DE102004020177A1

DE102004020177A1 - Handwerkzeugmaschine mit einem drehenden und/oder schlagenden Antrieb

Info

Publication number: DE102004020177A1
Application number: DE102004020177A
Authority: DE
Inventors: Juergen Lennartz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2004-04-24
Filing date: 2004-04-24
Publication date: 2005-11-17
Also published as: US20090200054A1; GB0508199D0; US8011442B2; GB2413300A; US7753135B2; US20050236168A1; JP2005305647A; GB2413300B; CN1689763A

Abstract

Eine Handwerkzeugmaschine mit einem drehenden und/oder schlagenden Antrieb für ein in einer Werkzeugaufnahme (10) einsetzbares Werkzeug (11) weist Mittel auf, welche die Drehung einer Motorwelle (5) auf eine Zwischenwelle (7) übertragen, von der die Werkzeugaufnahme (10) in eine Drehbewegung und/oder eine Schlagbewegung versetzt wird. Eine kompakte Bauform der Handwerkzeugmaschine wird dadurch erreicht, dass die Motorwelle (5) in einer Achse mit der Zwischenwelle (7) koppelbar bzw. gekoppelt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Handwerkzeugmaschine mit einem drehenden und/oder schlagenden Antrieb für ein in einer Werkzeugaufnahme einsetzbares Werkzeug, wobei Mittel vorhanden sind, welche die Drehung der Welle eines Motors auf eine Zwischenwelle übertragen, wobei eine Vorrichtung vorgesehen ist, welche die Drehbewegung der Zwischenwelle in eine Drehbewegung der Werkzeugaufnahme umsetzt und/oder die Zwischenwelle mit einem Bewegungswandler versehen ist, der eine Drehbewegung der Zwischenwelle in eine Schlagbewegung der Werkzeugaufnahme umsetzt.

In dieser Weise sind üblicher Weise Bohr-/Meißelhämmer aufgebaut, wie beispielsweise aus der EP 444030 B1 hervorgeht. Bei diesen bekannten Bohr-/Meißelhämmern treibt der Motor mit seiner Motorwelle über ein Stirnradgetriebe eine im Maschinengehäuse drehbar gelagerte Zwischenwelle an. Ein weiteres Stirnradgetriebe überträgt die Drehbewegung der Zwischenwelle in eine Drehung der Werkzeugaufnahme mit dem darin eingesteckten Werkzeug. Ein auf der Zwischenwelle angeordnetes Taumellager versetzt ein in der Werkzeugaufnahme integriertes Schlagwerk in eine axale Hin- und Herbewegung. Wegen der oben beschriebenen Bauweise, insbesondere wegen des erforderlichen Getriebes zwischen der Motorwelle und der ihr gegenüber verstzten Zwischenwelle, erhalten die Geräte eine relativ große Baulänge, was die Geräte relativ unhandlich macht und ein exaktes Anbohren erschwert. Insbesondere bei Bohr-/Meißelhämmern mit einem Akkupack kommt dieser Nachteil zum Tragen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Handwerkzeugmaschine der eingangs genannten Art anzugehen, die eine möglichst kompakte Bauform aufweist und zudem eine hohe Leistung bringt.

Vorteile der Erfindung

Die genannte Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass die Motorwelle in einer Achse mit der Zwischenwelle koppelbar bzw. gekoppelt ist.

Diese axiale Koppelung zwischen der Motorwelle und der Zwischenwelle lässt sich mit einem Motor, der ein für den Antrieb der Zwischenwelle erforderliche Drehmoment aufbringt, verwirklichen. Durch die Vermeideing eines radialen Versatzes zwischen der Motorwelle und der Zwischenwelle kann die Baulänge der Handwerkzeugmaschine verkürzt werden, da keine Rücksicht auf den Hub des Schlagwerks genommen werden muss.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Zwischen der Motorwelle und der Zwischenwelle kann eine Kupplung und/oder ein Planetengetriebe eingesetzt sein. Die Kupplung ermöglicht eine Entkopplung zwischen der Motorwelle und der Zwischenwelle, und ein Planetengetriebe ermöglicht eine wählbare Übersetzung der Kopplung zwischen Motorwelle und Zwischenwelle.

