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Stand der Technik
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Die
Erfindung geht aus von einer Schlagwerkeinheit nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Es
sind bereits Schlagwerkeinheiten, insbesondere Handwerkzeugmaschinenschlagwerkeinheiten,
mit einem Exzenter, mit einer Ausgleichseinheit, die zumindest eine
rotierend antreibbare Ausgleichsmasse aufweist, und mit einer Antriebseinheit, die
dazu vorgesehen ist, den Exzenter anzutreiben, vorgeschlagen worden.
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Vorteile der Erfindung
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Die
Erfindung geht aus von einer Schlagwerkeinheit, insbesondere Handwerkzeugmaschinenschlagwerkeinheit,
mit einem Exzenter, mit einer Ausgleichseinheit, die zumindest eine
rotierend antreibbare Ausgleichsmasse aufweist, und mit einer Antriebseinheit,
die dazu vorgesehen ist, den Exzenter anzutreiben.
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Es
wird vorgeschlagen, dass die Ausgleichseinheit eine Koppeleinheit
aufweist, die dazu vorgesehen ist, ein Antriebsmoment von dem Exzenter
auf die Ausgleichsmasse zu übertragen.
Unter „vorgesehen" soll in diesem Zusammenhang
insbesondere speziell ausgestattet und/oder ausgelegt verstanden werden.
Des Weiteren soll unter einer „Ausgleichseinheit" insbesondere eine
Vorrichtung verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, im Betrieb
auftretende Kräfte
und/oder Vibrationen auszugleichen. Durch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung
wird erreicht, dass die Ausgleichseinheit besonders kostengünstig und
kompakt angeordnet werden kann. Die erfindungsge mäß ausgestaltete
Koppeleinheit soll dabei insbesondere auch dazu vorgesehen sein, eine
Drehbewegung des Exzenters auf die Ausgleichsmasse zu übertragen.
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Weiter
wird vorgeschlagen, dass die Koppeleinheit als eine Getriebevorrichtung
ausgebildet ist. Unter einer „Getriebevorrichtung" soll dabei insbesondere
eine Vorrichtung verstanden werden, mittels der ein Drehmoment übertragen
werden kann, wobei dabei ein Übersetzungsverhältnis und/oder
eine Drehrichtung geändert
werden kann. Dadurch ist die Koppeleinheit besonders flexibel, insbesondere
in Bezug auf Drehzahlen und/oder Drehrichtungen, gestaltbar.
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Ferner
ist es vorteilhaft, dass die Koppeleinheit ein Übersetzungsverhältnis von
etwa eins aufweist. Unter „etwa" soll in diesem Zusammenhang insbesondere
verstanden werden, dass eine Abweichung maximal 25% beträgt, wobei
dabei eine Abweichung von 10% vorteilhaft und eine Abweichung von
0% besonders vorteilhaft ist. Unter einem „Übersetzungsverhältnis" soll insbesondere
das Verhältnis der
Drehzahl einer Eingangsseite zu der Drehzahl einer Ausgangsseite
der Kopplungseinheit verstanden werden. Dadurch kann das Übersetzungsverhältnis auf
die Radien des Exzenters und der Ausgleichsmasse angepasst werden,
wodurch der Exzenter und die Ausgleichsmasse mit einer gleichen
Drehzahl drehen können.
Unter einem „Radius
der Ausgleichmasse" soll
insbesondere ein radialer Abstand zwischen einer Rotationsachse
der Ausgleichsmasse und einem Antriebspunkt der Ausgleichsmasse, über den
die Ausgleichsmasse rotierend antreibbar ist, verstanden werden.
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Insbesondere
ist es dabei vorteilhaft, wenn ein Verhältnis eines Radius des Exzenters
zu einem Radius der Ausgleichsmasse ebenfalls in etwa eins beträgt, da dadurch
ein Bauraum vorteilhaft ausgeschöpft
werden kann.
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Vorteilhafterweise
ist die Koppeleinheit dazu vorgesehen, eine Drehrichtung umzukehren.
Dadurch können
die Drehmomente der Ausgleichmassen quer zur Schlagwerkeinheit eliminiert
werden. Ferner kann damit eine Kraft, die zur Dämpfung der Schlagwerkeinheit
führen
kann, entgegen der Schlagwerkkraft erzeugt werden.
