Titel

Werkzeugmaschine, insbesondere Handwerkzeugmaschine

Die Erfindung bezieht sich auf eine Werkzeugmaschine, insbesondere eine

Handwerkzeugmaschine, mit einem aus zwei separaten Gehäuseteilen zusammengesetzten Gehäuse nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Stand der Technik

In der DE 10 2007 017 243 A1 wird eine Handwerkzeugmaschine beschrieben, die ein zweiteiliges Gehäuse aufweist, bestehend aus einem Motorgehäuse zur Aufnahme eines elektrischen Antriebsmotors und einem Getriebegehäuse zur Aufnahme eines Getriebes, über das die Bewegung der Ankerwelle des Motors in eine Werkzeugbewegung umgesetzt wird. Zur Kühlung des Motors wird über ein Lüfterrad ein Kühlluftstrom erzeugt, welcher an dem Antriebsmotor im Gehäuseinneren entlang geführt und mithilfe eines Luftleitringes in die gewünschte Richtung geleitet wird. Der Luftleitring ist im Übergangsbereich zwischen dem Motor- und dem Getriebegehäuse angeordnet und zwischen diesen Gehäusetei- len festgeklemmt.

Bei derartigen Handwerkzeugmaschinen ist auf eine genau festgelegte und dauerhafte Positionierung des Antriebsmotors sowie der zum Antriebsmotor gehörenden Komponenten zu achten. Insbesondere in Längsrichtung, bezogen auf die Motor- bzw. Gehäuselängsachse, besteht bei mehreren hintereinander angeordneten Gehäusebauteilen bzw. Verbindungseinrichtungen die Gefahr von Nennmaßabweichungen auf Grund von Toleranzen, Spiel und Materialalterung, was zu einer unerwünschten axialen Verschiebung zwischen den Bürsten und dem Kollektor des Antriebsmotors führen kann.

Offenbarung der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, mit einfachen konstruktiven Maßnahmen eine Werkzeugmaschine, insbesondere eine Handwerkzeugmaschine, welche im Gehäuse einen Luftleitring aufweist, so auszubilden, dass über eine lange Betriebsdauer eine exakte Positionierung der Gehäuseteile des Gehäuses zueinander bzw. von Bauteilen im Gehäuse gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.

Die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine, bei der es sich bevorzugt um eine Handwerkzeugmaschine, insbesondere um ein Elektrohandwerkzeug handelt, weist ein aus zumindest zwei separaten Gehäuseteilen zusammengesetztes Gehäuse auf sowie ein Luftleitelement, das im Gehäuse angeordnet ist und zur Strömungsführung eines durch das Gehäuse geleiteten Kühlluftstroms dient. Bei dem Luftleitelement handelt es sich vorzugsweise um einen Luftleitring, der zwischen einem Lüfterrad zur Erzeugung des Kühlluftstroms und dem Antriebsmotor angeordnet ist. Das Luftleitelement kann aber auch von einem Luftverteiler gebildet sein, der axial gegenüberliegend zum Luftleitring am Lüfterrad angeordnet ist.

Um die Toleranzkette in Längsrichtung, bezogen auf die Längsachse des Motors bzw. des Gehäuses, zu minimieren, ist vorgesehen, dass das Luftleitelement unabhängig von einer Verbindungseinrichtung ausgeführt ist, die zur Verbindung der Gehäuseteile dient. Des Weiteren ist vorgesehen, dass das Luftleitelement von einem Gehäuseteil axial in einen Sitz im anderen Gehäuseteil kraftbeaufschlagt ist, wobei im Übertragungsweg zwischen dem ersten Gehäuseteil, dem Luftleitelement und dem zweiten Gehäuseteil ein Federelement angeordnet ist.

