohandwerkzeugmaschine

Info

Publication number: DE102006059076A1
Application number: DE102006059076A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Meixner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2006-12-14
Filing date: 2006-12-14
Publication date: 2008-06-19
Also published as: US20100012337A1; WO2008071489A1; CN101557906A; RU2009126620A; EP2101956A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schlagwerk einer Elektrohandwerkzeugmaschine, insbesondere eines Schlaghammers, mit einem Elektromotor, einem Getriebe und einer Exzenteranordnung zur Schlagerzeugung, wobei das Getriebe eine erste Getriebestufe aufweist, die mit dem Elektromotor gekoppelt ist, und sich an die erste Getriebestufe eine zweite Getriebestufe anschließt, die mit der Exzenteranordnung gekuppelt ist, wobei die zweite Getriebestufe ein Getriebezahnrad aufweist, das als Exzenterzahnrad ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schlagwerk einer Elektrohandwerkzeugmaschine, insbesondere eines Schlaghammers, mit einem Elektromotor, einem Getriebe und einer Exzenteranordnung zur Schlagerzeugung.
Stand der Technik
Schlagwerke für Elektrohandwerkzeugmaschinen sind bekannt. So gibt es zum Beispiel elektrisch angetriebene Schlaghämmer oder Schlagbohrer, die eine Exzenteranordnung aufweisen, die von einem Elektromotor über ein Getriebe angetrieben wird, wobei die Exzenteranordnung aus der Rotationsbewegung des Elektromotors beziehungsweise des Getriebes eine translatorische beziehungsweise lineare Bewegung in Schlagrichtung erzeugt.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Getriebe eine erste Getriebestufe aufweist, die mit dem Elektromotor gekuppelt ist, und sich an die erste Getriebestufe eine zweite Getriebestufe anschließt, die mit der Exzenteranordnung gekuppelt ist, wobei die zweite Getriebestufe ein Getriebezahnrad aufweist, das als Exzenterzahnrad ausgebildet ist. Es ist somit ein zweistufiges Getriebe mit einem Exzenterzahnrad der Exzenteranordnung vorgesehen, das eine hohe Übersetzung beziehungsweise Untersetzung bei geringem Platzbedarf – im Vergleich zu einem einstufigen Getriebe – ermöglicht. Da das Getriebezahnrad der zweiten Getriebestufe als Exzenterzahnrad ausgebildet ist, ist kein zusätzliches Exzenterrad notwendig. Das erfindungsgemäße Exzenterzahnrad erfüllt hierbei somit zwei Funktionen, zum einen dient es zur Kraftübertragung von der vorhergehenden Getriebestufe, und zum anderen wandelt es die rotatorische Bewegung mittels des Exzenterzahnrads in die gewünschte translatorische/lineare Bewegung um.
Hierbei entfällt also ein Getriebezahnrad der zweiten Getriebestufe, welches ausschließlich zum Antreiben der zweiten Getriebestufe durch die erste Getriebestufe notwendig wäre. Somit ist die zweite Getriebestufe und damit auch das gesamte Getriebe schmaler beziehungsweise kompakter ausgebildet. Das führt dazu, dass sowohl Herstellungskosten, Gewicht und Bauraum verringert werden.
Zweckmäßigerweise weist die erste Getriebestufe eine erste drehbar gelagerte Welle auf, auf der ein Getriebezahnrad drehfest angeordnet ist. Der Elektromotor weist zweckmäßigerweise eine Antriebswelle auf, in der eine Verzahnung ausgebildet ist. Wobei die Verzahnung vorteilhafterweise derartig in der Antriebswelle ausgebildet ist, dass sich der Durchmesser der Antriebswelle über ihre Längserstreckung hinweg nicht verändert. Zweckmäßigerweise wirkt die Verzahnung der Antriebswelle mit dem Getriebezahnrad der ersten Getriebestufe zusammen, wodurch das Getriebezahnrad der ersten Getriebestufe ein von dem Elektromotor angetriebenes Getriebezahnrad bildet. Zweckmäßigerweise sind der Durchmesser der Verzahnung und des Getriebezahnrads der ersten Getriebestufe unterschiedlich groß ausgebildet, sodass eine Übersetzung beziehungsweise eine Untersetzung realisiert ist.
