Stand der Technik hinsichtlich dem allgemeinen Aufbau: Winkelschleifer, insbesondere Einhandwinkelschleifer, weisen üblicherweise einen Elektromotor, bestehend aus Polschuh und Anker sowie ein Winkelgetriebe, bestehend aus Ritzel, Tellerrad und Arbeitsspindel auf. Die Ankerwelle ist im Motorengehäuse gelagert, der Polschuh wird meist in dieses eingepresst. Die Bürstenhalter sind ebenfalls i.d.R. im Motorgehäuse befestigt. Der Motor kann außerhalb des Motorgehäuses nicht betrieben werden, da dieses die Funktion hat, die Bauteile relativ zueinander zu positionieren.
Das Ritzel sitzt direkt auf der Ankerwelle des Motors. Auch das Getriebe ist daher ohne die Ankerwelle nicht zu betreiben, da diese die Funktion einer Getriebeeingangswelle übernimmt.
Das Winkelgetriebe eines elektrisch betriebenen Winkelschleifers hat die Aufgaben, den Kraftfluss um 90° umzulenken und die Drehzahl des üblicherweise schnell laufenden Elektromotors auf die niedrigere Arbeitsdrehzahl zu untersetzen.
Das Antriebsritzel ist üblicherweise direkt auf der Ankerwelle des Elektromotors befestigt und treibt die Abtriebsspindel über ein Tellerrad an. Die Spindel ist im Getriebegehäuse in zwei Lagerstellen beidseitig des Tellerrades gelagert. Die Lagerstellen der Motorwelle befinden sich üblicherweise im Getriebe- und im Motorgehäuse. Das Festlager der Motorwelle ist üblicherweise zwischen Ritzel und Lüfter auf der Ankerwelle angeordnet, das Loslager befindet sich am kollektorseitigen Wellenende. Es ergibt sich also eine Anordnung mit "fliegendem" Ritzel.
Elektrowerkzeuge besitzen üblicherweise einen Elektromotor, bestehend aus Polschuh und Anker, wobei die Ankerwelle im Motorengehäuse gelagert ist und der Polschuh meist in dieses eingepresst wird. Die Bürstenhalter sind ebenfalls i.d.R. im Motorgehäuse befestigt.
Ferner ist Aufgabe der Erfindung hinsichtlich dem allgemeinen
Ermöglichen eines modularen Aufbaus für eine Handwerkzeugmaschine, insbesondere eine Winkelschleifmaschine, zur Montageerleichterung und Verbesserung der Servicefreundlichkeit sowie zur Unterstützung von Baukastensystemen.
Zur Reduzierung der Montagekosten kommt der einfachen Montierbarkeit besondere Bedeutung zu.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüchen 1 und 9 gelöst.
Aufnehmen eines komplett gelagerten Elektromotors, insbesondere eines gekapselten DCMotors, in einem Schalengehäuse. Die Aufnahme soll den Motor im Gehäuse positionieren, Lagefehler ausgleichen und Stöße elastisch abfedern und dämpfen.
Konstruktiv einfaches Realisieren eines modularen Aufbaus für einen Winkelschleifer zur Montageerleichterung und Verbesserung der Servicefreundlichkeit sowie zur Unterstützung von Baukastensystemen.
Soll ein fertig gelagerter Motor ("Dosenmotor") in einem Winkelschleifer verwendet werden, wird vorteilhaft eine modulare Bauweise mit einem Motor und einem Getriebe als eigenständig funktionsfähige Baugruppen gewählt. Diese Baugruppen sollten über eine möglichst kostengünstige Kupplung miteinander verbunden werden. Diese Kupplung sollte ferner insbesondere in bestimmten Grenzen einen Achsversatz sowie einen Winkelfehler zwischen Ankerwelle und Getriebeeingangswelle ausgleichen können. Die in der Erfindung beschriebene Kupplung erfüllt diese Aufgaben.
Ein modularer Aufbau von Elektrowerkzeugen erleichtert die Montage des Gerätes und erhöht die Servicefreundlichkeit, da einzelne Komponenten einfach und schnell auszutauschen sind.
Die Entwicklung von Baukastensystemen wird durch einen modularen Aufbau unterstützt.
Ein erfindungsgemäßes Getriebe stellt im Gegensatz zu den bei Winkelschleifern bekannten Lösungen eine eigenständige, voll funktionsfähige Baugruppe dar, die einfach mit anderen Baugruppen (z. B. Motor) kombinierbar ist.
