DE1915713A1

DE1915713A1 - Elektrowerkzeug,insbesondere mit schnellaufendem Universalmotor

Info

Publication number: DE1915713A1
Application number: DE19691915713
Authority: DE
Inventors: Manfred Kirn
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1969-03-27
Filing date: 1969-03-27
Publication date: 1970-10-15
Also published as: GB1311161A; CH502528A; FR2035928A1

Description

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17.3*1969 Bü/Hr

jfcnlsge zur

ROBERg BOS ,G H GMBH, Stuttgart; ¥., Ireitscheidstrasse ElektrowerkzeuK, insbesondere mit Schnellaufendem Universalmot or

Die Erfindung bezieht sich auf ein Elektrowerkzeug, insbesondere mit schneilaufendem Universalmotor, dessen Muferwelle · in Wälzlagern gelagert ist. Die steigenden Anforderungen an die Leistungen elektrischer Handwerkzeugmaschinen, sog. Elektrowerkzeuge, verbunden mit der Notwendigkeit, das Gewicht dieser Geräte niedrig zu halten, führt zur Verwendung immer schneller laufender Elektromotoren in diesen Geräten. Damit wird es immer schwieriger, die Läufer dieser Motoren einwandfrei auszuwuchten. Durch den Kollektor und den Lüfter,

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insbesondere aber durch die Wicklung und deren Imprägnierung, ist die Masse auf den Läufern ungleichmäßig verteilt. Aus dem Aufbau der läufer ergibt sich, daß Unwucht en nicht an der Stelle beseitigt werden können, wo sie bestehen, sondern an anderen Stellen ausgeglichen werden müssen. Dadurch treten beim Lauf, insbesondere bei hohen Drehzahlen, Verbiegungen der Läufer auf, die zu der Drehzahl in einem bestimmten Verhältnis stehen und sich als Schwingungen bemerkbar machen.

Auch ist nicht ganz auszuschließen, daß die Läuferwicklung unter der Wirkung von Wärme, magnetischen und Trägheitskräften bei längerer Benutzung ihre Lage verändert, wodurch während des Betriebes des ausgewuchteten Motors neue Unwucht en entstehen können.

Infolgedessen weisen Elektrowerkzeuge der beschriebenen Art in zunehmendem Maße Vibrationen auf, die durch den dabei entwickelten Lärm und das Zittern des ganzen Gerätes den Benützenden stören und vorzeitig ermüden lassen. Auch leidet die Genauigkeit des Arbeitens unter den unerwünschten Schwingungen. Die Haltbarkeit der durch die Schwingungen stark beanspruchten Lager wird herabgesetzt und die in den überwiegend verwendeten Kunststoffgehäusen als eingespritzte Stahlteile ausgebildeten Lagersitze , in die die Wälzlager mit genauer Passung eingesetzt sein müssen, schlagen aus.

Um diese unerwünschten Folgen der nicht völlig zu beseitigenden sogenannten Restunwucht und der etwa im Betrieb neu ent-

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stehenden Zveitünwucht zu vermeiden, kann man die Lager der Läuferwelle unter Zwischenfügen von Büchsen oder andersgestalteten Bauteilen aus schwingungsdampfendem Werkstoff in dem Gehäuse anordnen. · ' .

Weichlagern, d.h. Es ist bekannt, Wellen unmittelbar in/Lagern aus elastisch nachgiebigem Werkstoff, z.B. Gummi, zu lagern. Auch sich selbst einstellende, nachgiebige Lager für umlaufende Wellen sind bekannt. Weiter ist es bekannt, die Lager umlaufender Wellen , und zwar Gleit- oder Wälzlager in federnden Zwischengliedern aufzunehmen, die größere Lage- und Winkeländerungen der Welle gestatten. Weiter sind Verbundlagerungen bekannt, die aus einem starren Außenteil, einer federnd nachgiebigen Zwischenbüchse und einer in dieser angeordneten starren Innenbüchse bestehen, die ein auf beiden Seiten abgedichtetes Nadellager enthält, wobei Außenteil, Zwischenbüchse und Innenbüchse untrennbar miteinander-verbunden sind.

Diese Lösungen sind für die dem Gegenstand der Anmeldung zugrunde liegende Aufgabe nicht geeignet, weil Weichlager eine besondere Schmierung verlangen, weil die bei sich selbst einstellenden wie bei elastisch aufgenommenen Lagern möglichen Verlagerungen der Welle in Elektromotoren nicht zulässig sind, weil der Einbau von Wälzlagern in starre Innenbüchsen deren Bearbeitung innerhalb sehr enger Toleranzen voraussetzt und weil die Zerlegbarkeit bei Anordnungen, bei denen Wälzlager

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in. starre Inaaa^iEsmeirisem rLa^hgaiei&aigeE· ¥erbundlager eingepreßt SiEDd)₇ geig^niii&.er' <äem. SfeaneH dlear ÜZextitaik wesentlich erschweirfc wird.

