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Die Erfindung bezieht sich auf eine Handwerkzeugmaschine wie beispielsweise eine Schlagbohrmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Stand der Technik
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Bekannt sind handgeführte Elektrowerkzeuge wie beispielsweise Akku-Schlagbohrmaschinen, die als Antriebseinrichtung einen Elektromotor aufweisen, welcher ein zuschaltbares Rastenwerk zum Erzeugen der Schlagfunktion antreibt. Das Rastenwerk umfasst ein gehäuseseitiges Rastenwerkaufnahmeteil, das stirnseitig ein umlaufendes, sinusförmiges Wellenprofil besitzt, welches zur Erzeugung der Schlagfunktion mit einer umlaufenden Rastscheibe zusammenwirkt, die fest mit der Antriebsspindel der Handwerkzeugmaschine verbunden ist. Die Antriebsspindel ist Träger einer Werkzeugaufnahme und wird von der Motorwelle des elektrischen Antriebsmotors angetrieben.
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Im Betrieb des Rastenwerks entsteht durch den Reibkontakt zwischen dem Rastenwerkaufnahmeteil und der Rastscheibe Wärme, welche über umgebende Gehäuseteile abgeleitet werden muss. Bei einer Ausführung des Gehäuses aus Kunststoff muss eine zu starke Erwärmung vermieden werden.
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Offenbarung der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen konstruktiven Maßnahmen eine Handwerkzeugmaschine, die mit einem Rastenwerk versehen ist, betriebssicher auszubilden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.
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Die erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschine, bei der es sich vorzugsweise um eine Schlagbohrmaschine handelt, weist einen Antriebsmotor auf, insbesondere einen elektrischen Antriebsmotor, über den eine Werkzeugaufnahme angetrieben wird, in die ein Werkzeug einsetzbar ist. Die Handwerkzeugmaschine ist mit einem Rastenwerk ausgestattet, das ein gehäuseseitiges Rastenwerkaufnahmeteil und eine Rastscheibe umfasst, welche mit einer Antriebsspindel bzw. der Werkzeugaufnahme verbunden ist, wobei die Werkzeugaufnahme auf der Antriebsspindel aufsitzt. Die Antriebsspindel wird von der Motorwelle des Antriebsmotors angetrieben, wobei üblicherweise zwischen Motorwelle und Antriebsspindel ein Getriebe zur Bewegungsübertragung angeordnet ist, beispielsweise ein Planetengetriebe.
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Um eine ausreichende und sichere Ableitung der Reibungswärme zu gewährleisten, welche im Betrieb des Rastenwerks entsteht, also während eines Reibkontaktes zwischen dem Rastenwerkaufnahmeteil und der Rastscheibe, steht das in Drehrichtung gehäusefeste Rastenwerkaufnahmeteil in Kontakt mit einem Wärmeableitungsteil, das im Gehäuse bzw. in einem Getriebegehäuse angeordnet ist. Das Wärmeableitungsteil ist als eigenständiges Bauteil ausgebildet, das gehäusefest angeordnet ist, jedoch nicht Teil des Gehäuses ist. Somit kann das Wärmeableitungsteil auf seine Wärme ableitende Funktion hin optimiert werden. Das Wärmeableitungsteil ist insbesondere großflächig ausgebildet und besteht aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit. Über den Kontakt des Wärmeableitungsteils mit dem Rastenwerkaufnahmeteil wird zunächst durch Wärmeleitung Wärme auf das Wärmeableitungsteil übertragen, in welchem sich die Wärme nach dem gleichen Prinzip ausbreitet. Die Abgabe der Wärme vom Wärmeableitungsteil an die Umgebung erfolgt überwiegend durch Wärmestrahlung bzw. durch Konvektion.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführung stützt das Wärmeableitungsteil das Rastenwerkaufnahmeteil im Gehäuse axial ab, wobei es zweckmäßig sein kann, dass das Wärmeableitungsteil zugleich eine axiale Kraft auf das Rastenwerkaufnahmeteil ausübt. Auf diese Weise ist ein enger Kontakt zwischen dem Wärmeableitungsteil und dem Rastenwerkaufnahmeteil gewährleistet, wodurch eine gute Wärmeübertragung sichergestellt ist. Außerdem wird das Rastenwerkaufnahmeteil durch die Beaufschlagung über das Wärmeableitungsteil axial im Gehäuse fixiert.
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Das Wärmeableitungsteil erstreckt sich vorteilhafterweise bis zur Werkzeugaufnahme, insbesondere bis zu einem Spalt zwischen der Stirnseite des Gehäuses und der Werkzeugaufnahme, so dass bei einem rotierenden Bohrfutter der hierbei erzeugte Luftstrom zur Kühlung des Wärmeableitungsteils beiträgt.