Erfindungsgemäß weist die zweite Getriebestufe eine zweite drehbar gelagerte Welle auf, auf der das Exzenterzahnrad drehfest angeordnet ist. Zweckmäßigerweise wirkt das Exzenterzahnrad der zweiten Getriebestufe mit dem Getriebezahnrad der ersten Getriebestufe zusammen, sodass das Exzenterzahnrad von dem Getriebezahnrad der zweiten Getriebestufe angetrieben wird.
In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung weist die erste Getriebestufe zwei Getriebezahnräder auf, wobei das eine mit der Verzahnung der Antriebswelle des Elektromotors und das andere mit dem Exzenterzahnrad (der zweiten Getriebestufe) zusammenwirkt. Dadurch ist ein noch größerer Übersetzungs- beziehungsweise Untersetzungsbereich für das Getriebe möglich, da die Getriebezahnräder der zweiten Getriebestufe vorteilhafterweise unterschiedlich groß ausgebildet sind, also einen unterschiedlich großen Durchmesser aufweisen.
Zweckmäßigerweise weist das Exzenterzahnrad auf seiner freien Stirnseite einen Exzenter auf. Der Exzenter wird von einem von der Stirnseite abstehenden Element, das exzentrisch auf dem Exzenterrad angeordnet ist, gebildet. Unter der freien Stirnseite ist hierbei eine Stirnseite des Exzenterzahnrades zu verstehen, die geschlossen ist beziehungsweise axial mit einem Ende der Welle abschließt. Bevorzugt ist die Welle der zweiten Getriebestufe dazu einseitig gelagert. Vorteilhafterweise ist der Exzenter im Wesentlichen kreiszylinderförmig ausgebildet, wobei seine Achse parallel und beabstandet zur Drehachse der Welle beziehungsweise des Exzenterrades steht.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist das Schlagwerk ein Schlagrohr auf. Dieses ist mit einem Schlagwerkzeug wirkverbunden, sodass von dem Schlagrohr eine Schlagkraft auf das Schlagwerkzeug übertragen werden kann. Erfindungsgemäß greift der Exzenter des Exzenterrades in eine Kulissenführung des Schlagrohres ein und bewirkt somit die Umwandlung einer Rotationsbewegung in eine Translationsbewegung.
Vorteilhafterweise wir die Kulissenführung durch zwei einander gegenüberliegende Stege gebildet, wobei die Stege bevorzugt einstückig mit dem Schlagrohr ausgebildet sind. Zweckmäßigerweise ist die Kulissenführung beziehungsweise sind die Stege auf der Außenseite des Schlagrohres angeordnet. Die Exzenteranordnung, gebildet aus dem Exzenter, dem Exzenterzahnrad und der Kulissenführung bewirkt somit eine translatorische oszillierende Bewegung des Schlagrohres.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Kulissenführung durch eine nutartige Vertiefung in dem Schlagrohr, in die der Exzenter eingreift, gebildet. Darüber hinaus ist auch eine Kombination von Stegen und Vertiefung zur Bildung der Kulissenführung denkbar.
Vorteilhafterweise ist die Kulissenführung im Wesentlichen senkrecht zur Schlagrichtung angeordnet. In einer alternativen Ausführungsform ist der Exzenter über ein Pleuel mit einem in einem unbeweglichen Schlagrohr verlagerbaren Kolben wirkverbunden, sodass dieser eine translatorische oszillierende Bewegung ausführt und Schläge mittels Druckluft realisiert, wobei der Kolben zweckmäßigerweise dichtend an der Schlagrohrinnenseite des unbeweglichen Schlagrohres anliegt.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind die Getriebezahnräder und/oder das Exzenterzahnrad einstückig mit den jeweiligen Wellen ausgebildet.
