DE6912453U

DE6912453U - Elektrowerkzeug, insbesondere mit schnellaufendem universalmotor.

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Publication number: DE6912453U
Application number: DE6912453U
Authority: DE
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1969-03-27
Filing date: 1969-03-27
Publication date: 1973-08-02

Description

	R. 9555 17.5.1969 Bü/Mr	····· ·· »» ·· I₁	3
	Anlage zur		S \
	Gebrauchsmusterhilfs-Anmeldung
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	EOBEET BOSCH GiIBH, Stuttgart	W- Breitscheidstrasse 4

Elektrowerkzeug, insbesondere mit schnellaufendea

"universalmotor

Die Erfindung "bezieht sich auf ein Elektrowerkzeug, insbesondere mit Schnellaufendem Universalmotor, dessen Läuferwelle 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 liotoren 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 Unwuchten 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 ent st ehen 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 suit genauer Passung eingesetzt sein müssen,, schlagen aus.

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

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

V/eichlagern, 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.

Biese 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 Yerlagerungen der Welle in Elektromotoren nicht zulässig sind, ■weil d\jr 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 Innenbüchsen nachgiebiger Verbundlager eingepreßt sind, gegenüber den Stand der Technik wesentlich erschwert wird.

Weiter sind Gummi-Metall-Verbundteile bekannt, bei denen eine als elastisches Zwischenglied dienende Gummihülse unter starker radialer Vorspannung zwischen einer inneren und einer äußeren starren Hülse eingespannt ist, wobei die Innenhülse zur Aufnahme beispielsweise eines Gleit- oder eines Wälzlagers dienen kann. Die Vorspannung der Guiömihülse kann dabei durch Einpressen der Innenhülse in die Gummihülse und Einpressen diesel· vereinigten beiden Teile in die Außenhülse geschehen; es kann auch durch Ausweiten der Innenhülse oder durch Verengen der Außenhülse vorgenommen worden sein; es sind auch mehrteilige Ausführungsformen von Außenhülsen bekannt geworden, bei denen die zum Beispiel sektorförmig gestalteten 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 obengenannt en Gründen für die Anwendung im Elektrowerkzeugbau nicht geeignet: auch würden mehrteilige Außenhülsen die Geräte wesentlich verteuern.

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

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gesetzt "und in Längsrichtung verschiebbar oder reübsehliissig festgelegt innerhalb eines Trägers angeordnet ist- Diese j£hordnung ist wegen des für den Formschluß und die sxiale Vorspannung notwendigen technischen Aufwandes für die lösung der vorliegenden Aufgabe nicht geeignet.

Endlich ist eine Wälzlageranordnung bekannt, in der ein einreihiges Eingrillenlager einen außenkegeligen Außenring und einen innenkegeligen Innenring hat, wobei Innen- und Außenring unter Zwischenlage je eines Ringes aus schwiagungsäämpfendein Stoff mit einem gegensinnig kegeligen Hing zusammengefügt sind, so daß das se gebildete zusammengesetzte Lager die genormten Außenabmessungen gängiger, ganz aus Stall! bestehender Wälzlager hat. Diese Anordnung eignet sich nicht für die Anwendung in Elektrowerkzeugen, da deren Preisgestaltung die Verwendung handelsüblicher Wälzlager voraussetzt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine schwingungsdänipiTende,, Elektrowerkzeuge geeignete Lagerung der Welle des Motorläufers zu entwickeln, die die mit den bekannten schwingungsdämpfenden Lagerungen von Wellen verbundenen, vorstehend aufgeführt en 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· sie in Achsrichtung formschlüssig durch mit dein Gehäuse verbundene Teile festgelegt sind. In weiterer Ausgestaltung der

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Erfindung können die Zwischenstücke in IJmfangsrichtung reibschlüssig, in Achsrichtung formschlüssig in dem Gehäuse oder in mit diesem verbundenen Teilen festgelegt -werden. Hinsichtlich 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 tind 2,5 mm ausgeführt sind. Pur den festen Sitz der in das Gehäuse oder in mit diesem verbundene Teile eingeschobenen Zwischenstücke ist es günstig, wenn diese eine Wanddickentoleranz von höchstens 10 %, vorzugsweise von höchstens 5 % öer Wanddicke aufweisen. Besonders einfach \irerden 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 Stänaerwicklung 9 "und einem läufer 10, der zusammen mit einem Kollektor 11 und einem Lüfter 12 auf einerVelle 13 befestigt ist.