Mit dieser Ausführung werden verschiedene Vorteile erzielt. Zum einen werden Toleranzen in Längsrichtung reduziert, da das Luftleitelement im Unterschied zu

Ausführungen aus dem Stand der Technik nicht mehr Teil der Verbindung zwischen den Gehäuseteilen ist, so dass Bauteiltoleranzen im Luftleitelement oder wärme- oder alterungsbedingte Längenänderungen keine Auswirkung auf die Relativpositionierung zwischen den Gehäuseteilen hat und somit auch die in den Gehäuseteilen angeordneten Bauteile unabhängig vom Luftleitelement ihre Position über eine lange Betriebsdauer beibehalten können. Insbesondere im Falle eines elektrischen Antriebsmotors, welcher in einem als Motorgehäuse ausgeführten Gehäuseteil angeordnet ist, können die Motorspindel, die Spindellager und die Kollektoren mit höherer Positionsgenauigkeit im Gehäuse gehalten werden. Toleranzen bzw. Längenänderung im Luftleitelement wirken sich somit nur auf dessen relative Position im Gehäuse aus, nicht aber auf die Position des Antriebsmotors.

Um zugleich mit einfachen Maßnahmen eine sichere Fixierung des Luftleitelementes zu erreichen, ist vorgesehen, dass das Luftleitelement direkt oder indirekt von einem der Gehäuseteile axial in einen Sitz im anderen Gehäuseteil kraftbeaufschlagt wird. Diese Kraftbeaufschlagung erfolgt jedoch unabhängig von der Befestigung der beiden Gehäuseteile aneinander. Auf das Luftleitelement wirkt außerdem die Kraft eines Federelementes, welches im Übertragungsweg zwischen dem ersten Gehäuseteil, dem Luftleitelement und dem zweiten Gehäuse- teil angeordnet ist. Das Federelement hat zum einen die Aufgabe, für einen spielfreien Sitz des Luftleitelementes zu sorgen, indem das Luftleitelement von einem der Gehäuseteile gegen die Kraft des Federelementes gegen den Sitz im anderen Gehäuseteil gepresst wird. Zum andern dient das Federelement aber auch zur Entkopplung der Verbindung zwischen den Gehäuseteilen von der Kraftbe- aufschlagung des einen Gehäuseteils auf das Luftleitelement. Das Federelement stellt sicher, dass in dieser Übertragungskette grundsätzlich kleinere Kräfte wirken als in der direkten Verbindung zwischen den Gehäuseteilen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführung ist das Federelement einteilig mit dem Luftleitelement ausgebildet. Das Luftleitelement besteht vorzugsweise aus

Kunststoff, wobei grundsätzlich auch Ausführungen aus Metall möglich sind. In beiden Varianten kann das Federelement als ein federndes Stützelement am Luftleitelement ausgebildet sein, das in der Einbaulage an einer Innenwandung des den Sitz für das Luftleitelement bildenden Gehäuseteils anliegt.

Grundsätzlich kommen aber auch Ausführungen des Federelements als separat von dem Luftleitelement ausgebildeten Bauteil in Betracht. Beispielsweise kann das Federelement als Spiral- oder Blattfeder ausgebildet sein, das in der Übertragungskette zwischen den Gehäuseteilen und dem Luftleitelement angeordnet ist. Aber auch eine Ausführung als Gummielement ist möglich sowie allgemein als Dämpfungselement, welches zusätzlich zu den dämpfenden auch federnde Eigenschaften aufweist. Grundsätzlich kommen auch aktive Ausgleichselemente in Betracht, in denen als Funktion zugeführter Eingangsgrößen eine Stellgröße erzeugt wird, die auf das Luftleitelement wirkt.

