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Stand der Technik
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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Handwerkzeugmaschine nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Beim
Arbeiten mit Elektrowerkzeugen treten mehr oder weniger starke Vibrationen
auf, die unter anderem durch die Unwucht der mit hoher Drehzahl rotierenden
Massen des Motors, des Getriebes, der Einsatzwerkzeuge etc. sowie
durch die Bearbeitung von Werkstücken
hervorgerufen werden. Die Vibrationen werden über den Handgriff auf den Bediener des
Elektrowerkzeugs übertragen
und führen
zu Ermüdungserscheinungen
der Hand des Bedieners. Bei längerem
Arbeiten mit stark vibrierenden Elektrowerkzeugen kann sogar die
Gesundheit beeinträchtigt
werden.
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In
DE 195 25 251 A ist
ein vibrierendes Werkzeug mit einem Vibrationsisolierring für das Isolieren des
Handgriffs gegen mittels des vibrierenden Werkzeugs erzeugte Vibrationen
beschrieben. Dabei ist das Werkzeuggehäuse mit einem Vorsprung versehen,
der in dem Handgriff in Eingriff zu bringen ist. Der Handgriff wiederum
besteht aus zwei Handgriffelementen, um dazwischen den Vorsprung
des Werkzeuggehäuses
zu halten. Der Vorsprung ist mit einem dazwischen befindlichen Zwischenraum
in dem Handgriff in Eingriff, so dass sich das Werkzeuggehäuse und
der Handgriff relativ zueinander bewegen können. Zwischen dem Handgriff
und dem Körpergehäuse ist
zur Dämpfung
von Vibrationen ein elastisch kompressibles Element eingefügt. Das
aus
DE 195 25 251 A bekannte
Werkzeug hat den Nachteil, dass das Werkzeuggehäuse und der Handgriff eine
aufeinander abgestimmte Geometrie aufweisen müssen, so dass ein Vorsprung
des Werkzeuggehäuses mit
dem Handgriff in Eingriff gebracht werden kann. Darüber hinaus
muss der Vibrationsisolierring eine entsprechende Geometrie aufweisen,
um eine Vibrationsdämpfung
zwischen dem in Eingriff stehenden Werkzeuggehäuse und dem Handgriff zu gewährleisten.
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Offenbarung der Erfindung
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Die
erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschine
umfasst zumindest ein erstes Gehäuseteil
zur Aufnahme von zumindest einem Elektromotor und ein zweites Gehäuseteil
zur Aufnahme von zumindest einem Getriebe, wobei der Elektromotor
und das Getriebe miteinander in Verbindung stehen und das erste
Gehäuseteil
und das zweite Gehäuseteil
verbindbar sind. Vorteilhafterweise ist bei der erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschine
im Verbindungsbereich zwischen dem ersten Gehäuseteil und dem zweiten Gehäuseteil
mindestens ein Dämpfungselement
zur Schwingungsdämpfung
vorgesehen. Die verbesserten Schwingungseigenschaften erhöhen die
Bedienerfreundlichkeit der Handwerkzeugmaschine.
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Durch
Material, Form, Dicke und andere Parameter können die Dämpfungseigenschaften des Dämpfungselements
beeinflusst werden. Das Dämpfungselement
kann zum Beispiel aus einem elastischen Material sein. Als elastische
Materialien kommen z.B. Elastomere oder Schäume in Frage.
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Das
Dämpfungselement
kann einteilig ausgeführt
sein, beispielsweise in Form eines Ringes, wobei die Querschnittsform
des Ringes der Querschnittsform des ersten und zweiten Gehäuseteiles im
Verbindungsbereich angepasst ist, so dass das Dämpfungselement eine umlaufende,
dämpfende Verbindung
zwischen den beiden Gehäuseteilen
herstellt. Ein umlaufendes Dämpfungselement
kann insbesondere profiliert ausgebildet sein, um die Schwingungsabsorption
zu erhöhen.
So kann das Dämpfungselement
z.B. in Längsrichtung
der Handwerkzeugmaschine mehrfach, z.B. rechteckförmig, zickzackförmig oder
in einer anderen Form, gefaltet sein.
