EP1940593A1

EP1940593A1 - Elektrowerkzeugmaschine

Info

Publication number: EP1940593A1
Application number: EP06764339A
Authority: EP
Inventors: Dietmar Saur
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2005-10-04
Filing date: 2006-08-25
Publication date: 2008-07-09
Anticipated expiration: 2026-08-25
Also published as: DE102005047353A1; CN101282821A; WO2007039356A1; US20110011608A1; JP2009509790A; EP1940593B1; CN101282821B

Abstract

Die Erfindung geht aus von Elektrowerkzeugmaschine, insbesondere solche in Pistolenbauweise, mit einer Antriebseinheit (10) und einer Getriebeeinheit (11), wobei wenigstens die Antriebseinheit (10) auf einem Zwischenflansch gelagert ist und zum Antrieb eines Antriebsstrangs mit einer Zahnwelle (14) vorgesehen ist. Es wird vorgeschlagen, dass der Zwischenflansch in ein antriebsseitiges und ein getriebeseitiges Lagerbrückenelement (12, 13) aufgeteilt ist, die über eine Vibrationsdämpfungsvorrichtung (15) miteinander verbunden sind.

Description

Elektrowerkzeugmaschine

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Elektrowerkzeugmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei Elektrowerkzeugmaschinen, insbesondere bei handgeführten, Bohrmaschinen und Bohrhämmern, werden insbesondere aus einem Schlagwerk Vibrationen erzeugt, die zu einer schnelleren Ermüdung sowie zu einer Verringerung von Haltekräften eines Bedieners führen. Schwingungen, die von einer Bearbeitungsstelle über das Bearbeitungswerkzeug übertragen werden, können derartige Vibrationen verstärken. Es ist bekannt, derartige Vibrationen bzw. Schwingungen zu reduzieren, beispielsweise in Form von Handgriffen, die teilweise gummiert sind. Eine dadurch erzielte Vibrationsdämpfung ist dabei oft nur ungenügend.

Bei Elektrowerkzeugmaschinen in Pistolenbauweise ist es besonders problematisch, eine Vibrationsdämpfung zu erzielen, denn derartige Geräte zeichnen sich durch einen kompakten Aufbau aus, wobei eine Antriebsachse achsparallel zu einer Achse einer oder mehrerer Vorgelegewellen und einer Spindel angeordnet ist. Schlagbohrmaschinen und Bohrhämmer beispielsweise weisen einen derartigen Aufbau auf. Solche Maschinen weisen ein Schlagwerk zum Zertrümmern von Gestein auf, so dass bei deren Einsatz besonders starke Vibrationen entstehen. Auf dem Markt erhältliche Geräte haben oft keinerlei Vibrationsdämpfung. Der Einsatz eines zusätzlichen Hüllgehäuses mit Dämpfungswirkung geht zu Lasten der kompakten Bauweise der Elektrowerkzeugmaschinen in Pistolenbauweise. Es sind auch Geräte auf dem Markt bekannt, die zur Vibrationsdämpfung ein gummiertes Handgriffteil aufweisen. Der hierdurch erzielte Dämpfungseffekt ist jedoch unbefriedigend.

Vorteile der Erfindung

Bei der erfindungsgemäßen Elektrowerkzeugmaschine ist ein Zwischenflansch in ein antriebsseitiges und ein getriebeseitiges Lagerbrückenelement aufgeteilt, die über eine Vibrationsdämpfungsvor- richtung miteinander verbunden sind. Vorteilhafterweise ist dabei die Vibrationsdämpfungsvorrichtung in die Elektrowerkzeugmaschine integriert, so dass keine zusätzlichen Gehäuseteile wie beispielsweise Gehäuseschalen oder ein Doppel- bzw. Hüllgehäuse erforderlich sind. Es kann somit der kompakten Bauweise der Elektrowerkzeug- maschinen, insbesondere solcher in Pistolenbauweise, Rechnung getragen werden. Hinzu kommt, dass sich die erfindungsgemäße Elektrowerkzeugmaschine durch eine einfache Montage auszeichnet.

Die Vibrationsdämpfungsvorrichtung selbst kann je nach Bauraum realisiert sein und als Federelement mit oder ohne Schwingungstilgung ausgebildet sein. Bevorzugt wird als Vibrationsdämpfungsvorrichtung eine Druckfeder oder eine Blattfeder eingesetzt.