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Das Werkzeugaufnahmeteil ist über Befestigungselemente, beispielsweise Schrauben im Gehäuse der Handwerkzeugmaschine befestigt. Die Befestigungselemente können zugleich verschiedene Teile des Gehäuses bzw. sonstige Bauteile der Handwerkzeugmaschine zueinander lagefixieren. Des Weiteren ist es möglich, dass das Wärmeableitungsteil einen axialen Anschlag für einen Kupplungseinstellring der Handwerkzeugmaschine bildet. Gegebenenfalls bildet das Wärmeableitungsteil darüber hinaus am Innendurchmesser und/oder am Außendurchmesser einen Dichtspalt mit dem jeweils angrenzenden Bauteil.
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Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführung befindet sich das Rastenwerkaufnahmeteil benachbart zu der der Werkzeugaufnahme zugewandten Stirnseite des Gehäuses, wobei Spindellager, welche zur Lagerung der Antriebsspindel dienen, axial auf der dem Rastenwerkaufnahmeteil abgewandten Seite im Gehäuse positioniert sind. Auf diese Weise kann das Rastenwerkaufnahmeteil nahe der Stirnseite angeordnet werden, dementsprechend befindet sich auch das Wärmeableitungsteil benachbart zur Stirnseite, was die Wärmeableitung an die Umgebung begünstigt.
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Gemäß weiterer vorteilhafter Ausführung ist vorgesehen, dass das Wärmeableitungsteil topfförmig ausgebildet ist. In den Topfboden ist eine zentrale Ausnehmung eingebracht, die das Rastenwerkaufnahmeteil umgreift. Die begrenzende Wandung der Ausnehmung im Topfboden beaufschlagt zweckmäßigerweise das Rastenwerkaufnahmeteil, insbesondere Halteflansche, welche am Rastenwerkaufnahmeteil ausgebildet sind. Die topfförmige Ausführung weist den weiteren Vorteil auf, dass über die Topfwandung bzw. den Topfboden eine Federwirkung zur axialen Fixierung des Rastenwerkaufnahmeteils erreicht wird. Über die zylindrische Topfwandung erfolgt die Wärmeabfuhr in Richtung der Stirnseite des Gehäuses, bis zu der sich der obere Topfrand der Topfwandung erstreckt.
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Das Wärmeableitungsteil besteht aus einem Material mit guter Wärmeleitfähigkeit, insbesondere aus Metall.
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Mit der erfindungsgemäßen Ausführung werden verschiedene Vorteile erzielt. Es kann eine verhältnismäßig geringe Baulänge des Antriebsstrangs der Handwerkzeugmaschine erreicht werden. Über das Wärmeableitungsteil erfolgt eine wirksame Wärmeableitung der im Rastbetrieb erzeugten Wärme nach außen, so dass die Getriebeteile der Handwerkzeugmaschine nur einer geringen Wärmebelastung ausgesetzt sind. Die Abgabe der Wärme an die Umgebung erfolgt in konvektiver und/oder radiativer Weise. Durch die wirksame Wärmeableitung sind die an das Rastenwerk angrenzenden Kunststoffteile einer geringeren thermischen Belastung ausgesetzt und weisen daher eine höhere Lebensdauer auf. Schließlich ist eine spielfreie Befestigung des Rastenwerks im Getriebegehäuse mithilfe des Wärmeableitungsteils möglich.
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Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer Handwerkzeugmaschine,
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2 die Handwerkzeugmaschine im Schnitt.
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In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Die in den Figuren dargestellte Handwerkzeugmaschine 1 ist als Akku-Schlagbohrmaschine ausgeführt und weist in einem Gehäuse 2 einen schematisch dargestellten elektrischen Antriebsmotor 3 auf, der über ein in einem Getriebegehäuse 4a angeordnetes Getriebe 4, welches vorzugsweise als Planetengetriebe ausgeführt ist, eine Antriebsspindel 5 antreibt, die Träger eines Bohrfutters 6 mit einer Werkzeugaufnahme 7 ist.
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Wie 2 zu entnehmen, ist die Antriebsspindel 5 über zwei Spindellager 8 und 9 drehbar im Gehäuse gelagert. Das erste Spindellager 8, welches zur Stirnseite 2a die größere axiale Entfernung aufweist, ist gehäusefest angeordnet, das zweite Spindellager 9 ist als Loslager ausgeführt und in Achsrichtung verschieblich gehalten. Das der Stirnseite 2a näher liegende, zweite Spindellager 9 ist axial über ein Federelement 10 am ersten Spindellager 8 abgestützt.