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Anstelle
eines einteiligen, umlaufenden Dämpfungselements
kann auch ein mehrteiliges Dämpfungselement
vorgesehen sein, so dass mehrere Dämpfungselemente über den
Umfang verteilt im Verbindungsbereich zwischen dem ersten und zweiten
Gehäuseteil
angeordnet sind. Auch hierbei wird die Verbindung zwischen den beiden
Gehäuseteilen über die
Dämpfungselemente
hergestellt, so dass zwischen den beiden Gehäuseteilen keine Verbindung
außer über die
Dämpfungselemente
besteht. Bei mehreren über
den Umfang verteilten Dämpfungselementen
kann die Form der Dämpfungselemente
praktisch beliebig gewählt
werden, wobei sie den Dämpfungseigenschaften
angepasst werden kann. Außerdem
können
die über
den Umfang verteilten Dämpfungselemente,
insbesondere in ihrer Form und ihrem Material, gleich oder verschieden
sein. Die Dämpfungselemente
aus elastischem Material können
z.B. die Form von Bolzen haben.
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Das
Dämpfungselement
kann auch ein Federelement sein. Das Federelement kann in Form einer
Schraubenfeder, Spiralfeder, Blattfeder, Tellerfeder oder einer
anderen Form einer Feder ausgebildet sein. Das Federelement kann
z.B. aus Metall oder Kunststoff sein. Auch in der Ausführungsform
eines Federelements kann das Dämpfungselement
durch die Wahl von Material, Anzahl, Anordnung, Federrate und anderer
Parameter in seinen Dämpfungseigenschaften
angepasst werden. So können
z.B. mehrere Schraubenfedern zwischen den beiden Gehäuseteilen
angeordnet sein, wobei diese gleichmäßig oder beliebig über den
Umfang der Handwerkzeugmaschine verteilt sein können. Die Schraubenfedern können gleiche
oder verschiedene Federraten aufweisen.
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Ferner
können
das erste und zweite Gehäuseteil
auch über
ein Dämpfungselement
in Form eines mit einem Fluid, d.h. mit einem Gas, z.B. Luft, oder
einer Flüssigkeit,
z.B. Wasser, Öl,
Gel, gefüllten Dämpfungskissen
entkoppelt bzw. schwingungsgedämpft
miteinander verbunden sein. Beispielsweise kann ein ringförmiges Dämpfungskissen
vorgesehen sein, welches umlaufend zwischen den beiden Gehäuseteilen
angeordnet ist. Anstelle eines umlaufenden, ringförmigen Dämpfungskissens
können
auch mehrere einzelne Dämpfungskissen
verteilt über
den Umfang zwischen den beiden Gehäuseteilen vorgesehen sein.
Das Dämpfungskissen
besitzt eine für das
Fluid undurchlässige
Hülle,
vorzugsweise aus einem elastischen Material. Ein Vorteil eines mit
einem Fluid, insbesondere einem Gas, gefüllten Dämpfungskissen liegt darin,
dass mit Hilfe einer vergleichsweise einfachen Konstruktion das
Dämpfungskissen
so ausgeführt
sein kann, dass der Druck in dem Dämpfungskissen einstellbar ist.
Hierfür
kann das Dämpfungskissen
z.B. mit einem Ventil ausgestattet sein, über das der Druck in dem Dämpfungskissen
z.B. an den jeweiligen Anwendungsfall angepasst werden kann.
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In
einer weiteren Ausführungsform
besteht das Dämpfungselement
aus einem Netz, Gewebe, Geflecht, Gestrick, Gewirke o.dgl. aus Metall,
Kunststoff, einem Naturstoff oder einer Kombination dieser Materialien.
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Das
Dämpfungselement
kann auf unterschiedliche Weise mit dem ersten und zweiten Gehäuseteil
verbunden sein. Die Verbindung kann formschlüssig erfolgen, z.B. durch Zapfen
an dem Dämpfungselement,
die mit den Gehäuseteilen
einen Hinterschnitt bilden. Die Verbindung kann ferner kraftschlüssig, z.B.
durch Schrauben oder Nieten, oder stoffschlüssig, z.B. durch Kleben oder
Schweißen, sein.
Auch eine Kombination einer oder mehrerer dieser Verbindungsarten
ist möglich.
