DE102009027223A1

DE102009027223A1 - Handgeführtes Elektrowerkzeug

Info

Publication number: DE102009027223A1
Application number: DE102009027223A
Authority: DE
Inventors: Heiko Roehm; Tobias Herr
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-06-26
Filing date: 2009-06-26
Publication date: 2010-12-30
Anticipated expiration: 2029-06-27
Also published as: US20100326687A1; CN101934516B; CN101934516A; US10071467B2; DE102009027223B4; DE202009017422U1; GB201010115D0; GB2471373B; GB2471373A

Abstract

Bei einem handgeführten Elektrowerkzeug (100) mit einem Gehäuse (110) und einer Werkzeugaufnahme (140), die an einer Antriebswelle (120) angeordnet ist, die in dem Gehäuse (110) in mindestens einem ersten Lager (134) drehbar gelagert ist, das zumindest abschnittsweise im Bereich einer der Werkzeugaufnahme (140) zugewandten Stirnseite (112) des Gehäuses (110) angeordnet ist, ist zwischen dem ersten Lager (134) und der Werkzeugaufnahme (140) ein Rastenwerk (160) zur Schlagerzeugung für die Antriebswelle (120) ausgebildet.

Description

Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft ein handgeführtes Elektrowerkzeug mit einem Gehäuse und einer Werkzeugaufnahme, die an einer Antriebswelle angeordnet ist, die in dem Gehäuse in mindestens einem ersten Lager drehbar gelagert ist, das zumindest abschnittsweise im Bereich einer der Werkzeugaufnahme zugewandten Stirnseite des Gehäuses angeordnet ist.
Aus dem Stand der Technik sind derartige handgeführte Elektrowerkzeuge bekannt. Diese können ein im Betrieb des Elektrowerkzeugs zuschaltbares Rastenwerk zur Schlagerzeugung für die Antriebswelle aufweisen. Das Rastenwerk umfasst in der Regel eine gehäusefeste Rastenscheibe und eine antriebswellenfeste Rastenscheibe, die zwischen dem ersten Lager der Antriebswelle und einem zweiten Lager, das im Bereich eines die Welle antreibenden Getriebes angeordnet ist, oder zwischen diesem zweiten Lager und dem Getriebe angeordnet sind. Zur Schlagerzeugung im Betrieb des Elektrowerkzeugs werden die Rastenscheiben in einen Wirkeingriff miteinander gebracht.
Nachteilig am Stand der Technik ist, dass dieses Elektrowerkzeug einen nicht unerheblichen Bauraum benötigt und insbesondere eine nicht unerhebliche Baulänge aufweist.
Offenbarung der Erfindung
Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein neues handgeführtes Elektrowerkzeug mit einem Rastenwerk bereit zu stellen, bei dem eine Reduzierung eines zugeordneten Bauraums ermöglicht wird.
Dieses Problem wird gelöst durch ein handgeführtes Elektrowerkzeug mit einem Gehäuse und einer Werkzeugaufnahme, die an einer Antriebswelle angeordnet ist, die in dem Gehäuse in mindestens einem ersten Lager drehbar gelagert ist, das zumindest abschnittsweise im Bereich einer der Werkzeugaufnahme zugewandten Stirnseite des Gehäuses angeordnet ist. Zwischen dem ersten Lager und der Werkzeugaufnahme ist ein Rastenwerk zur Schlagerzeugung für die Antriebswelle ausgebildet.
Die Erfindung ermöglicht somit die Bereitstellung eines handgeführten Elektrowerkzeugs, bei dem durch eine Anordnung des Rastenwerks zwischen einem werkzeugaufnahmeseitigen Lager der Antriebswelle und der Werkzeugaufnahme eine Reduzierung eines für das Elektrowerkzeug erforderlichen Bauraums sowie eines zugeordneten Werkzeuggewichts ermöglicht wird.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Werkzeugaufnahme ein mit Spannkörpern und einer Spannhülse versehenes Bohrfutter auf, das an einer an der Antriebswelle vorgesehenen Befestigungsvorrichtung befestigt ist.