Ferner betrifft die Erfindung eine Elektrohandwerkzeugmaschine, insbesondere einen Schlaghammer mit einem Schlagwerk, wie es oben beschrieben wurde.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden soll die Erfindung anhand einer Figur näher erläutert werden. Dabei zeigt die
Figur ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Ausführungsform(en) der Erfindung
Die Figur zeigt in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Teil einer Elektrohandwerkzeugmaschine 1, die als Schlaghammer ausgebildet ist, mit einem Schlagwerk 2, welches in einem Gehäuse 3 des Schlaghammers angeordnet ist, in einer schematischen Seitendarstellung. Das Schlagwerk besteht im Wesentlichen aus einem Elektromotor 4, einem vom Elektromotor 4 angetriebenen Getriebe 5 und einer Exzenteranordnung 6. Das Getriebe 5 weist eine erste Getriebestufe 7 und eine zweite Getriebestufe 8 auf. Die erste Getriebestufe 7 besteht aus einer drehbar gelagerten Welle 9, auf der zwei Getriebezahnräder 10 und 11 mit jeweils einer Verzahnung 10' und 11' beabstandet zueinander angeordnet und drehfest mit der Welle 9 verbunden sind. Das Getriebezahnrad 10 weist dabei einen kleineren Durchmesser als das Getriebezahnrad 11 auf. Der Elektromotor 4 weist eine Antriebswelle 12 auf, die parallel zur Welle 9 der ersten Getriebestufe angeordnet ist. An ihrem freien Ende 13 ist in der Antriebswelle 12 eine Verzahnung 14 ausgebildet, wobei die Verzahnung 14 mit der Verzahnung 11' des Getriebezahnrads 11 der ersten Getriebestufe 7 zusammenwirkt. Der Durchmesser der Antriebswelle 12 beziehungsweise der Verzahnung 14 ist dabei wesentlich kleiner als der der Verzahnung 11' beziehungsweise des Getriebezahnrads 11, sodass eine Untersetzung realisiert ist, wobei von der Antriebswelle 12 zur Welle 9 die Drehzahl verringert und das Drehmoment erhöht wird.
Die zweite Getriebestufe 8 besteht im Wesentlichen aus einer drehbar gelagerten Welle 15, auf deren einem Ende ein als Exzenterzahnrad 16 ausgebildetes Getriebezahnrad 39 angeordnet und drehfest mit der Welle 15 verbunden ist. Das Exzenterzahnrad 16 weist an seinem Außenumfang eine Verzahnung 16' auf, die mit der Verzahnung 10' des Getriebezahnrads 10 zusammenwirkt, wobei die Wellen 9 und 15 ebenfalls parallel zueinander angeordnet sind. Die Welle 15 wird dabei von zwei zueinander beabstandet angeordneten Wälzlagern 17 und 18 gestützt. Die Getriebestufe 8 ist somit einseitig gelagert, wohingegen die Welle 9 der ersten Getriebestufe 7 an ihren beiden Enden von jeweils einem Wälzlager 19, 20 gestützt wird und zwischen dem Wälzlager 19 und 20 die Getriebezahnräder 10 und 11 angeordnet sind.