Es kann zum Beispiel beim Formen der beiden Gehäuseteile mittels Spritzgießen an die
Gehäuseteile
ein- bzw. angespritzt werden. Dies geschieht, indem das Dämpfungselement,
z.B. eine oder mehrere Federelemente, in den Formhohlraum des Spritzgießwerkzeugs eingelegt
wird und beim Formen der Gehäuseteile
so umspritzt wird, dass das Dämpfungselement
fest mit den beiden Gehäuseteilen
verbunden ist. Auch ein vorgefertigtes Dämpfungselement aus einem elastischen
Material kann auf diese Weise an die Gehäuseteile durch Spritzgießen angeformt
werden. Alternativ kann das Dämpfungselement
aus einem thermoplastischen Elastomer in einem Zweikomponenten-Spritzgießverfahren
direkt an die Gehäuseteile angespritzt
werden. Zum Anbringen des Dämpfungselements
können
auch Rastelemente an einem der Gehäuseteile vorgesehen sein. Die
Verbindung zwischen dem Dämpfungselement
und dem ersten Gehäuseteil
einerseits und dem zweiten Gehäuseteil andererseits
kann zusätzlich
durch einen Formschluss erzielt werden. Dazu können im Verbindungsbereich
die Kanten der beiden Gehäuseteile
so umgeformt sein, dass sie z.B. einen Bund, eine Sicke, eine Nut
o.dgl. ausbilden.
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Das
Dämpfungselement
kann alternativ auch einstückig
mit einem der beiden Gehäuseteile ausgebildet
sein. Beispielsweise können
an dem ersten und/oder zweiten Gehäuseteil Vorsprünge in Form
von Federelementen angeformt sein, die als Dämpfungselemente wirken. Diese
angeformten Federelemente können
sowohl aus Kunststoff als auch aus Metall sein. Sie können z.B.
an einem ersten, einen Elektromotor aufnehmenden Gehäuseteil
aus Kunststoff und/oder an einem zweiten, ein Getriebe aufnehmenden
Gehäuseteil
aus Metall einstückig
angeformt sind.
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Das
erste und zweite Gehäuseteil
kann zusätzlich
zu dem Dämpfungselement
mittels einer Schraubverbindung verbunden sein. Die Schraubverbindung
ist dabei ebenfalls schwingungsgedämpft ausgeführt.
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Das
beiden, über
ein Dämpfungselement miteinander
verbundenen Gehäuseteile
können
im Verbindungsbereich auch überlappend
zueinander angeordnet sein, wobei das Dämpfungselement im Überlappungsbereich
zwischen den beiden Gehäuseteilen
angeordnet ist.
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Die
erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschine
umfasst zumindest ein erstes Gehäuseteil
zur Aufnahme von zumindest einem Elektromotor und ein zweites Gehäuseteil
zur Aufnahme von zumindest einem Getriebe, wobei der Elektromotor
und das Getriebe miteinander in Verbindung stehen. In einer beispielhaften
Ausführungsform
weist eine von einem Elektromotor antreibbare Antriebswelle ein
auf der Antriebswelle drehfest sitzendes Antriebszahnrad, z.B. in
Form eines Kegelritzels mit Ritzelverzahnung, auf. Ferner ist ein
mit dem Antriebszahnrad kämmendes
Antriebszahnrad, z.B. in Form eines Tellerrades mit Stirnverzahnung,
sowie eine vom Abtriebszahnrad angetriebene Abtriebswelle vorgesehen.
Dabei ragt die von dem Elektromotor antreibbare Antriebswelle aus
dem ersten Gehäuseteil
in das zweite Gehäuseteil
hinein, so dass bei einer entkoppelten bzw. schwingungsgedämpften Verbindung
der beiden Gehäuseteile
miteinander ein Ausgleich für die
Relativbewegung der beiden Gehäuseteile
zueinander erforderlich ist. Hierfür kann z.B. eine Ausgleichskupplung
eingesetzt werden, wie sie aus dem Stand der Technik z.B. in Form
einer Klauenkupplung, Elastomerkupplung oder Federgelenkkupplung bekannt
ist.
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Außer einem
ersten und einem zweiten Gehäuseteil
können
weitere Gehäuseteile
vorgesehen sein. So kann z.B. der Handgriff ein separates Gehäuseteil
bilden. Auch können
die Gehäuseteile
in sich aus mehreren Teilen aufgebaut sein, beispielsweise indem
ein Gehäuseteil
aus zwei aneinander gefügten
Gehäusehalbschalen
gebildet ist. Die Gehäuseteile
können
aus Metall oder Kunststoff sein. So können zum Beispiel das erste
Gehäuseteil
zur Aufnahme des Elektromotors aus Kunststoff und das zweite Gehäuseteil
zur Aufnahme des Getriebes aus Metall sein. Sind weitere Gehäuseteile,
beispielsweise für
den Handgriff, vorgesehen, können
diese z.B. ebenfalls aus Kunststoff sein, wobei die verschiedenen
Gehäuseteile
aus Kunststoff aus dem gleichen oder aus verschiedenen Kunststoffen
sein können.