Somit kann eine sichere und zuverlässige Werkzeugaufnahme bereitgestellt werden.
Das Rastenwerk weist mindestens eine an der Antriebswelle befestigte, erste Rastenscheibe auf. Die erste Rastenscheibe ist bevorzugt zumindest abschnittsweise radial innerhalb der Spannkörper und/oder der Spannhülse angeordnet.
Die Erfindung ermöglicht somit eine Reduzierung der Baulänge des Elektrowerkzeugs.
Gemäß einer Ausführungsform ist die erste Rastenscheibe an die Antriebswelle angeformt.
Somit kann eine stabile und kostengünstige Antriebswellen-Rastenscheiben-Anordnung bereitgestellt werden.
Das Rastenwerk weist mindestens eine am Gehäuse befestigte, zweite Rastenscheibe auf, die bei einem Schlagbetrieb des Elektrowerkzeugs zur Schlagerzeugung für die Antriebswelle im Wirkeingriff mit der ersten Rastenscheibe ist. Die zweite Rastenscheibe ist bevorzugt mit einem ringartigen Element verbunden, in dem das erste Lager gelagert ist.
Die Erfindung ermöglicht somit die Bereitstellung eines einfach und kompakt aufgebauten Elektrowerkzeugs.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Antriebswelle über ein Getriebe antreibbar. Die Antriebswelle ist in mindestens einem zweiten Lager drehbar gelagert, das zumindest abschnittsweise im Bereich einer der Stirnseite des Gehäuses zugewandten Stirnseite des Getriebes angeordnet ist.
Somit kann eine stabile und sichere Lagerung der Antriebswelle ermöglicht werden.
Die zweite Rastenscheibe weist bevorzugt ein Stützelement zur axialen Abstützung des ersten Lagers auf.
Somit kann eine axiale Verschiebung des ersten Lagers im Betrieb des Elektrowerkzeugs auf einfache Art und Weise eingeschränkt werden.
Gemäß einer Ausführungsform ist ein Dichtelement zur Abdichtung des Rastenwerks vorgesehen.
Die Erfindung ermöglicht somit, die Rastenscheiben des Rastenwerks auf einfache Art und Weise vor Staub, Schmutz und Fettverlust zu schützen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung ist anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Ansicht eines handgeführten Elektrowerkzeugs gemäß einer ersten Ausführungsform, und
2 eine vergrößerte Schnittansicht eines Ausschnitts des Elektrowerkzeugs von 1.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
1 zeigt ein handgeführtes Elektrowerkzeug 100, das ein Gehäuse 110 mit einem Handgriff 115 aufweist. Gemäß einer Ausführungsform ist das Elektrowerkzeug 100 zur netzunabhängigen Stromversorgung mechanisch und elektrisch mit einem Akkupack 190 verbindbar. In 1 ist das Elektrowerkzeug 100 beispielhaft als Akku-Bohrschrauber ausgebildet. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf Akku-Bohrschrauber beschränkt ist, sondern vielmehr bei unterschiedlichen, insbesondere Akku-betriebenen Elektrowerkzeugen Anwendung finden kann, z. B. bei einem Akku-Schrauber, einer Akku-Schlagbohrmaschine etc.
In dem Gehäuse 110 sind ein von dem Akkupack 190 mit Strom versorgter, elektrischer Antriebsmotor 180 und ein Getriebe 170 angeordnet. Der Antriebsmotor 180 ist illustrativ über einen Handschalter 195 betätigbar, d. h. ein- und ausschaltbar, und kann ein beliebiger Motortyp sein, z. B. ein elektronisch kommutierter Motor oder ein Gleichstrommotor. Vorzugsweise ist der Antriebsmotor 180 derart elektronisch steuer- bzw. regelbar, dass sowohl ein Reversierbetrieb, als auch Vorgaben hinsichtlich einer gewünschten Drehgeschwindigkeit realisierbar sind. Die Funktionsweise und der Aufbau eines geeigneten Antriebsmotors sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt, sodass hier zwecks Knappheit der Beschreibung auf eine eingehende Beschreibung verzichtet wird.
