DE102007057034A1

DE102007057034A1 - Handwerkzeugmaschine, insbesondere Akkuwerkzeugmaschine

Info

Publication number: DE102007057034A1
Application number: DE200710057034
Authority: DE
Inventors: Heiko Roehm
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2007-11-27
Filing date: 2007-11-27
Publication date: 2009-05-28
Also published as: WO2009068361A1

Abstract

Eine Handwerkzeugmaschine weist einen elektrischen Antriebsmotor auf, dessen rotierend gelagerter Anker über ein Getriebe mit einer Werkzeugwelle gekoppelt ist. Der Anker ist in genau zwei Lagerstellen aufgenommen, wobei eine erste Lagerstelle einenends als Drehlager in einem Gehäuse und die zweite Lagerstelle anderenends als Loslager ausgeführt ist, das durch Abstützen eines fest mit dem Anker verbundenen Ankerzahnrades mit mindestens einem Getriebezahnrad gebildet ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Handwerkzeugmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Stand der Technik
In der DE 10 2004 051 913 A1 wird ein Akkuschrauber beschrieben, dessen Werkzeugwelle über ein zwischengeschaltetes Getriebe von einem elektrischen Antriebsmotor angetrieben wird. Mithilfe des Getriebes wird eine Untersetzung der Motordrehzahl in eine gewünschte Drehzahl der Werkzeugwelle erreicht.
Der Antriebsmotor ist als Innenläufermotor ausgebildet und umfasst einen rotierend gelagerten Anker in einem Statur. Die Lagerung des Ankers erfolgt üblicherweise über zwei Drehlager, die beispielsweise als Los- und als Festlager ausgeführt sind. Eine dritte Lagerstelle ist im Kontaktbereich zwischen der Ankerwelle und dem Getriebe gebildet, in dem ein ankerfestes Ritzel mit einem Zahnrad des Getriebes kämmt.
Auf diese Weise werden insgesamt drei Lagerstellen für den Anker realisiert, dessen Lagerung somit überbestimmt ist. Bei überbestimmten Lagerungen ist auf exakt fluchtende Lagerstellen zu achten, um eine erhöhte Reibung und damit einhergehende Verlustleistung und Laufzeitreduzierung zu vermeiden. Darüber hinaus sind nicht genau fluchtende Lagerstellen mit einer erhöhten Geräuschentwicklung verbunden. Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist eine exakte Positionierung der Lagerstellen anzustreben, was jedoch mit einem erhöhten Material- und Fertigungsaufwand verbunden ist. Außerdem erfordern drei axial beabstandete Lagerstellen in Achsrichtung gesehen einen verhältnismäßig großen Bauraum.
Offenbarung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Handwerkzeugmaschine mit verkürztem Bauraum und erhöhter Lebensdauer bei zugleich reduzierter Geräuschentwicklung zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.
Bei der erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschine handelt es sich insbesondere um eine Akkuwerkzeugmaschine, beispielsweise ein Akkuschrauber, einen Akkubohrschrauber oder eine Akku-Schlagbohrmaschine, wobei der rotierend gelagerte Anker des elektrischen Antriebsmotors über ein Getriebe mit der Werkzeugwelle der Handwerkzeugmaschine gekoppelt ist. Der Rotor bzw. Anker des bevorzugt als Innenläufer ausgebildeten Antriebsmotors besitzt genau zwei Lagerstellen, von denen die erste Lagerstelle einenends des Ankers als Drehlager in einem Gehäuse und die zweite Lagerstelle anderenends des Ankers als Loslager ausgeführt ist. Das Loslager ist durch den Kontakt eines fest mit dem Anker verbundenen Ankerzahnrades mit mindestens einem Getriebezahnrad, insbesondere aber mindestens drei Getriebezahnrädern gebildet, welches Teil des Getriebes zur Übertragung der elektromotorischen Antriebsbewegung auf die Werkzeugwelle ist.
Mit dieser Ausführung wird eine statisch bestimmte Lagerung des Rotors bzw. Ankers mit insgesamt zwei Lagerstellen erreicht, wobei im Bereich jeder Stirnseite des Ankers genau ein Lager vorgesehen ist. Das dem Getriebe abgewandte Lager ist als Drehlager ausgebildet, insbesondere als Festlager, in dem der Anker gegenüber dem Gehäuse der Handwerkzeugmaschine bzw. des Motors abgestützt ist, wobei gegebenenfalls an dieser Stelle auch ein Loslager in Frage kommt. Auf der gegenüberliegenden Seite, also der dem Getriebe zugewandten Seite, ist das Lager durch Abstützung eines ankerseitigen Zahnrades an einem Getriebezahnrad gebildet. Hierbei handelt es sich um ein Loslager.
Durch die genau zwei Lager des Ankers wird eine reibungsarme Drehlagerung erreicht, die mit einer geringeren Geräuschentwicklung sowie einer erhöhten Lebensdauer einhergeht. Außerdem baut der elektrische Antriebsmotor und damit auch die Handwerkzeugmaschine durch den Wegfall der dritten Lagerstelle kürzer.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist das Ankerzahnrad als Ritzel ausgebildet, das von mindestens einem, insbesondere drei zugeordneten Getriebezahnrädern stabilisiert und abgestützt wird. Das Getriebe ist insbesondere als Planetengetriebe ausgeführt, wobei das Ritzel ein Sonnenrad bildet, welches von einem Planetenrad des Getriebes abgestützt wird. Je nach Ausführung des Getriebes kann es zweckmäßig sein, mehrere Planetenräder vorzusehen, beispielsweise drei Planetenräder, die in Kontakt mit dem Ritzel am Anker liegen. Die unmittelbar mit dem Ankerzahnrad kämmenden Getriebezahnräder bilden hierbei einen Teil der ersten Getriebestufe, die über weitere Getriebestufen, über die eine Untersetzung der Drehzahl realisiert wird, mit der Werkzeugwelle verbunden ist.
