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Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere einen Bohrhammer oder Meisselhammer. Ein solche Werkzeugmaschine ist ausgestattet mit einem einen hinteren Griffbereich aufweisenden Gehäuse, mit einer eine Schlagwerkeinrichtung und eine Antriebseinrichtung umfassenden Baugruppe, wobei die Baugruppe zumindest teilweise innerhalb des Gehäuses angeordnet ist und gegenüber dem Gehäuse bewegbar angeordnet ist, wobei die Schlagwerkeinrichtung eine eine Längsrichtung definierende Schlagachse aufweist, und mit einem Lager, mittels dem die Baugruppe am Gehäuse in Längsrichtung bewegbar gelagert ist.
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EP4331774 A1 beschreibt eine Werkzeugmaschine, insbesondere einen Bohrhammer oder Meisselhammer, mit einem einen Griffbereich aufweisenden Gehäuse und einer eine Schlagwerkeinrichtung und eine Antriebseinrichtung umfassenden Baugruppe, wobei die Baugruppe im Wesentlichen innerhalb des Gehäuses angeordnet ist und gegenüber dem Gehäuse bewegbar angeordnet ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Werkzeugmaschine anzugeben, die bei besonders geringem Herstellung- und Wartungsaufwand besonders gute Vibrationsentkopplungseigenschaften aufweist.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäss durch eine Werkzeugmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Eine erfindungsgemässe Werkzeugmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass das Lager eine Schwinge aufweist, an der einerseits die Baugruppe um eine senkrecht zur Längsrichtung verlaufende Querrichtung schwenkbar angelenkt ist, und die andererseits um die Querrichtung schwenkbar am Gehäuse angelenkt ist.
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Demgemäss ist die Baugruppe über eine Schwinge am Gehäuse gelagert, wobei die Schwinge, an jeweils unterschiedlichen Positionen, sowohl mit Baugruppe als auch mit dem Gehäuse gelenkig verbunden ist. Die Schwenkachsen dieser beiden gelenkigen Verbindungen verlaufen parallel zueinander und in Querrichtung X. Die Verbindung mit der Baugruppe kann dabei eine unmittelbare Verbindung sein, die Verbindung mit dem Gehäuse eine mittelbare Verbindung, beispielsweise über eine Lagergabel.
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Eine derartige Lagerung kann in mehrerer Hinsicht vorteilhaft sein. Im Gegensatz zu Ausgestaltungen mit einer Linearführung kann beispielsweise der Aufwand, der zur Abdichtung gegen Bohrstaub betrieben werden muss, deutlich verringert werden. Darüber hinaus kann in besonders einfacher Weise eine Entkoppelung der Lagerung von den an einem Seitengriff wirkenden Kräften erzielt werden. Insbesondere wenn die Anlenkung der Baugruppe an der Schwinge am Schwerpunkt der Baugruppe oder zumindest in der Nähe des Schwerpunktes der Baugruppe erfolgt, kann auch in besonders einfacher Weise eine besonders günstige Lastaufnahme realisiert werden, und Entkopplungselemente zur Vibrationsentkopplung der Baugruppe vom Gehäuse können besonders einfach und günstig ausgeführt werden.
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Besonders vorteilhaft ist es, dass die Schwinge aus einem Kunststoffmaterial besteht. Hierdurch kann in besonders einfacher Weise eine vorteilhaft flexible Ausgestaltung realisiert werden, die vorzugsweise auch dreidimensionale Bewegungen aufnehmen kann.
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Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass die Schwinge gabelförmig mit einem ersten Gabelarm und einem zweiten Gabelarm ausgebildet ist, wobei die Baugruppe, insbesondere ein Innengehäuse der Baugruppe, sowohl am ersten Gabelarm als auch am zweiten Gabelarm um die Querrichtung schwenkbar angelenkt ist. Insbesondere ist die Baugruppe, insbesondere deren Innengehäuse, koaxial an beiden Gabelarmen angelenkt. Insbesondere wird die Baugruppe, vorzugsweise deren Schlagwerkeinrichtung, von den beiden Gabelarmen umgriffen und/oder die Baugruppe, insbesondere deren Schlagwerkeinrichtung, verläuft zwischen den beiden Gabelarmen. Durch die Ausgestaltung mit zwei Gabelarmen kann eine konstruktiv besonders einfache und zugleich zuverlässige Lagerung erreicht werden.