Der Antriebsmotor 180 ist über das Getriebe 170 mit einer Antriebswelle 120 verbunden. Diese ist über eine Lageranordnung 130 drehbar im Gehäuse 110 gelagert und mit einer Werkzeugaufnahme 140 versehen, die im Bereich einer Stirnseite 112 des Gehäuses 110 angeordnet ist. Die Lageranordnung 130 kann hierbei am Gehäuse 110 befestigt sein, z. B. über zugeordnete Befestigungselemente, oder in einem zugeordneten Zwischenelement angeordnet sein, z. B. einem separaten Getriebegehäuse, in dem das Getriebe 170 angeordnet ist, oder einem separaten Motorgehäuse, in dem der Motor 180 und das Getriebe 170 angeordnet sind, wobei das Getriebegehäuse bzw. das Motorgehäuse in dem Ge häuse 110 angeordnet sind. Die Werkzeugaufnahme 140 dient zur Aufnahme eines Werkzeugs 150 und kann integraler Bestandteil der Antriebswelle 120 sein oder aufsatzförmig mit dieser verbunden sein. In 1 ist die Werkzeugaufnahme 140 beispielhaft aufsatzartig ausgebildet und über eine an der Antriebswelle 120 vorgesehene Befestigungsvorrichtung 122 an der dieser befestigt.
Die Lageranordnung 130 weist gemäß einer Ausführungsform ein erstes Lager 134 und ein von diesem beabstandetes zweites Lager 132 auf. Das erste Lager 134 ist beispielhaft zumindest abschnittsweise im Bereich der Stirnseite 112 des Gehäuses 110 angeordnet und wird deshalb nachfolgend auch als „werkzeugaufnahmeseitiges Lager” bezeichnet. Das zweite Lager 132 ist beispielhaft zumindest abschnittsweise im Bereich einer der Stirnseite 112 des Gehäuses 110 zugewandten Stirnseite 172 des Getriebes 170 angeordnet und wird deshalb nachfolgend auch als „getriebeseitiges Lager” bezeichnet.
Gemäß einer Ausführungsform ist zwischen dem werkzeugaufnahmeseitigen Lager 134 und der Werkzeugaufnahme 140 ein Rastenwerk 160 ausgebildet. Dieses ermöglicht im Betrieb des Elektrowerkzeugs 100 die Realisierung eines Schlagbetriebs, bei dem eine schlagende Bewegung der Antriebswelle 120 erzeugt wird. Das Rastenwerk 160 wird nachfolgend in Bezug auf eine in 2 vergrößert dargestellte Schnittansicht eines Ausschnitts 200 im Detail beschrieben.
2 zeigt den Ausschnitt 200 des handgeführten Elektrowerkzeugs 100 von 1 im Normalbetrieb, d. h. im Bohr- oder Schraubbetrieb ohne Schlagerzeugung, bzw. im Leerlauf des Elektrowerkzeugs 100. Der Ausschnitt 200 verdeutlicht eine beispielhafte Ausgestaltung des Werkzeugs 150 und der Werkzeugaufnahme 140, des Getriebes 170, der Lageranordnung 130 und der Antriebswelle 120, sowie des Rastenwerks 160 zur Schlagerzeugung für die Antriebswelle 120 im Schlagbetrieb des Elektrowerkzeugs 100.
