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Die Erfindung bezieht sich auf eine Werkzeugmaschine, insbesondere eine Handwerkzeugmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Stand der Technik
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In der
DE 21 05 336 A wird eine Schlagbohrmaschine mit einem aus zwei Kunststoffschalen bestehenden Gehäuse beschrieben, in dem ein elektrischer Antriebsmotor aufgenommen ist, dessen Motorwelle über eine Ritzel-Zahnrad-Verbindung eine parallel verlaufende Werkzeugspindel antreibt. Zur Lagerung sowohl der Motorwelle als auch der Werkzeugspindel ist eine Lagerbrücke mit zwei Ausnehmungen im Gehäuse angeordnet, wobei in den Ausnehmungen jeweils ein Lager aufgenommen ist, in das die Motorwelle bzw. die Werkzeugspindel einragt. Die Lagerbrücke ist als Sintermetallteil ausgebildet.
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Aus der
DE 35 36 464 A1 geht eine Werkzeugmaschine mit einer in einem Gehäuse der Werkzeugmaschine angeordneten Lagerbrücke hervor, wobei die Lagerbrücke zwei Ausnehmungen zur Aufnahme eines ersten Lagerteils für eine Motorwelle eines elektrischen Antriebsmotors und eines zweiten Lagerteils für eine parallel angeordnete Abtriebswelle aufweist. Die
EP 0 199 883 A2 offenbart darüber hinaus eine Handwerkzeugmaschine mit einer Lagerbrücke, die zwei Ausnehmungen für zwei Lagerteile aufweist, wobei eine Außenkontur der Lagerbrücke zumindest im Bereich einer der Ausnehmungen derart teilkreisförmig ausgebildet ist, dass der Mittelpunkt des Radius der teilkreisförmigen Außenkontur mit dem Mittelpunkt einer Ausnehmung zusammenfällt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Motorwelle sowie eine parallel angeordnete Abtriebswelle in einer Werkzeugmaschine mit einfachen konstruktiven Maßnahmen sicher zu lagen und möglichst einfach zu montieren.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.
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Bei der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine handelt es sich vorzugsweise um eine Handwerkzeugmaschine, die einen elektrischen Antriebsmotor aufweist, dessen Motorwelle eine parallel verlaufende Abtriebswelle antreibt. Bei der Abtriebswelle handelt es sich entweder um eine Zwischenwelle, welche über eine Übertragungseinrichtung eine Werkzeugwelle antreibt, oder um die Werkzeugwelle selbst. Die Bewegungsübertragung zwischen Motorwelle und Abtriebswelle erfolgt ebenfalls über eine Übertragungseinrichtung bzw. ein Getriebe. Als Handwerkzeugmaschine kommt beispielsweise ein Akkuhammer oder ein Akkubohrer in Betracht.
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Die Motorwelle und die Abtriebswelle sind jeweils in Lagerteilen drehbar gelagert, die in Ausnehmungen einer gemeinsamen Lagerbrücke eingesetzt sind. Die Außenkontur der Lagerbrücke ist zumindest im Bereich einer der Ausnehmungen teilkreisförmig ausgebildet, wobei der Mittelpunkt des Radius der teilkreisförmigen Außenkontur mit dem Mittelpunkt der Ausnehmung zusammenfällt. Zudem ist ein die Außenkontur radial überragender Stützsteg an der Lagerbrücke angeordnet. Der Stützsteg verleiht der Lagerbrücke zum einen eine zusätzliche Stabilität, zum anderen kann der Stützsteg als Anschlag beim Einsetzen der Lagerbrücke in das Gehäuse fungieren.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist die Außenkontur der Lagerbrücke im Bereich beider Ausnehmungen teilkreisförmig ausgebildet, wobei die Mittelpunkte der Radien beider teilkreisförmigen Außenkonturen mit dem Mittelpunkt nur einer der Ausnehmungen zusammenfallen. Die Außenkontur, welche sich unmittelbar an die betreffende Ausnehmung anschließt, kann aufgrund der teilkreisförmigen Ausführung in einem korrespondierend ausgeführten Sitz im Gehäuse der Werkzeugmaschine verschwenkt werden. Die zweite, weiter entfernt liegende teilkreisförmige Außenkontur, welche die zweite Ausnehmung begrenzt, wobei der Mittelpunkt des Radius auch dieser Außenkontur mit der Achse der ersten Ausnehmung zusammenfällt, erlaubt ein pendelförmiges Einschwenken in einen weiteren, korrespondierend ausgeführten Sitz im Gehäuse der Handwerkzeugmaschine.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist an der Außenkontur der Lagerbrücke zumindest im Bereich einer der Ausnehmungen eine geradlinige Abstützfläche angeordnet, bei der es sich um eine ebene Abflachung handelt, die bei einem korrespondierend ausgeführten Abschnitt im Sitz flächig im Gehäuse anliegt und außerdem eine eindeutige Einbauposition definiert. Zudem erleichtert die geradlinige Abstützfläche eine gegebenenfalls erforderliche Korrektur im Gehäusewerkzeug, welches zur Herstellung des insbesondere aus Kunststoff und im Spritzgießverfahren hergestellten Gehäuses eingesetzt wird.