WeäLter- sinü ΟεθεπεΙ.-Metall—¥er:bu;rii-dteile. "belcarmt:, bei. demea eiae als elasüisclTües Äiscibißiiglied!. äieiieiide GuiimiMilse· xrnüei* starkem radialeE' Tar-sparmEEng; zm.seli.eB. einer- inneren xnmä. einer

starrem Hülse eingespannt; ist,, wobei cELe Innenhülse Atifnanme beispielsweise, eines Gleit- oder? eJLo.es Wälzlagers dieaen kann» Die Yorspannung der GuitoiMtlse kann dabei dnrcli Einpressen der InnenMilse in die Gummihülse trad Einpressen dieser vereinigten beiden Teile in die Außenhülse geschehen; es kann auch durch Ausweiten der Innenhülse oder durch -Terengen der Außenhülse vorgenommen worden sein; es sind auch mehrteilige Ausführungsformen von Außenhülsen bekannt geworden, bei denen die zum Beispiel sektorförmig ge-■ stalteten Hülsenteile durch geeignete Mittel einander angenähert werden können und dadurch die elastische Zwischenhülse radial zusammengepreßt werden kann.

Auch bei diesen Anordnungen ist das Einpressen der Wälzlager in eine genau bearbeitete'Innenhülse erforderlich; sie sind aus den obengenannten Gründen für die Anwendung im Elektrowerkzeugbau nicht geeignet; auch wurden mehrteilige Außenhülsen die Geräte wesentlich verteuern.

Ferner ist eine Anordnung bekannt, bei der ein Wälzlager formschlüssig mit einem es umgebenden elastischen Glied so verbunden ist, daß das elastische Glied unter Längsspannung

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gesetzt und in Längsrichtung verschiebbar oder ireibsehlüssig festgelegt !innerhalb eines Trägers vangeorrtnet ist« Diese .An-Ordnung ist wegen des fur den IFo:rmschluß und ;die -axiale !Torspannung notwendigen technischen Aufwandas ;fnr die lösung der "vorliegenden Aufgäbe nicht geeignet.

Endlich ist eine "Wrälzlageranoa^änuiig bekannt., in (der ein einreihiges. Eingrillenlager einen außenkegeligen AuiBenring und einen innenkegeligen Innenring hat, «o~bei Innen- nand Außenring unter Zwischenlage ,je eines Binges aus sehvdjagungsdämpfendem Stoff mit einem gegensinnig kegeligen Eing zusammengefügt sind, so daß das so gebildete zusammengesetzte lager die genormten Außenabmessungen gängiger, ganz aus Stahl "bestehender Wälzlager hat. Diese Anordnung eignet sich nicht für die Anwendung in Elektrowerkzeugen, da deren Preisge-r staltung, die Verwendung handelsüblicher Wälzlager voraussetzt.

Es ißt Aufgabe der Erfindung, eine schwingungsdämpfende, für Elektrowerkzeuge geeignete Lagerung der Welle des Motorläufers zu entwickeln, die die mit den bekannten schwingungsdämpfenden Lagerungen von Wellen verbundenen, vorstehend aufgeführten Unzuträglichkeiten vermeidet.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Lager der Läuferwelle als handelsübliche Wälzlager ausgebildet, unmittelbar in den schwingungsdämpfenden Zwischenstücken angeordnet und mit diesen reibschlüssig verbunden sind, während s.ie in Achsrichtung formschlüssig durch mit dem Gehäuse verbundene Teile festgelegt sind. In weiterer Ausgestaltung der

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Erfindung können die Zwischenstücke in Umfangsrichtung reibschlüssig, in Achsrichtung formschlüssig in dem Gehäuse oder in jnit diesem verbundenen Teilen festgelegt werden. Hinsiclrclich der Ausbildung der Zwischenstücke können diese als Formstücke gepreßt oder gespritzt, sie können auch als Schlauchstücke ausgebildet sein. Sie können aus einem öl- und fettbeständigen Elastomer hergestellt sein. Als besonders günstig hat es sich erwiesen, wenn sie mit einer Wanddickt zwischen 1 und 4 mm, vorzugsweise zwischen 1,5-und 2,5 mm ausgeführt sind. Für den festen Sitz der in das Gehäuse oder in mit diesem verbundene Teile eingeschobenen Zwischenstücke ist es günstig, wenn diese eine Wanddickentolerans von höchstens 10 %, vorzugsweise von höchstens 5 % der Wanddicke aufweisen. Besonders einfach werden die Zwischenstücke, wenn sie einteilig ausgeführt sind.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind dem nachstehend anhand der Zeichnung beschriebenen und näher erläuterten Beispiel eines Winkelschleifers zu entnehmen.