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Außerdem wird
vorgeschlagen, dass die Koppeleinheit zumindest ein Zahnrad aufweist.
Dadurch können
verschiedene Ausführungsmöglichkeiten
der Koppeleinheit verwirklicht werden.
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Ferner
wird vorgeschlagen, dass die Koppeleinheit zwei Zahnräder aufweist.
Dadurch kann die Drehrichtung umgekehrt werden, wobei das Übersetzungsverhältnis ungleich
eins sein kann. Bei einem Ausführungsbeispiel
mit zwei Zahnrädern
kann die Eingangsseite als eines der Zahnräder ausgebildet sein, insbesondere
als das Zahnrad, das dazu vorgesehen ist, durch den Exzenter angetrieben
zu werden. Die Ausgangsseite ist in diesem Ausführungsbeispiel durch das zweite
Zahnrad, das dazu vorgesehen ist, die Ausgangsseite anzutreiben,
bildbar. Dadurch ist das Übersetzungsverhältnis einfach
aus dem Verhältnis
einer Drehzahl des Zahnrads, das als Eingangsseite ausgebildet ist,
und einer Drehzahl des Zahnrads, das als Ausgangsseite ausgebildet
ist, bestimmbar. Alternativ kann das Übersetzungsverhältnis aus
einem Verhältnis
der Radien der Zahnräder
bestimmt werden.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass
das Zahnrad als ein Kegelrad ausgebildet ist, wodurch die Koppeleinheit besonders
kompakt und kostengünstig
realisiert werden kann, da auf ein zweites Zahnrad verzichtet werden
kann. Ein als Kegelrad ausgebildetes Zahnrad ist insbesondere vorteilhaft,
wenn Radien des Exzenters und der Ausgleichsmasse eine gleiche Größe aufweisen.
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Vorteilhafterweise
weist die Ausgleichseinheit ein Gegenrad auf. Dadurch kann die Ausgleichseinheit
besonders einfach und kostengünstig
realisiert werden.
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Vorzugsweise
ist das Gegenrad koaxial zu dem Exzenter angeordnet. Dadurch können die Drehmomente
der Ausgleichsmassen quer zur Schlagwerkrichtung gegenseitig aufgehoben
werden.
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Insbesondere
wird dabei eine Handwerkzeugmaschine mit einer erfindungsgemäßen Schlagwerkseinheit
vorgeschlagen. Eine derartige Handwerkzeugmaschine kann kostengünstig und
kompakt hergestellt werden.
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Zeichnung
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Weitere
Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung.
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele
der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und
die Ansprüche
enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird
die Merkmale zweckmäßigerweise
auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen
zusammenfassen.
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Es
zeigen:
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1 eine
Handwerkzeugmaschine mit einer erfindungsgemäßen Schlagwerkeinheit,
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2 die
Schlagwerkeinheit mit einem Exzenter, einer Ausgleichseinheit und
mit einer Kopplungseinheit mit zwei Zahnrädern in einem schematischen
Querschnitt,
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3 eine
Draufsicht auf die Schlagwerkeinheit aus 2 in einer
schematischen Darstellung und
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4 eine
weitere Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Schlagwerkeinheit.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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In 1 ist
eine von einem Bohrhammer gebildete Handwerkzeugmaschine 54a dargestellt.
Die Handwerkzeugmaschine 54a umfasst ein Gehäuse 56a und
in einem Frontbereich eine Werkzeugaufnahme 58a zu einer
Aufnahme eines Werkzeugs. An einer dem Frontbereich abgewandten
Seite umfasst die Handwerkzeugmaschine 54a einen Haupthandgriff 60a zu
einem Betätigen
der Handwerkzeugmaschine 54a und zu einer Kraftübertragung
von einem Bediener auf die Handwerkzeugmaschine 54a.
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Zu
einer Erzeugung eines Antriebsmoments weist die Handwerkzeugmaschine 54a eine
Antriebseinheit 20a auf. Das Antriebsmoment der Antriebseinheit 20a wird über eine
Zwischenwelle mit einem Motorritzel 38a an eine Schlagwerkeinheit 10a übertragen.
Ausgehend vom Haupthandgriff 60a der Handwerkzeugmaschine 54a in
Richtung der Werkzeugaufnahme 58a entlang einer Kolbenachse 42a, bzw.
entlang einer Kraftflussrichtung findet sich zuerst die Antriebseinheit 20a gefolgt,
von der Schlagwerkeinheit 10a und der Werkzeugaufnahme 58a.