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Die geradlinige Abstützfläche schließt sich vorteilhafterweise unmittelbar an die teilkreisförmige Außenkontur an. Bei zwei diametral gegenüberliegenden, teilkreisförmigen Außenkonturen schließen sich zweckmäßigerweise an jede der teilkreisförmigen Außenkonturen jeweils an zwei Seiten geradlinige Abstützflächen an, wobei sämtliche Abstützflächen zueinander parallel angeordnet sind. Bei einer näherungsweise rechteckförmigen Grundgeometrie der Lagerbrücke sind somit die Schmalseiten mit der teilkreisförmigen Außenkontur versehen und die Längsseiten abschnittsweise mit jeweils zwei geradlinigen Abstützflächen.
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Die Abstützflächen schneiden zweckmäßigerweise die teilkreisförmige Außenkontur, so dass der der Übergang zwischen der teilkreisförmigen Außenkontur und den geradlinigen Abstützflächen mit einem Knick erfolgt (1. Ableitung nicht-stetig).
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Der Stützsteg erstreckt sich vorzugsweise über den gesamten Umfang der Lagerbrücke und befindet sich vorteilhafterweise axial mit Abstand zu beiden Stirnseiten der Lagerbrücke, wobei zwischen dem Stützsteg und zumindest einer Stirnseite, zweckmäßigerweise aber zu beiden Stirnseiten, die teilkreisförmigen Außenkonturen sowie die geradlinigen Abstützflächen angeordnet sind.
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Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführung weist mindestens eine der Ausnehmungen einen querschnittsreduzierenden Lagerbund auf, welcher einen axialen Anschlag für das in die Ausnehmung einzusetzende Lagerteil bildet. Der Lagerbund befindet sich axial benachbart zu einer Stirnseite der Lagerbrücke. Es kann zweckmäßig sein, beide Ausnehmungen mit einem derartigen Lagerbund zu versehen, um für die in beide Ausnehmungen einzusetzenden Lagerteile einen Anschlag zu bilden. Der Lagerbund ist insbesondere ringförmig ausgebildet und einteilig mit der Lagerbrücke ausgeführt. Aufgrund der ringförmigen Ausführung weist der Lagerbund eine zentrische Ausnehmung auf, die jedoch gegenüber der Ausnehmung, in die die Lagerteile eingesetzt werden, einen kleineren freien Innenradius besitzt.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung besteht die Lagerbrücke aus Kunststoff, insbesondere einem glasfaserverstärkten Kunststoff wie Polyamid, beispielsweise PA 6 GF30. Die Lagerbrücke ist insbesondere als Spritzgießbauteil ausgeführt. Es kann zweckmäßig sein, die Lagerbrücke aus dem gleichen Material wie das Gehäuse der Werkzeugmaschine zu fertigen, welches insbesondere zweiteilig mit zwei zusammensetzenden Gehäuseschalen ausgeführt ist.
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Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
- 1 eine Lagerbrücke mit zwei Ausnehmungen zur Aufnahme jeweils eines Lagerteils zur Lagerung einer Motorwelle eines elektrischen Antriebsmotors in einer Werkzeugmaschine sowie zur Lagerung einer parallel angeordneten Abtriebswelle,
- 2 die Lagerbrücke in Draufsicht,
- 3 die Lagerbrücke im Schnitt,
- 4 die Lagerbrücke mit in die Ausnehmungen eingesetzten Lagerteilen in einer ersten perspektivischen Ansicht,
- 5 die Lagerbrücke mit den eingesetzten Lagerteilen in einer zweiten perspektivischen Ansicht,
- 6 einen Ausschnitt aus dem Gehäuse der Werkzeugmaschine mit einem Sitz zur Aufnahme der Lagerbrücke,
- 7 eine Handwerkzeugmaschine mit elektrischem Antriebsmotor und eingesetzter Lagerbrücke, wobei durch eine erste Ausnehmung der Lagerbrücke die Motorwelle hindurchragt und die Lagerbrücke in einer verschwenkten Position während eines Montagezwischenschrittes dargestellt ist,
- 8 eine ähnliche Darstellung wie 7, jedoch mit der Lagerbrücke in der endgültigen Einbaulage und mit einer Zwischenwelle in der zweiten Ausnehmung der Lagerbrücke,
- 9 die Handwerkzeugmaschine im Bereich der Lagerbrücke in einem Längsschnitt.
