Handwerkzeugmaschine mit einem Kurbelgetriebe

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezeichnet eine Handwerkzeugmaschine mit einer Pleuelstange und einer axial drehbaren Kurbelwelle, insbesondere einen zumindest teilweise schlagenden Kombihammer oder einen Meisselhammer nach dem Obergriff von Anspruch 1 und wie aus der EP 0 583 710 A oder der GB 24090 A bekannt.

[0002] Das Kurbelgetriebe dient zur Umsetzung der Rotationsbewegung in eine Hin- und Herbewegung zum Antrieb des Erregerkolbens, der über eine Luftfeder den Schagkolben antreibt, der den Schlag auf das Werkzeug erzeugt.

[0003] Üblicherweise sind die Pleuelstange und die, diese über einen exzentrischen Kurbelzapfen antreibende, axial drehbare Kurbelwelle massiv ausgebildet, um eine hinreichende Bauteilsteifigkeit und Bauteiffestigkeit zu erzielen.

[0004] Bei der Pleuelstange handelt es sich um ein stark (wechselnd) beschleunigtes Bauteil. Eine Verringerung ihrer Masse führt somit zu Skaleneffekten in der Masseverringerung bei anderen Bauteilen. Deshalb ist bspw. nach der DE3910599 die Pleuelstange hohl ausgebildet.

[0005] Bei den rotierenden Bauteilen wie dem Läufer des antreibenden Elektromotors, der Zahnräder des Getriebes und der Kurbelwelle hingegen trägt eine hohe Masse dieser Teile zu einem hohen Rotationsträgheitsmoment bei, welches als solches wegen der gespeicherten Rotationsenergie für den Gleichlauf prinzipiell erwünscht ist. Andererseits erhöht eine hohe Masse, ohne einen Zusatznutzen zu erbringen, wie das bspw. bei der Leitung des magnetischen Flusses im Läufer der Fall ist, die gesamte Maschinenmasse.

[0006] Nach der DE3120834 ist eine auf einem Gehäusezapfen innengelagerte einstückige Kurbelwelle koaxial hohl ausgebildet. Nach der EP1355764 ist eine aussengelagerte einstückige Kurbelwelle vollständig koaxial hohl ausgebildet. Um bei diesem vollständig koaxial hohl ausgebildeten Raumformen eine hinreichende Bauteilsteifigkeit und Bauteilfestigkeit zu erzielen, beträgt die verbleibende Wandstärke jeweils etwa ein Fünftel des Durchmessers.

[0007] Die Aufgabe besteht in der Verringerung der Maschinenmasse durch eine hohle, hinreichend steife und feste Kurbelwelle.

[0008] Die Aufgabe wird im Wesentlichen durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

[0009] So weist eine Handwerkzeugmaschine ein Kurbelgetriebe mit einer Pleuelstange und eine, die Pleuelstange an einem Kurbelzapfen lagernde, axial drehbaren Kurbelwelle auf, die koaxial hohl ausgebildet und axial beidseitig geschlossen ist. Ein den Kurbelzapfen tragender Kurbelteller ist hohl ausgebildet, wodurch die Bauteilmasse der Kurbelwelle weiter verringert wird.

[0010] Durch die Ausbildung der Kurbelwelle als koaxial hohle, jedoch axial beidseitig geschlossene Raumform bildet diese eine dreidimensional geschlossene Oberfläche aus (topologisch ähnlich einer Kugeloberfläche). Dadurch wird im Vergleich zu den (topologisch) zweifach axial offenen Raumformen bei gegebenem Material, gegebener Wandstärke und (bis auf den axialen Abschluss) gegebener Raumform eine wesentliche Steigerung der Bauteilsteifigkeit und Bauteilfestigkeit erzielt, bzw. eine Verringerung der Wandstärke und somit der Bauteilmasse ermöglicht. Dies trägt zur Verringerung der Maschinenmasse bei.