Auf der freien Stirnseite 21 des Exzenterzahnrads 16 ist ein Exzenter 22 angeordnet, der im Wesentlichen kreiszylinderförmig ausgebildet ist und dessen (Symmetrie-)Achse 23 parallel zur Drehachse 15' der Welle 15 beziehungsweise des Exzenterzahnrads 16 exzentrisch ausgerichtet ist. Der Exzenter 22 greift in eine Kulissenführung 24 ein, die an einem Schlagrohr 25 des Schlagwerks 2 angeordnet ist. Die Kulissenführung wird von zwei einander gegenüberliegenden Stegen 26 und 27 gebildet, zwischen denen der Exzenter 22 einliegt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Stege 26 und 27 einstückig mit dem Schlagrohr 25 ausgebildet. Die Stege 26 und 27 verlaufen dabei im Wesentlichen senkrecht zur Papierebene beziehungsweise zur Schlagrichtung. Das Schlagrohr 25 ist dabei so gelagert, dass es entlang einer Arbeitsachse 28, die die Schlagrichtung definiert, translatorisch durch die Exzenteranordnung 6 oszillierend, also hin- und herbewegt wird. In dem Schlagrohr 25 ist ein Schläger 29 angeordnet, dessen Querschnitt im Wesentlichen dem Querschnitt des Schlagrohrs 25 entspricht und entlang der Arbeitsachse 28 in dem Schlagrohr 25 verlagerbar ist. Der Schläger 29 weist an seinem Außenumfang eine Nut 30 auf, in der ein O-Ring 31 einliegt, der gegen die Innenseite 32 des Schlagrohrs 25 gedrückt wird. Der Schläger 29 ist beabstandet zu dem geschlossenen Ende 33 des Schlagrohrs 25 angeordnet, sodass zwischen dem Ende 33 des Schlagrohrs 25 und dem Schläger 29 ein Freiraum 34 vorhanden ist. Mittels des elastischen O-Rings ist dieser Freiraum 34 abgedichtet, sodass ein Luftpolster 35 entsteht.
Wird nun das Exzenterzahnrad 16 angetrieben, so wird das Schlagrohr 25 aufgrund der Exzenteranordnung 6, wie bereits beschrieben, entlang der Achse 28 translatorisch bewegt, wobei der Schläger 29 mitbewegt wird. Trifft der Schläger 29 mit seiner Schlagseite 36 auf ein Schlagwerkzeug 37, von dem hier lediglich ein Teil des Schlagwerkzeugschaftes 38 dargestellt ist, so wird der Schläger 29 in Richtung des geschlossenen Endes 33 des Schlagrohrs 25 verschoben, wodurch in dem Freiraum 34 der Druck des Luftpolsters 35 aufgrund des verringerten Volumens ansteigt und somit der Schlag gefedert und nicht direkt auf das Getriebe 5 übertragen wird.
Dadurch, dass das Exzenterzahnrad 16 von dem Getriebezahnrad 39 gebildet ist, ergibt sich eine besonders kompakte Lösung des Getriebes 5 für den Schlaghammer 1. Das Exzenterzahnrad 16 weist somit eine doppelte Funktion auf, zum einen dient es der Exzenteranordnung 6, zum anderen als Getriebezahnrad 39 für das Getriebe 5. Der Durchmesser des Exzenterzahnrads 16 beziehungsweise der Verzahnung 16' ist dabei wesentlich größer als der des Getriebezahnrads 10 beziehungsweise der Verzahnung 10', sodass hier ebenfalls eine Untersetzung realisiert ist. Das Getriebe 5 ist somit ein Untersetzungsgetriebe 40, das die Verwendung eines kleineren beziehungsweise leichteren Elektromotors 4 ermöglicht, der zwar eine hohe Drehzahl, aber nur ein geringes Drehmoment erbringt. Durch das Untersetzungsgetriebe 40 wird die Drehzahl verringert und das Drehmoment erhöht, sodass eine gewünschte beziehungsweise notwendige Schlagkraft erzeugt wird. Anstelle der hier dargestellten Stirnradverzahnungen (14, 11' und 10', 16') könnten auch Kegelradverzahnungen vorgesehen sein. Die Kulissenführung 24 kann alternativ auf der Arbeitsachse angeordnet sein, dazu weist das Ende 33 des Schlagrohrs 25 vorteilhafterweise einen Vorsprung auf, an dem die Kulissenführung 24 angeordnet ist. Wobei die Länge des Vorsprungs -in Arbeitsachsenrichtung gesehen- zweckmäßigerweise mindestens dem Durchmesser des Exzenterzahnrades entspricht.