Die Lagerung der Ritzelwelle mit Lagerstellen auf beiden Seiten des Antriebsritzels, insbesondere im Getriebegehäuse, ermöglicht eine bessere Aufnahme der Getriebekräfte als die üblichen Lösungen mit "fliegendem" Ritzel. Die Montage der Ritzelwelle erfolgt ohne Schrauben durch einfaches Ineinanderstecken. Dies ermöglicht Einsparungen bei den Montagekosten. Die vorgestellte Art der Montage ermöglicht es, eine vormontierte Unterbaugruppe aus Ritzelwelle, Ritzel, Kugellager und aufgepressten Lüfter zu montieren und gleichzeitig axial zu sichern.
Gegenüber der bekannten Einbausituation bietet die vorgeschlagene Lösung den Vorteil, dass die in den Lagerstellen vorgesehenen Gummiringe aufgrund ihrer federnden und dämpfenden Eigenschaften Stöße und Vibrationen dämpfen können und so die Lebensdauer und Betriebseigenschaften des Geräts günstig beeinflussen.
Zusätzlich ermöglichen die Gummiringe einen Ausgleich von Achsfehlern, d.h. die Gummiringe stellen eine Dämpfungseinheit und zudem eine Ausgleichskupplung dar. Besonders vorteilhaft ist die vorgeschlagene Lösung bei einem modularen Aufbau des Elektrowerkzeuges einsetzbar. Ferner ist zwar die Lösung bei verschiedenen dem Fachmann als geeignet erscheinenden Motoren denkbar, besonders vorteilhaft jedoch bei Akku betriebenen Motoren.
Ein modularer Aufbau von Elektrowerkzeugen erleichtert die Montage des Gerätes und erhöht die Servicefreundlichkeit, da einzelne Komponenten einfach und schnell auszutauschen sind.
Die Entwicklung von Baukastensystemen wird durch einen modularen Aufbau unterstützt. Die beschriebene Kupplung ist besonders kostengünstig. Über ihre eigentliche Funktion hinaus lassen sich noch Zusatzfunktionen, wie z. B. eine Ruckdämpfung integrieren. Ferner kann über die Kupplung eine vorteilhafte Verlängerung einer kurzen Ankerwelle, insbesondere eines Dosenmotors, ermöglicht werden, so dass vorteilhaft ein Winkelgetriebe angebaut werden kann. Durch die Kupplung können vorteilhaft Standardmotoren verwendet werden.
Die Unterbaugruppe 30 wird vormontiert, indem zunächst das Kugellager 33 auf die Ritzelwelle 31 aufgeschoben und anschließend das Ritzel 32 aufgepresst wird. Auf das gegenüberliegende Wellenende wird der Lüfter 34 aufgepresst, der über eine Innenverzahnung 35 verfügt, die die Kupplungsfunktion übernimmt. Für die spätere Montage der Baugruppe 30 im Getriebegehäuse 10 ist es notwendig, dass das Ritzel 32 einen um mehrere Millimeter geringeren Durchmesser als das Kugellager 33 hat.
In das Getriebegehäuse 10 wird zunächst eine Lagerbuchse oder ein Nadellager (im Bild nicht dargestellt) eingepresst. Diese Lagerbuchse bzw. dieses Nadellager bildet das Loslager für die Ritzelwelle 31. Anschließend wird ein O-Ring zur Abdichtung des Kugellagers 33 in die Nut 12 im Lagersitz 11 eingelegt.
Die Luftleitscheibe 20 erfüllt eine Doppelfunktion: Erstens decken die seitlich überstehenden Flächen 21, 22 Hohlräume im Getriebegehäuse ab und leiten die Kühlluft des Motors zu den Luftaustrittsöffnungen im Getriebegehäuse. Zweitens übernimmt die Luftleitscheibe 20 die axiale Sicherung des Kugellagers 33 in seinem Lagersitz 11 im Getriebegehäuse. Zur Montage wird die Luftleitscheibe 20 ins Getriebegehäuse eingedrückt,
Miteinander korrespondierende Schrägen 14, 24 am Getriebegehäuse 10 und an den Laschen 23 der Luftleitscheibe 20 sorgen dafür, dass die Luftleitscheibe 20 bis zum Anliegen der Laschen 23 an den entsprechenden Flächen der Haken 13 nach hinten (in Richtung A) gedrückt wird. Das zum Einklipsen benötigte Axialspiel wird so durch die elastische Verspannung der Luftleitscheibe 20 eliminiert.