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Vorzugsweise ist am ersten Gabelarm ein erster Lagerzapfen angeordnet, der in die Baugruppe, insbesondere in das Innengehäuse, hineinragt, und/oder ist am zweiten Gabelarm ein zweiter Lagerzapfen angeordnet, der in die Baugruppe, insbesondere in das Innengehäuse, hineinragt. Hierdurch kann eine besonders robuste Lagerung in besonders einfacher Weise erzielt werden. Die Lagerzapfen sind vorzugsweise einstückig am jeweiligen Gabelarm angeordnet.
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Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, dass der erste Gabelarm und/oder der zweite Gabelarm am Gehäuse, unmittelbar oder mittelbar über zumindest ein Zwischenstück, gleitend anliegt, insbesondere in Längsrichtung Z gleitend anliegt. Hierdurch kann in besonders einfacher Weise eine laterale Führung realisiert werden, was den Betrieb noch weiter verbessern kann. Das Gehäuse kann dort, wo der jeweilige Gabelarm anliegt, Rippen aufweisen, was das Gleitverhalten verbessern kann. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass am ersten Gabelarm ein erstes Gleitstück aus Metall für einen gleitenden Kontakt mit dem Gehäuse angeordnet ist, und/oder dass am zweiten Gabelarm ein zweites Gleitstück aus Metall für einen gleitenden Kontakt mit dem Gehäuse angeordnet ist. Dies kann das Gleitverhalten noch weiter verbessern.
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Insbesondere kann das erste Gleitstück ein Blechteil sein, und/oder kann das zweite Gleitstück ein Blechteil sein, was im Hinblick auf den Herstellungsaufwand vorteilhaft sein kann.
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Besonders zweckmässig ist es, dass der erste Lagerzapfen von einem ersten O-Ring umgeben ist, welcher den ersten Gabelarm von der Baugruppe hinweg gegen das Gehäuse drängt, und/oder dass der zweite Lagerzapfen von einem zweiten O-Ring umgeben ist, welcher den zweiten Gabelarm von der Baugruppe hinweg gegen das Gehäuse drängt. Durch diese eine Vorspannung generierenden O-Ringe kann in herstellungstechnisch besonders einfacher Art und Weise eine entkoppelte laterale Führung realisiert werden. Die O-Ringe können insbesondere ein Elastomermaterial aufweisen.
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Für einen konstruktiv besonders einfachen Aufbau kann vorgesehen werden, dass am Gehäuse eine Lagergabel angeordnet ist, an der die Schwinge schwenkbar angelenkt ist. Die Lagergabel kann einstückig mit Gehäuseschalen oder einem Gehäusetopf ausgebildet sein, ist aber zweckmässigerweise ein hiervon separates Bauteil. Vorzugsweise kann die Lagergabel eine Doppelgabel sein.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Lagergabel die Schwinge umgreift. Hierdurch kann eine besonders kompakte Gelenkverbindung zwischen der Lagergabel und der Schwinge realisiert werden.
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Das Gehäuse kann einen Seitengriff-Befestigungsbereich aufweisen, der von dem Spannband eines Seitengriffs umschlingbar ist, wobei die Schlagachse durch den Seitengriff-Befestigungsbereich hindurch verläuft. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Baugruppe im Seitengriff-Befestigungsbereich vom Gehäuse beabstandet ist. Hierdurch werden die durch das Spannband erzeugbaren Spannungen in besonders zuverlässiger Weise von der Baugruppe entkoppelt, und/oder kann eine Bewegung der Baugruppe in drei Dimensionen am Seitengriff-Befestigungsbereich gewährleistet werden.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass am Gehäuse eine Versteifungshülse angeordnet ist, welche das Gehäuse im Seitengriff-Befestigungsbereich versteift. Hierdurch kann die Resilienz der Werkzeugmaschine in besonders einfacher Art und Weise noch weiter verbessert werden. Die Versteifungshülse kann beispielsweise aus einem Metallmaterial, insbesondere Stahl, bestehen, wobei das Metallmaterial auch beschichtet sein kann. Die Versteifungshülse ist im Seitengriff-Befestigungsbereich angeordnet. Die Versteigungshülse muss keine Lagerungsfunktion der Baugruppe übernehmen.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert, die schematisch in den beiliegenden Figuren dargestellt sind, wobei einzelne Merkmale der nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele im Rahmen der Erfindung grundsätzlich einzeln oder in beliebiger Kombination realisiert werden können. In den Figuren zeigen schematisch:
- Fig. 1
- eine stark schematisierte seitliche Schnittansicht einer ersten Ausführungsform einer Werkzeugmaschine in Ruheposition der Werkzeugmaschine;
- Fig. 2
- eine teilweise transparente Detailansicht der Werkzeugmaschine aus Figur 1 in perspektivischer Ansicht;
- Fig. 3
- eine perspektivische Ansicht der Lagergabel der Werkzeugmaschine aus Figur 2;
- Fig. 4
- eine Querschnittsansicht der Werkzeugmaschine aus Figur 2 an der Lagergabel;
- Fig. 5
- eine Längsschnittansicht der Werkzeugmaschine aus Figur 2 im vorderen Bereich der Werkzeugmaschine.
