DE102015210058A1

DE102015210058A1 - Handwerkzeugmaschine

Info

Publication number: DE102015210058A1
Application number: DE102015210058.8A
Authority: DE
Inventors: Willy Braun
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2015-06-01
Filing date: 2015-06-01
Publication date: 2016-12-01
Also published as: AT517327A2; AT517327B1; AT517327A3

Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Handwerkzeugmaschine (10), insbesondere einem Bohr- und/oder Meißelhammer (10'), mit einer Loslagervorrichtung (50) für eine Getriebevorrichtung (32), bestehend aus zumindest einem in einer Lagerbuchse (60) mit axialem Schiebesitz angeordneten Wälzlager (54), das zur drehbaren Lagerung einer Welle (46), insbesondere einer Ankerwelle (46'), vorgesehen ist und dazu zumindest einen Außenring (56) und einen Innenring (58) umfasst, wobei der Innenring (58) drehfest mit der Welle (46) verbunden ist. Es wird vorgeschlagen, dass ein aus einem Elastomer-Kunststoffmaterial gefertigter Ring (66) zu einer Abdichtung des zumindest einen Wälzlagers (54) in der Lagerbuchse (60) und einer Vorspannung des zumindest einen Wälzlagers (54) in axialer Richtung (52) und einer Verdrehsicherung und/oder Fixierung des Außenrings (56) des zumindest einen Wälzlagers (54) dient.

Description

Stand der Technik
Es sind Handwerkzeugmaschinen mit einer Loslagervorrichtung zur drehbaren Lagerung einer Ankerwelle bekannt.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung geht aus von einer Handwerkzeugmaschine, insbesondere einem Bohr- und/oder Meißelhammer, mit einer Loslagervorrichtung für eine Getriebevorrichtung, bestehend aus zumindest einem in einer Lagerbuchse mit axialem Schiebesitz angeordneten Wälzlager, das zur drehbaren Lagerung einer Welle, insbesondere einer Ankerwelle, vorgesehen ist und dazu zumindest einen Außenring und einen Innenring umfasst, wobei der Innenring drehfest mit der Welle verbunden ist.
Es wird vorgeschlagen, dass ein aus einem Elastomer-Kunststoffmaterial gefertigter Ring zu einer Abdichtung des zumindest einen Wälzlagers in der Lagerbuchse und einer Vorspannung des zumindest einen Wälzlagers in axialer Richtung sowie zu einer Verdrehsicherung und/oder Fixierung des Außenrings des zumindest einen Wälzlagers dient, insbesondere einer Vorspannung des zumindest einen Wälzlagers in radialer Richtung dient.
Unter einer Handwerkzeugmaschine sollen sämtliche einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Handwerkzeugmaschinen, insbesondere Schlagbohrmaschinen, Abbruchhämmer, Bohrhämmer, Schlaghämmer, Schlagbohrschrauber und/oder bevorzugt Bohr- und/oder Meißelhämmer, verstanden werden.
Die Loslagervorrichtung der Handwerkzeugmaschine ist in einer Getriebevorrichtung dazu vorgesehen, eine Welle und bevorzugt eine Ankerwelle eines Motors drehbar zu lagern. Die Getriebevorrichtung dient in einer beispielhaften Ausführungsform dem Antrieb einer funktionalen Komponente der Handwerkzeugmaschine, beispielsweise einer Pleuelstange, die wiederum ein Schlagwerk oder eine rotierende Werkzeugaufnahme der Handwerkzeugmaschine antreibt.
Unter einer Loslagervorrichtung für eine Getriebevorrichtung oder zur Verwendung in einer Getriebevorrichtung soll insbesondere eine Radiallager- oder eine Drehlagervorrichtung verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, die insbesondere axial zu der Loslagervorrichtung angeordnete Welle, insbesondere eine Ankerwelle, beweglich und bevorzugt um ihre eigene Längsachse rotierbar oder drehbar zu lagern. Darüber hinaus ist die Loslagervorrichtung dazu vorgesehen, eine translatorische Bewegung der Welle in Richtung ihrer axialen Ausdehnung zumindest teilweise zu ermöglichen. Bevorzugt sind alle weiteren Freiheitsgrade, insbesondere beispielsweise eine translatorische Bewegung der Welle in radialer Richtung eines kreisförmigen Querschnitts der Welle, unterbunden oder zumindest stark eingeschränkt. Dazu weist die Loslagervorrichtung zumindest ein in einer Lagerbuchse mit axialem Schiebesitz angeordnetes Wälzlager auf.
Durch die Lagerung der Welle in einer Loslagervorrichtung können Effekte wie eine axiale Längenänderung der Welle auf Grund ihrer thermischen Ausdehnung vorteilhaft kompensiert werden. Eine derartige thermische Ausdehnung kann beispielsweise während der Rotation der Welle, beispielsweise bei Betrieb der Handwerkzeugmaschine, durch Reibungseffekte oder dergleichen induziert sein.
An dieser Stelle sei angemerkt, dass der Ausdruck „axial” oder in „axiale Richtung” insbesondere „in Richtung der axialen Ausdehnung der Welle” meint. Im Gegensatz dazu ist mit „radial” oder „in radiale Richtung” eine zu der axialen Richtung senkrechte, radiale Richtung zu verstehen.
Bei dem zumindest einen Wälzlager verringern zwischen einem Innenring und einem Außenring rollende oder wälzende Wälzkörper einen Reibungswiderstand bei einer relativen Bewegung des Außenrings und des Innenrings zueinander. Dabei wird das zumindest eine Wälzlager an der Welle derart verwendet, dass der Innenring des radialen Wälzlagers drehfest mit der Welle verbunden ist oder vorgesehen ist, drehfest mit der Welle verbunden zu sein, insbesondere auch mit der Welle drehfest verbindbar zu sein. Drehfest bedeutet in diesem Zusammenhang, dass der Innenring nicht gegenüber der Welle in Richtung des Umfangs des Innenrings verschiebbar oder gleitend gelagert ist, sondern mit einer rotativen Wellenbewegung mitdrehend, bevorzugt fest mit der Welle verbunden ist. Es sei angemerkt, dass eine zumindest teilweise Beweglichkeit der Welle in axialer Richtung in dem Innenring des zumindest einen Wälzlagers nicht notwendigerweise ausgeschlossen sein muss. Der Außenring des Wälzlagers dient bevorzugt der passgenauen Führung und/oder Ausrichtung des zumindest einen Wälzlagers in der Lagerbuchse der Loslagervorrichtung in radialer Richtung und somit vorteilhaft der Ausrichtung und Lagerung und/oder Anbindung der Welle gegenüber der Lagerbuchse. Derart kann eine freie Rotation der Welle bezogen auf die Lagerbuchse der Loslagervorrichtung realisiert werden. Das Wälzlager ist somit dazu vorgesehen, die Rotation der Welle, insbesondere der Ankerwelle, zu ermöglichen und ferner einen Reibungswiderstand bei der Rotation der Welle vorteilhaft zu verringern.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das zumindest eine Wälzlager als ein Radialkugellager oder ein Radialrollenlager realisiert. Unter Verwendung radialer Kugel- oder Rollenlager kann vorteilhaft eine besonders leichtgängige, insbesondere nahezu reibungsfreie Drehbewegung der Welle, insbesondere der Ankerwelle, um ihre eigene Längsachse realisiert werden.