[0011] Vorteilhaft ist die Kurbelwelle zweiteilig ausgebildet, insbesondere ist an dem zum Kurbelzapfen gegenüberliegenden axialen Ende ein Pfropfen vorhanden, welcher die ansonsten (topologisch) einfache offene Raumform der restlichen Kurbelwelle verschliesst, wodurch sich letztere durch Innenhochdruckumformen (engl. Hydroforming) kostengünstig und technologisch einfach herstellen lässt.

[0012] Vorteilhaft beträgt die Wandstärke der restlichen Kurbelwelle (bis auf den Pfropfen) weniger als ein Zehntel des zugeordneten Wellendurchmessers, wodurch die Bauteilmasse der Kurbelwelle weiter verringert wird.

[0013] Vorteilhaft ist der Kurbelzapfen selbst hohl ausgebildet, wodurch die Bauteilmasse und Exzentrizität der Kurbelwelle weiter verringert wird.

[0014] Vorteilhaft sind auf der Kurbelwelle zwei zylindrische Lagerführungen ausgebildet, denen weiter vorteilhaft jeweils ein Axialanschlag zugeordnet ist, wodurch (über je ein zugeordnetes Radiallager) eine aussengeführte Lagerung im Gehäuse unterstützt wird.

[0015] Vorteilhaft ist die Kurbelwelle axial zwischen den Lagerführungen radial verjüngt, wodurch die Bauteilmasse der Kurbelwelle minimiert wird.

[0016] Die Erfindung wird bezüglich eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels näher erläutert mit:

Fig. 1 als Handwerkzeugmaschine

Fig. 2 als Kurbelwelle

[0017] Nach Fig. 1 weist eine drehende und schlagende Handwerkzeugmaschine 1 in Form eines Kombihammers ein Kurbelgetriebe 2 zur Umsetzung der Rotationsbewegung eines Läufers 13 des Elektromotors 14 in eine Hin- und Herbewegung zum Antrieb des Erregerkolbens 3 auf, der über eine Luftfeder 4 den Schagkolben 5 antreibt, der über einen Döpper 6 den Schlag auf ein Werkzeug 7 in Form eines Bohrmeissels erzeugt. Das Kurbelgetriebe 2 weist eine Pleuelstange 8 und eine, diese über einen exzentrischen Kurbelzapfen 9 antreibende, axial drehbaren Kurbelwelle 10 auf, die in einem Radiallager 11 im Gehäuse 12 geführt ist.

[0018] Nach Fig. 2 ist die zweiteilig ausgebildete Kurbelwelle 10 bezüglich einer Kurbelachse A koaxial hohl ausgebildet und axial beidseitig geschlossen, wobei an dem zum Kurbelzapfen 9 gegenüberliegenden axialen Ende ein Pfropfen 15 vorhanden ist, welcher die ansonsten einfach offene Raumform der restlichen Kurbelwelle 10 verschliesst. Die restliche Kurbelwelle 10 ist dabei durch Innenhochdruckumformen aus einem rohrförmigen Rohling (nicht dargestellt) aus einer Aluminiumlegierung hergestellt. Die Wandstärke W dieser restlichen Kurbelwelle 10 beträgt weniger als ein Zehntel des zugeordneten Wellendurchmessers D. Zudem ist der Kurbelzapfen 9 sowie ein diesen tragender Kurbelteller 16 selbst hohl ausgebildet. Auf der Kurbelwelle 10 sind zwei axial beabstandete zylindrische Lagerführungen 17 für Radiallager 11 (Fig. 1) ausgebildet, denen jeweils ein Axialanschlag 18 zugeordnet ist. Die Kurbelwelle 10 ist axial zwischen den Lagerführungen 17 radial verjüngt.

Ansprüche

1. Eine Handwerkzeugmaschine mit einem Kurbelgetriebe (2) mit einer Pleuelstange (8) und mit einer, die Pleuelstange (8) an einem Kurbelzapfen (9) lagernde, axial drehbaren Kurbelwelle (10), wobei die Kurbelwelle (10) koaxial hohl ausgebildet ist, wobei die Kurbelwelle (10) axial beidseitig geschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein den Kurbelzapfen (9) tragender Kurbelteller (16) hohl ausgebildet ist.

2. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbelwelle (10) zweiteilig ausgebildet ist.

3. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an dem dem Kurbelzapfen (9) gegenüberliegenden axialen Ende der Kurbelwelle (10) ein Pfropfen (15) vorhanden ist, welcher die ansonsten einfach offene restliche Kurbelwelle (10) verschliesst.

4. Handwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke (W) der hohlen Kurbelwelle (10) weniger als ein Zehntel des zugeordneten Wellendurchmessers (D) beträgt.

5. Handwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kurbelzapfen (9) selbst hohl ausgebildet ist.

6. Handwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Kurbelwelle (10) zwei zylindrische Lagerführungen (17) ausgebildet sind.

7. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerführung (17) ein Axialanschlag (18) zugeordnet ist.

8. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbelwelle (10) axial zwischen den Lagerführungen (18) radial verjüngt ist.

Claims

1. A hand-held power tool comprising a crank mechanism (2) with a connecting rod (8) and an axially rotatable crankshaft (10) supporting the connecting rod (8) on a crank pin (9), the crankshaft (10) being coaxially hollow and the crankshaft (10) being axially closed on both sides, characterised in that a crank disc (15) bearing the crank pin (9) is hollow.

2. Hand-held power tool according to claim 1, characterised in that the crankshaft (10) is formed in two parts.

3. Hand-held power tool according to claim 2, characterised in that a plug (15) is provided at the axial end of the crankshaft (10) opposite the crank pin (9) and closes the remaining part of the crankshaft (10) which would otherwise simply be open.

4. Hand-held power tool according to one of claims 1 to 3, characterised in that the wall thickness (W) of the hollow crankshaft (10) is less than one teeth of the associated shaft diameter (D).

5. Hand-held power tool according to one of claims 1 to 4, characterised in that the crank pin (9) itself is hollow.

6. Hand-held power tool according to one of claims 1 to 4, characterised in that two cylindrical bearing guides (17) are provided on the crankshaft (10).

7. Hand-held power tool according to claim 6, characterised in that an axial stop (18) is associated with the bearing guide (17).

8. Hand-held power tool according to claim 6 or claim 7, characterised in that the crankshaft (10) is radially tapered axially between the bearing guides (17).

Revendications

1. Machine-outil manuelle avec un entraînement par manivelle (2) avec une bielle (8) et avec un vilebrequin (10) axialement rotatif, supporté sur un maneton (9), le vilebrequin (10) étant coaxialement creux, le vilebrequin (10) étant axialement fermé des deux côtés, caractérisée en ce qu'un disque de bielle (16) supportant le maneton (9) est formé creux.

2. Machine-outil manuelle selon la revendication 1, caractérisée en ce que le vilebrequin (10) est formé en deux parties.

3. Machine-outil manuelle selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'un bouchon (15) est présent sur l'extrémité axiale opposée au maneton (9) du vilebrequin (10), ledit bouchon obturant le reste du vilebrequin (10) sinon simplement ouvert.

4. Machine-outil manuelle selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'épaisseur de paroi (W) du vilebrequin creux (10) est inférieure à un dixième du diamètre d'arbre (D) correspondant.

5. Machine-outil manuelle selon l'une quel-5. Machine-outil manuelle selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le maneton (9) est formé en étant lui-même creux.

6. Machine-outil manuelle selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que deux guides de paliers cylindriques (17) sont formés sur le vilebrequin (10).

7. Machine-outil manuelle selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'une butée axiale (18) est associée au guide de palier (17).

8. Machine-outil manuelle selon la revendication 6 ou 7, caractérisée en ce que le vilebrequin (10) est radialement réduit de manière axiale entre les guides de paliers (17).

Zeichnung