Der Winkelschleifer hat ein metallisches Motorgehäuse 1, ein metallisches Getriebegehäuse 2 und einen aus Kunststoff bestehenden Handgriff 3· Aus dem Getriebegehäuse ragt eine Werkzeugspindel 4 heraus, auf der eine Schleifscheibe 5 befestigt ist.

In dem Motorgehäuse 1 ist in einer Kunststoffbüchse 6 ein Universalmotor 7 angeordnet. Dieser besteht aus einem Ständer-

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blechpaket 8 mit einer Ständerwicklung 9 und einem Läufer 10_t der zusammen mit einem Kollektor 11 und einem Lüfter 12 auf einerWelle 13 befestigt ist.

Kollektorseitig ist die Kunststoffbüchse 6 in Form eines Lagerschildes 14 ausgebildet, in den eine Stahlbuchse 15 eingespritzt ist. Diese Stahlbuchse hat' eine zylindrische Innenfläche 16 und, vom Laufer abgekehrt, einen stirnseitigen, nach innen gezogenen Flansch 17. Anstoßend an den Flansch 17 ist in die zylindrische Innenfläche 16 eine Hinterdrehung 18 eingearbeitet. Der dem Läufer zugekehrte Teil der Stahlbuchse 15 ist als achsparalleler, schmaler, die Welle umgebender Kragen 19 ausgebildet. Ein mit der Welle 13 umlaufendes Teil 20 mit U-förmigem Querschnitt umgreift den stillstehenden Kragen der Stahlbuchse und bildet mit diesem zusammen eine Labyrinthdichtung 21. In die zylindrische Innenfläche 16 der Stahlbuchse 15 ist eine im wesentlichen zylindrische Büchse 22 aus öl- und fettbeständigem Gummi eingesetzt, die eine mittig angeordnete Bohrung 23 und an ihrer dem Läufer abgekehrten Stirnseite einen Außenflansch 24 hat. Dieser Außenflansch greift in die Hinterdrehung 18 der Stahlbuchse 15 und legt die Gummibüchse durch Formschluß gegenüber der Stahlbuchse fest. In die Bohrung 23 der Gummibüchse 22 ist ein Eingrillenlager 25 eingepreßt, das mit der Innenflache Seines Innenringes auf der Welle 13 sitzt. Der Durchmesser der Außenfläche des Außenringes des Rillenlagers 25 ist etwas größer als der lichte Durchmesser des Innenflansches 17 der Stahlbuchse 15· Dadurch kann der Außenring des Rillenlagers 25 sich gegen den Flansch 17 der Stahlbuchse 15 in Achsrichtung abstützen. Handgriffseitig vor der Stahlbuchse 15 und dem Ende der Welle 13 ist der

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Lagerschild, 14 der Kunst st off buchse 6 geschlossen ausgebildete Dadurch ist das Rillenlager 25 in einem handgriff sei tig· durch den Lagerschild. 14, kollektorseitig durch die Labyrinth— dichtung 21. abgeschlossenen. Baum geschützt untergebracht.

Getriebeseitigr ist die Künststoffbüchse 6 mit eines? mit einer mittigen Öffnung; 26 versehenen. Luftleitwand 27 abgeschlossen, die den Motorraum von dem vom Lüfter 12 eingenommenen Raum trennt·. Zwischen dem. Motorgehäuse 1 und dem:. Getriebegehäuse 2 ist eine aus· Kunststoff gefertigte Wand 28 eingefügt, die durch, einen O-Ring 29 gegen das Getriebegehäuse abgedichtet ist. BIe Kunststoffwand 28 hat einen Im Yerlauf der Motorachse angeordneten Durchbruch 3O₅ iü dem motorseitig eine Stahlbuchse 31 eingespritzt ist. Diese Stahlbuchse 31 hat eine zylindrische Innenfläche 32 und in dieser motorseitig eine: Eindrehung 35· Getriebeseitig hat sie einen zur Achse hin gerichteten Innenflansch 34. In dem Durchbruch 30 der Kunststoffwand 28 ist getriebeseitig ein zur Achse hin gerichteter . Flansch 35 angeordnet. In diesem ist von der Motorseite her ein aus Stahlblech gefertigter Winkelring 3<£ so eingepreßt, daß sein zur Achse hin gerichteter Schenkel zusammen mit einem Teil des Flansches 35 eine zur Achse geöffnete Rille 37 bildet, in die eine Pilzdichtung 38 eingesetzt ist. Die. Filzdichtung 38 drückt gleitend gegen die Nabe 39 eines Ritzels 40, ds$' auf der Motorwelle 13 befestigt ist, und dichtet damit den Getrieberaum gegen den Motorraum ab.