Die Lagerbuchse der Loslagervorrichtung ist dazu vorgesehen, das zumindest eine Wälzlager aufzunehmen und insbesondere in Richtung des Umfangs dessen Außenrings zu umschließen, bevorzugt passgenau zu umschließen. Ferner ist die Lagerbuchse dazu vorgesehen, in oder an ein die Loslagervorrichtung umgebendes Bauteil, insbesondere in oder an einen Bestandteil der Handwerkzeugmaschine, bevorzugt beispielsweise in oder an ein Getriebegehäuse der Handwerkzeugmaschine, integriert bzw. angeordnet und/oder fixiert zu sein. Die Lagerbuchse der Loslagervorrichtung stellt somit die Führung des Außenrings des zumindest einen Wälzlagers der Loslagervorrichtung in radialer Richtung dar. Außerdem stellt die Lagerbuchse die Verbindung zwischen dem zumindest einen Wälzlager und einer Umgebung, insbesondere einem Bestandteil der Handwerkzeugmaschine, bevorzugt dem Getriebegehäuse der Handwerkzeugmaschine, her. Derart kann eine freie Rotation der Welle bezogen auf das die Loslagervorrichtung umgebende Bauteil, bevorzugt bezogen auf das Getriebegehäuse der Handwerkzeugmaschine, realisiert werden.
Vorteilhaft werden radiale Kräfte, die von der Welle über das zumindest eine Wälzlager auf die Lagerbuchse übertragen werden, von der Lagerbuchse absorbiert, sodass eine Bewegung der Welle in eine der Wirkrichtung der Kraft entsprechende, radiale Richtung unterbunden wird. Eine Beweglichkeit des Wälzlagers und/oder der Welle in axialer Richtung der Welle wird unter Verwendung der Lagerbuchse nicht behindert, sodass ein passgenau in der Lagerbuchse geführtes Wälzlager eine Loslagervorrichtung mit einem Schiebesitz in axialer Richtung zur drehbaren Lagerung einer Welle darstellt.
Durch die bevorzugt passgenaue Führung des zumindest einen Wälzlagers, insbesondere des Außenrings des zumindest einen Wälzlagers, mit Schiebesitz in axialer Richtung in der Lagerbuchse kann eine Einbringung des zumindest einen Wälzlagers in die Lagerbuchse auf besonders einfache Weise durch Einschieben des zumindest einen Wälzlagers in die Lagerbuchse durchgeführt werden. Somit wird vorteilhaft durch Ausführung der Lagervorrichtung als Loslagervorrichtung eine Montierbarkeit der Lagervorrichtung und insbesondere des zumindest einen Wälzlagers erleichtert. In einer vorteilhaften Ausführungsform der Handwerkzeugmaschine kann die Loslagervorrichtung daher samt Welle auf besonders einfache und wirtschaftlich günstige Weise in ein Getriebegehäuse der Handwerkzeugmaschine in axialer Richtung eingeführt werden.
Darüber hinaus erlaubt die unmittelbare, passgenaue radiale Abstützung des zumindest einen Wälzlagers in der Lagerbuchse – und somit bevorzugt im Getriebegehäuse – auf weitere toleranzbehaftete Bauteile zur Realisierung der radialen Führung und/oder Ausrichtung des zumindest einen Wälzlagers zu verzichten. Somit ist eine besonders kostengünstige und gleichzeitig besonders präzise Führung und/oder Ausrichtung des zumindest einen Wälzlagers in der Lagerbuchse, insbesondere in dem Getriebegehäuse, ohne Verwendung weiterer toleranzbehafteter Bauteile möglich.
Ferner können neben dem zumindest einen Wälzlager weitere Wälzlager zur vorteilhaft stabileren, insbesondere kippstabileren Lagerung der Welle, insbesondere der Ankerwelle, vorgesehen sein. Bevorzugt sind diese weiteren Wälzlager, insbesondere ein zweites Wälzlager, auf analoge Weise zum zumindest einen Wälzlager drehfest mit der Welle verbunden. Weitere Wälzlager können insbesondere auch in Form von Loslagervorrichtungen und/oder in Form von Festlagervorrichtungen zur drehbaren Lagerung der Welle realisiert sein.
Erfindungsgemäß dient ein aus einem Elastomer-Kunststoffmaterial gefertigter Ring zu einer Abdichtung des zumindest einen Wälzlagers in der Lagerbuchse und einer Vorspannung des zumindest einen Wälzlagers in axialer Richtung sowie zu einer Verdrehsicherung und/oder Fixierung des Außenrings des zumindest einen Wälzlagers, insbesondere einer Vorspannung des zumindest einen Wälzlagers in radialer Richtung. Das Elastomer-Kunststoffmaterial stellt ein formstabiles aber dennoch unter Krafteinwirkung elastisch verformbares Bauteil dar. Bevorzugt sind unter einem Elastomer-Kunststoffmaterial Vulkanisate von Naturkautschuk und/oder Silikonkautschuk zu verstehen. Vorteilhaft kann somit ein kompakter, kostengünstiger und wirtschaftlich auf einfache Weise fertigbarer Ring realisiert werden. Alternativ kann auch ein anderes, einem Fachmann sinnvoll erscheinendes Kunststoffmaterial zur Fertigung des Rings genutzt werden, sofern es die erforderlichen Eigenschaften hinsichtlich Formstabilität und elastischer Verformbarkeit aufweist.
Der Ring dient erfindungsgemäß zu einer Abdichtung des zumindest einen Wälzlagers in der Lagerbuchse, sodass ein Austreten eines Schmierstoffs aus dem Wälzlager verhindert wird. In einer bevorzugten Ausführungsform dient der Ring zu einer Abdichtung des zumindest einen Wälzlagers zum Getriebegehäuse hin. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform dient der Ring der Abdichtung des Außenrings des zumindest einen Wälzlagers zum Getriebegehäuse hin. Somit kann auf konstruktiv einfache Weise eine Abdichtung des zumindest einen Wälzlagers, insbesondere eine Abdichtung des zumindest einen Wälzlagers zum Getriebegehäuse hin, realisiert werden.
Darüber hinaus dient der Ring erfindungsgemäß zur Vorspannung des zumindest einen Wälzlagers in axialer Richtung. Insbesondere dient der Ring zur axialen Vorspannung des zumindest einen Wälzlagers in der Lagerbuchse. In Folge der passgenauen Führung des zumindest einen Wälzlagers mit axialem Schiebesitz in der Lagerbuchse der Loslagervorrichtung ist eine Verschiebbarkeit des zumindest einen Wälzlagers in axialer Richtung in der Lagerbuchse möglich. Der erfindungsgemäße Ring bildet ein Fixierelement der Loslagervorrichtung, das dazu vorgesehen ist, das zumindest eine Wälzlager der Loslagervorrichtung in seiner axialen Beweglichkeit zumindest teilweise einzuschränken und insbesondere vorzuspannen. In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Loslagervorrichtung wird in Folge einer durch den Ring auf das zumindest eine Wälzlager ausgeübten elastischen Expansionskraft eine elastische Vorspannung des zumindest einen Wälzlagers in axialer Richtung realisiert. Insbesondere wirkt auf das zumindest eine Wälzlager somit eine in Folge der elastischen Expansionskraft des Rings ausgeübte Vorspann-Kraft in axialer Richtung. Dabei schränkt die elastische Vorspannung des zumindest einen Wälzlagers die Beweglichkeit des zumindest einen Wälzlagers in axialer Richtung zumindest teilweise ein, indem eine axiale Bewegung des zumindest einen Wälzlagers nur dann erfolgt, wenn die auf das Wälzlager von der Welle übertragenen Kräfte in axialer Richtung größer sind als die in Folge der elastischen Expansionskraft des Rings auf das zumindest eine Wälzlager ausgeübte Vorspann-Kraft.
Ferner dient der Ring erfindungsgemäß zu einer Verdrehsicherung und/oder Fixierung des Außenrings des zumindest einen Wälzlagers, insbesondere einer Vorspannung des zumindest einen Wälzlagers in radialer Richtung. Bevorzugt dient der Ring einer Verdrehsicherung und/oder Fixierung des Außenrings des zumindest einen Wälzlagers in der Lagerbuchse. In Folge der passgenauen Führung des zumindest einen Wälzlagers in der Lagerbuchse der Loslagervorrichtung ist – analog zur Verschiebbarkeit des zumindest einen Wälzlagers in axialer Richtung in der Lagerbuchse – ein Verdrehen des Außenrings des zumindest einen Wälzlagers in Richtung dessen Umfangs möglich. Insbesondere ist daher ein Mitdrehen des Außenrings während einer Drehung der Welle einschließlich des mit der Welle drehbar verbundenen Innenrings des zumindest einen Wälzlagers nicht ausgeschlossen. Der Ring ist daher erfindungsgemäß dazu vorgesehen, den Außenring des zumindest einen Wälzlagers zumindest drehfest oder verdrehsicher zu lagern.