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Die Figuren zeigen eine erste Ausführungsform einer Werkzeugmaschine 1, die vorliegend als Bohrhammer bzw. Kombihammer ausgeführt ist, bei einer alternativen Ausführung beispielsweise auch als Meisselhammer oder dergleichen ausgeführt sein kann. Die Werkzeugmaschine 1 ist vorliegend als kabellose Werkzeugmaschine mit einem Akkumulator 3 ausgeführt, kann bei einer alternativen Ausführung aber auch für einen Netzbetrieb vorgesehen sein.
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Die Werkzeugmaschine 1 ist hier in einer Winkelbauweise ausgeführt und weist ein Gehäuse 5 auf, welches einen hinteren Griffbereich 7 in einer D-Form aufweist. Das Gehäuse 5, welches ein- oder mehrteilig ausgeführt sein kann, ist hier fest mit dem von einem Anwender greifbaren Griffbereich 7 verbunden. Das Gehäuse 5 ist vorliegend in Längsrichtung Z geteilt und in sogenannter Topfbauweise ausgeführt. Alternativ hierzu kann das Gehäuse 5 auch insbesondere zwei in Querrichtung X miteinander verbindbare Gehäusehälften aufweisen und in sogenannter Schalenbauweise ausgeführt sein.
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Innerhalb des Gehäuses 5 ist eine Baugruppe 9 angeordnet, die eine in herkömmlicher Weise ausgeführte Schlagwerkeinrichtung 11 und eine als Elektromotor ausgeführte Antriebseinrichtung 13, die zum Antrieb der Schlagwerkeinrichtung 11 ausgeführt ist, aufweist. Die Baugruppe 9 ist vorliegend L-förmig ausgeführt.
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Die Werkzeugmaschine 1 weist in herkömmlich bekannter Weise eine Werkzeugaufnahme 16 auf, über welche ein Werkzeug 17, beispielsweise ein Meissel oder dergleichen, mit der Baugruppe 9, insbesondere deren Schlagwerkeinrichtung 11, lösbar wirkverbindbar ist.
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Mittels der Baugruppe 9 ist vorliegend ein Meisselbetrieb möglich, wobei im Meisselbetrieb das Werkzeug 17 oszillierend in Richtung einer Schlagachse 19 vor und zurück bewegt wird. In einem Hammerbohrbetrieb vollführt das Werkzeug 17 zusätzlich eine drehende Bewegung um die Schlagachse 19.
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In den Figur 1 sind eine Längsrichtung Z, eine Hochrichtung Y und eine Querrichtung X gezeigt. X, Y und Z sind Achsen eines kartesischen Koordinatensystems und stehen jeweils senkrecht aufeinander. Die Längsrichtung Z ist ohne Einwirken einer äußeren Kraft deckungsgleich mit der Schlagachse 19, die durch eine Mittelachse des in der Werkzeugaufnahme 16 aufgenommen Werkzeugs 17 bzw. der Werkzeugaufnahme 16 definiert ist. Die Hochrichtung Y ist ohne Einwirken einer äußeren Kraft parallel zu einer Abtriebsachse der Antriebseinrichtung 13.