Es ist auch eine Ausgestaltung in Form einer Gelenkeinheit denkbar, wobei beispielsweise durch wenigstens einen Verbindungshebel eine Verbindung zwischen Gehäuseschale und Lagerbrückenelement herstellbar ist. Dabei wird vorteilhafterweise ein Bauraum in Richtung zu einem Schlagwerk ausgenützt und die Vibrationsdämpfung mittels kinematischer Gelenkverbindung realisiert, wobei eine Relativbewe- gung zwischen den Gehäuseteilen über Linear- oder Drehgelenke aufgenommen wird.

Es ist auch denkbar, die Vibrationsdämpfung in Form eines Gummi- elements zu realisieren, welches gleichzeitig als Verschraubungs- und Dichtungseinheit fungiert. Eine derartige Vibrationsdämpfung ist beispielsweise bei einem Winkelschleifer vorgesehen. Bevorzugt sind die Lagerbrückenelemente in getrennten Gehäuseteilschalen angeordnet, wobei das antriebsseitige Lagerbrückenele- ment mit der antriebsseitigen Gehäuseteilschale verbunden ist und das getriebeseitige Lagerbrückenelement, das zur Aufnahme von Schlagwerksteilen dient, mit der getriebeseitigen Gehäuseteilschale. Die Lagerbrückenelemente können beispielsweise mit den Gehäuseteilschalen verschraubt sein. Die Gehäuseteilschalen dienen zur Aufnahme einer Antriebseinheit und einer Getriebeeinheit. Vorteilhaft dabei ist, dass die Vibrationsdämpfungsvorrichtung zwischen zwei etwa gleich großen Masseteilen angeordnet ist. Dadurch ergibt sich eine besonders günstige Entkopplung der erzeugten Vibrationen. Zweckmäßigerweise ist die Vibrationsdämpfungsvorrichtung zwi- sehen den Lagerbrückenelementen bzw. zwischen der antriebs- und der getriebeseitigen Gehäuseteilschale angeordnet und somit in einem geschmierten und staubgeschützten Bereich untergebracht. Eine Abdichtung nach außen kann über eine elastische Abdichtung erfolgen, wobei die Abdichtung vorzugsweise so ausgebildet ist, dass ein Dämpfungselement integriert ist. Dadurch werden einerseits die Gehäuseteilschalen miteinander verbunden, und gleichzeitig kann damit eine zusätzliche Dämpfungswirkung erzielt werden. Die elastische Abdichtung ist gut von außen erkennbar und kann gleichzeitig als Erkennungsmittel für den Nutzer eingesetzt werden. - A -

Die Gehäuseteilschalen können beispielsweise aus einem Elastomer gebildet sein. Dadurch wird vorteilhafterweise ein fester Anschlag realisiert, so dass ein Weg für die Vibrationsdämpfung, der sich in einer Größenordnung von einigen Millimetern bewegt, über die Ge- häuseteilschalen begrenzt wird. Es ist jedoch auch der Einsatz anderer bekannter Werkstoffe für die Gehäuseteilschalen möglich, beispielsweise Leichtmetall oder Kunststoff, beispielsweise glasfaserverstärktes Polyamid. Eine axiale Vorspannung kann über eine Ver- schraubung oder eine sonstige Verbindung zwischen den Gehäuse- teilschalen herstellbar sein.

Gerade bei Elektrowerkzeugmaschinen in Pistolenbauweise ist eine Auslegung der Verzahnung oft kritisch. Eine Verzahnung auf einer Ankerwelle kann deswegen grenzlastig sein, weil oft weniger als 10 Zähne vorgesehen sind. Um eine Belastung auf die Verzahnung zu reduzieren, kann in einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Stirnrad auf dem antriebsseitigen Lagerbrückenelement angeordnet sein. Dadurch wird günstigerweise eine Entkoppelung vom Schlagwerk hergestellt. Außerdem lässt sich bei dieser An- Ordnung ein exakter Achsabstand erreichen, was sich günstig auf die Lebensdauer der Elektrowerkzeugmaschine auswirkt.

Es kann vorgesehen sein, dass der Antriebsstrang auf der Zahnwelle zum Stirnrad hin unterbrochen ist, wobei die Zahnwelle über eine Kupplung verbindbar ist. Die Kupplung ist zweckmäßigerweise axial verschiebbar ausgebildet. Je nach Erzeugnis bzw. Vibrationsamplitude kann die Kupplung unterschiedlich ausgebildet sein. Möglich ist ein Einsatz von Balken-, Teller-, Balg- oder Kardankupplungen oder sonstiger Kupplungen, die eine Auslenkung der Vibrationsdämp- fungsvorrichtung kompensieren können. Bei geringen Übertra- gungsmomenten kann auch eine berührungslose Kupplung, beispielsweise eine magnetische Kupplung, vorgesehen sein.

Insgesamt lässt sich mit der erfindungsgemäßen Elektrowerkzeug- maschine eine besonders günstige Entkopplung unerwünschter Vibrationen und Schwingungen erzielen. Die erfindungsgemäße Elekt- rowerkzeugmaschine ist aufgrund der erfindungsgemäßen Anordnung der Vibrationsdämpfungsanordnung zwischen der antriebs- und der getriebeseitigen Gehäuseteilschale insbesondere für eine Ver- wendung bei Geräten in Pistolenbauweise geeignet, weil deren kompakte Bauweise nicht beeinträchtigt wird.

Zeichnungen

Weitere Ausführungsformen, Aspekte und Vorteile der Erfindung ergeben sich auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in Ansprüchen, ohne Beschränkung der Allgemeinheit aus nachfolgend anhand von Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen der Erfindung.

Im Folgenden zeigen:

Fig. 1 eine Außenansicht einer erfindungsgemäßen Elektro- werkzeugmaschine; Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt durch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Elektrowerkzeugma- schine; Fig. 3 einen Schnitt durch eine alternative Ausführungsform; und Fig. 4 eine Detailansicht einer alternativen kinematischen Gelenkverbindung. Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In den Figuren werden gleiche Elemente mit den gleichen Bezugs- zahlen versehen.

In Fig. 1 ist eine handgeführte Elektrowerkzeugmaschine in Pistolenbausweise mit einem Handgriff 26 dargestellt. Die Elektrowerkzeugmaschine umfasst üblicherweise verschiedene Funktionsbaugruppen wie eine Antriebseinheit 10, z.B. einen Elektromotor, eine Getriebeeinheit 11 sowie eine Einheit zur Halterung und Lagerung einer Zahnwelle 14, mit der ein als Spindel 24 ausgebildeter Werkzeughalter zur Aufnahme eines in der Fig. 1 nicht erkennbaren Einsteckwerkzeugs kraftübertragend verbunden ist. Das Einsteckwerkzeug, beispielsweise ein Schrauben- oder Bohrerbit, ist drehend und/oder schlagend antreibbar. Die genannten Funktionsbaugruppen sind bei der vorliegenden Pistolenbauweise axial aneinandergereiht und kraft- und/oder formschlüssig miteinander gekoppelt. Dabei sind eine Antriebsachse 22 einer Ankerwelle 29, eine Achse 22b der Zahnwelle 14 und eine Achse 22a einer Spindel 24 achsparallel angeordnet, wodurch sich eine besonders handliche Ausführungsform mit einer günstigen Kraftübertragung in einer Bohrachse ergibt. Hinzu kommt eine griffgünstige Betätigung eines Ein-Ausschalters durch eine Schalterklinke 25 im Bereich des Handgriffs 26. Mit einer als Dreh- knöpf 27 ausgebildeten Umschaltvorrichtung kann von einem Bohr- in einen Schlagbohrbetrieb umgeschaltet werden, wobei zusätzlich zu einer Rotation auch eine axiale Bewegung eines Bohrwerkzeugs ermöglicht wird. Erfindungsgemäß sind die Antriebseinheit 10 und die Getriebeeinheit 11 in voneinander getrennten Gehäuseteilschalen 16, 17 angeordnet, die über eine in Fig. 2 erkennbare Vibrationsdämpfungsvorrichtung 15 miteinander verbunden sind. Die Gehäuseteilschalen 16, 17 sind durch eine elastische Abdichtung 18 miteinander verbunden, die einen Bauraum zwischen den Gehäuseteilschalen 17, 18 nach außen abdichten und gleichzeitig eine vibrationsdämpfende Wirkung haben.

In Fig. 2 ist ein Längsschnitt durch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Elektrowerkzeugmaschine dargestellt. Ein üblicherweise einteiliger Zwischenflansch ist bei der erfindungsgemäßen E- lektrowerkzeugmaschine in ein antriebsseitiges und ein getriebeseiti- ges Lagerbrückenelement 12, 13 aufgeteilt, die über eine Vibrations- dämpfungsvorrichtung 15 miteinander verbunden sind.

Das antriebsseitige Lagerbrückenelement 12 ist in einer antriebssei- tigen Gehäuseteilschale 16 angeordnet und dient zur Lagerung eines Stirnrads 20.

Das getriebeseitige Lagerbrückenelement 13 dient zur Lagerung eines Antriebsstrangs mit einem Antriebslager 32 und einer Zahnwelle 14 sowie eines Schlagwerks 23, die in einem Schlagrohr bzw. Hammerrohr 31 angeordnet sind. Die Zahnwelle 14 ist zum Stirnrad 20 hin unterbrochen und über eine Kupplung 21 verbindbar. Die Kupplung 21 ist in der Fig. 2 als Schiebeverzahnung ausgebildet, deren Kopplungsstrecke so ausgelegt ist, dass eine Auslenkung der Vibrationsdämpfung erfolgen kann. Die Vibrationsdämpfung erfolgt vorwiegend über die zwischen den beiden Lagerbrückenelementen 12, 13 und in einem Fettraum 44 angeordneten Vibrationsdämpfungsvor- richtung 15, die als Druckfeder ausgebildet ist. Teilweise erfolgt die Vibrationsdämpfung auch über eine elastische Abdichtung 18, die einen Bauraum zwischen den beiden Gehäuseteilschalen 16, 17 abdichtet. Eine axiale Vorspannung zwischen den Gehäuseteilschalen 16, 17 ist über eine nicht erkennbare Verschraubung herstellbar.

Die Ankerwelle 29 überträgt über eine Verzahnung 30 ihre Drehbewegung auf eine Außenverzahnung des Stirnrads 20, das in Wirkverbindung mit der Zahnwelle 14 steht. Das Antriebslager 32 kann mittels Kugellager in dem Lagerbrückenelement 13 gelagert sein, oder, wie in Fig. 2 dargestellt, auf der Zahnwelle 14. Eine Drehmitnahme zwischen dem Antriebslager 32 und der Zahnwelle 14 kann über eine Umschaltvorrichtung 28 gesteuert werden, wobei zwischen einer Position Schlagwerk 23 ein/aus auswählbar ist. Die Drehmit- nähme ist über Mitnahmekörper 33 realisiert, die in einer Zahnhülse 34 radial eingebettet sind. Das Antriebslager 32 des Schlagwerks 23 treibt einen Taumelfinger 35 an, der eine Drehbewegung des Antriebslagers 32 in eine axiale, schlagende Bewegung umsetzt. Der Taumelfinger 35 ist in üblicher Weise an einer Außenseite 36 des Antriebslagers 32 gelagert. Je nach Position der als Schiebehülse ausgebildeten Umschaltvorrichtung 28 kann in bekannter Weise die Antriebsenergie auf das Schlagwerk 31 unterbrochen oder übertragen werden. Somit kann wahlweise zwischen verschiedenen Betriebsarten der Bohrmaschine, z.B. Bohren, Schlagbohren und dgl., umgeschaltet werden.

Fig. 3a zeigt eine alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Elektrowerkzeugmaschine, bei welcher eine Vibrationsdämpfungsvorrichtung 15, 15' als Gelenkeinheit ausgebildet ist. Sämtliche Elemente einer Antriebseinheit und einer Getriebeeinheit sind der Einfachheit halber nicht dargestellt. Es sind zwei als Druckfedern ausgebildete Vibrationsdämpfungsvorrichtungen 15, 15' vorgesehen, die jeweils zwischen einem antriebsseitigen Lagerbrückenelement 12 und einem getriebeseitigen Lagerbrückenelement 13 angeordnet sind. Die Lagerbrückenelemente 12, 13 befinden sich in getrennten Gehäuseteilschalen 16, 17. Ein Vorsprung 38 am oberen Umfang der antriebsseitigen Gehäuseteilschale 16 ist so angeordnet, dass er die getriebeseitige Gehäuseteilschale 17 partiell übergreift. Das ge- triebeseitige Lagerbrückenelement 17 weist axiale Brücken 37 auf, die durch quer angeordnete Verbindungshebel 39, 39' mit dem Vorsprung 38 der antriebsseitigen Gehäuseteilschale 16 verbunden sind. Eine Längserstreckung der Brücken 37 entspricht dabei ungefähr einer Längserstreckung des Vorsprungs 38. Ein Vibrationsdämp- fungsweg der Vibrationsdämpfungsvorrichtung 15 ist durch einen Anschlag 40 begrenzt, der durch eine antriebsseitig liegende Stirnseite eines axialen Vorsprungs 43 gebildet ist. Der Vorsprung 43 bildet dabei eine Verlängerung der Gehäuseteilschale 17 in antriebssei- tige Richtung. Die als Druckfeder ausgebildete Vibrationsdämpfungsvorrichtung 15 ist in Ausnehmungen 41 , 42 angeordnet, wobei die Ausnehmung 42 in einem axialen führenden Vorsprung 43 des getriebeseitigen Lagerbrückenelements 13 ausgebildet ist und eine lang gestreckte zylindrische Form aufweist. Die Ausnehmung 41 ist in dem antriebsseitigen Lagerbrückenelement 12 angeordnet.

Eine zweite als Druckfeder ausgebildete Vibrationsdämpfungsvorrichtung 15' ist am unteren Umfang angeordnet und verbindet die Lagerbrückenelemente 12, 13. Die Vibrationsdämpfungsvorrichtung 15' ist in Ausnehmungen 41 ', 42' der Lagerbrückenelemente 12, 13 gelagert, wobei die Ausnehmung 41' in einem axialen Vorsprung 43' angeordnet ist. In Fig. 4 ist eine Detailansicht einer alternativen als kinematische Gelenkverbindung ausgestalteten Vibrationsdämpfungsvorrichtung 15 dargestellt. Ein Kniehebel 45 mit einem Federelement 15 stellt über zwei sich kreuzende Elemente 46, 47 eine Verbindung zwischen einem antriebsseitigen Lagerbrückenelement 12 und einem getriebeseitigen Lagerbrückenelement 13 her. Der Aufbau entspricht im Wesentlichen demjenigen in Fig. 1 und wird an dieser Stelle zur Vermeidung von Wiederholungen nicht näher ausgeführt. Eine ReIa- tivbewegung zwischen den Gehäuseteilschalen 16, 17, wie sie beim Bedienen des Geräts, insbesondere beim Schlagbohren, auftritt, wird über das durch den Kniehebel 45 gebildete Linear- oder Drehgelenk aufgenommen. Dadurch wird eine Vibrationsdämpfung erzielt.

Claims

Patentansprüche

1. Elektrowerkzeugmaschine, insbesondere solche in Pistolenbauweise, mit einer Antriebseinheit (10) und einer Getriebeeinheit (11 ), wobei wenigstens die Antriebseinheit (10) auf einem Zwischenflansch gelagert ist und zum Antrieb eines Antriebsstrangs mit einer Zahnwelle (14) vorgesehen ist, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Zwischenflansch in ein antriebsseiti- ges und ein getriebeseitiges Lagerbrückenelement (12, 13) aufgeteilt ist, die über eine Vibrationsdämpfungsvorrichtung (15) miteinander verbunden sind.

2. Elektrowerkzeugmaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Vibrationsdämpfungsvorrichtung (15) als Federelement ausgebildet ist.

3. Elektrowerkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vibrationsdämpfungsvorrichtung

(15) als Gelenkeinheit ausgebildet ist.

4. Elektrowerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbrü- ckenelemente (12, 13) in getrennten Gehäuseteilschalen (16,

17) angeordnet sind.

5. Elektrowerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseteil- schalen (16, 17) durch eine elastische Abdichtung (18) verbunden sind.

6. Elektrowerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichtung

(18) so ausgebildet ist, dass ein Dämpfungselement (19) integriert ist.

7. Elektrowerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine axiale Vorspannung über eine Verschraubung zwischen den Gehäuseteilschalen (16, 17) herstellbar ist.

8. Elektrowerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem antriebs- seitigen Lagerbrückenelement (12) ein Stirnrad (20) angeordnet ist.

9. Elektrowerkzeugmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Zahnwelle (14) zum Stirnrad (20) hin unterbrochen ist.

10. Elektrowerkzeugmaschine nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnwelle (14) über eine Kupplung (21 ) verbindbar ist.