Alternativ oder zusätzlich kann der Ring dazu vorgesehen sein, den Außenring des zumindest einen Wälzlagers zu fixieren und/oder in radialer Richtung vorzuspannen. Durch das Fixieren des Außenrings des zumindest einen Wälzlagers, insbesondere durch das Fixieren des Außenrings des zumindest einen Wälzlagers relativ zu der Lagerbuchse, wird neben einer verdrehsicheren Anordnung des Außenrings des zumindest einen Wälzlagers in der Lagerbuchse auch eine in axialer Richtung verschiebesichere Anordnung des Außenrings des zumindest einen Wälzlagers in der Lagerbuchse realisiert. Vorteilhaft können derart von der Welle auf das zumindest eine Wälzlager – und somit auf die Loslagervorrichtung übertragene Kräfte – aufgenommen und absorbiert werden. Auf diese Weise dient der Ring ferner vorteilhaft der Fixierung und/oder Verspannung des mittels des zumindest einen Wälzlagers rotierbar oder drehbar gelagerten Welle in radialer Richtung, wobei die Drehbewegung oder Rotation der Welle nicht eingeschränkt ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Handwerkzeugmaschine ist die Lagerbuchse der Loslagervorrichtung als eine in ein Getriebegehäuse eingegossene Stahlbuchse realisiert. Bevorzugt ist die Lagerbuchse aus Stahl als ein Sinterbauteil ausgeführt, das ohne spanende Nachbearbeitung wirtschaftlich gefertigt werden kann. Besonders vorteilhaft eignet sich die Verwendung einer stabilen, aus Stahl gefertigten Lagerbuchse, wenn das Getriebegehäuse der Handwerkzeugmaschine selbst nicht ausreichend stabil zur Führung des Wälzlagers ist. Dies kann insbesondere dann der Fall sein, wenn das Getriebegehäuse materialbedingt und/oder fertigungsbedingt nicht eine zur Lagerung der Welle erforderliche Stabilität aufweist. Ist das Getriebegehäuse beispielsweise als ein Magnesium-Druckguss-Getriebegehäuse realisiert, das selbst nicht zur Aufnahme und Absorption vergleichsweise hoher radialer Kräfte ausgelegt ist, kann dennoch eine Loslagervorrichtung unter Einsatz der Lagerbuchse realisiert werden.
Vorteilhaft können somit beliebige Materialien, insbesondere leichte und mechanisch weniger belastbare Materialien, zur Realisierung des Getriebegehäuses verwendet werden, ohne dass eine Stabilität der erfindungsgemäßen Loslagervorrichtung und/oder eine Lebensdauer des Getriebegehäuses sowie der Loslagervorrichtung beeinträchtig ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Handwerkzeugmaschine ist der Ring in eine in dem Getriebegehäuse in axialer Richtung neben der Lagerbuchse angeordnete Nut eingesetzt. Die Anordnung der Nut kann dabei unmittelbar an die Lagerbuchse angrenzend oder in axialer Richtung beabstandet zu der Lagerbuchse sein. Die Einbringung des erfindungsgemäßen Rings in eine in dem Getriebegehäuse in axialer Richtung neben der Lagerbuchse angeordnete Nut erlaubt, den Ring vorteilhaft außerhalb der Lagerbuchse anzuordnen. Dadurch kann eine besonders dünnwandige Lagerbuchse, vorzugsweise aus Stahl, zur Führung des zumindest einen Wälzlagers in der Loslagervorrichtung verwendet werden. Eine vergleichsweise hohe Wandstärke der Lagerbuchse zur Realisierung einer den Ring aufnehmenden Nut in der Lagerbuchse, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist, ist somit nicht mehr erforderlich.
Im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Lagerbuchsen kann auf diese Weise eine besonders kosten-, gewichts- und platzsparende, aber dennoch stabile Lagerbuchse realisiert werden. Ferner ist eine wirtschaftlich unvorteilhafte Bearbeitung der Lagerbuchse, insbesondere eine zeitaufwändige spanende Nachbearbeitung einer harten Stahlbuchse, nicht mehr notwendig. Die Nut wird vorteilhaft direkt in dem Getriebegehäuse der Handwerkzeugmaschine – in einer bevorzugten Ausführungsform der Loslagervorrichtung in dem vergleichsweise weichen Magnesiummaterial des Getriebegehäuses – kostengünstig und auf fertigungstechnisch einfache Weise eingebracht.
Die Einbringung und Anordnung des erfindungsgemäßen Rings in eine in dem Getriebegehäuse in axialer Richtung neben und somit außerhalb der Lagerbuchse angeordnete Nut ermöglicht darüber hinaus, die passgenaue Auflagefläche der Lagerbuchse und somit die passgenaue Führung des zumindest einen Wälzlagers in der Lagerbuchse zu vergrößern. Eine präzisere und stabilere Führung des zumindest einen Wälzlagers in der Lagerbuchse wird ermöglicht und die Gefahr eines Ausschlagens und/oder Taumelns des zumindest einen Wälzlagers in der Lagerbuchse verringert. Somit wird vorteilhaft auch die Gefahr eines Ausschlagens und/oder Taumelns der mittels Loslagervorrichtung gelagerten Welle verringert.
Besonders vorteilhaft wird ein Spiel in der Loslagervorrichtung, insbesondere ein den passgenauen Sitz von Wälzlager und Lagerbuchse betreffendes Spiel zwischen Wälzlager und Lagerbuchse, minimiert oder eliminiert. Dadurch kann eine Schwingungsanfälligkeit der Welle eingeschränkt werden und die Qualität, Stabilität und Lebensdauer der Loslagervorrichtung sowie aller mit der Welle verbundenen Bauteile, beispielsweise Verzahnungsstellen oder dergleichen, erhöht werden.
Ferner wird eine thermische Anbindung des zumindest einen Wälzlagers an die Lagerbuchse – und somit an das Getriebegehäuse – durch Vergrößerung der Auflagefläche sowie Entfernen des thermisch isolierenden Rings aus der Lagerbuchse der Loslagervorrichtung verbessert.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Handwerkzeugmaschine stellt der Ring eine aus zumindest drei Lippen bestehende, rotationssymmetrische Dichtung mit einem im Wesentlichen dreieckigen oder sternenförmigen oder trapezförmigen Querschnittsprofil dar.
Die rotationssymmetrische Ausführung des Rings erlaubt, die Montage des Rings in der Loslagervorrichtung zu vereinfachen und eine unsachgemäße Anordnung, insbesondere eine verdrehte Anordnung des Rings in der Nut des Getriebegehäuses, auszuschließen. Auf diese Weise kann somit eine Fehlerquelle bei der Montage des Rings der Loslagervorrichtung ausgeschlossen werden.
Die Ecken des im Wesentlichen dreieckigen, sternförmigen oder trapezförmigen Querschnittsprofil des Rings sind zu nahezu kreisförmigen Ausbauchungen abgerundet und bilden auf diese Weise Dichtlippen. Das Querschnittsprofil des Rings weist hinsichtlich der Anordnung der zumindest drei Dichtlippen eine zumindest dreizählige Rotationssymmetrie um den Mittelpunkt des Querschnittsprofils auf. Bevorzugt kann sich die zumindest dreizählige Rotationssymmetrie auch auf die spezielle Ausformung der zumindest drei Dichtlippen beziehen. Der Ring kann ebenfalls eine andere, einem Fachmann sinnvoll erscheinende Ausformung seines Querschnittsprofils aufweisen, insbesondere beispielsweise ein x-förmiges Querschnittsprofil, ein y- oder sternförmiges Querschnittsprofil, ein hantelförmiges Querschnittsprofil, ein schmetterlingsförmiges Querschnittsprofil oder dergleichen.