In die zylindrische Innenfläche 32 der Stahlbuchse 31 sind zwei Abstandscheiben 41 und eine im wesentlichen zylindrische.

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Büchse 42 aus öl— und fettbeständigem Gummi eingesetzt. Diese hat an ihrem dem JDüfter bzw. dem Motor ,zugekehrten Ende einen Außenflansch 43, dex in die Eindrehung 33 der Stahlbüchse eingreift. Vor den Außenflansch 43 Sar Gummibuchse 42 ist in die 32indrehung 33 ein Sprengring -44 eingesetzt, -der zusammen mit dem Flansch 34- die Gummibuchse .in Achsrichtung formschlüssig .festlegt* DtLe Gummibuchse -42 hat eine milrtig angeordnete Bohrung 4^₁, in die edm !King— rillenlager 46 eingepreßt ist.. Dieses, isifezt :mi't seinem Innenring auf der Welle 13-

Aus dem Beispiel ist zu ersehen, daß durch die besehrisbene Anordnung der Dämpfungsbüchsen von Unwuchten herrührende», senkrecht zur Drehachse gerichtete Schwingungen der JLäuferwelle nicht auf d..s Gehäuse übertragen werden; es ist ferner zu ersehen, daß die bei bekannten, mit harter Innenbüchse versehenen Gummi-Metall-Verbindungen erforderliche eng tolerierte Bearbeitung der Innenbüchse zur Aufnahme eines Wälzlagers vermieden ist; endlich ist durch das Beispiel verdeutlicht, daß die Anordnung entsprechend dem Gegenstand der Erfindung mit handelsüblichen Wälzlagern auskommt und einfach zusammenzubauen und zu zerlegen ist. Infolge der großen Verhältniszahl von Breite zu Wanddicke der Dämpfungsbüchsen liegt etwaiger radialer Versatz der Welle innerhalb der bei Universalmotoren zulässigen Toleranz.

Die außerdem mit der beschriebenen Anordnung erreichte Unempfindlichkeit gegenüber Fluchtungsfehlern und Winkelfehlern der Lager-aufnahmen im Gehäuse gehört zu den Vorteilen, die allgemein mit der Verwendung nachgiebiger Lageraufhängungen verbunden sind.

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Abweichend von dem angeführten Beispiel können die Dämpfung; büchsen 22 "und Ά-2 auch unmittelbar in dem Lagerschild bzw. : der Trennwand gelagert sein. Auch gehören die Ausbildung de; Motor- und des Getriebegehäuses und die Anordnung des Motor; in einer gesonderten, innerhalb des metallischen Motorgehäuses angeordneten Kunststoffbüchse sowie die Ausbildung
der Trennwand zwischen Motor- und Getriebegehäuse nicht zur Gegenstand der Erfindung; auch diese können daher anders axa gebildet sein, ohne den Gegenstand der Erfindung zu ändern.

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Claims

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Ansprüche

(1.) Elektrowerkzeug, insbesondere mit Schnellaufendem Universalmotor, dessen Läuferwelle in Wälzlagern gelagert ist, wobei die Lager der Läuferwelle vermittels Zwischenstücken aus schwingungsdampfendem Werkstoff in dem Gehäuse angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Lager, (25,4-5) der Läuferwelle (13) als handelsübliche Wälzlager ausgebildet, unmittelbar in den schwxngungsdampfenden Zwischenstücken (22, 4-2) angeordnet und mit diesen reibschlüssig verbundene sind, während sie in Achsrichtung formschlüssig durch mit dem Gehäuse verbundene Teile festgelegt sind.
2. Elektrowerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenstücke in Umfangsrichtung reibschlüssig, in Achsrichtung formschlüssig in dem Gehäuse oder in mit diesem verbundenen Teilen festgelegt sind.
3. Elektrowerkzeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenstücke als Formstücke ausgebildet sind.

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4. Elektrowerkzeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenstücke als Schlauchabschnitte ausgebildet sind.
5· Elektrowerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwisehenstücke aus einem öl- und fettbeständigen Elastomer bestehen.
6. Elektrowerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenstücke eine Vanddicke zwischen 1 und 4- mm, vorzugsweise zwischen 1,5 und 2,5 mm haben.
7. Elektrowerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenstücke eine Wanddickentoleranz von höchstens 10 %, vorzugsweise von höchstens 5 % der Wanddicke aufweisen.
8. Elektrowerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenstücke einteilig ausgeführt sind.

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