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Zur Realisierung einer Schlagfunktion ist die Handwerkzeugmaschine 1 mit einem Rastenwerk 11 versehen, das ein Rastenwerkaufnahmeteil 12 und eine Rastscheibe 13 umfasst. Das Rastenwerkaufnahmeteil 12 ist fest mit dem Getriebegehäuse verbunden. Die Antriebsspindel 5 ist in Achsrichtung gegenüber dem Getriebegehäuse 4a verschieblich gelagert. Die ringförmige Rastscheibe 13 ist fest mit der Antriebsspindel 5 verbunden, sie befindet sich innerhalb des Getriebegehäuse 4a und kann im Getriebegehäuse 4a umlaufen. An der der Rastscheibe zugewandten Stirnseite weist das Rastenwerkaufnahmeteil 12 ein in Umfangsrichtung umlaufendes, sinusförmiges oder sägezahnartiges Wellenprofil 14 auf, das bei einer axialen Annäherung zwischen Rastenwerkaufnahmeteil 12 und Rastscheibe 13 in Kontakt mit einem Rastnocken an der Rastscheibe 13 gelangt, so dass die umlaufende Rastscheibe 13 die Kontur des Wellenprofils 14 am Rastenwerkaufnahmeteil 12 abtastet und hierdurch eine axiale Relativbewegung entsteht, welche dem Wellenprofil entspricht. Der Kontakt zwischen dem Rastenwerkaufnahmeteil 12 und der Rastscheibe 13 erfolgt, wenn das Werkzeug in der Werkzeugaufnahme 7 gegen ein zu bearbeitendes Werkstück gedrückt wird, wodurch gegen die Kraft des Federelementes 10 die Annäherung zwischen den Bauteilen 12 und 13 des Rastenwerks 11 erfolgt.
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In das Getriebegehäuse 4a ist ein topfförmiges Wärmeableitungsteil 15 integriert, das gehäusefest angeordnet ist und in Kontakt mit dem Rastenwerkaufnahmeteil 12 steht. Über das Wärmeableitungsteil 15 wird Reibungswärme, welche durch die Relativdrehbewegung zwischen der Rastscheibe 13 und dem Rastenwerkaufnahmeteil 12 entsteht, nach außen abgeleitet.
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Das Wärmeableitungsteil 15 weist einen Topfboden 16 auf, in den eine Ausnehmung eingebracht ist, welche das Rastenwerkaufnahmeteil 12 umgreift. Die die zentrale Ausnehmung im Topfboden 16 begrenzende Wandung liegt an der Mantelfläche des Rastenwerkaufnahmeteils 12 an. Außerdem stützt der die Ausnehmung begrenzende Teil der Wandung im Topfboden das Rastenwerkaufnahmeteil 12 ab, indem die Wandung an einem Halteflansch bzw. an mehreren, über den Umfang verteilten Halteflanschen 19 anliegt, welche einteilig mit dem Rastenwerkaufnahmeteil 12 ausgebildet sind. Hierbei übt das Wärmeableitungsteil 15 eine axiale Kraft auf das Rastenwerkaufnahmeteil 12 aus und fixiert dieses auf diese Weise im Gehäuse. Die Halteflansche 19 übergreifen in Achsrichtung das zweite Spindellager 9, wobei der die Halteflansche 19 tragende Ringkörper des Rastenwerkaufnahmeteils 12 sich zwischen dem zweiten Spindellager 9 und der Stirnseite 2a befindet.
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Die Topfwandung 10 des Wärmeableitungsteils 15 erstreckt sich in Achsrichtung zur vorne liegenden Stirnseite 2a, welche dem Bohrfutter 6 zugewandt ist, jedoch mit axialem Abstand zum Bohrfutter 6 liegt. Ein radial nach außen umkragender Rand 18 an der Topfwandung 17 befindet sich in unmittelbarer Nachbarschaft zur Stirnseite 2a. Beim Umlaufen des Bohrfutters 6 wird ein Luftstrom im Ringspalt zwischen dem Bohrfutter und der Stirnseite 2a erzeugt, der die Wärmeabfuhr in die Umgebung unterstützt.
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Das Wärmeableitungsteil 15 ist über als Schrauben 20 ausgeführte Befestigungselemente im Gehäuse 2 gehalten. Die Schrauben 20 sind parallel zur zentralen Ausnehmung durch den Topfboden 16 geführt und verankern das Wärmeableitungsteil 15 an Abschnitten des Getriebegehäuses. Die Schrauben 20 können hierbei auch verschiedene Teile des Getriebes bzw. des Getriebegehäuses miteinander verbinden.
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Das topfförmige Wärmeableitungsteil 15 besteht aus einem Metall oder einem sonstigen Material mit hoher Wärmeleitfähigkteit.