Durch die spezielle Ausformung des Rings weist der Ring keine im Querschnittsprofil kreisrunde Oberfläche wie ein O-Ring auf, sondern eine speziell geformte Oberfläche, die in vorteilhafter und erfindungsgemäßer Weise der Abdichtung des zumindest einen Wälzlagers in der Lagerbuchse und einer Vorspannung des zumindest einen Wälzlagers in axialer Richtung und einer Verdrehsicherung und/oder Fixierung des Außenrings des zumindest einen Wälzlagers dient, insbesondere einer Vorspannung des zumindest einen Wälzlagers in radialer Richtung.
Ferner erlaubt die spezielle Ausformung des Rings die Bereitstellung eines besonders stabilen Rings, der auf Grund seiner (im Querschnittsprofil gesehen) mehrfach und bevorzugt symmetrisch verformten Oberfläche eine hohe Torsions- und/oder Biegesteifigkeit sowohl in radialer als auch axialer Richtung aufweist. Die Stabilität des Rings wirkt sich vorteilhaft auf die Stabilität der an den Ring angepressten Bauteile, insbesondere auf das zumindest eine Wälzlager, und somit auch auf die Stabilität der gesamten Loslagervorrichtung sowie der Getriebevorrichtung der Handwerkzeugmaschine aus. Insbesondere kann eine hohe Stabilität und somit eine hohe Qualität der Loslagervorrichtung erreicht werden.
Im Umkehrschluss kann durch die spezielle Ausgestaltung des Rings und der damit resultierenden hohen Torsions- und/oder Biegesteifigkeit bevorzugt auch ein Ring vergleichsweise geringer Materialstärke zur Realisierung der Loslagervorrichtung verwendet werden. Auf diese Weise kann ein besonders kompakter, platzsparender und kostengünstiger Ring gefertigt werden, dessen Baugröße und somit dessen Platzanforderung in der Loslagervorrichtung der Handwerkzeugmaschine gering sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Handwerkzeugmaschine weist die Oberfläche des Rings eine Mehrzahl von Funktionsflächen auf, die in Folge einer elastischen Verformung, insbesondere Stauchung, des Rings jeweils als ein eine elastische Expansionskraft ausübender Anschlag für ein angrenzendes, insbesondere angepresstes Bauteil dienen.
Der Ring aus Elastomer-Kunststoffmaterial kann sich unter Einwirkung einer externen Kraft, beispielsweise bei Zug- und/oder Druckbelastung, elastisch verformen. Vorteilhaft wirkt das Elastomer-Kunststoffmaterial einer mechanischen Einwirkung, insbesondere einer Verformung, Kompression, Scherung, Torsion oder dergleichen, entgegen. Dabei übt der Ring in Folge einer externen Krafteinwirkung eine der externen Krafteinwirkung entgegen gerichtete elastische Expansionskraft auf. Vorteilhaft wirkt diese Expansionskraft auf solche Bauteile der Loslagervorrichtung, die auf den Ring eine den Ring komprimierende, stauchende, scherende order tordierende Einwirkung ausüben. Auf diese Weise kann die Oberfläche des Rings als elastischer Anschlag und/oder als Kontakt- und/oder Auflagestelle für an den Ring angrenzende Bauteile verwendet werden. Vorteilhaft übt der Ring eine elastische Expansionskraft auf an den Ring angrenzende, insbesondere an den Ring angepresste Bauteile aus.
Befindet sich der Ring in angeordnetem Zustand in der Loslagervorrichtung, so wird der Ring in Folge auf ihn wirkender Anpresskräfte deformiert und die Kontakt- und/oder Auflagestellen verbreitern sich durch elastische Verformung des Rings zu Funktionsflächen.
In Folge der speziellen Form des Rings weist der Ring eine Mehrzahl dieser Kontakt- und/oder Auflagestelle, insbesondere dieser Funktionsflächen, auf, die in Folge einer elastischen Verformung, insbesondere Stauchung, Verformung, Kompression, Scherung und/oder Torsion des Rings, jeweils als ein eine elastische Expansionskraft ausübender Anschlag für ein an den Ring angrenzendes, insbesondere an den Ring angepresstes Bauteil, dienen. Bevorzugt weist der Ring in Folge der im Wesentlichen dreizähligen Rotationssymmetrie seines Querschnittsprofils zumindest fünf Funktionsflächen auf.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Handwerkzeugmaschine ist in Folge einer zwischen zwei Funktionsflächen des Rings wirkenden elastischen Expansionskraft eine radiale Vorspannung des zumindest einen Wälzlagers in dem Getriebegehäuse realisiert.
Der Ring erlaubt auf Grund seiner speziellen Ausgestaltung zwischen zwei Funktionsflächen des Rings eine elastische Expansionskraft auszuüben, die vorteilhaft zur radialen Vorspannung des zumindest einen Wälzlagers in dem Getriebegehäuse vorgesehen ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Lagerbuchse in das Getriebegehäuse eingesetzt oder integriert, besonders bevorzugt in das Getriebegehäuse eingegossen, sodass eine radiale Vorspannung des zumindest einen Wälzlagers in dem Getriebegehäuse oder bezogen auf das Getriebegehäuse gleichbedeutend ist mit einer radialen Vorspannung des zumindest einen Wälzlagers in der Lagerbuchse bzw. bezogen auf die Lagerbuchse.
Insbesondere wirkt die Expansionskraft in radialer Richtung auf das in oder an den Ring angepresste zumindest eine Wälzlager. Durch Verwendung des Rings kann vorteilhaft eine dauerhafte radiale Vorspannung realisiert werden, die bevorzugt auf der gesamten Länge des Umfangs des Außenrings des zumindest eine Wälzlagers auf den Außenring wirkt. Die elastische Vorspannung des zumindest einen Wälzlagers in radialer Richtung schränkt die Beweglichkeit des zumindest einen Wälzlagers in radialer Richtung zumindest teilweise ein, indem eine radiale Bewegung des zumindest einen Wälzlagers nur dann erfolgt, wenn die auf das Wälzlager von der Welle übertragenen Kräfte in radialer Richtung größer sind als die in Folge der elastischen Expansionskraft des Rings auf das zumindest eine Wälzlager ausgeübte radiale Vorspannkraft.
Die radiale Vorspannung kann vorteilhaft zur passgenauen Führung des zumindest einen Wälzlagers und/oder zu dessen Fixierung in radialer Richtung in der Lagerbuchse der Loslagervorrichtung und somit in dem Getriebegehäuse genutzt werden. Ferner kann ein Verdrehen und/oder Mitdrehen des Außenrings des zumindest einen Wälzlagers in Richtung dessen Umfangs, insbesondere in Folge mangelnder Leichtgängigkeit des zumindest einen Wälzlagers, vermieden werden. Die radiale Vorspannung erlaubt daneben, eine Abdichtung des zumindest einen Wälzlagers in der Lagerbuchse, insbesondere zum Getriebegehäuse hin, zu realisieren, sodass ein Austreten eines Schmierstoffs aus dem Wälzlager verhindert wird.