Das Federelement wirkt beispielsweise in Radialrichtung, also quer zur Längsachse des Motors bzw. des Gehäuses. Diese Ausführung wird vorteilhafterweise mit dem federnden, einteilig mit dem Luftleitelement ausgebildeten Stützelement kombiniert, welches sich gegenüber dem Grundkörper des Luftleitelementes axial abhebt und bei Kraftbeaufschlagung zumindest teilweise radial ausweichen kann. Bei einer derartigen Radialbewegung des Stützelementes wird zugleich eine Axialverschiebung des Luftleitelementes erreicht. Zur Unterstützung der radialen Ausgleichsbewegung können abgeschrägte Kontaktflächen an dem Stützelement und/oder schräg verlaufende Innenwandungen im Sitz des das Luftelement aufnehmenden Gehäuseteils vorgesehen sein, so dass bei einer axialen Kraftbeaufschlagung das Stützelement auf Grund der schrägen flächen radial ausweicht, womit eine axiale Verschiebung einhergeht. Die Ausgleichsbewegung des Federelementes in Achs- und/oder in Radialrichtung wird so lange durchgeführt, bis ein Kräftegleichgewicht im Federelement herrscht, bei dem die Kraftbeaufschlagung durch eines der Gehäuseteile die maßgebende Kraftkomponente darstellt.

Das Federelement kann aber zusätzlich oder alternativ zur radialen Wirkungsweise auch in Achsrichtung wirken, beispielsweise in der Ausführung als separate Feder oder als Aktor.

Gemäß weiterer vorteilhafter Ausführung bildet das Luftleitelement einen Luftleitring, der axial an einer Seite eines Lüfterrades angeordnet ist, wobei auf der axial gegenüberliegenden Seite des Lüfterrades ein Luftverteiler positioniert ist. Der Luftverteiler kann zur Kraftbeaufschlagung des Luftleitringes herangezogen wer- den, indem der Luftverteiler an einer axialen Stirnseite sich am Getriebegehäuse abstützt und an der gegenüberliegenden axialen Stirnseite den Luftleitring beaufschlagt, welcher in einem Sitz im Motorgehäuse aufgenommen ist.

Des Weiteren kann es zweckmäßig sein, am Luftleitelement eine Stützrippe vor- zusehen, die den Antriebsmotor abstützt. Vorteilhafterweise dient die Stützrippe aber nur zur Lagefixierung des Antriebsmotors für den Fall wärme- oder alte- rungsbedingter Lageänderungen und dient nicht zur permanenten Kraftübertragung. Es kann zweckmäßig sein, in regulärer Einbauposition einen schmalen Luftspalt zwischen der Stützrippe und dem Antriebsmotor vorzusehen.

Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Handwerkzeugmaschine im Bereich eines einen elektrischen Antriebsmotor aufnehmenden Motorgehäuses, das stirnseitig mit einem Getriebegehäuse verbunden ist, wobei im Übergangsbereich zwischen Motor- und Getriebegehäuse ein Luftleitring angeordnet ist,

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des Gehäuses der Handwerkzeugmaschi- ne aus dem Bereich des Übergangs zwischen Motor- und Getriebegehäuse,

Fig. 3 eine weitere Gehäusedarstellung mit einem Luftleitring in einer weiteren

Ausführung,

Fig. 4 noch eine weitere Darstellung eines Gehäuses mit einem Luftleitring in einer weiteren Ausführung,

Fig. 5 eine perspektivische Einzeldarstellung eines Luftleitrings,

Fig. 6 eine perspektivische Einzeldarstellung eines Motorgehäuses mit einer Ansicht der Stirnseite.

In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

In Fig. 1 ist ein Ausschnitt aus einer Elektrohandwerkzeugmaschine 1 dargestellt, die ein zweiteiliges Gehäuse 2 aufweist, welches aus einem Motorgehäuse 3 und einem separat hiervon ausgebildeten Getriebegehäuse 4 besteht, wobei das Motorgehäuse 3 und das Getriebegehäuse 4 in Richtung der Längsachse eines e- lektrischen Antriebsmotors 5 hintereinander liegend angeordnet und miteinander verbunden sind. Der Antriebsmotor 5 ist in dem Motorgehäuse 3 aufgenommen und weist einen gehäusefesten Stator 6 auf sowie eine im Stator 6 umlaufende Ankerwelle 7, die in gehäuseseitigen Lagern 8 und 9 drehbar gelagert ist.