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In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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In den 1 bis 5 ist eine Lagerbrücke 1 dargestellt, die in einer Werkzeugmaschine zur Lagerung von zwei parallel angeordneten Wellen eingesetzt wird. Bei den Wellen handelt es sich zum einen um eine Motorwelle eines elektrischen Antriebsmotors und zum andern um eine Abtriebswelle, beispielsweise eine Zwischenwelle oder eine Werkzeugwelle.
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Die Lagerbrücke 1 ist mit zwei Ausnehmungen 2, 3 versehen, in die Lagerteile 10, 11 (4, 5) zur drehbaren Lagerung der eingesetzten Wellen einsetzbar sind. Die Lagerteile 10, 11 sind beispielsweise als Nadellager ausgeführt. Die Ausnehmungen 2, 3 können einen unterschiedlich großen Innendurchmesser aufweisen.
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Die Lagerbrücke 1 weist im Bereich jeder Ausnehmung 2, 3 eine Außenwandung auf, die eine teilkreisförmige Außenkontur 4 bzw. 5 bildet. Die teilkreisförmigen Außenkonturen 4, 5 sind einander diametral gegenüberliegend an den Schmalseiten der Lagerbrücke angeordnet. Wie 2 zu entnehmen, weisen beide teilkreisformigen Außenkonturen 4, 5 den gleichen Mittelpunkt auf, nämlich den Mittelpunkt der ersten, größeren Ausnehmung 2 in der Lagerbrücke 1. Die teilkreisförmige Außenkontur 4 begrenzt hierbei die erste Ausnehmung 2, wohingegen die zweite teilkreisförmige Außenkontur 5 unmittelbar benachbart zur zweiten, kleineren Ausnehmung 3 angeordnet ist. Die Radien der teilkreisförmigen Außenkonturen 4 und 5 sind mit r1 und r2 bezeichnet. Aufgrund des kleineren Abstandes der teilkreisförmigen Außenkontur 4 zum Kreismittelpunkt ist der Radius r1 signifikant kleiner als der Radius r2.
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Die teilkreisförmigen Außenkonturen 4, 5 bieten einen Montagevorteil, indem während der Montage in einem ersten Schritt zunächst die teilkreisförmige Außenkontur 4 in einen entsprechend ausgebildeten Sitz im Gehäuse eingesetzt wird, wobei die gegenüberliegende teilkreisförmige Außenkontur 5 sich noch in einer winklig ausgelenkten Lage außerhalb des ihr zugeordneten Sitzes befinden kann. Nach dem Einführen einer Welle in die Ausnehmung 2 kann die Lagerbrücke um die Achse der Ausnehmung 2 in den Sitz für die zweite teilkreisförmige Außenkontur 5 nach Art eines Pendels hineinverschwenkt werden.
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An die teilkreisförmige Außenkontur 4, welche die erste Ausnehmung größeren Durchmessers begrenzt, schließen sich an beiden Längsseiten der Lagerbrücke 1 geradlinige Abstützflächen 6a, 6b an, die in montierter Lage zur Abstützung an einer korrespondierend ausgeführten Stützfläche im Gehäuse der Werkzeugmaschine dienen. In analoger Weise schließen sich auch an die gegenüberliegende, teilkreisförmige Außenkontur 5, welche die zweite Ausnehmung 3 kleineren Durchmessers begrenzt, geradlinige Abstützflächen 7a, 7b an. Zwischen den Abstützflächen 6a, 7a bzw. 6b, 7b an jeweils einer Seite der Lagerbrucke befindet sich ein Einschnitt 8a bzw. 8b mit reduziertem Querschnitt. Der Abstand zwischen gegenüberliegenden Abstützflächen 6a, 6b und 7a, 7b kann gleich groß ausgeführt sein. Im Bereich der Einschnitte 8a, 8b weist die Außenkontur, welche die größere Ausnehmung 2 begrenzt, den gleichen teilkreisförmigen Verlauf mit gleichem Radius und gleichem Mittelpunkt wie die teilkreisförmige Außenkontur 4 auf.