Vorteilhaft können durch radiales Vorspannen des zumindest einen Wälzlagers von der Welle auf das zumindest eine Wälzlager – und somit auf die restliche Getriebevorrichtung – übertragene Kräfte, insbesondere radial wirkende Kräfte, aufgenommen und absorbiert werden. Das zumindest eine Wälzlager und damit einhergehend auch die Loslagervorrichtung für die Getriebevorrichtung erfahren über den Ring somit vorteilhaft eine mechanische Stabilisierung, insbesondere eine mechanische Stabilisierung des Wälzlagers in radialer Richtung. Somit kann bei der Realisierung der Loslagervorrichtung unter Verwendung des erfindungsgemäßen Rings für eine Getriebevorrichtung einer Handwerkzeugmaschine, insbesondere eines Bohr- und Meißelhammers, eine besonders stabile Loslagervorrichtung für die Welle der Getriebevorrichtung bereitgestellt werden. Die Stabilität der Loslagervorrichtung wirkt sich vorteilhaft auf die gesamte Getriebevorrichtung der Handwerkzeugmaschine aus und hat somit einen entscheidenden Einfluss auf die Qualität und die Stabilität der gesamten Handwerkzeugmaschine.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Handwerkzeugmaschine ist in Folge einer zwischen zwei Funktionsflächen des Rings wirkenden elastischen Expansionskraft eine Verdrehsicherung und/oder eine Fixierung des Außenrings des zumindest einen Wälzlagers in dem Getriebegehäuse realisiert.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann einem Verdrehen oder Mitdrehen des Außenrings des zumindest einen Wälzlagers in Richtung dessen Umfangs, insbesondere in Folge mangelnder Leichtgängigkeit des zumindest einen Wälzlagers, unter Verwendung der elastischen Expansionskraft entgegengewirkt werden oder ein Verdrehen oder Mitdrehen ganz vermieden werden. Dabei ist der Ring dazu vorgesehen, den Außenring des zumindest einen Wälzlagers drehfest oder verdrehsicher zu lagern, insbesondere drehfest oder verdrehsicher zu fixieren. Auf diese Weise kann die von dem Ring ausgeübte radiale Expansionskraft, insbesondere die Vorspannung des zumindest einen Wälzlagers in radialer Richtung, vorteilhaft zur Fixierung und/oder Verdrehsicherung des Außenrings des zumindest einen Wälzlagers in dem Getriebegehäuse genutzt werden. Bei in das Getriebegehäuse eingegossener Lagerbuchse ist somit der Außenring des zumindest einen Wälzlagers insbesondere auch in der Lagerbuchse verdrehsicher fixiert.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Loslagervorrichtung ist das zumindest eine Wälzlager durch Anpressen in oder an den Ring mechanisch stabil, insbesondere in radialer Richtung torsions- und/oder biegesteif, in dem Getriebegehäuse, bevorzugt in der Lagerbuchse, angeordnet. Ein besonders stabiler und drehfester Verbund zwischen Außenring des zumindest einen Wälzlagers und Getriebegehäuse kann auf diese Weise erreicht werden, bei dem sich der Außenring des zumindest einen Wälzlagers nicht relativ zu dem Getriebegehäuse und bevorzugt zu der Lagerbuchse verdrehen kann. Darüber hinaus kann mit der hohen Torsions- und/oder Biegesteifigkeit des zumindest einen Wälzlagers vorteilhaft eine torsions- und/oder biegesteife Loslagervorrichtung realisiert werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Handwerkzeugmaschine ist in Folge einer zwischen zwei Funktionsflächen des Rings wirkenden elastischen Expansionskraft der Außenring des zumindest einen Wälzlagers zum Getriebegehäuse hin abgedichtet.
Der Ring dient auf Grund seiner speziellen Form und Eigenschaften erfindungsgemäß zu einer Abdichtung des zumindest einen Wälzlagers in der Lagerbuchse, sodass ein Austreten eines Schmierstoffs aus dem Wälzlager verhindert wird. In einer bevorzugten Ausführungsform dient der Ring zu einer Abdichtung des zumindest einen Wälzlagers zum Getriebegehäuse hin. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform dient der Ring der Abdichtung des Außenrings des zumindest einen Wälzlagers zum Getriebegehäuse hin. Somit kann auf konstruktiv einfache Weise eine Abdichtung des zumindest einen Wälzlagers, insbesondere eine Abdichtung des zumindest einen Wälzlagers zum Getriebegehäuse hin, unter Verwendung des gleichen Bauteils realisiert werden, das bereits zur mechanischen Stabilisierung und radialen Vorspannung des zumindest einen Wälzlagers in dem Getriebegehäuse verwendet wird.
Insbesondere sind keine weiteren Bauteile zu Abdichtung des zumindest einen Wälzlagers, beispielsweise weitere Dichtelemente oder Dichtringe, nötig.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Handwerkzeugmaschine ist in Folge einer zwischen zumindest zwei Funktionsflächen des Rings wirkenden elastischen Expansionskraft eine homogene und dauerhafte Vorspannung des zumindest einen Wälzlagers in axialer Richtung realisiert.
In Folge der passgenauen Führung des zumindest einen Wälzlagers mit Schiebesitz in der Lagerbuchse der Loslagervorrichtung ist eine Verschiebbarkeit des zumindest einen Wälzlagers in axialer Richtung in der Lagerbuchse möglich. Der Ring dient erfindungsgemäß zur Vorspannung des zumindest einen Wälzlagers in axialer Richtung und somit als ein Fixierelement der Loslagervorrichtung, das dazu vorgesehen ist, das zumindest eine Wälzlager der Loslagervorrichtung in seiner axialen Beweglichkeit zumindest teilweise einzuschränken und insbesondere vorzuspannen. Die Vorspannung in axialer Richtung wird in Folge einer durch den Ring auf das zumindest eine Wälzlager ausgeübten elastischen Expansionskraft bewirkt, sodass auf das zumindest eine Wälzlager eine in Folge der elastischen Expansionskraft des Rings ausgeübte Vorspann-Kraft in axialer Richtung wirkt.
Die elastische Vorspannung des zumindest einen Wälzlagers schränkt die Beweglichkeit des zumindest einen Wälzlagers in axialer Richtung zumindest teilweise ein, indem eine axiale Bewegung des zumindest einen Wälzlagers nur dann erfolgt, wenn die auf das Wälzlager von der Welle übertragenen Kräfte in axialer Richtung größer sind als die in Folge der elastischen Expansionskraft des Rings auf das zumindest eine Wälzlager ausgeübte Vorspann-Kraft. Auf diese Weise wird ein in axialer Richtung vorgespannter axialer Schiebesitz der Loslagervorrichtung realisiert.
In einer Ausführungsform der Handwerkzeugmaschine, in der die Welle fest mit dem Innenring des zumindest einen Wälzlagers verbunden ist, kann vorgesehen sein, durch Vorspannung des zumindest einen Wälzlagers in axialer Richtung ebenfalls den Sitz der in dem zumindest einen Wälzlager gelagerten Welle in axialer Richtung ebenfalls vorzuspannen und folglich nur eine eingeschränkte Beweglichkeit der Welle in ihrer axialen Richtung zuzulassen.
Vorteilhaft kann auf diese Weise eine zumindest teilweise Fixierung und Befestigung des zumindest einen Wälzlagers der Loslagervorrichtung in axialer Richtung erfolgen. Besonders vorteilhaft ist diese zumindest teilweise Fixierung und Befestigung des zumindest einen Wälzlagers der Loslagervorrichtung unabhängig von Fertigungstoleranzen weiterer, das zumindest eine Wälzlager umgebender Bauteile, wie beispielsweise des Getriebegehäuses.
Die auf diese Weise realisierte dauerhafte axiale Vorspannung, insbesondere zumindest teilweise Fixierung, des Wälzlagers wirkt einer Bewegung des zumindest einen Wälzlagers in der Lagerbuchse in Folge von Wechselbelastungen bei einem Betrieb der Getriebevorrichtung entgegen.
Die Erfindung betrifft ferner eine Handwerkzeugmaschine, insbesondere einen Bohr- und/oder Meißelhammer, mit einer Doppellagervorrichtung zur drehbaren Lagerung einer Welle für eine Getriebevorrichtung, bestehend aus zumindest einer erfindungsgemäßen Loslagervorrichtung und einer Festlagervorrichtung oder bestehend aus zumindest zwei erfindungsgemäßen Loslagervorrichtungen.