Axial dem Antriebsmotor 5 vorgelagert ist im Übergangsbereich zwischen dem Motorgehäuse 3 und dem Getriebegehäuse 4 ein Lüfterrad 10 im Inneren des

Gehäuses aufgenommen, das einen Kühlluftstrom erzeugt, welcher in das Innere des Gehäuses eingesogen wird und am Antriebsmotor 5 axial zur Kühlung entlang streicht. Zur Strömungsführung ist ein dem Lüfterrad 10 axial vorgelagerter Luftleitring 1 1 vorgesehen, der axial zwischen dem Lüfterrad 10 und dem An- triebsmotor 5 angeordnet ist. Des Weiteren befindet sich an der axial gegenüberliegenden Stirnseite des Lüfterrades 10 ein Luftverteiler 12.

Der Luftleitring 1 1 ist in einem Sitz 13 im Motorgehäuse 3 aufgenommen, wobei der Sitz 13 benachbart zur freien Stirnseite des Motorgehäuses 3 liegt. Axial ein- teilig mit dem Grundkörper des Luftleitringes 1 1 ist eine axial in Richtung des Antriebsmotors 5 sich erstreckende Stützrippe 14 ausgebildet, deren freie Stirnseite auf geringem Abstand zum Stator 6 des Antriebsmotors liegt. Die Stützrippe 14 stützt den Stator 6 im Falle einer Positionsverschiebung des Antriebsmotors 5 innerhalb des Motorgehäuses 3 ab.

Der Luftleitring 1 1 wird axial von dem Getriebegehäuse 4 bzw. einem am Getriebegehäuse 4 angeordneten Bauteil in seinen Sitz 13 im Motorgehäuse 3 kraftbeaufschlagt. Außerdem befindet sich im Übertragungsweg zwischen dem Getriebegehäuse 4, dem Luftleitring 1 1 und dem Motorgehäuse 3 ein Federelement, das die Axialkraft aufnimmt, welche von dem Getriebegehäuse 4 in Einbaulage ausgeht.

Die Verbindung zwischen dem Motorgehäuse 3 und dem Getriebegehäuse 4 erfolgt unabhängig von dem Luftleitring 1 1 und auch unabhängig von den weiteren Luft leitenden Elementen, also dem Lüfterrad 10 und dem Luftverteiler 12. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass die Luft leitenden Elemente nicht die Verbindungskraft zur Verbindung der beiden Gehäuseteile 3 und 4 übertragen müssen.

Wie der vergrößerten Darstellung gemäß Fig. 2 zu entnehmen, stützt sich der Luftverteiler 12 axial an einem Absatz am Getriebegehäuse 4 ab. An der gegenüberliegenden Stirnseite liegt der Luftverteiler 12 auf Kontakt zum Luftleitring 1 1 und übt eine Axialkraft auf diesen aus. Der im Sitz 13 im Motorgehäuse 3 aufgenommene Luftleitring 1 1 ist auf der dem Luftverteiler 12 gegenüberliegenden Seite an einem Federelement 15 abgestützt, das in einer Tasche aufgenommen ist, welche an der Innenwand des Motorgehäuses 3 gebildet ist. Das Federelement 15 ist beispielsweise als Gummiring ausgeführt.

In der montierten Position erfolgt die Verbindung zwischen dem Motorgehäuse 3 und dem Getriebegehäuse 4 mithilfe einer Verbindungseinrichtung 16, die unabhängig von dem Luftleitring 1 1 ausgebildet ist. Über den Luftverteiler 12 wird auf den Luftleitring 1 1 eine axiale Kraft ausgeübt, die den Luftleitring 1 1 gegen das

Federelement 15 im Motorgehäuse 3 drückt, wobei das Federelement 15 eine a- xiale Gegenkraft aufbaut, so dass der Luftleitring 1 1 sich im axialen Kräftegleichgewicht befindet.