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Die Baugruppe 9 kann ein separates Innengehäuse 21, insbesondere aus Kunststoff, aufweisen, welches insbesondere die Schlagwerkeinrichtung 11 und die Antriebseinrichtung 13 einhaust bzw. innerhalb dessen die Schlagwerkeinrichtung 11 und die Antriebseinrichtung 13 insbesondere nahezu vollständig oder vollständig angeordnet sind.
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Die Werkzeugmaschine weist zudem einen Seitengriff 27 auf, der einen vorderen Griffbereich bildet. Der Seitengriff 27 ist in einem in der Nähe der Werkzeugaufnahme 16 angeordneten Seitengriff-Befestigungsbereich 67 mit dem Gehäuse 5 verbunden ist. Zum Zwecke der Verbindung mit dem Gehäuse 5 weist der Seitengriff 27 ein Spannband 28 auf, welches das Gehäuse 5 im Seitengriff-Befestigungsbereich 67 umschlingt. Das Spannband 28 umläuft hierbei die Schlagachse 19, das heisst die Schlagachse 19 verläuft durch das Spannband 28 und durch den Seitengriff-Befestigungsbereich 67 hindurch.
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An dem im Wesentlichen aus Kunststoff bestehenden Gehäuse 5 ist eine Versteifungshülse 66 aus einem Metallmaterial, vorzugsweise aus Stahl, angeordnet ist, welche das Gehäuse 5 im Seitengriff-Befestigungsbereich 67 versteift. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Versteifungshülse 66 im Inneren des Gehäuses 5 angeordnet. Sie kann aber auch im Gehäuse 5 eingebettet sein, oder aussenseitig am Gehäuse 5 angeordnet sein. Die Versteifungshülse 66 und das Spannband 28 überlappen sich in Längsrichtung Z, und das Spannband 28 umschlingt die Versteifungshülse 66.
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In Figur 1 verläuft der Seitengriff 27 im Wesentlichen in Querrichtung X, und in den Figuren 2 und 5 verläuft er im Wesentlichen in Hochrichtung Y. Der Seitengriff ist insbesondere stufenlos in Umfangsrichtung zur Längsrichtung Z verstellbar an dem Gehäuse 5 anordenbar.
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Die Baugruppe 9 ist im Gehäuse beweglich gelagert, insbesondere zumindest in Längsrichtung Z. Die Baugruppe 9 ist in den Figuren in einer der Ruheposition gezeigt, in der die Werkzeugmaschine 1 nicht betrieben wird bzw. in der die Baugruppe 9 in einer in Längsrichtung Z vorderen Endposition relativ zum Gehäuse angeordnet ist. Im Betrieb der Werkzeugmaschine entstehen durch die Wechselwirkung zwischen einem zu bearbeitenden Untergrund und dem Werkzeug 17 Vibrationen, die hauptsächlich in Richtung der Schlagachse 19, also in Längsrichtung Z wirken. Diese können über eine hintere Entkopplungseinrichtung 35 auf das Gehäuse 5 übertragen werden. Es ist das Ziel durch die hintere Entkopplungseinrichtung 35 die im Betrieb der Werkzeugmaschine 1 im Bereich der Baugruppe 9 entstehenden Vibrationen bzw. Beschleunigungen möglichst stark zu reduzieren bzw. zu dämpfen.
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Die hintere Entkopplungseinrichtung 35 weist Federeigenschaften und/oder Dämpfungseigenschaften zumindest in der Längsrichtung Z auf (sie kann grundsätzlich zusätzlich auch in X- und Y-Richtung wirken) und ist hier als Federeinrichtung mit einer Wirkungsachse im Wesentlichen in Längsrichtung Z ausgeführt. Die hier mit zwei zylindrischen Schraubenfedern ausgeführte Entkopplungseinrichtung 35 drückt die Baugruppe 9 gegenüber dem Gehäuse 5 in die vordere Endposition. Es können auch weitere Entkopplungseinrichtungen vorgesehen sein.
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Die Werkzeugmaschine 1 weist ein Lager auf, mittels dem die Baugruppe 9, insbesondere deren Innengehäuse 21, am Gehäuse 5 in Längsrichtung Z bewegbar gelagert ist.