Die erfindungsgemäße Loslagervorrichtung kann bevorzugt bei der Lagerung von Ankerwellen in Elektrowerkzeugen verwendet werden. Dabei wird in einer beispielhaften Ausführungsform einer Lagervorrichtung einer Ankerwelle die Loslagervorrichtung mit einer Festlagervorrichtung kombiniert und somit eine Doppellagervorrichtung gebildet. Die Festlagervorrichtung dient dabei der einseitigen Arretierung der Welle in axialer Richtung, während die Loslagervorrichtung in Folge ihres Schiebesitzes eine freie Längenänderung der mittels Festlagervorrichtung einseitig arretierten Welle zulässt. Vorteilhaft kann auf diese Weise eine Lagerung der Welle in der Doppellagervorrichtung realisiert sein, die eine axiale Bewegung der Welle relativ zur gesamten Doppellagervorrichtung auf Grund einer Wechselbelastung bei einer Rotation der Welle, insbesondere bei einem Betrieb der Getriebevorrichtung, nicht zulässt, während eine einseitige Bewegung der Welle, insbesondere in Folge einer thermischen Ausdehnung der Welle, in der Loslagervorrichtung der Doppellagervorrichtung ermöglicht ist.
In einer alternativen Ausführungsform einer Doppellagervorrichtung einer Ankerwelle werden zwei Loslagervorrichtung kombiniert. Vorzugsweise werden die beiden Loslagervorrichtungen dabei spiegelsymmetrisch zueinander an der Welle angeordnet, wobei die Welle in den Innenringen der Wälzlager der beiden Loslagervorrichtungen drehfest und bevorzugt auch in axialer Richtung verschiebesicher angeordnet ist. Die beiden Loslagervorrichtungen erlauben in Folge ihres jeweiligen, mittels je einem Ring in axialer Richtung vorgespannten, axialen Schiebesitzes eine zumindest teilweise freie Längenänderung der beidseitig eingespannten Welle. Somit kann eine Längenänderung der Welle in Folge thermischer Ausdehnung der Welle während ihrer Rotation, beispielsweise bei Betrieb der Handwerkzeugmaschine, durch Verwendung der erfindungsgemäßen Doppellagervorrichtung kompensiert werden. Darüber hinaus ist die Beweglichkeit der jeweiligen Wälzlager der Doppellagervorrichtung – und somit der Welle – in axialer Richtung nur dann möglich, wenn die auf die Wälzlager von der Welle übertragenen Kräfte in axialer Richtung größer sind als die in Folge der elastischen Expansionskraft der jeweiligen Ringe auf die Wälzlager ausgeübten Vorspann-Kräfte. Vorteilhaft kann auf diese Weise eine Lagerung der Welle in der Doppellagervorrichtung realisiert sein, die eine axiale Bewegung der Welle relativ zur Doppellagervorrichtung auf Grund einer Wechselbelastung bei einer Rotation der Welle, insbesondere bei einem Betrieb der Getriebevorrichtung, nur teilweise zulässt, während gleichzeitig eine einseitige und/oder beidseitige Bewegung der Welle, insbesondere in Folge einer thermischen Ausdehnung der Welle, in den Loslagervorrichtungen der Doppellagervorrichtung ermöglicht ist.
Auf diese Weise lassen sich wirtschaftlich besonders günstige und leicht montierbare Lagervorrichtungen für eine Getriebevorrichtung einer Handwerkzeugmaschine unter Verwendung zumindest einer Festlagervorrichtung und einer erfindungsgemäßen Loslagervorrichtung oder unter Verwendung zweier erfindungsgemäßer Loslagervorrichtungen realisieren.
Zeichnungen
Die Erfindung ist an Hand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßiger Weise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Gleiche Bezugszeichen in den Figuren bezeichnen gleiche Elemente.
Es zeigen:
1 eine schematische Seitenansicht einer Handwerkzeugmaschine in Form eines Bohrhammers
2 eine schematische Schnittdarstellung der Handwerkzeugmaschine gemäß 1
3 eine vergrößerte schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Loslagevorrichtung der Handwerkzeugmaschine
1 zeigt eine Handwerkzeugmaschine 10, die beispielhaft als ein Bohr- und/oder Meißelhammer 10' ausgebildet ist. Es sei darauf hingewiesen, dass die Ausführungen nicht auf einen Bohrhammer und/oder Meißelhammer 10' beschränkt zu verstehen sind, sondern die den Ausführungen zu Grunde liegenden technischen Lehren prinzipiell auch auf beliebige andere, einem Fachmann sinnvoll erscheinende Handwerkzeugmaschinen 10, insbesondere beispielsweise Schlagbohrmaschinen, Abbruchhämmer, Schlagschrauber oder dergleichen, übertragbar sind.
Der Bohrhammer und/oder Meißelhammer 10' weist ein Maschinengehäuse 12 auf, das einen Innenraum 14 des Bohrhammers 10' umschließt, in dem zumindest eine Antriebsmechanik 16 angeordnet ist. Ferner weist die Handwerkzeugmaschine 10 einen Haupthandgriff 18, einen Zusatzhandgriff 20, eine Werkzeugaufnahme 22, insbesondere ein Bohrfutter, sowie ein Motorgehäuse 24 zur Aufnahme eines nicht näher dargestellten Motors, insbesondere eines Elektromotors, auf. Der Haupthandgriff 18 ist auf einer der Werkzeugaufnahme 22 abgewandten Seite des Maschinengehäuses 12 mit dem Maschinengehäuse 12 und dem Motorgehäuse 24 verbunden. Der Zusatzhandgriff 20 ist auf einer der Werkzeugaufnahme 22 zugewandten Seite des Bohrhammers 10' mit dem Maschinengehäuse 12 verbunden. Beide Handgriffe dienen der stabilen und sicheren Bedienung und Führung des Bohrhammers 10' im Betrieb. Die Werkzeugaufnahme 22 dient der Aufnahme eines Bohr- und/oder eines Meißelwerkzeugs.
Die Handwerkzeugmaschine 10, insbesondere der Bohr- und/oder Meißelhammer 10', weist zu seiner Energieversorgung einen Netzanschluss 26 auf. In einer alternativen oder zusätzlichen Ausführungsform der Handwerkzeugmaschine 10 kann auch ein stromnetzunabhängiger Betrieb der Handwerkzeugmaschine 10 unter Verwendung eines Akkumulators vorgesehen sein.
2 zeigt einen Ausschnitt des Bohr- und/oder Meißelhammers 10' in einem schematischen Schnitt durch das Maschinengehäuse 12. Das Maschinengehäuse 12 weist eine Gehäuseschale 28 auf. In dem Innenraum 14 des Maschinengehäuses 12 ist die Antriebsmechanik 16 angeordnet. Der Innenraum 14 verfügt über ein Schmiermittel, sodass in dem Innenraum 14 eine allseitige, permanente Schmierung der mechanischen Bauteile, insbesondere der Antriebsmechanik 16, gewährleistet ist.
Die Antriebsmechanik 16 weist zumindest ein Schlagwerk 30 sowie eine erste Getriebevorrichtung 32 und eine zweite Getriebevorrichtung 34 für einen Bohr- und einen Hammerbetrieb des Bohr- und/oder Meißelhammers 10' auf. Das Schlagwerk 30 des Bohrhammers 10' ist vorteilhaft als ein Hammerschlagwerk ausgebildet. Die erste Getriebevorrichtung 32 dient als zum Antrieb des Schlagwerks 30. Das Schlagwerk 30 weist ferner einen Kolben 36, ein Hammerrohr 38 und einen nicht näher dargestellten Schläger sowie einen ebenfalls nicht näher dargestellten Döpper auf. Die Funktionsweise eines derartigen Schlagwerks 30 ist dem Fachmann bekannt. Der Kolben 36 ist mittels einer Pleuelstange 40 mit der Getriebevorrichtung 32, insbesondere einem Exzenterrad 42 der Getriebevorrichtung 32, mechanisch beweglich verbunden.