In den Ausführungsbeispielen gemäß den Figuren 1 und 2 ist in Einbaulage der

Luftleitring 1 1 vollständig innerhalb des Motorgehäuses 3 angeordnet. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, dass der Luftleitring 1 1 axial zumindest teilweise über die Stirnseite des Motorgehäuses 3 heraus- und in das Getriebegehäuse 4 einragt.

Auch im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 wird der Luftleitring 1 1 axial von dem Luftverteiler 12 in seinen Sitz 13 im Motorgehäuse 3 kraftbeaufschlagt, wobei der Luftverteiler 12 am Getriebegehäuse 4 abgestützt ist. Einteilig mit dem Luftleitring 1 1 ist ein Stützelement 17 ausgebildet, welches als axial über den Grundkörper des Luftleitrings 1 1 überragender Stützsteg ausgebildet ist, dessen freie Stirnseite an einer schrägen Innenwandung 13a des Sitzes 13 im Motorgehäuse 3 anliegt. Das Stützelement 17 am Luftleitring 1 1 weist eine radiale Federbeweglichkeit auf und wird bei axialer Kraftbeaufschlagung gegen die schräge Innenwand 13a gedrückt, wobei das Stützelement 17 auf Grund der Schräge der Innenwan- düng 13a radial nach innen ausweicht, woraufhin der Luftleitring axial so weit in seinen Sitz 13 verschoben wird, bis ein axiales Kräftegleichgewicht herrscht.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ist der Luftleitring 1 1 ebenfalls axial von den am Getriebegehäuse 4 abgestützten Luftverteiler 12 in seinen Sitz 13 im Mo- torgehäuse 3 kraftbeaufschlagt. Als Federelement ist ein separates Bauteil 15 vorgesehen, das zwischen der axial überstehenden Stützrippe 17 am Luftleitring 1 1 und der Stirnseite des Stators 6 angeordnet ist. Das Federelement 15 ist als Gummielement bzw. -puffer ausgeführt.

In Fig. 5 ist eine Einzeldarstellung eines Luftleitrings 1 1 gezeigt, der dem Luftleit- ring aus dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 entspricht. Über den Umfang des

Luftleitrings verteilt sind insgesamt vier Stützelemente bzw. -beine 17 angeordnet, die sich benachbart zum Außenumfang des Grundkörpers des Luftleitringes befinden und axial über den Grundkörper überstehen. Die Stützelemente 17 sind einteilig mit dem Luftleitring ausgebildet und besitzen eine radiale Federbeweg- lichkeit.

Die freie Stirnseite der Stützelemente 17 ist als schräge Kontaktfläche 17a ausgebildet, die an die Schräge der Innenwandung 13a des Sitzes 13 im Motorgehäuse 2 angepasst ist (Fig. 3). Damit wird die radiale Ausweichbewegung der Stützelemente 17 bei einer axialen Verschiebung in den Sitz 13 hinein unterstützt.

Winkelversetzt zu den Stützelementen 17 sind außerdem diametral gegenüberliegend zwei Formschlusselemente 18 einteilig mit dem Luftleitring 1 1 ausgebil- det. Diese Formschlusselemente 18 sind in eingebauter Lage in Umfangsrich- tung in Formschluss mit weiteren Formschlusselementen 19 zu bringen, die an der Innenwandung 13a im Sitz 13 am Motorgehäuse 3 angeordnet sind, wie Fig. 6 zu entnehmen ist. An den Formschlusselementen 19 im Motorgehäuse 3 können zur freien Stirnseite weisende Pfeilausprägungen für ein erleichtertes axiales Einführen des Luftleitrings in den Sitz 13 angeordnet sein.

Ebenfalls an der Innenwandung 13a des Motorgehäuses 3 befinden sich Führungsteile 20, die jeweils einem Stützelement 17 am Luftleitring 1 1 zugeordnet sind. Die Anzahl der Führungsteile 20 entspricht der Anzahl an Stützelementen 17. In Einbaulage liegen die Stützelemente 17 zwischen der Innenwandung 13a und den Führungsteilen 20.