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Die
erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschine
kann z.B. ein elektrisch antreibbarer Winkelschleifer, Schrauber
oder Bohrer sein.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
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Es
zeigen
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1 eine
schematische Seitenansicht einer handgeführten elektrischen Winkelschleifmaschine
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2 einen
Ausschnitt aus der Winkelschleifmaschine nach 1 mit
einem Dämpfungselement
in einer ersten Ausführungsform
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2a einen
vergrößerten Ausschnitt
aus dem Verbindungsbereich der beiden Gehäuseteile der Winkelschleifmaschine
nach 2 im Querschnitt
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3 einen
Ausschnitt aus der Winkelschleifmaschine nach 1 mit
einem Dämpfungselement
in einer zweiten Ausführungsform
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4 einen
Ausschnitt aus der Winkelschleifmaschine nach 1 mit
einem Dämpfungselement
in einer dritten Ausführungsform
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5 einen
Ausschnitt aus der Winkelschleifmaschine nach 1 mit
einem Dämpfungselement
in einer vierten Ausführungsform
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5a ein
vergrößerter Ausschnitt
einer weiteren Ausführungsform
eines Dämpfungselements
analog zu 5
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6 einen
Ausschnitt aus der Winkelschleifmaschine nach 1 mit
zusätzlicher Schraubverbindung
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6a einen
vergrößerten Ausschnitt
aus 6 mit einer schwingungsentkoppelten Schraubverbindung
in einer ersten Ausführungsform.
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Die
in 1 schematisch gezeigte Winkelschleifmaschine 10 stellt
eine Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschine
dar. Die Winkelschleifmaschine 10 in der dargestellten Ausführungsform
umfasst drei Gehäuseteile,
ein erstes Gehäuseteil 11 zur
Aufnahme eines Elektromotors 21, ein zweites Gehäuseteil 12 zur
Aufnahme eines Getriebes 23 und ein drittes Gehäuseteil 13,
welches als Handgriff 15 ausgebildet ist. Die von dem Elektromotor 21 antreibbare
Antriebswelle 22 ist über das
Getriebe 23, bestehend aus Antriebszahnrad 24 und
Abtriebszahnrad 25, mit der Abtriebswelle 26 gekoppelt.
Eine Schleifscheibe 27 ist drehfest auf der Abtriebswelle 26 angeordnet.
Der Elektromotor 21 wird vom Bediener über einen Ein-/Ausschalter 19 ein-
und ausgeschaltet.
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In 2 ist
ein Ausschnitt aus der Winkelschleifmaschine 10 nach 1 gezeigt.
Im Verbindungsbereich 30 zwischen dem ersten Gehäuseteil 11 und
dem zweiten Gehäuseteil 12 ist
erfindungsgemäß ein Dämpfungselement 31 vorgesehen.
Durch das Dämpfungselement 31 werden
die beiden Gehäuseteile 11, 12 voneinander
entkoppelt bzw. schwingungsdämpfend
miteinander verbunden. In der Ausführungsform nach 1 handelt
es sich um ein im Wesentlichen ringförmiges Dämpfungselement 31,
welches umlaufend, d.h. am Umfang der Winkelschleifmaschine 10,
zwischen den beiden Gehäuseteilen 11, 12 angeordnet
ist. Das Dämpfungselement 31 ist
aus einem elastischen Material, z.B. einem Elastomer, und kann z.B.
durch Spritzgießen
an die Gehäuseteile 11, 12 angeformt
sein. Dies ist beispielhaft in einem vergrößerten Ausschnitt nach 2a dargestellt.
Im Verbindungsbereich 30 ist das erste Gehäuseteil 11 mit
einem radial nach innen gerichteten Bund 16 und das zweite
Gehäuseteil 12 mit einer
ebenfalls radial nach innen gerichteten Nut 17 versehen,
dass beim Anspritzen eines thermoplastischen Elastomers ein Dämpfungselement 31 zwischen
den beiden Gehäuseteilen 11, 12 ausgebildet wird,
welches formschlüssig
mit den Gehäuseteilen 11, 12 verbunden
ist.