Alternativ zu der Kulissenführung 24 ist zur Schlagerzeugung ein Pleuel denkbar, welches an dem Exzenter 22 drehbar gelagert ist und auf einen in einem fest angeordneten beziehungsweise unbeweglichen Schlagrohr verlagerbaren Kolben, der zur Schlagerzeugung dient, wirkt. Wie ein derartiger (Schlag-)Kolben wirkt ist dem Fachmann bekannt und soll hier nicht näher erläutert werden.

Claims

Schlagwerk einer Elektrohandwerkzeugmaschine, insbesondere eines Schlaghammers, mit einem Elektromotor, einem Getriebe und einer Exzenteranordnung zur Schlagerzeugung, wobei das Getriebe eine erste Getriebestufe aufweist, die mit dem Elektromotor gekuppelt ist, und sich an die erste Getriebestufe eine zweite Getriebestufe anschließt, die mit der Exzenteranordnung gekuppelt ist, wobei die zweite Getriebestufe ein Getriebezahnrad aufweist, das als Exzenterzahnrad ausgebildet ist.
Schlagwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Getriebestufe (7) eine erste drehbar gelagerte Welle (9) aufweist, auf der mindestens ein Getriebezahnrad (11, 10) angeordnet ist.
Schlagwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (4) eine Antriebswelle (12) aufweist, in der eine Verzahnung (14) ausgebildet ist.
Schlagwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung (14) der Antriebswelle (12) mit dem Getriebezahnrad (11) der ersten Getriebestufe (7) zusammenwirkt.
Schlagwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Getriebestufe (8) eine zweite drehbar gelagerte Welle (15) aufweist, auf der das Exzenterzahnrad (16) drehfest angeordnet ist.
Schlagwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Exzenterzahnrad (16) der zweiten Getriebestufe (8) mit dem Getriebezahnrad (10) der ersten Getriebestufe (7) zusammenwirkt.
Schlagwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Getriebestufe (7) zwei Getriebezahnräder (10, 11) aufweist, wobei das eine mit der Verzahnung (14) der Antriebswelle (12) des Elektromotors (4) und das andere mit dem Exzenterzahnrad (16) der zweiten Getriebestufe (8) zusammenwirkt.
Schlagwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Exzenterzahnrad (16) auf seiner freien Stirnseite (21) einen Exzenter (22) aufweist.
Schlagwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Weile (15) der zweiten Getriebestufe (8) einseitig in der Elektrohandwerkzeugmaschine (1) gelagert ist.
Schlagwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Exzenter (22) im Wesentlichen kreiszylinderförmig ausgebildet ist.
Schlagwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schlagwerk (2) ein Schlagrohr (25) aufweist.
Schlagwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Exzenter (22) in eine Kulissenführung (24) des Schlagrohrs (25) eingreift.
Schlagwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kulissenführung (24) durch zwei einander gegenüberliegende Stege (26, 27) gebildet ist.
Schlagwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (26, 27) einstückig mit dem Schlagrohr (25) ausgebildet sind.
Schlagwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kulissenführung (24) durch eine nutartige Vertiefung in dem Schlagrohr (25) gebildet ist.
Schlagwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kulissenführungen (24) im Wesentlichen senkrecht zur Schlagrichtung ausgerichtet ist.
Schlagwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Exzenter (22) über ein Pleuel mit einem im Schlagrohr (25) verlagerbaren Kolben wirkverbunden ist.
Schlagwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (5) ein Untersetzungsgetriebe (40) ist.
Elektrohandwerkzeugmaschine, insbesondere Schlaghammer, mit einem Schlagwerk nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüchen.