EP2533941B1 - Handwerkzeugmaschine mit elastomerelementen zur lagerung von bauteilen im gehäuse - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf eine Handwerkzeugmaschine mit einer Antriebseinrichtung in einem Gehäuse nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Stand der Technik
• In der DE 10 2006 020 172 A1 wird ein Akku-Schrauber bzw. -Bohrer beschrieben, der in einem Gehäuse einen elektrischen Antriebsmotor aufweist, wobei sich an das Motorgehäuse, in welchem der Antriebsmotor angeordnet ist, ein Getriebegehäuse mit einem Getriebe anschließt, über das die Motorbewegung auf ein Werkzeug übertragen wird. Im Fügebereich zwischen Motor- und Getriebegehäuse ist ein Dichtungselement angeordnet, das aus zwei Halbringen aus thermoplastischem Elastomer besteht, welches benachbart zum Fügebereich an die Stirnseite des Motorgehäuses angespritzt ist. Die Halbringe haben außerdem die Funktion, das Getriebe zu dämpfen und den Getrieberaum vom Motorraum abzudichten.
• An einem Handgriff des Gehäuses befindet sich ein Einschaltelement, das mit einem im Gehäuse angeordneten Schalter verbunden ist, über den der elektrische Antriebsmotor ein- und auszuschalten ist. Derartige Schalter im Gehäuseinneren sind beispielsweise über elastisch verformbare Rastnasen in ihrer Position gehalten. Um die Gehäuseteile zusammenfügen zu können, ist es erforderlich, die Schalteraufnahme im Gehäuse mit einem Spiel zu versehen, das jedoch ein bestimmtes Maß nicht überschreiten darf, da andernfalls Vibrationen der Werkzeugmaschine zu einer Beschädigung des Schalters bzw. der Verbindung zwischen Schalter und Motor führen können.
• Die DE 10 2008 063 113 A1 welche die Grundlage für den Oberbegriff des Anspruchs 1 bildet, offenbart eine Handbohrmaschine, welche über eine Schaltereinrichtung mit einem Schalter ein- bzw. auszuschalten ist. Der Schalter weist ein Schaltergehäuse auf, an dessen Eckpunkten ein Dämpfungsteil angeordnet ist. Das Dämpfungsteil kann als thermoplastisches Elastomer im Mehrkomponenten-Spritzgießverfahren in Gehäuseausnehmungen eingebracht sein, die im Schaltergehäuse vorgesehen sind.
• Die EP 1 741 520 A2 offenbart, an der Außenseite eines Griffteils eines zweiteiligen Griffgehäuses einer Handwerkzeugmaschine ein Elastomerelement anzuordnen, das zum verbesserten Ergreifen des Griffes dient. In das Griffteil ist eine Öffnung eingebracht, durch die sich ein zylindrisches Teil des Elastomerelementes erstreckt, welches ein Lagergehäuse abstützt, das die Motorwelle aufnimmt.
• Auch die US 2002/096341 A1 offenbart eine elastische Lagerung des elektrischen Antriebsmotors einer Handwerkzeugmaschine. Offenbarung der Erfindung
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, mit einfachen Maßnahmen die Betriebssicherheit in Handwerkzeugmaschinen zu erhöhen.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.
• Die erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschine weist eine Antriebseinrichtung auf, üblicherweise einen elektrischen Antriebsmotor, dem ein Getriebe nachgeschaltet ist, über das die Antriebsbewegung des Motors auf ein Werkzeug übertragen wird. Bei der handgeführten Werkzeugmaschine handelt es sich beispielsweise um einen Winkelschleifer, einen Akku-Schrauber oder dergleichen. Zum Ein- und Ausschalten der Antriebseinrichtung dient eine Schaltereinrichtung mit einem Schalter, der innerhalb des Gehäuses angeordnet ist und der mit dem Antriebsmotor der Antriebseinrichtung verbunden ist. Über den Schalter wird die mechanische Schaltbewegung, welche von der Bedienperson ausgelöst wird, im Falle einer Ausführung des Antriebsmotors als Elektromotor beim Einschalten in eine den Stromkreis schließende und beim Ausschalten in eine den Stromkreis öffnende elektrische Schaltbewegung umgesetzt. Der Schalter ist entweder über elektrische Verbindungskabel mit dem Antriebsmotor verbunden oder unmittelbar an den Motor angeflanscht.
• Bei der erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschine sind an der Gehäuseaußenseite und an der Gehäuseinnenseite jeweils Elastomerelemente angespritzt, die über eine Öffnung, die in die Gehäusewand eingebracht ist, miteinander verbunden sind. Dies erlaubt die Herstellung der Elastomerelemente an der Innen- und Außenseite in einem einzigen Arbeitsschritt, bei dem das Elastomermaterial von einer Seite an das Gehäuse angespritzt wird und durch die Öffnung in der Gehäusewand zur gegenüberliegenden Seite hindurchtreten kann. Das Anspritzen des Elastomermaterials an die Gehäusewand kann hierbei sowohl von der Innenseite als auch von der Außenseite erfolgen.
• Des Weiteren ist vorgesehen, dass das an der Gehäuseinnenseite befindliche Elastomerelement ein Elastomerlager zur Lagerung des Schalters bildet. Auf Grund der Lagerung des Schalters im Gehäuseinneren an dem Weichmaterial ist eine wirkungsvolle Schwingungsdämpfung des Schalters gegeben, zugleich kann ein Einbauspiel für den Schalter zugelassen werden, was das bündige Zusammenfügen der Gehäuseteile erleichtert. Das Spiel wird zumindest teilweise von der Weichkomponente des Elastomerlagers kompensiert, so dass im fertig montierten und zusammengebauten Zustand der Schalter ohne Relativbewegungsmöglichkeit im Gehäuse aufgenommen ist. Zugleich werden Schwingungen und Vibrationen, die von dem Antriebsmotor ausgehen bzw. bei der Werkstückbearbeitung entstehen, wirkungsvoll gedämpft bzw. reduziert, so dass die Gefahr einer Beschädigung des Schalters bzw. eines Lösens der Verbindung zwischen Schalter und Antriebsmotor oder zwischen Schalter und elektrischer Stromversorgung signifikant herabgesetzt ist.
• Zusätzlich oder alternativ zu einem erhöhten Spiel in der Aufnahme des Schalters im Gehäuseinneren ist es auch möglich, bei den Schalterabmessungen eine erhöhte Toleranz zuzulassen, da dies ebenfalls von der Nachgiebigkeit der Weichkomponente im Elastomerelement kompensiert wird.
• Als Material für das Elastomerelement kommt insbesondere ein thermoplastisches Elastomer (TPE) in Betracht. Möglich sind aber auch Ausführungen aus EPDM, PUR, PVC oder ähnlichem.
• Das Elastomerelement an der Gehäuseaußenseite, mit dem das Elastomerlager an der Innenseite einteilig ausgeführt ist, bildet vorzugsweise ein Griffelement, über das die Handwerkzeugmaschine von der Bedienperson ergriffen und geführt werden kann. Das Elastomerelement bietet auf Grund seiner Nachgiebigkeit und der erhöhten Reibung einen hohen Bedienkomfort, außerdem kann die Handwerkzeugmaschine sicher gehalten und geführt werden.
• Zur besseren Verbindung zwischen dem Gehäuse und dem Elastomer an der Innen- und Außenseite kann es zweckmäßig sein, Erhöhungen und/oder Vertiefungen an den Gehäusewandungen vorzusehen, welche von dem Elastomermaterial umspritzt werden. Derartige Erhöhungen und Vertiefungen, beispielsweise Kanäle, verbessern die Haftung des Elastomermaterials am Gehäuse.
• Die Öffnung in der Gehäusewand, über die die Elastomerelemente an der Innen- und Außenseite miteinander einteilig verbunden sind, ist zweckmäßigerweise vollständig von dem Elastomermaterial ausgefüllt. Der Öffnungsquerschnitt kann rund oder unrund sein, beispielsweise oval oder längsgerichtet in Form eines Kanals beschränkter Länge. Der Öffnungsquerschnitt ist zweckmäßig an das Fließverhalten des beim Spritzvorgang flüssigen Elastomermaterials angepasst. In der Ausführung der Öffnung in der Gehäusewand als Kanal erstreckt sich dieser beispielsweise in Längsrichtung des Gehäuses. Grundsätzlich möglich ist aber auch eine Ausrichtung in Umfangsrichtung.
• Das Elastomerlager ist als eine längsgerichtete Trägerrippe ausgeführt, die sich an der Gehäuseinnenseite erstreckt. Die Trägerrippe kann geradlinig ausgebildet sein und sich in Längsrichtung des Gehäuses erstrecken. Gemäß einer weiteren zweckmäßige Ausführung ist vorgesehen, dass das Gehäuse mehrteilig, insbesondere zweiteilig mit zwei Gehäusehalbschalen ausgeführt ist, wobei an jeder Gehäusehalbschale ein Elastomerelement an der Innen- und Außenseite angeordnet ist. Die Elastomerelemente an der Gehäuseinnenseite bilden zusammenwirkende Elastomerlager für den Schalter und sind im zusammengesetzten Zustand der Gehäusehalbschalen spiegelsymmetrisch zueinander ausgeführt. Im Falle einer Ausbildung der Elastomerlager als längliche Trägerrippen sind diese insbesondere parallel zueinander ausgerichtet.
• Das Gehäuse, in welchem der Schalter angeordnet ist, bildet insbesondere ein Motorgehäuse zur Aufnahme des Antriebsmotors, wobei sich an das Motorgehäuse ein Getriebegehäuse mit einem Getriebe anschließt, über das die Motorbewegung in eine Bewegung des Werkzeugs der Handwerkzeugmaschine umgesetzt wird.
• Des Weiteren ist es möglich, dass zusätzlich zu den Elastomerelementen an der Gehäuseinnen- oder Außenseite weitere Elastomerelemente am Gehäuse angespritzt sind, denen weitere Funktionen zukommen. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass ein weiteres Elastomerelement ein Lager für ein Bauteil der Antriebseinrichtung bildet, insbesondere ein Lager für den elektrischen Antriebsmotor der Handwerkzeugmaschine. Dieses Elastomerlager kann ebenso wie das erfindungsgemäße Elastomerlager zur Lagerung des Schalters einteilig mit einem an der Gehäuseaußenseite angespritzten, weiteren Elastomerelement ausgebildet sein, das ggf. auch zum verbesserten Greifen und Handhaben der Handwerkzeugmaschine dient und/oder eine Abdichtfunktion im Übergangsbereich zwischen Motor- und Getriebegehäuse hat. Im letztgenannten Fall befindet sich das Elastomerelement an der Stirnseite eines Gehäuseteils, entweder am Motorgehäuse und/oder am Getriebegehäuse, und erstreckt sich zumindest teilweise über die Stirnseite dieses Gehäuses.
• Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:

Fig. 1

eine als Akku-Winkelschleifer ausgeführte Handwerkzeugmaschine in perspektivischer Darstellung,

Fig. 2

in Explosionsdarstellung Elastomerelemente, die im Spritzgießverfahren an die Gehäuseaußen- und -innenseite angespritzt werden,

Fig. 3

eine Ansicht der Innenseite einer Halbschale des Motorgehäuses mit angespritzter Elastomer-Trägerrippe, die ein Elastomerlager zur Lagerung eines Schalters für den elektrischen Antriebsmotor bildet,

Fig. 4

eine ähnliche Darstellung wie Fig. 3, jedoch zusätzlich mit eingesetztem Schalter,

Fig. 5

eine weitere Ansicht des im Motorgehäuse aufgenommenen Schalters,

Fig. 6

eine Einzeldarstellung der Elastomerelemente einschließlich des Schalters,

Fig. 7

das Motorgehäuse mit den in Fig. 2 dargestellten Elastomerelementen,

Fig. 8

eine Ansicht der Lageraufnahme an der Innenseite des Gehäuses einschließlich Elastomerlager.

• In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
• Wie den Figuren zu entnehmen, ist die Handwerkzeugmaschine 1 als Winkelschleifer ausgeführt und weist als Antriebseinrichtung einen elektrischen Antriebsmotor in einem Motorgehäuse 2 und ein Getriebe in einem separat hiervon ausgebildeten, sich an das Motorgehäuse anschließendes Getriebegehäuse 3 auf. Über die Antriebseinrichtung mit dem elektrischen Antriebsmotor und dem Getriebe wird die Antriebsbewegung des Motors in eine Werkzeugbewegung des Werkzeugs 4 umgesetzt, das im Ausführungsbeispiel eine Schleifscheibe bildet, welche von einer Schutzhaube 5 übergriffen ist. Zur elektrischen Stromversorgung ist im hinteren Teil ein sich an das Motorgehäuse 2 anschließendes Akku-Pack 6 vorgesehen. Am Motorgehäuse 2 befindet sich im vorderen, dem Getriebegehäuse 3 benachbarten Teil ein Schalterelement 7 zum Ein- bzw. Ausschalten des elektrischen Antriebsmotors. Das Schalterelement 7 überragt die Außenseite des Motorgehäuses 2 und kann in einer ergonomisch günstigen Weise von der Bedienperson betätigt werden. Das Schalterelement 7 ist mit einem Schalter verbunden, der sich im Inneren des Motorgehäuses 2 befindet und über den die elektrische Stromversorgung des Antriebsmotors ein- bzw. ausgeschaltet wird. Das Motorgehäuse 2 ist zweiteilig aufgebaut und umfasst zwei zusammengesetzte Gehäuseschalen 2a und 2b. Auf der Oberseite des Gehäuses 2 befindet sich ein Elastomerelement 9, das als Beschichtung auf die Außenseite des Motorgehäuses 2 aufgespritzt ist.
• Seitlich am Getriebegehäuse 3 ist ein Zusatzhandgriff 8 angeordnet, der sich quer zur Längsachse der Handwerkzeugmaschine erstreckt.
• In den Fig. 2 bis 6 ist der Schalter 10 zu erkennen, der innerhalb des Motorgehäuses angeordnet ist und über den der elektrische Antriebsmotor ein- bzw. auszuschalten ist. Der Schalter 10 ist elektrisch mit dem Antriebsmotor verbunden und kann über das Schalterelement 7 (Fig. 1) ein- bzw. ausgeschaltet werden.