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Besagtes Lager weist eine Schwinge 50 aus einem Kunststoffmaterial auf, wobei die Schwinge 50 an einem ersten Drehgelenk um die Querrichtung X schwenkbar an der Baugruppe 9 angelenkt ist, und zwar insbesondere am Innengehäuse 21 der Baugruppe, nämlich im Bereich der Schlagwerkeinrichtung 11. Ferner ist die Schwinge 50 an einem (vom ersten Drehgelenk beanstandeten) zweiten Drehgelenk um die Querrichtung X schwenkbar am Gehäuse 5 angelenkt.
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Die Schwinge 50 ist gabelförmig mit einem Hals 58 ausgebildet, an dem ein erster Gabelarm 51 und einem zweiten Gabelarm 52 vorspringen. Das erste Drehgelenk, an dem die Anlenkung der Schwinge 50 an der Baugruppe 9 gegeben ist, ist an den Gabelarmen 51 und 52 gebildet. Insbesondere ist am ersten Gabelarm 51 ein erster Lagerzapfen 53 angeordnet, der in das Innengehäuse 21 der Baugruppe 9 hineinragt, und am zweiten Gabelarm 52 ist, koaxial zum ersten Lagerzapfen 53, ein zweiter Lagerzapfen 54 angeordnet, der in das Innengehäuse 21 der Baugruppe 9 hineinragt. Die beiden Lagerzapfen 53, 53 bilden einen Teil des ersten Drehgelenks, an dem die Schwinge 50, unmittelbar, an der Baugruppe 9 angelenkt ist.
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Am Gehäuse 5 ist eine als Doppelgabel ausgebildete Lagergabel 80 angeordnet, welche die Schwinge 50, insbesondere deren Hals 58, umgreift, und welche mit der Schwinge 50, insbesondere mit deren Hals 58, verbolzt ist. Hierdurch ist das zweite Drehgelenk gebildet, durch welches die Schwinge 50, mittelbar, am Gehäuse 5 angelenkt ist
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Der erste Lagerzapfen 53 ist von einem ersten O-Ring 61 aus einem Elastomermaterial umgeben, der einerseits gegen den ersten Gabelarm 51 und andererseits gegen die Baugruppe 9 (insbesondere gegen deren Innengehäuse 21) wirkt, und der somit den ersten Gabelarm 51 von der Baugruppe 9 (in Querrichtung X) hinweg gegen das Gehäuse 5 drängt, so dass der erste Gabelarm 51 gleitend am Gehäuse 5 anliegt. Dort, wo der erste Gabelarm 51 gleitend am Gehäuse 5 anliegt, ist am ersten Gabelarm 51 ein als Blechteil ausgebildetes erstes Gleitstück 71 aus Metall für den gleitenden Kontakt mit dem Gehäuse 5 angeordnet, und weist das Gehäuse 5 in Längsrichtung Z verlaufende erste Rippen 75 auf.
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Der zweite Lagerzapfen 54 ist von einem zweiten O-Ring 62 aus einem Elastomermaterial umgeben, der einerseits gegen den zweiten Gabelarm 52 und andererseits gegen die Baugruppe 9 (insbesondere gegen deren Innengehäuse 21) wirkt, und der somit den zweiten Gabelarm 52 von der Baugruppe 9 (in Querrichtung X) hinweg gegen das Gehäuse 5 drängt, so dass der zweite Gabelarm 52 gleitend am Gehäuse 5 anliegt. Dort, wo der zweite Gabelarm 52 gleitend am Gehäuse 5 anliegt, ist am zweiten Gabelarm 52 ein als Blechteil ausgebildetes zweites Gleitstück 72 aus Metall für den gleitenden Kontakt mit dem Gehäuse 5 angeordnet, und weist das Gehäuse 5 in Längsrichtung Z verlaufende zweite Rippen 76 auf.
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Da die vordere Lagerung der Baugruppe 9 im Gehäuse 5 durch die Schwinge 50 realisiert ist, kann, wie in Figur 5 erkennbar ist, die Baugruppe 9 im Seitengriff-Befestigungsbereich 67 und in dessen Umgebung vom Gehäuse 5 beanstandet sein. Insbesondere kann sich die Baugruppe 9 im Seitengriff-Befestigungsbereich 67 in allen drei Raumrichtungen X, Y und Z relativ zum Gehäuse 5 bewegen.