Die Werkzeugaufnahme 140 weist beispielhaft ein Bohrfutter 240 auf, das an der Befestigungsvorrichtung 122 der Antriebswelle 120 befestigt ist. Die Befestigungsvorrichtung 122 ist beispielhaft als Außengewinde ausgebildet, das mit einem am Bohrfutter 240 vorgesehenen Innengewinde 222 im Gewindeeingriff steht. Darüber hinaus hat das Bohrfutter 240 eine vorgegebene Anzahl von Spannkörpern 242, 244, z. B. drei oder vier, zum Einspannen des Werkzeugs 150, sowie eine Spannhülse 246, die das Bohrfutter 240 im Wesentlichen ummantelt. Das Werkzeug 150 wird durch eine Drehung der Antriebswelle 120 im Betrieb des Elektrowerkzeugs 100 gedreht.
Das Getriebe 170 ist gemäß einer Ausführungsform ein mit verschiedenen Gang- bzw. Planetenstufen ausgebildetes Planetengetriebe, das im Betrieb des Elektrowerkzeugs 100 vom Antriebsmotor 180 drehend angetrieben wird. Das Planetengetriebe 170 hat beispielhaft ein Hohlrad 206, mindestens ein Planetenrad 205 sowie einen Mitnehmer 204, und überträgt das Drehmoment des Antriebsmotors 180 über die Planetenstufen mittels einer Drehmitnahmekontur des Mitnehmers 204 auf die Antriebswelle 120.
Wie aus 2 ersichtlich, sind die zur Lagerung der Antriebswelle 120 vorgesehenen Lager 132, 134 der Lageranordnung 130 bevorzugt als Kugellager ausgebildet. Die Antriebswelle 120 ist beispielhaft als Antriebsspindel mit einem Abstützflansch 255 ausgebildet, sodass die Lager 132, 134 im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Spindellager dienen. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass auch andere Lagertypen im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendbar sind. Z. B. können die Lager 132, 134 alternativ als Gleitlager, Nadelhülse, Rollenlager oder andere Wälzlagertypen realisiert werden.
Das getriebeseitige Lager 132 ist axial und radial unbeweglich im Gehäuse 110 angeordnet. Das werkzeugaufnahmeseitige Lager 134 ist axial unbeweglich auf der Antriebsspindel 120 angeordnet, z. B. im Presssitz. Alternativ hierzu kann das Lager 134 an die Antriebsspindel 120 angeformt und somit einstückig mit dieser ausgebildet sein. Gemäß einer Ausführungsform wird das Lager 134 von einem zwischen diesem und dem getriebeseitigen Lager 132 angeordneten Federelement 250, z. B. einer Druckfeder, in Richtung des Bohrfutters 240 beaufschlagt. Das Federelement 250 liegt mit seinen axialen Endbereichen bevorzugt gegen Innenringe 292, 294 der Lager 132 bzw. 134 an.
Das Rastenwerk 160 ist illustrativ zwischen dem werkzeugaufnahmeseitigen Lager 134 und dem Bohrfutter 240 angeordnet und weist beispielhaft mindestens eine an der Antriebsspindel 120 befestigte, erste Rastenscheibe 164 und mindestens eine am Gehäuse 110 befestigte, zweite Rastenscheibe 162 auf. Die Rastenscheiben 162, 164 sind beim Schlagbetrieb des Elektrowerkzeugs 100 zur Schlagerzeugung für die Antriebswelle 120 im Wirkeingriff miteinander über eine an der Rastenscheibe 162 vorgesehene, stirnseitige Verzahnung 263 und eine an der Rastenscheibe 164 vorgesehene, stirnseitige Verzahnung 265. Im Normalbetrieb bzw. Leerlauf sind die Verzahnungen 263, 265 voneinander beabstandet bzw. getrennt.