• Dargestellt ist in Fig. 2 außerdem das Elastomerelement 9, das auf die Außenseite des Motorgehäuses aufgespritzt ist. Das Elastomerelement ist einteilig mit weiteren Elastomerelementen 11 bis 14 ausgebildet, die sich teilweise an der Gehäuseaußenseite und teilweise an der Gehäuseinnenseite erstrecken, wobei an gegenüberliegenden Gehäuseseiten befindliche Elastomerelemente über Öffnungen in der Gehäusewand des Motorgehäuses miteinander verbunden sind. Das Elastomerelement 14 bildet ein Elastomerlager zur Lagerung des Schalters 10. Zweckmäßigerweise ist jeder Halbschale des Motorgehäuses ein oder mehrere Elastomerelemente an der Gehäuseaußenseite sowie an der Gehäuseinnenseite zugeordnet. Jede Gehäusehalbschale weist zumindest ein Elastomerelement an der Außenseite und ein Elastomerlager zur Lagerung des Schalters 10 auf.
• Ein weiteres, bügelförmiges Elastomerelement 15 ist im hinteren Bereich des Gehäuses angeordnet und dem Schalter 10 axial nachgelagert. Das bügelförmige Elastomerelement 15 wird auf die Außenseite des Motorgehäuses im Bereich der Motorgehäusestirnseite angespritzt und befindet sich im Übergang zwischen Motorgehäuse und Akku. Das Elastomerelement 15 dient zur Abdichtung und Schwingungsreduzierung zwischen Motorgehäuse und Akku.
• Das Elastomerlager 14 ist als sich in Längsrichtung erstreckende Rippe ausgeführt, welche, wie den Figuren 2 und 4 zu entnehmen, sich in Längsrichtung über den Schalter 10 hinaus erstreckt. Das Elastomerlager 14 weist vorzugweise eine größere axiale Länge auf als der Schalter 10, so dass nicht nur der Schalter 10 von dem Elastomerlager 14 aufgenommen werden kann, sondern darüber hinaus auch ein Steckermodul, über das der elektrische Anschluss zwischen dem Schalter 10 und dem Antriebsmotor oder zwischen dem Schalter 10 und der Stromversorgung erfolgt.
• Wie der Schnittdarstellung gemäß Fig. 5 zu entnehmen, ist einteilig mit der Wandung des Gehäuses 2 an der Gehäuseinnenseite ein sich nach innen erstreckender Vorsprung 16 ausgebildet, der zur Aufnahme und Abstützung des Elastomerlagers 14 dient. Die im Betrieb auftretenden Kräfte, welche von dem Schalter 10 bzw. den Schwingungen der Handwerkzeugmaschine herrühren, werden über das Elastomerlager 14 auf den Vorsprung 16 geleitet.
• In Fig. 8 ist die Aufnahme 17 im Gehäuse 2 für den Schalter dargestellt. Einteilig mit dem Gehäuse 2 sind elastisch gehaltenen Rastglieder 18 ausgeführt, die die Aufnahme 17 seitlich begrenzen und den eingeschobenen Schalter rastschlüssig in der Aufnahme 17 sichern.
• Wie Fig. 8 weiter zu entnehmen, ist einteilig mit dem Elastomerlager 14 eine erste und eine zweite Elastomerrippe 19 bzw. 20 ausgebildet, die zueinander jeweils in einem rechten Winkel stehen und an den Seitenwänden der Aufnahme 17 verlaufen. Über die verschiedenen Abschnitte des Elastomerlagers 14 bzw. der E-lastomerrippen 19 und 20 werden gehäuseseitige Anschläge in der Aufnahme 17 weich gepolstert, um den eingeschobenen Schalter entsprechend weich abzustützen.
• Es kann zweckmäßig sein, ein weiteres, an der Gehäuseinnenseite angeordnetes Elastomerelement anzuordnen, welches einteilig mit einem Elastomerelement an der Gehäuseaußenseite ausgebildet ist und ein Lager für ein Bauteil der Antriebseinrichtung bildet, insbesondere ein Lager für den Antriebsmotor. Gegebenenfalls sind sowohl das Elastomerlager für den Schalter als auch das Elastomerlager für den Antriebsmotor einteilig mit dem gleichen Elastomerelement an der Gehäuseaußenseite ausgeführt.