Die Getriebevorrichtung 32 ist in Verbindung mit dem Schlagwerk 30 der Handwerkzeugmaschine 10, insbesondere dem Hammerschlagwerk, vorgesehen, einen Antrieb der Pleuelstange 40 zu realisieren, die wiederum das Schlagwerk 30 der Handwerkzeugmaschine 10 antreibt. Auf diese Weise bewegt sich ein Bohrer (nicht näher dargestellt) während des Betriebs des Bohrhammers und/oder Meißelhammers 10' zumindest in Richtung seiner axialen Ausdehnung 44, wobei eine mittels des Schlagwerks 30 erzeugte Schlagenergie über den Bohrer auf ein zu bearbeitendes Material übertragen wird. Dabei wird mittels der Getriebevorrichtung 32 eine Rotationsbewegung einer mit dem Motor verbundenen Welle 46, insbesondere eine Rotationsbewegung der Ankerwelle 46' des Motors, in eine Hubbewegung des Kolbens 36, Schlägers und Schlagbolzens in axiale Richtung 44 des Hammerrohrs 38 umgesetzt. Der dabei periodisch nach vorne bewegte Schläger trifft auf den Schlagbolzen und gibt dabei seine kinetische Energie ab, wobei der Impuls des Schlägers vom Schlagbolzen auf einen in die Werkzeugaufnahme 22 eingesetzten Bohrer oder Meißel übertragen wird.
Die zweite Getriebevorrichtung 34 treibt das Hammerrohr 38 bevorzugt drehend an, um den in der Werkzeugaufnahme 22 eingebrachten Bohrer während des Betriebs des Bohrhammers und/oder Meißelhammers 10' zu rotieren. Die Drehbewegung des Hammerrohrs 38 ist durch eine Umschaltmechanik 48 auf eine dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Art und Weise, einschaltbar und/oder einstellbar und/oder abschaltbar.
In 3 ist ein in der 2 markierter Bereich als Schnitt durch den Bohrhammer 10' gezeigt, der eine erfindungsgemäße Loslagervorrichtung 50 der Welle 46, insbesondere der Ankerwelle 46', der Getriebevorrichtung 32 des Bohrhammers und/oder Meißelhammers 10' detailliert wiedergibt.
Die Welle 46 wird mittels der erfindungsgemäßen Loslagervorrichtung 50 in der Getriebevorrichtung 32 gelagert. Die Loslagervorrichtung 50 stellt eine Radiallager- oder eine Drehlagervorrichtung dar, mittels der die axial zu der Loslagervorrichtung 50 angeordnete Welle 46 um ihre eigene Längsachse rotierbar oder drehbar gelagert ist. Darüber hinaus lässt die Loslagervorrichtung 50 eine translatorische Bewegung der Welle 46 in Richtung ihrer axialen Ausdehnung 52 zumindest teilweise zu. Durch die Lagerung der Welle 46 in einer Loslagervorrichtung 50 können Effekte wie eine axiale Längenänderung der Welle 46 auf Grund einer thermischen Ausdehnung während des Betriebs der Handwerkzeugmaschine 10 kompensiert werden.
Die Loslagervorrichtung 50 besteht aus zumindest einem Wälzlager 54, das als ein Radialkugellager ausgeführt ist. Das zumindest eine Wälzlager 54 ist zur drehbaren Lagerung der axial zu dem Wälzlager 54 angeordneten Welle 46 vorgesehen. Das zumindest eine Wälzlager 54, insbesondere das Radialkugellager, weist dazu zumindest einen Außenring 56 und einen Innenring 58 auf, wobei der Innenring 58 drehfest mit der Welle 46 verbunden ist. Somit ist das zumindest eine Wälzlager 54, insbesondere das zumindest eine Radialkugellager, vorgesehen, die Rotation der Welle 46 zu ermöglichen und ferner einen Reibungswiderstand bei einer Rotation der Welle 46 vorteilhaft zu verringern.
Weiter weist die Loslagervorrichtung 50 für die Getriebevorrichtung 32 eine Lagerbuchse 60 auf, in der das zumindest eine Wälzlager 54, hier das zumindest eine Radialkugellager, passgenau und in axialer Richtung 52 verschiebbar eingeführt ist. Die Lagebuchse 60 ist als eine in einem Sinterverfahren gefertigte Stahlbuchse realisiert und weist eine zu einem Zylindermantel vergleichbare Form auf. Die Lagerbuchse 60 umschließt den Außenring 56 des zumindest einen Wälzlagers 54 dabei in Richtung dessen Umfangs bevorzugt passgenau. Des Weiteren ist die Lagerbuchse 60 in ein Getriebegehäuse 62 der Handwerkzeugmaschine 10 integriert und darin fixiert. Die Lagerbuchse 60 der Loslagervorrichtung 50 stellt die Führung des Außenrings 56 des zumindest einen Wälzlagers 54 der Loslagervorrichtung 60 in radialer Richtung dar. Ferner verbindet die Lagerbuchse 60 das zumindest eine Wälzlager 54 mit dem Getriebegehäuse 62. Somit ist die Welle 46 in dem Getriebegehäuse 62 unter Verwendung der Lagerbuchse 60 und des zumindest einen Wälzlagers 54 angeordnet, wobei eine freie Rotation der Welle 46 bezogen auf das Getriebegehäuse 62 der Handwerkzeugmaschine 10 uneingeschränkt möglich ist.
Das Getriebegehäuse 62 stellt den für die Aufnahme der Getriebevorrichtung 32 vorgesehenen Teil der Gehäuseschale 28, insbesondere einen für die Aufnahme der Loslagervorrichtung 50 vorgesehenen Teil der Gehäuseschale 28, dar. In der gezeigten Ausführungsform der Getriebevorrichtung 32 ist das Getriebegehäuse 62 als ein einteiliges Magnesium-Druckguss-Getriebegehäuse ausgeführt, in das die Lagerbuchse 60, bevorzugt durch Umgießen der Lagerbuchse 60 im Druckgussverfahren, integriert und befestigt ist. In die in dem Getriebegehäuse 62 angeordnete Lagerbuchse 60 ist das zumindest eine Wälzlager 54 der Loslagervorrichtung 50 passgenau eingeführt. Auf diese Weise ist das zumindest eine Wälzlager 54 und somit die Loslagervorrichtung 50 stabil und kippsicher in dem Getriebegehäuse 62 geführt und folglich die gesamte Getriebevorrichtung 32 stabil und kippsicher bezüglich des Getriebegehäuses 62 ausgerichtet.
Radiale Kräfte, die von der Welle 46, insbesondere der Ankerwelle 46', über das zumindest eine Wälzlager 54 auf die Lagerbuchse 60 übertragen werden, werden von der Lagerbuchse 60 auf das Getriebegehäuse 62 weitergeleitet und dort absorbiert. Folglich ist eine Bewegung der Welle 46 in eine der Wirkrichtung der Kraft entsprechende radiale Richtung unmöglich. Eine Beweglichkeit des Wälzlagers 54 und/oder der Welle 46 in axialer Richtung 52 der Welle 46 wird unter Verwendung der Lagerbuchse 60 hingegen nicht behindert, sodass ein passgenau in der Lagerbuchse 60 geführtes Wälzlager 54 eine Loslagervorrichtung 50 mit einem Schiebesitz in axialer Richtung 52 zur drehbaren Lagerung der Welle 46 darstellt.
In das Getriebegehäuse 62 ist in axialer Richtung 52 neben der Lagerbuchse 60 eine Nut 64 eingearbeitet, die der Aufnahme, Führung und Fixierung des erfindungsgemäßen Rings 66 dient.
Der Ring 66 ist als eine aus drei Lippen 68 bestehende, rotationssymmetrische Dichtung aus Elastomer-Kunststoffmaterial mit einem im Wesentlichen dreieckigen oder sternförmigen oder trapezförmigen Querschnittsprofil 70 realisiert, bei dem die Ecken zu nahezu kreisförmigen Ausbauchungen abgerundet sind und auf diese Weise die Dichtlippen 68 bilden. Das Querschnittsprofil 70 des Rings 66 weist hinsichtlich der Anordnung der drei Dichtlippen 68 eine dreizählige Rotationssymmetrie um den Mittelpunkt 72 des Querschnittsprofils 70 auf.