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Die
Schlagwerkeinheit, wie sie in den 2 und 3 gezeigt
ist, weist einen Exzenter 12a, einen Pleuel 32a,
einen Kolben 34a und eine Ausgleichseinheit 14a auf.
Der Exzenter 12a ist über
einen Exzenterbolzen 30a mit dem Pleuel 32a und
dem Kolben 34a verbunden, mittels dem das Schlagwerk angetrieben
wird. Der Exzenter 12a ist als Zahnrad realisiert.
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Die
Antriebseinheit 20a umfasst einen Elektromotor 36a und
ein Motorritzel 38a. Das Motorritzel 38a kämmt mit
dem als Zahnrad ausgebildeten Exzenter 12a mit einer Verzahnung 48a.
Eine Drehachse des Motorritzels 38a und eine Exzenterachse 40a sind
parallel angeordnet.
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Weiter
umfasst die Ausgleichseinheit 14a zwei rotierend antreibbare
Ausgleichsmassen 16a, 18a. Die erste Ausgleichsmasse 16a ist
einstückig am
Rand des Exzenters 12a und radial in Bezug auf die Exzenterachse 40a radial
gegenüber
dem Exzenterbolzen 30a angeordnet. Die zweite Ausgleichsmasse 18a ist
einstückig
am Rand des Gegenrad 28a der Ausgleichseinheit 14a angeordnet.
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Das
Gegenrad 28a ist koaxial zu dem Exzenter 12a auf
der gemeinsamen Exzenterachse 40a angeordnet. Das Gegenrad 28a hat
einen kleineren Radius als der Exzenter 12a, wodurch ein
Kontakt zum Motorritzel 38a vermieden wird.
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Die
Ausgleichmassen 16a, 18a bewegen sich diametral
rotierend um die Exzenterachse 40a, die auch der Drehachse
des Gegenrads 28a entspricht. Die Ausgleichsmassen 16a, 18a passieren dabei
die Kolbenachse 42a, in der der Kolben 34a geführt wird,
gleichzeitig (vgl. 2).
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Durch
die Anordnung der Ausgleichmassen 16a, 18a und
die Drehbewegungen wird eine Kraft entgegen einer maximalen Schlagwerkskraft
des Schlagwerks, entlang der Kolbenachse 42a, in der der
Kolben geführt
wird, erzeugt. In einer Querachse 44a, die senkrecht zu
der Kolbenachse 42a liegt, heben sich die Kräfte der
gegenläufigen
Ausgleichsmassen 16a, 18a auf.
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Der
Exzenter 12a und das Gegenrad 28a sind über eine
Koppeleinheit 22a, mittels der ein Antriebsmoment von dem
Exzenter 12a auf das Gegenrad 28a, bzw. die zweite
Ausgleichsmasse 18a übertragen
werden kann, miteinander gekoppelt. Die Koppeleinheit 22a ist
als eine Getriebevorrichtung ausgebildet, mittels der die rotierende
Bewegung des Exzenters 12a auf das Gegenrad 28a übertragen wird.
Ein Übersetzungsverhältnis der
als Getriebevorrichtung ausgebildeten Koppeleinheit 22a ist
in etwa eins. Weiter ist die Koppeleinheit 22a dazu vorgesehen,
für einen
Antrieb des Gegenrads 28a eine Drehrichtung des Exzenters 12a umzukehren.
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Die
Koppeleinheit 22a umfasst zwei Zahnräder 24a, 26a,
die miteinander kämmen
und die die Drehrichtung umkehren. Dabei entspricht das Zahnrad 24a einer
Eingangsseite der Koppeleinheit 22a und das Zahnrad 26a entspricht
einer Ausgangsseite der Koppeleinheit 22a. Da in diesem
Ausführungsbeispiel
das Gegenrad 28a einen kleineren Radius als der Exzenter 12a hat,
weist die Koppeleinheit ein Übersetzungsverhältnis auf,
das größer als
eins ist.
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Das Übersetzungsverhältnis der
Koppeleinheit 22a wird mittels Radien der Zahnräder 24a, 26a definiert.