Die erste Rastenscheibe 164 ist axial und radial unbeweglich auf der Antriebsspindel 120 befestigt, z. B. im Presssitz, und illustrativ am Abstützflansch 255 abgestützt. Alternativ hierzu kann die Rastenscheibe 164 an die Antriebsspindel 120 angeformt und somit einstückig mit dieser ausgebildet sein. Gemäß einer Ausführungsform ist die erste Rastenscheibe 164 dem Bohrfutter 240 zugewandt und wird deshalb nachfolgend auch als „bohrfutterseitige Rastenscheibe” bezeichnet. Diese ist bevorzugt zumindest abschnittsweise radial innerhalb der Spannkörper 242, 244 und/oder der Spannhülse 246 angeordnet.
Die zweite Rastenscheibe 162 ist mit einem ringartigen Element 266 verbunden, das axial und radial unbeweglich am Gehäuse 110 bzw. im Bereich von dessen Stirnseite 112 befestigt ist, wobei die Rastenscheibe 162 am ringartigen Element 266 befestigt bzw. angeformt oder einstückig mit diesem ausgebildet sein kann. Deshalb wird die zweite Rastenscheibe 162 nachfolgend auch als „getriebeseitige Rastenscheibe” bezeichnet. Diese ist ebenso wie die bohrfutterseitige Rastenscheibe 164 bevorzugt außerhalb des Gehäuses 110 angeordnet. Die Stirnseite 112 des Gehäuses 110 wird beispielhaft von einem blechartigen Fixierglied 212 gebildet, das zur Fixierung des ringartigen Elements 266 im bzw. am Gehäuse 110 dient.
Gemäß einer Ausführungsform ist in dem ringartigen Element 266 bzw. in der getriebeseitigen Rastenscheibe 162 das werkzeugaufnahmeseitige Lager 134 axial verschiebbar, aber radial unbeweglich gelagert. Um eine axiale Verschiebung des Lagers 134 in Richtung des Bohrfutters 240 zu begrenzen, weist die getriebeseitige Rastenscheibe 162 ein Stützelement 262 zur axialen Abstützung des Lagers 134 auf. In Richtung des Getriebes 170 kann eine axiale Verschiebung des Lagers 134 durch ein Blockierglied 270 blockiert werden. Dieses ist bevorzugt mit einer zwecks Übersichtlichkeit und Einfachheit der Darstellung nicht ge zeigten Einstelleinrichtung verbunden, mit der insbesondere der Normalbetrieb oder der Schlagbetrieb des Elektrowerkzeugs 100 selektiv einstellbar ist.
Zur Abdichtung des Rastenwerks 160 ist ein Dichtelement 260 vorgesehen, um dieses gegen Fettverlust, Schmutz und Staub zu schützen und somit eine Beeinträchtigung seiner Funktionalität zu verhindern. Das Dichtelement 260 kann beispielsweise als Faltenbalg ausgebildet sein, sodass dessen Lufthaushalt bei einer axialen Verschiebung der bohrfutterseitigen Rastenscheibe 164 nicht beeinflusst wird. Ebenso kann ein zwischen den Rastenscheiben 162, 164 vorgesehener O-Ring, ein Radialwellendichtring, oder eine Spaltdichtung, d. h. eine durch einen Luftspalt mit axialer Ausdehnung ausgebildete Dichtung, Anwendung finden, sodass eine Entlüftung zwischen Antriebsspindel 120 und getriebeseitiger Rastenscheibe 162 bzw. zwischen werkzeugaufnahmeseitigem Lager 134 und getriebeseitiger Rastenscheibe 162 ermöglicht wird.
Im Normalbetrieb bzw. im Leerlauf des Elektrowerkzeugs 100 wird das werkzeugaufnahmeseitige Lager 134 in axialer Richtung gegen das Stützelement 262 gedrückt und mit dem Blockierglied 270 blockiert. Somit kann die Antriebsspindel 120 nicht in Richtung des Planetengetriebes 170 verschoben werden, sodass die Rastenscheiben 162, 164 um eine vorgegebene Distanz 214 voneinander beabstandet sind und deren stirnseitige Verzahnungen 263, 265 somit nicht in Wirkeingriff gebracht werden können.