Der Ring 66 stellt ein formstabiles, aber dennoch elastisch verformbares Bauteil dar. Insbesondere lässt sich der Ring 66 unter Einwirkung einer externen Kraft, beispielsweise bei Zug- und/oder Druckbelastung, elastisch verformen, wobei das Elastomer-Kunststoffmaterial einer mechanischen Einwirkung, insbesondere einer Verformung, Kompression, Scherung, Torsion oder dergleichen, entgegenwirkt und dabei eine der externen Krafteinwirkung entgegen gerichtete elastische Expansionskraft ausübt. Auf Grund seiner speziellen Oberflächenform weist der Ring 66 eine Mehrzahl von Funktionsflächen 80, 82, 84, 86, 88 auf, die in Folge einer elastischen Verformung, insbesondere Stauchung, Verformung, Kompression, Scherung und/oder Torsion des Rings 66, jeweils als ein eine elastische Expansionskraft ausübender Anschlag für ein an den Ring 66 angrenzendes, insbesondere an den Ring 66 angepresstes Bauteil, dienen. Durch die somit speziell geformte Oberfläche und die geeignete Wahl des Materials des Rings 66 dient dieser in erfindungsgemäßer Weise zur Abdichtung des zumindest einen Wälzlagers 54 in der Lagerbuchse 60 und zu einer Vorspannung des zumindest einen Wälzlagers 54 in axialer Richtung und zu einer Verdrehsicherung und/oder Fixierung des Außenrings 56 des zumindest einen Wälzlagers 54, insbesondere zu einer Vorspannung des zumindest einen Wälzlagers 54 in radialer Richtung.
Das zumindest eine Wälzlager 54 der Loslagervorrichtung 50 wird in Folge der Montage dauerhaft in axialer Richtung 52 in und/oder an den Ring 66 angepresst. Dabei erfolgt auf Grund einer zwischen den Funktionsflächen 80, 82 des Rings 66 wirkenden elastischen Expansionskraft eine radiale Vorspannung des zumindest einen Wälzlagers 54 in dem Getriebegehäuse 62, die zu einer Verdrehsicherung und einer Fixierung des Außenrings 56 des zumindest einen Wälzlagers 54 in dem Getriebegehäuse 62 führt. Auf diese Weise wird das zumindest eine Wälzlager 54 durch Anpressen in oder an den Ring 66 mechanisch stabilisiert und in dem Getriebegehäuse 62 bzw. der Lagerbuchse 60 befestigt.
Des Weiteren erwirkt die zwischen den Funktionsflächen 80, 82 des Rings 66 wirkende elastischen Expansionskraft, insbesondere die radiale Vorspannung, eine Abdichtung des Außenrings 56 des zumindest einen Wälzlagers 54 zum Getriebegehäuse 62 hin, sodass ein Austreten des Schmierstoffs aus dem Wälzlager 54 verhindert wird.
Eine zwischen den Funktionsflächen 84, 86 und 84, 88 des Rings 66 wirkende Kräfteverteilung der elastischen Expansionskraft des Rings 66 führt zu einer homogenen und dauerhaften Vorspannung des zumindest einen Wälzlagers 54 in axialer Richtung 52, sodass dessen axiale Beweglichkeit zumindest teilweise eingeschränkt ist. Vorteilhaft ist eine axiale Bewegung des zumindest einen Wälzlagers 54 nur dann möglich, wenn die auf das Wälzlager 54 von der Welle 46, insbesondere der Ankerwelle 46', übertragenen Kräfte in axialer Richtung 52 größer sind als die in Folge der elastischen Expansionskraft des Rings 66 auf das zumindest eine Wälzlager 54 ausgeübte Vorspann-Kraft. Somit ist ein in axialer Richtung 52 vorgespannter axialer Schiebesitz des zumindest einen Wälzlagers 54 in der Loslagervorrichtung 50 realisiert.
Ferner – und hier nicht näher dargestellt – kann die Getriebevorrichtung 32 neben dem zumindest einen Wälzlager 54 weitere Wälzlager 54' in einer Loslagervorrichtung 50' und/oder einer Festlagervorrichtung zur drehbaren Lagerung der Welle 46 aufweisen.

Claims

Handwerkzeugmaschine (10), insbesondere Bohr- und/oder Meißelhammer (10'), mit einer Loslagervorrichtung (50) für eine Getriebevorrichtung (32), bestehend aus zumindest einem in einer Lagerbuchse (60) mit axialem Schiebesitz angeordneten Wälzlager (54), das zur drehbaren Lagerung einer Welle (46), insbesondere einer Ankerwelle (46'), vorgesehen ist und dazu zumindest einen Außenring (56) und einen Innenring (58) umfasst, wobei der Innenring (58) drehfest mit der Welle (46) verbunden ist, gekennzeichnet durch einen aus einem Elastomer-Kunststoffmaterial gefertigten Ring (66), der zu einer Abdichtung des zumindest einen Wälzlagers (54) in der Lagerbuchse (60) und einer Vorspannung des zumindest einen Wälzlagers (54) in axialer Richtung (52) sowie einer Verdrehsicherung und/oder Fixierung des Außenrings (56) des zumindest einen Wälzlagers (54) dient.
Handwerkzeugmaschine (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (66) eine aus zumindest drei Lippen (68) bestehende, rotationssymmetrische Dichtung mit einem im Wesentlichen dreieckigen oder trapezförmigen Querschnittsprofil (70) ist.
Handwerkzeugmaschine (10) nach einem der Ansprüche 1–2, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Rings (66) eine Mehrzahl von Funktionsflächen (80) aufweist, die in Folge einer elastischen Verformung, insbesondere Stauchung, des Rings (66) jeweils als ein eine elastische Expansionskraft ausübender Anschlag für ein angrenzendes, insbesondere angepresstes Bauteil dienen.
Handwerkzeugmaschine (10) nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbuchse (60) der Loslagervorrichtung (50) als eine in ein Getriebegehäuse (62) eingegossene Stahlbuchse realisiert ist.
Handwerkzeugmaschine (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (66) in eine in dem Getriebegehäuse (62) in axialer Richtung (52) neben der Lagerbuchse (60) angeordnete Nut (64) eingesetzt ist.
Handwerkzeugmaschine (10) nach einem der Ansprüche 3–5, dadurch gekennzeichnet, dass in Folge einer zwischen zwei Funktionsflächen (80, 82) des Rings (66) wirkenden elastischen Expansionskraft der Außenring (56) des zumindest einen Wälzlagers (54) zum Getriebegehäuse (62) hin abgedichtet ist.
Handwerkzeugmaschine (10) nach einem der Ansprüche 3–6, dadurch gekennzeichnet, dass in Folge einer zwischen zwei Funktionsflächen (80, 82) des Rings (66) wirkenden elastischen Expansionskraft eine radiale Verspannung des zumindest einen Wälzlagers (54) in dem Getriebegehäuse (62) realisiert ist.
Handwerkzeugmaschine (10) nach einem der Ansprüche 3–7, dadurch gekennzeichnet, dass in Folge einer zwischen zwei Funktionsflächen (80, 82) des Rings (66) wirkenden elastischen Expansionskraft eine Verdrehsicherung und/oder eine Fixierung des Außenrings (56) des zumindest einen Wälzlagers (54) in dem Getriebegehäuse (62) realisiert ist.
Handwerkzeugmaschine (10) nach einem der Ansprüche 3–8, dadurch gekennzeichnet, dass in Folge einer zwischen zumindest zwei Funktionsflächen (84, 86, 88) des Rings (66) wirkenden elastischen Expansionskraft eine homogene und dauerhafte Vorspannung des zumindest einen Wälzlagers (54) in axialer Richtung (52) realisiert ist.