Das größere Zahnrad 24a,
das die Eingangsseite bildet, kämmt
dabei mit dem als Zahnrad ausgebildeten Exzenter 12a. Das
kleinere Zahnrad 26a kämmt
mit dem Gegenrad 28a. Dadurch weist das Gegenrad 28a die
gleiche Drehzahl auf wie der Exzenter 12a, wobei die Drehrichtung
des Gegenrads 28a der Drehrichtung des Exzenters 12a entgegengesetzt
ist. Eine Haupterstreckungsrichtung einer Verzahnung 48a des
Exzenters, in die das Motorritzel 38a der Antriebseinheit 20a eingreift,
und eine Verzahnung 50a, in die das erste Zahnrad 24a eingreift, verläuft dabei
parallel zu der Exzenterachse 40a. Die Verzahnung 48a,
bzw. die Verzahnung 50a kann dabei sowohl als eine Schrägverzahnung
als auch als eine Geradverzahnung ausgeführt werden. Eine Verzahnung 52a des
Gegenrads 28a, in die das zweite Zahnrad 26a eingreift,
ist ebenfalls parallel zu der Exzenterachse 40a ausgerichtet.
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In 4 ist
eine weitere Ausführung
einer Schlagwerkeinheit mit einer alternativen Koppeleinheit 22b gezeigt.
Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele
ist der Buchstabe a in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels
in den 1 bis 3 durch den Buchstaben b in
den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels
in der 4 ersetzt. Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich
im Wesentlichen auf die Unterschiede zu dem Ausführungsbeispiel in den 1 bis 3,
wobei bezüglich
gleich bleibender Bauteile, Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung
des Ausführungsbeispiels in
den 1 bis 3 verwiesen werden kann.
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Bei
dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine Antriebseinheit 20b um
einen Winkel 46b zu einer Exzenterachse 40b eines
Exzenters 12b geneigt. Der Exzenter 12b ist mit
einer um den gleichen Winkel 46b geneigten Haupterstrecksrichtung
einer Verzahnung 48b ausgestattet. Ein Motorritzel 38b der
Antriebseinheit 20b und der Exzenter 12b kämmen miteinander.
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Eine
Ausgleichseinheit 14b umfasst ein Gegenrad 28b,
eine Koppeleinheit 22b und zwei Ausgleichsmassen 16b, 18b,
wobei die Ausgleichmassen 16b, 18b einstückig auf
dem Exzenter 12b und dem Gegenrad 28b angeordnet.
Das Gegenrad 28b ist koaxial zu dem Exzenter 12b auf
einer Exzenterachse 40b angeordnet. Der Exzenter 12b und
das Gegenrad 28b sind über
die Koppeleinheit 22b miteinander verbunden.
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Das
Gegenrad 28b, das über
die Koppeleinheit 22b mit dem Exzenter 12b gekoppelt
ist, weist einen gleichen Radius wie das Gegenrad 28b auf.
Insbesondere ist dabei auch eine Zahnanzahl einer Verzahnung 50b des
Exzenters 12b und eine Zahnanzahl einer Verzahnung 52b des
Gegenrads 28b gleich.
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Die
Koppeleinheit 22b weist ein Zahnrad 24b auf, welches
als ein Kegelrad ausgebildet ist. Das Zahnrad 24b kämmt auf
einer ersten, dem Exzenter 12b zugewandten Seite mit der
Verzahnung 50b des Exzenters 12b. Auf einer gegenüberliegenden
Seite kämmt
das als Kegelrad ausgebildete Zahnrad 24b mit der Verzahnung 52b des
Gegenrads 28b. Durch das als Kegelrad ausgebildete Zahnrad 24b sind
eine Drehrichtung des Exzenters 12b und eine Drehrichtung
des Gegenrads 28b entgegengesetzt. Aufgrund der gleichen
Radien des Exzenters 12b und des Gegenrades 28b haben
der Exzenter 12b und das Gegenrad 28b eine gleiche
Drehzahl.
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Damit
die Verzahnung 50b des Exzenters 12b und die Verzahnung 52b des
Gegenrads 28b mit dem als Kegelrad ausbildeten Zahnrad 24b kämmen können, sind
Haupterstreckungsrichtungen der Verzahnungen 50b, 52b geneigt.
Ein Neigungswinkel gegen die Exzenterachse 40b entspricht
dabei einem doppelten Öffnungswinkel
des Zahnrads 24b. Eine Rotationsachse des Zahnrads 24b verläuft senkrecht zu
der Exzenterachse 40b.