Es ist zweckmäßig einen Motor einzusetzen, der ein als Inne- oder Außenläufermotor konstruierter elektronisch kommutierter Gleichstrommotor ist. Außenläufermotoren (wie z. B. aus der DE-OS 2209575 bekannt) liefern trotz einer relativ geringen Baugröße ein großes Drehmoment, das es ermöglicht, die Zwischenwelle der Handwerkzeugmaschine direkt – ohne eine Getriebestufe – über die Motorwelle anzutreiben.

Weitere unabhängige Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsbeispiele für die Lagerung der Motorwelle eines Außenläufermotors wieder.

So kann beispielsweise die Motorwelle bzw. die Zwischenwelle am motorseitigen Ende in einem am Maschinengehäuse fixieren Flansch drehbar gelagert sein. Des weiteren kann die mit dem Rotor des Außenläufermotors verbundene Motorwelle mit ihrem der Zwischenwelle abgewandten Ende in den Stator des Außenläufermotors hineinragen und darin an mindestens einer Stelle drehbar gelagert sein. Auch kann die mit dem Rotor des Außenläufermotors verbundene Motorwelle durch den Stator zur Zwischenwelle hin verlaufen und der Stator an seiner der Zwischenwelle zugewandten Seite eine mit dem Maschinengehäuse fixierte Lagerbrücke aufweisen, in der die Motorwelle drehbar gelagert ist. Zusätzlich kann die Motorwelle an seinem der Zwischenwelle abgewandten Ende im Stator drehbar gelagert sein.

Für die Koppelung der Motorwelle mit der Zwischenwelle ist es vorteilhaft, eine Kupplung zwischen die Motorwelle und die Zwischenwelle einzusetzen. Eine sehr einfache Ausführungsform besteht darin, dass die Motorwelle mit der Zwischenwelle eine Einheit bildet.