Kollektorseitig ist die Kunst st off büchse 6 in lOrm eines Lagerschildes 14 ausgebildet, in den eine Stab!buchse 15 eingespritzt ist. Diese Stahlbuchse hat eine zylindrische Innenfläche 16 und, vom Läufer abgekehrt, einen stirnseitigen, nach innen gezogenen Plansch 17· Anstoßend an den Flansch 17 ist in die zylindrische Innenfläche 16 eine Hinterdrehung 18 eingearbeitet. Der dem Läufer zugekehrt3 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 19 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 Außeiiflansch greift in die Hinterdrehung 18 der Stahlbuchse 15 und legt die Gummibüchse durch Formschluß gegenüber der Stahlbuchse fest« In die Bohrung 23 der Gummibuchse 22 ist ein Ringrillenlager 25 eingepreßt, das mit der Innenfläche 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 ausgebildet. Dadurch ist das Rillenlager 25 in einem handgriffseitig durch den Lagerschild 14, kollektorseitig durch die Labyrinthdichtung 21 abgeschlossenen Baum geschützt untergebracht.

Getriebeseitig ist die Kunststoffbüchse 6 mit einer mit einer mittigen Öffnung 26 versehenen Luftleitwand 27 abgeschlossen, die den Motorrsium von dem vom Lüfter 12 eingenommenen Baum "trennt. Zwischen dem Motorgehäuse 1 und dem Getriebegehäuse 2 ist eine aus Kunststoff gefertigte Wand 28 eingefügt, die durch einen O-Eing 29 gegen das Getriebegehäuse abgedichtet ist. Die Kunststoffwand 28 hat einen im Verlauf der Motorachse angeordneten Durchbruch 30, in dem motorseitig eine Stahlbuchse 31 eingespritzt ist. Diese StahTtnichse 31 hat eine zylindrische Innenfläche 32 und in dieser motorseitig eine Eindrehung 33· Getriebeseitig hat sie einen zur Achse hin gerichteten Innenflansch 34» In dem Durchbruch 30 der Kunststo.fi/wand 28 ist getriebeseitig ein zur Achse hin gerichteter Plansch 35 angeordnet. In diesem ist von der Plotorseite her ein aus Stahlblech gefertigter Winkelring 36 so eingepreßt, daß sein zur Achse iiin gerichteter Schenkel zusammen mit einem Teil des Flansches 35 eine zur Achse geöffnete Bille 37 bildet, in die eine Pilzdichtung 38 eingesetzt ist. Die Pilzdichtung 38 drückt gleitend gegen die Nabe 39 eines Kitzels 40, das' 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 Lüfter bzw. dem Motor zugekehrten Ende einen Außenflansch 43, der in die Eindrehung 33 der Stahlbüchse eingreift. Vor den Außenflansch 43 der Gummibüchse42 ist in die Eindrehung 33 ein Sprengring 44 eingesetzt, der zusammen mit dem Flansch 34 die Gummibuchse in Achsrichtung formschlüssig festlegt. Die Gummibüchse 42 ( hat eine mittig angeordnete Bohrung 45, in die ein Eingrillenlager 46 eingepreßt ist. Dieses sitzt mit seinem Innenring auf der Welle 13·

Aus dem Beispiel ist zu ersehen, daß durch die beschriebene Anordnung der Dämpfungsbüchsen von Unwuchten herrührende, senkrecht zur Drehachse gerichtete Schwingungen der Läuferwelle 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 Dämpfungsbüchsen 22 und 42 auch unmittelbar in dem Lagerschild bzw. in der Trennwand gelagert sein. Auch gehören die Ausbildung des Motor- und des Getriebegehauses und die Anordnung des Rotors in einer gesonderten, innerhalb des metallischen Motorgehäuses angeordneten Kunststoffbüchse sowie die Ausbildung der Trennwand zwischen Motor- und Getriebegehäuse nicht zum Gegenstand der Erfindung; auch diese können daher anders ausgebildet sein, ohne den Gegenstand der Erfindung zu ändern.

Claims

Ansprüche

1. Elektrowerkzeug, insbesondere mit schneilauf«Bden Universalmotor?, dessen Läuferwelle in Wälzlagern gelagert ist,, wohei die Lager der Läuferwelle veraiirfcels Zmschenstiicken aus schwingungsdämpfendem V/erkstofi" in dem Gehäuse angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daS die Lager, (25_S46 der Läuferwelle (13) als handelsübliche Wälzlager ausgebildet, unmittelbar in den schwingungsdäapfenden Zväschenstücken (22, 42) angeordnet und mit diesen reibschliissig verbundene sind, während sie in Achsrichtung formsclilisssig 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, <äa.-durch gekennzeichnet, daß die Zwischenstücke als Formstücke ausgebildet sind.

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. Elelcbrowerkzeug nach einem der Ansprüche 1 odex 2₃ αεdurch gekennzeichnet, daß die Zwischenstücke als ScihlaucJ anschnitte ausgebildet

5· Elektrowerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ZvTischenstüclce aus einen öl- und fettbeständigen Elastomer bestehen,

6. Elektrowerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5₅ dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenstücke eine Wanddicke zwischen 1 und 4 mm, vorzugsweise zwisehen 1,5 und 2,5 ^ώβ 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.