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An der Außenkontur der Lagerbrücke 1 ist des Weiteren ein radial überragender Stützsteg 9 angeformt, der sich über den gesamten Umfang der Lagerbrücke erstreckt. Der Stützsteg 9 erhöht zum einen die Steifigkeit der Lagerbrücke, zum anderen kann der Stützsteg 9 als Anschlag beim Einsetzen der Lagerbrücke 1 in den Sitz im Gehäuse der Werkzeugmaschine dienen. Der Stützsteg 9 ist axial mit Abstand zu beiden Stirnseiten der Lagerbrücke 1 angeordnet, wie beispielsweise 1 oder 3 zu entnehmen ist. Im Bereich der Schmalseiten der Lagerbrücke 1 trennt somit der Stützsteg 9 die teilkreisförmigen Außenkonturen 4 bzw. 5, welche benachbart zu den beiden Stirnseiten der Lagerbrücke angeordnet sind. Auch die Abstützflächen 6 und 7 werden durch den etwa mittig verlaufenden Stützsteg 9 an jeder Seite der Lagerbrücke in zwei den jeweiligen Stirnseiten benachbarte Teilflächen unterteilt. Der Stützsteg 9 ist mit einem ersten Kreisbogensegment konzentrisch zu der teilkreisförmigen Außenkontur 4 und mit einem weiteren Kreisbogensegment konzentrisch zu der teilkreisförmigen Außenkontur 5 ausgebildet.
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Die Lagerbrücke 1 weist innerhalb der beiden Ausnehmungen 2, 3 jeweils einen Lagerbund 12 bzw. 13 auf, welcher ringförmig ausgeführt und ebenso wie der Stützsteg 9 einteilig mit der Lagerbrucke ausgebildet ist. Die Lagerbünde 12, 13 reduzieren den freien Durchmesser der Ausnehmungen 2 bzw. 3 und bilden einen Anschlag für die einzusetzenden Lagerteile 10 bzw. 11. Jeder Lagerbund 12, 13 befindet sich axial benachbart zu einer Stirnseite der Lagerbrücke 1. Beide Lagerbunde 12 und 13 sind an der gleichen Stirnseite der Lagerbrücke angeordnet.
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Die Lagerbrücke 1 ist vorzugsweise als Spritzguss-Kunststoffbauteil ausgeführt und besteht insbesondere aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff, beispielsweise PA 6 GF30.
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In 6 ist ein Sitz 15 einer Gehäuseschale des Gehäuses 14 der Werkzeugmaschine zur Aufnahme der Lagerbrücke dargestellt. Der Sitz 15 im Gehäuse 14 ist an die Kontur der Lagerbrücke angepasst. Zur Aufnahme des Stützstegs 9 sind an insgesamt drei Stellen im Gehäuse 15 Einschnitte 16 eingebracht.
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Zu beiden Seiten der Einschnitte 16 im Gehäuse 14 befinden sich Stützkonturen, die an die Außenkontur der Lagerbrücke angepasst sind. Vorgesehen sind Kreisbogensegmente 17a und 17b, die der teilkreisförmigen Außenkontur 4 bzw. der Außenkontur im Bereich der Einschnitte 8 zugeordnet sind, sowie geradlinige Stützflächen 19a, 19b, die den Abstützflächen 6a bzw. 6b zugeordnet sind.
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Im unteren Bereich des Sitzes 15 im Gehäuse 14 sind Kreisbogensegmente 18a und 18b ausgebildet, die der teilkreisförmigen Außenkontur 5a bzw. 5b der Lagerbrücke entsprechen. Hieran schließen sich geradlinige Stützflächen 20a und 20b an, an denen im fertig montierten Zustand die geradlinigen Abstützflächen 7a und 7b der Lagerbrücke 1 anliegen.
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In den 7 bis 9 ist jeweils eine Handwerkmaschine 21 mit einem elektrischen Antriebsmotor 22 im Gehäuse 14 dargestellt, dessen Motorwelle 23 im Lagerteil 10 in der ersten Ausnehmung 2 in der Lagerbrücke 1 gelagert ist. 7 stellt einen Zwischenschritt bei der Montage dar, bei der die Lagerbrücke 1 noch nicht ihre endgültige Einbauposition einnimmt, sondern um die Motorachse um einen Winkel von etwa 90° verschwenkt ist. In dieser verschwenkten Position kann die als Zwischenwelle ausgebildete Abtriebswelle 24 in das zweite Lagerteil 11 in der zweiten Ausnehmung 3 eingesetzt werden. Anschließend wird die Lagerbrücke 1 um 90° nach unten bis zum Erreichen der endgültigen Einbaulage verschwenkt, die in den 8 und 9 dargestellt ist.
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Die Motorwelle 23 und die Zwischenwelle 24 sind jeweils mit einem Ritzel bzw. einem Zahnrad fest verbunden, wobei Ritzel und Zahnrad im montierten Zustand miteinander kämmen, um die Bewegungsübertragung von der Motorwelle auf die parallel angeordnete Zwischenwelle durchzuführen.