Zeichnungen
An Hand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele wird nachfolgend die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Prinzipdarstellung eines Bohr-/Meißelhammers, bei dem ein Motor über eine Kupplung und/oder ein Planetengetribe mit einer Zwischenwelle gekoppelt ist,
2 eine Prinzipdarstellung eines Bohr-/Meißelhammers, bei dem die Zwischenwelle über eine Kupplung mit einem Außenläufermotor gekoppelt ist,
3 eine Prinzipdarstellung eines Bohr-/Meißelhammers, bei dem die Motorwelle eines Außenläufers in einem im Gehäuse fixierten Flansch drehbar gelagert ist,
4 eine Prinzipdarstellung eines Bohr-/Meißelhammers, bei dem die Motorwelle eines Außenläufers im Stator einfach Belagert ist und
5 eine Prinzipdarstellung eines Bohr-/Meißelhammers, bei dem die Motorwelle eines Außenläufermotors im Stator mehrfach drehbar gelagert ist.
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Die 1 zeigt die Funktionseinheiten eines Bohr-/Meißelhammers. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen Bohr-/Meißelhammer, der z.B. seine Energie aus einem Akku 1 bezieht. Der Akku 1 ist an das Maschinengehäuse 2 an einer dafür geeigneten Stelle ankoppelbar.
Im Inneren des Maschinengehäuses 2 befindet sich ein Motor 3, vorzugsweise ein elektronisch kommutierter Gleichstrommotor. Für diesen Motor 3 ist eine Steuerschaltung 4 vorhanden, mit der die Drehzahl bzw. das Drehmoment des Motors 3 steuerbar ist. Die Motorwelle 5 ist über eine Kupplung und/oder ein Planetengetriebe 6 direkt mit einer Zwischenwelle 7 koppelbar. Im angekuppelten Zustand wird also das Drehmoment der Motorwelle 5 direkt oder über ein Planetengetriebe auf die Zwischenwelle 7 übertragen. Die Kupplung ermöglicht eine Entkopplung zwischen der Motorwelle und der Zwischenwelle, und ein Planetengetriebe ermöglicht eine wählbare Übersetzung der Kopplung zwischen Motorwelle und Zwischenwelle.
Am motorseitigen Ende ist die Zwischenwelle 7 in einem Flansch 8, der mit dem Maschinengehäuse 2 fixiert ist, drehbar gelagert. Ein zweites am Maschinengehäuse 2 fixiertes Drehlager 9 befindet sich am anderen Ende der Zwischenwelle 7.
Von der Zwischenwelle 7 wird einerseits eine axiale Schlagbewegung und andererseits eine Drehbewegung auf eine Werkzeugaufnahme 10, in dem ein Werkzeug 11 (z. B. ein Bohrer oder Meißel) einsetzbar ist, übertragen. Ein auf der Zwischenwelle 7 angeordneter Bewegungswandler, z. B. ein bekanntes Taumellager 12, setzt die Drehbewegung der Zwischenwelle 7 in eine hin- und hergehende Axialbewegung eines Schlägers in einem mit der Werkzeugaufnahme 10 gekoppelten Schlagwerk 13 um. Von einer detaillierten Beschreibung des Taumellagers 12 und des Schlagwerks 13 wird hier abgesehen, weil es sich hier um hinreichend bekannte (z. B. aus EP 444030 B1 ) Einrichtungen handelt, die auch nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind.
Die Drehbewegung der Zwischenwelle 7 wird mittels eines Getriebes 14, z. B. mittels eines Stirnradgetriebes, in eine Drehbewegung der Werkzeugaufnahme 10 umgesetzt.
Die 2 zeigt das gleiche Ausführungsbeispiel eines Bohr-/Meißelhammers wie in 1, allerdings mit einem speziellen elektronisch kommutierbaren Gleichstrommotor 3, der als Außenläufermotor konstruiert ist. Außenläufermotoren sind an sich bekannt (z. B. aus DE-OS 2209575 ). Der Außenläufermotor besteht aus einem Stator 31 und einem diesen umgebenden topfförmigen Rotor 32. Der Stator 31 ist am Maschinengehäuse 2 fixiert. Mit dem Rotor 32 ist die Motorwelle 5 fest verbunden. Wie bereits in Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel der 1 beschrieben, ist die Motorwelle 5 mit der Zwischenwelle 7 über eine Kupplung 6 verbindbar. Wie in 2 dargestellt, besteht die Kupplung 6 in bekannter Weise aus zwei Kupplungsscheiben 61 und 62, wobei die motorseitige Kupplungsscheibe 61 fest auf der Motorwelle 5 und die Kupplungsscheibe 62 fest mit der Zwischenwelle 7 verbunden ist. Zwischen den beiden Kupplungsscheiben 61 und 62 kann noch ein elastisches Zwischenelement 63 angeordnet sein.
Bei dem in der 2 dargestelltem Ausführungsbeispiel ist der Außenläufermotor so aufgebaut, dass sein topfförmiger Rotor 32 mit seinem Topfboden, an dem die Motorwelle 5 fixiert ist, der Zwischenwelle zugewandt ist. Auf diese Weise kann die Motorwelle 5 dadurch sehr exakt radial gelagert werden, dass die Motorwelle 5 in den Stator 31 hineinragt und darin mittels zweier Drehlager 15 und 16 drehbar gelagert ist. Ein erstes Drehlager 15 befindet sich an dem am Maschinengehäuse 2 fixierten Ende des Stators 31 und das andere Drehlager 16 ist im Stator 31 in der Nähe des Topfbodens des topfförmigen Rotors 32 angeordnet.
Die in den 3, 4 und 5 dargestellten Ausführungsbeispiele zeigen verschiedene Varianten für die Ausführung des Außenläufermotors und der Lagerung der Motorwelle. Die Darstellungen in den 3, 4 und 5 sind auf einige Funktionsbaugruppen eines Bohr-/Meißelhammers beschränkt.
Bei der in 3 dargestellten Ausführung bildet die mit dem Rotor 32 des Außenläufermotors 3 verbundene Motorwelle 5 eine Einheit mit der Zwischenwelle 7. D. h. die Motorwelle 5 übernimmt hier direkt die Funktion einer Zwischenwelle 7. Der Außenläufermotor 3 ist hier in ähnlicher Weise aufgebaut wie bei dem Ausführungsbeispiel der 2, wobei der den Stator 31 topfförmig umgebende Rotor 32 mit seinem mit der Motorwelle 5 verbundenen Topfboden der Zwischenwelle 7 zugewandt ist. Gelagert wird die Motorwelle, wie in den vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispielen der 1 und 2 in einem dem Motor 3 nahegelegenen, mit dem Maschinengehäuse 2 fixierten Flansch 8. Eine zweite Drehlagerung 9 befindet sich am werkzeugaufnahmeseitigen Ende der Motorwelle 5.
Die 4 zeigt eine Ausführung des Außenläufermotors 3, bei dem der topfförmige Rotor 34 mit seinem offenen Ende der Zwischenwelle 7 zugewandt ist. Die am Topfboden des Rotors 34 befestigte Motorwelle 5 wird durch den Stator 33 hindurchgeführt und bildet wiederum eine Einheit mit der Zwischenwelle 7. Der Stator 33 weist an seinem aus dem Rotor 34 herausragenden, der Zwischenwelle 7 zugewandten Ende eine Lagerbrücke 17 auf die am Maschinengehäuse 2 fixiert ist. In dieser Lagerbrücke 17 befindet sich ein Drehlager 18 für die Motorwelle 5.
Das in der 5 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich gegenüber dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel der 4 dadurch, dass die Motorwelle 5 innerhalb des Stators 33 zusätzlich gelagert ist. Und zwar befindet sich an dem dem Topfboden des Rotors 34 zugewandten Ende des Stators 33 ein weiteres Drehlager 19 für die Motorwelle 5. Dieses zusätzliche Drehlager 19 für die Motorwelle 5 ist dann zweckmäßig für eine sichere radiale Lagerung der Motorwelle 5, wenn zwischen der Motorwelle 5 und der Zwischenwelle 7 eine Kupplung 6 angeordnet ist.
Die Beschreibung der erfindungsgemäßen Idee wurde vorangehend an Hand eines Bohr-/Meißelhammers beschrieben. Der direkte Übergang von einer Motorwelle auf eine Zwischenwelle – ohne Zwischenschaltung eines Getriebes – kann auch bei anderen Handwerkzeugmaschinen, die einen drehenden und/oder axial oszillierenden Antrieb haben, ausgenutzt werden. Das macht insbesondere dann Sinn, wenn ein Außenläufermotor, der mit seinem außenliegenden Rotor ein relativ hohes Drehmoment aufbringt, verwendet wird, weil dann das hohe Drehmoment der Motorwelle direkt auf eine Antriebswelle (Zwischenwelle) der Werkzeugmaschine übertragen werden kann.