Im Schlagbetrieb des Elektrowerkzeugs 100 wird durch Freigabe des Blockierglieds 270 eine axiale Verschiebung der Antriebsspindel 120 ermöglicht. Hierbei kann nun durch einen von einem Anwender auf das Elektrowerkzeug 100 bzw. dessen Gehäuse 110 ausgeübten Anpressdruck eine axiale Verschiebung des Gehäuses 110 relativ zur Werkzeugaufnahme 140 gegen die Kraft des Federelements 250 derart erreicht werden, dass die stirnseitigen Verzahnungen 263, 265 der Rastenscheiben 162 bzw. 164 ineinander greifen und durch diesen Wirkeingriff eine Schlagerzeugung für die Antriebsspindel 120 ermöglicht wird. Eine derartige Schlagerzeugung ist aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt, sodass hier zwecks Knappheit der Beschreibung auf eine eingehende Beschreibung verzichtet wird.
Da das Federelement 250 das werkzeugaufnahmeseitige Lager 134 wie oben beschrieben in Richtung des Bohrfutters 240 beaufschlagt, ermöglicht dies, das Elektrowerkzeug 100 in den Normalbetrieb bzw. Leerlauf umzuschalten. Hierzu wird das werkzeugaufnahmeseitige Lager 134 wie oben beschrieben mittels des Blockiergliedes 270 in einer dem Normalbetrieb bzw. Leerlauf zugeordneten, axialen Position blockiert.

Claims

Handgeführtes Elektrowerkzeug (100) mit einem Gehäuse (110) und einer Werkzeugaufnahme (140), die an einer Antriebswelle (120) angeordnet ist, die in dem Gehäuse (110) in mindestens einem ersten Lager (134) drehbar gelagert ist, das zumindest abschnittsweise im Bereich einer der Werkzeugaufnahme (140) zugewandten Stirnseite (112) des Gehäuses (110) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Lager (134) und der Werkzeugaufnahme (140) ein Rastenwerk (160) zur Schlagerzeugung für die Antriebswelle (120) ausgebildet ist.
Elektrowerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugaufnahme (140) ein mit Spannkörpern (242, 244) und einer Spannhülse (246) versehenes Bohrfutter (240) aufweist, das an einer an der Antriebswelle (120) vorgesehenen Befestigungsvorrichtung (122) befestigt ist.
Elektrowerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastenwerk (160) mindestens eine an der Antriebswelle (120) befestigte, erste Rastenscheibe (164) aufweist.
Elektrowerkzeug nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Rastenscheibe (164) zumindest abschnittsweise radial innerhalb der Spannkörper (242, 244) und/oder der Spannhülse (246) angeordnet ist.
Elektrowerkzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Rastenscheibe (164) an die Antriebswelle (120) angeformt ist.
Elektrowerkzeug nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastenwerk (160) mindestens eine am Gehäuse (110) befestigte, zweite Rastenscheibe (162) aufweist, die bei einem Schlagbetrieb des Elektrowerkzeugs (100) zur Schlagerzeugung für die Antriebswelle (120) im Wirkeingriff mit der ersten Rastenscheibe (164) ist.
Elektrowerkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Rastenscheibe (162) mit einem ringartigen Element (266) verbunden ist, in dem das erste Lager (134) gelagert ist.
Elektrowerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (120) über ein Getriebe (170) antreibbar ist, wobei die Antriebswelle (120) in mindestens einem zweiten Lager (132) drehbar gelagert ist, das zumindest abschnittsweise im Bereich einer der Stirnseite (112) des Gehäuses (110) zugewandten Stirnseite (172) des Getriebes (170) angeordnet ist.
Elektrowerkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Rastenscheibe (162) ein Stützelement (262) zur axialen Abstützung des ersten Lagers (134) aufweist.
Elektrowerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dichtelement (260) zur Abdichtung des Rastenwerks (160) vorgesehen ist.