Claims (9)

1. Handwerkzeugmaschine mit einer Antriebseinrichtung in einem Gehäuse (2), die über eine Schaltereinrichtung ein- und auszuschalten ist, wobei die Schaltereinrichtung einen Schalter (10) umfasst, der innerhalb des Gehäuses (2) aufgenommenen ist, dadurch gekennzeichnet, dass an der Gehäuseaußenseite und an der Gehäuseinnenseite jeweils Elastomerelemente (9, 14) angespritzt sind, die über eine Öffnung in der Gehäusewand miteinander verbunden sind, wobei das an der Gehäuseinnenseite befindliche Elastomerelement (14) ein Elastomerlager (14) zur Lagerung des Schalters (10) bildet, wobei das Elastomerlager (14) als längsgerichtete Trägerrippe ausgebildet ist, wobei das Elastomerlager (14) mindestens eine Seitenwand des Schalters (10) überragt.
2. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomerelement (9) an der Gehäuseaußenseite ein Griffelement bildet.
3. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomerlager (14) eine größere axiale Länge aufweist als der Schalter (10).
4. Handwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) aus zwei Gehäusehalbschalen (2a, 2b) zusammengesetzt ist und dass sich an der Innen- und Außenseite jeder Gehäusehalbschale (2a, 2b) miteinander verbundene Elastomerelemente (9, 14) befinden.
5. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomerlager (14) an der Innenseite der Gehäusehalbschalen (2a, 2b) spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet sind.
6. Handwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
   gekennzeichnet, dass die Öffnung in der Gehäusewand, über die die Elastomerelemente (9, 14) an der Gehäuseinnenseite und -außenseite miteinander verbunden sind, als Kanal ausgebildet ist, dessen Längserstreckung die Quererstreckung übersteigt.
7. Handwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomerlager (14) an einem Motorgehäuse (2) zur Aufnahme eines Antriebsmotors angeordnet ist.
8. Handwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu dem Elastomerlager (14) ein separat ausgebildetes Dämpfungselement an der Gehäuseinnenseite zur Lagerung des Schalters (10) angeordnet ist.
9. Handwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres, an der Gehäuseinnenseite angeordnetes Elastomerelement, welches einteilig mit einem Elastomerelement an der Gehäuseaußenseite ausgebildet ist, ein Lager für ein Bauteil der Antriebseinrichtung bildet.

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