Claims

Handwerkzeugmaschine mit einem drehenden und/oder schlagenden Antrieb für ein in einer Werkzeugaufnahme (10) einsetzbares Werkzeug (11), wobei Mittel vorhanden sind, welche die Drehung der Welle (5) eines Motors (3) auf eine Zwischenwelle (7) übertragen, wobei eine Vorrichtung (14) vorgesehen ist, welche die Drehbewegung der Zwischenwelle (7) in eine Drehbewegung der Werkzeugaufnahme (10) umsetzt und/oder die Zwischenwelle (7) mit einem Bewegungswandler (12) versehen ist, der eine Drehbewegung der Zwischenwelle (7) in eine Schlagbewegung der Werkzeugaufnahme (10) umsetzt, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorwelle (5) in einer Achse mit der Zwischenwelle (7) koppelbar bzw. gekoppelt ist.
Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorwelle (5) über eine Kupplung und/oder über ein Planetengetriebe (6) mit der Zwischenwelle (7) koppelbar ist.
Handwerkzeugmaschine nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (3) ein elektronisch kommutierter Gleichstrommotor ist.
Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (3) ein als Außenläufermotor (31, 32, 33, 34) konstruierter elektronisch kommutierter Gleichstrommotor ist.
Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorwelle (5) bzw. die Zwischenwelle (7) am motorseitigen Ende in einem am Maschinengehäuse (2) fixierten Flansch (8) drehbar gelagert ist.
Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem Rotor (32) des Außenläufermotors (3) verbundene Motorwelle (5) mit ihrem der Zwischenwelle (7) abgewandten Ende in den Stator (31) des Außenläufermotors (3) hineinragt und darin an mindestens einer Stelle drehbar gelagert ist.
Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem Rotor (34) des Außenläufermotors (3) verbundene Motorwelle (5) durch den Stator (33) zur Zwischenwelle (7) hin verläuft, und dass der Stator (33) an seiner der Zwischenwelle (7) zugewandten Seite eine mit dem Maschinengehäuse (2) fixierte Lagerbrücke (17) aufweist, in der die Motorwelle (5) drehbar gelagert ist.
Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorwelle (5) zusätzlich an seinem der Zwischenwelle (7) abgewandten Ende im Stator (33) drehbar gelagert ist.
Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorwelle (5) über eine Kupplung (6) an die Zwischenwelle (7) ankoppelbar ist.
Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorwelle (5) mit der Zwischenwelle (7) eine Einheit bildet.