Mit einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist der Anker mit einem Kommutator fest verbunden, der mit gehäuseseitigen Bürsten zur Stromübertragung auf den Anker in Kontakt steht. Der Kommutator ist zwischen dem Anker und dem gehäuseseitigen Drehlager angeordnet, das somit die Stirnseite des Verbundes, bestehend aus Anker, Kommutator und Drehlager bildet. Grundsätzlich ist es aber möglich, das gehäuseseitige Drehlager nicht an der Stirnseite vorzusehen, sondern unmittelbar benachbart zum Anker, so dass der Kommutator die Stirnseite des Verbundes bildet.
Das gehäuseseitige Drehlager ist vorzugsweise in einem gehäusefesten Bürstenhalter aufgenommen, welcher Träger der Strom übertragenden Kohlebürsten ist, die auf der Mantelfläche des Kommutators gleitend aufliegen. Auch über diese Ausführung wird eine Reduzierung der Baulänge erreicht, außerdem eine Vereinfachung der Bauform, da das Drehlager und der Bürstenhalter zu einem gemeinsamen Bauteil zusammengefasst werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist der Stator bzw. ein Bauteil des Stators mit einem Getriebebauteil verbunden. So kann es zweckmäßig sein, im Stator ein Polrohr vorzusehen, welches fest mit der Stator- bzw. Statorgehäusewandung verbunden ist und durch das der Anker hindurchgeführt ist. Dieses Polrad wird von einem Getriebebauteil des Getriebes gehalten und stabilisiert, beispielsweise dadurch, dass das betreffende Getriebebauteil als Hohlrad ausgeführt ist und den Stator bzw. das Polrohr stirnseitig übergreift. In diesem Hohlrad ist bevorzugt auch das mit dem Anker fest verbundene Zahnrad aufgenommen.
Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und der Zeichnung zu entnehmen, in der ein Schnitt durch eine als Akkuwerkzeugmaschine ausgeführte Handwerkzeugmaschine dargestellt ist.
Bei der in der Figur dargestellten Handwerkzeugmaschine handelt es sich um ein Akkuwerkzeug bzw. einen Akkuschrauber, einen Akkubohrschrauber oder eine Akku-Schlagbohrmaschine. In einem Gehäuse 2 des Akkuwerkzeugzeugs 1 ist eine Werkzeugwelle 3 drehbar gelagert, die zur Aufnahme eines Werkzeuges ausgebildet ist und von einem elektrischen Antriebsmotor 4 angetrieben wird, der insbesondere als Gleichstrommotor ausgeführt ist und von einem Akku-Pack mit Strom versorgt wird. Der Elektromotor 4 weist einen drehbar gelagerten Anker 8 auf, dessen Drehbewegung über ein als Planetengetriebe ausgeführtes Getriebe 5 auf die Werkzeugwelle 3 übertragen wird. Das Getriebe 5 sorgt für eine Untersetzung der Ankerdrehzahl auf die Werkzeugwelle.
Der elektrische Antriebsmotor 4 umfasst einen Stator 6, der fest im Gehäuse 2 des Handwerkzeugs gelagert und in dem ein Polrohr 7 fest aufgenommen ist. Durch das Polrohr 7 ist der Anker 8 des Antriebsmotors geführt, der aus einer Ankerwelle und einem auf der Ankerwelle gehaltenen Ankerpaket besteht, welches sich innerhalb des Polrohres 7 befindet. Fest mit dem Anker ist ein Kommutator 9 verbunden, auf dessen Mantelfläche Bürsten gleitend aufliegen zur Stromübertragung auf das Ankerpaket.
An der dem Ankerpaket abgewandten Stirnseite des Kommutators 9 ist der Verbund aus Anker und Kommutator in einem gehäuseseitigen Drehlager 10 drehbar aufgenommen. Bei dem Drehlager 10 handelt es sich insbesondere um ein Wälz- oder Gleitlager. Gegebenenfalls bildet das Drehlager 10 einen Bestandteil eines Bürstenhalters, welcher Träger der Bürsten ist, die auf der Mantelfläche des Kommutators 9 gleitend aufliegen.
Der Anker 8 weist zusätzlich zu dem Drehlager 10 noch genau ein weiteres Lager auf, welches durch die Abstützung eines ankerseitigen Zahnrades 11 an mindestens drei getriebeseitigen Zahnrädern 12 gebildet ist. Bei dem ankerseitigen Zahnrad 11 handelt es sich um ein Ritzel, bei den getriebeseitigen Zahnrädern 12 um Planetenräder, welche exzentrisch zur Achse des Elektromotors angeordnet sind und in einem gehäusefesten Hohlrad 13 des Planetengetriebes 5 umlaufen. Vorteilhafterweise sind mehrer als drei Planetenräder 12 vorgesehen, die um das Ritzel 11 gruppiert sind und dieses abstützen und stabilisieren. Die Planetenräder 12 bilden einen Teil der ersten Getriebestufe des Planetengetriebes 5. Über die zweite Getriebestufe, die von den Planetenrädern angetrieben wird, wird die Antriebsbewegung des Ankers 8 auf die Werkzeugwelle übertragen. Alternativ können auch noch weitere Getriebestufen zwischen der ersten Stufe und der Welle angeordnet sein.
Das Hohlrad 13 des Planetengetriebes 5 übergreift auf der dem Elektromotor 4 zugewandten Seite den Stator 6 und damit auch das im Stator 6 aufgenommene Polrohr 7. Dadurch wird eine Abstützung bzw. feste Lagerung des Stators und des Polrohres im Gehäuse erreicht.
Es kann zweckmäßig sein, den Elektromotor 4 in einem eigenständigen Motorgehäuse zu lagern, das in das Gehäuse 2 der Akkuwerkzeugmaschine eingesetzt wird.
Das Handwerkzeug 1 wird über einen Ein-/Aus-Schalter 14 betätigt. Über einen Drehrichtungsumschalter 15 kann die Drehrichtung der Werkzeugwelle 3 bzw. des darin aufgenommenen Werkzeuges umgeschaltet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102004051913 A1 [0002]