Zur Montage der Baugruppe 30 wird diese in die Luftleitscheibe 20 eingeklipst. Dabei gleiten das Wellenende 36 in das ins Getriebegehäuse eingepresste Nadellager (nicht dargestellt) und das Kugellager 33 in den entsprechenden Lagersitz 11 im Getriebegehäuse. Der Außenring des Kugellagers 33 schiebt dabei vier Schnapphaken 25 radial nach außen in entsprechende Ausnehmungen 16 im Getriebegehäuse 10. In der Endlage liegt der Außenring des Kugellagers 33 an einer Anlageschulter 15 im Getriebegehäuse an. Die Schnapphaken 25 können wieder nach innen in ihre unbelastete Ausgangslage zurückschwenken und so eine Verschiebung des Außenringes des Kugellagers 33 in der Axialrichtung A verhindern.
Die im Betrieb auftretenden axialen Getriebekräfte wirken in Richtung A auf die Schnapphaken 25. Die Schnapphaken 25 sind so ausgelegt, dass sie im entspannten Zustand (d. h. nach Einstecken der Baugruppe 30) eine geringfügige radiale Anstellung nach innen aufweisen. Daher ist ein Zurückweichen der Schnapphaken 25 radial nach außen allein aufgrund einer Axialkraft in Richtung A ausgeschlossen. Aufgrund ihrer Geometrie haben die Schnapphaken 25 die Tendenz, einer Kraft aus Richtung A radial nach innen auszuweichen. Um zu vermeiden, dass sich das Axialspiel der Baugruppe 30 aufgrund der wirkenden Getriebekräfte unzulässig vergrößert, sind an den Enden der Schnapphaken 25 Anschlagnocken 26 angeordnet, die im montierten Zustand den Außenring des Kugellagers 33 umgreifen, vgl.
Da die Schnapphaken 25 und die Laschen 23 im montierten Zustand vom Lüfter 34 verdeckt werden, ist eine zerstörungsfreie Demontage der Getriebebaugruppe 30 nicht möglich. Zur Demontage der Baugruppe 30 aus dem Getriebegehäuse 10 wird die Baugruppe 30 in Richtung A aus dem Getriebegehäuse 10 herausgehebelt. Dabei brechen die Schnapphaken 25 am Luftleitring 20. Nach Entnahme der Baugruppe 30 kann der zerstörte Luftleitring 20 durch Herausbrechen oder Zurückbiegen der Laschen 23 aus dem Getriebegehäuse 10 entfernt werden. Grundsätzlich wäre jedoch auch eine zerstörungsfreie Demontage denkbar.
Der Motor (1A) weist an seinem vorderen und hinteren Ende zylindrische Aufnahmedome auf. Vor dem Einlegen des Motors (1A) in die Gehäuseschalen werden passende O-Ringe aus Gummi (3A) über diese Aufnahmedome geschoben.
Beim Zusammenschrauben der Gehäuseschalen werden die Gummiringe eingeklemmt und ermöglichen eine effektive Dämpfung von Vibrationen und Stößen sowie einen Ausgleich von Toleranzen.
Das Getriebe weist eine Antriebs- (4B) und eine Abtriebswelle (5B) auf, die jeweils im Getriebegehäuse (6B) gelagert sind. Das Getriebe ist damit unabhängig vom Motor (1B) zu betreiben.
Die Ankerwelle (2B) des Motors und die Antriebswelle (4B) des Getriebes werden mit einer geeigneten Kupplung verbunden. Diese Kupplung könnte z. B. als eine Sicherheitskupplung ausgelegt sein, die den Antriebsstrang unterbricht, wenn beispielsweise die Abtriebswelle (Arbeitsspindel) plötzlich blockiert wird. Diese Kupplung soll hier nicht näher beschrieben werden.
Die Innenverzahnung (5C) und die Zahnhülse (2C) sind so bemessen, dass zwischen beiden ein definiertes Laufspiel in radialer Richtung entsteht, das es ermöglicht, einen Achsversatz zwischen Ankerwelle und Getriebeeingangswelle auszugleichen. Die Zahnhülse (2C) ist darüber hinaus ballig geformt, um einen Winkelversatz zwischen beiden Wellen ausgleichen zu können.
Zur Montage wird der Lüfter (4C) in seiner Innenverzahnung (5C) aufgenommen und über den zylindrischen Teil (9C) der Getriebewelle gepresst. Unter Ausnutzung der elastischen Eigenschaften des Kunststoffmaterials setzt sich der innere Ring (12C) in den entsprechenden Einstich (8C) in der Getriebewelle und dient so zur axialen Sicherung des Lüfters (4C) auf der Welle. Gleichzeitig greift der Innensechskant (10C) des Lüfters (4C) über den Sechskant (7C) an der Welle. Die Drehmomentübertragung vom Lüfter (4C) auf die Getriebeeingangswelle erfolgt somit sowohl kraft- als auch formschlüssig.
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