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3 zeigt
ebenfalls einen Ausschnitt aus der Winkelschleifmaschine 10 nach 1.
Hierin ist eine zweite Ausführungsform
eines Dämpfungselements 32 dargestellt.
Es handelt sich ebenfalls um ein im Wesentlichen ringförmiges Dämpfungselement 32 aus
einem elastischen Material, welches umlaufend zwischen dem ersten
Gehäuseteil 11 und dem
zweiten Gehäuseteil 12 angeordnet
ist. Die Schwingungsabsorption ist bei dem Dämpfungselement 32 dadurch
erhöht,
dass das Dämpfungselement 32 profiliert
ist. Das profilierte Dämpfungselement 32 hat
eine gefaltete Struktur, wodurch umlaufende Rillen gebildet werden.
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In
einer weiteren Ausführungsform
nach 4 wird das Dämpfungselement
durch Federelemente 33 gebildet. In der dargestellten Ausführungsform
sind vier Schraubenfedern als Federelemente 33 verteilt über den
Umfang zwischen dem ersten Gehäuseteil 11 und
dem zweiten Gehäuseteil 12 vorgesehen.
Alternativ können
auch andere Federelemente 33 wie Blattfedern, Tellerfedern
eingesetzt werden.
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5 zeigt
schematisch eine weitere Ausführungsform
eines Dämpfungselements,
welches als Federelement 34 ausgebildet ist. Im Unterschied zu
der in 4 dargestellten Ausführungsform ist jedoch das Federelement 34 einstückig mit
dem zweiten Gehäuseteil 12 ausgebildet.
Das Federelement 34 ist im Verbindungsbereich 30 zungenförmig an
die Kante des zweiten Gehäuseteils 12 angeformt
und liegt an dem ersten Gehäuseteil 11 an,
so dass es eine Schwingungsdämpfung
in Längsrichtung
der Winkelschleifmaschine 10 ermöglicht. Das zweite Gehäuseteil 12,
welches das Getriebe 23 aufnimmt, ist beispielsweise aus
Metall. Demnach ist das in 5 gezeigte
Federelement 34 ebenfalls aus Metall. Alternativ oder zusätzlich können in ähnlicher Weise
eines oder mehrere Federelemente einstückig an das erste Gehäuseteil 11 angeformt
sein (nicht dargestellt).
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Wie
in 5a dargestellt, können alternativ die beiden
Gehäuseteile 11, 12 im
Verbindungsbereich 30 auch überlappend ausgeführt sein,
indem der Randbereich 14 des zweiten Gehäuseteils 12 radial
nach innen so umgeformt ist, dass im Verbindungsbereich 30 die
beiden Gehäuseteile 11, 12 parallel
zueinander angeordnet sind. Dabei kann der radial nach innen umgeformte
Randbereich 14 des zweiten Gehäuseteils 12 einstückig mit
Federelementen 34 ausgestattet sein, die im Randbereich 18 des
ersten Gehäuseteils 11 an
die Innenfläche
des ersten Gehäuseteils 11 anliegen.
Analog kann auch der mit dem umgeformten Randbereich 14 des
zweiten Gehäuseteils 12 überlappende
Randbereich 18 des ersten Gehäuseteils 11 mit radial
nach innen gerichteten Federelementen versehen sein, die einstückig an
das Gehäuseteil 12 angeformt
sind und in dem umgeformten Randbereich 14 an das zweite Gehäuseteil 12 anliegen
(nicht dargestellt). Ähnlich der
in 5 gezeigten Ausführungsform können die Federelemente 34 zungenförmig ausgestaltet
sein. Die Federelemente 34 nach 5a erlauben
eine Schwingungsdämpfung
in Radialrichtung der Winkelschleifmaschine 10.
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In 6 sind,
in schematischer Weise dargestellt, die beiden Gehäuseteile 11, 12 beispielhaft durch
ein Dämpfungselement 31 aus
einem elastischen Material voneinander entkoppelt und zusätzlich durch
eine schwingungsgedämpfte
Schraubverbindung 38 miteinander verbunden. Die schwingungsentkoppelte
Schraubverbindung 38 ist vergrößert in 6a dargestellt.
Im Bereich des Schraubkopfes ist die Schraube 38 von einer
Hülse 39 aus
einem elastischen Material umgeben. Die elastische Hülse 39 kann
auch einstückig
mit dem Dämpfungselement 31 ausgeführt sein.