Claims

Handwerkzeugmaschine, insbesondere Akkuwerkzeugmaschine (1), mit einem elektrischen Antriebsmotor (4), dessen rotierend gelagerter Anker (8) über ein Getriebe (5) mit einer Werkzeugwelle (3) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (8) in genau zwei Lagerstellen aufgenommen ist, wobei eine erste Lagerstelle einenends als Drehlager (10) in einem Gehäuse (2) und die zweite Lagerstelle anderenends als Loslager ausgeführt ist, das durch Abstützung eines fest mit dem Anker (8) verbundenen Ankerzahnrades (11) mit mindestens einem Getriebezahnrad (12) gebildet ist, welches Teil des Getriebes (5) ist.
Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ankerzahnrad als Ritzel (11) ausgeführt ist und ein Sonnenrad bildet, das von mindestens einem als Planetenrad (12) ausgeführten Getriebezahnrad stabilisiert ist.
Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ritzel (11) am Anker (8) von drei Planetenrädern (12) stabilisiert ist.
Handwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (8) mit einem Kommutator (9) verbunden ist, der zwischen dem Anker (8) und dem Drehlager (10) angeordnet ist.
Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehlager (10) in einem gehäusefesten Bürstenhalter aufgenommen ist.
Handwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehlager (10) als Wälz- oder Gleitlager ausgebildet ist.
Handwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (6) oder ein Bauteil des Stators (6) mit einem Getriebebauteil (13) verbunden ist.
Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebebauteil ein Hohlrad (13) ist, in dem das Ankerzahnrad (11) aufgenommen ist und das den Stator (6) oder ein Bauteil (7) des Stators (6) stirnseitig übergreift.
Handwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (8) durch ein statorseitiges Polrohr (7) geführt ist.
Handwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (4) als Gleichstrommotor ausgeführt ist.