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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Handwerkzeugmaschine, insbesondere
eine Elektrohandwerkzeugmaschine, nach dem Oberbegriff des Anspruches
1.
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Stand der Technik
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In
der
DE 10 2005
016 453 A1 wird eine als Winkelschleifer ausgeführte
Elektrohandwerkzeugmaschine beschrieben, die in einem Motorgehäuse einen
elektrischen Antriebsmotor aufweist. Auf das Motorgehäuse
ist ein topfförmiger Gehäusedeckel aufgesetzt,
wobei zwischen den einander zugewandten Stirnseiten von Motorgehäuse
und Gehäusedeckel ein umlaufender Dichtring eingesetzt
ist, der Vibrationen in Achsrichtung und in Radialrichtung dämpft,
welche vom elektrischen Antriebsmotor sowie ggf. von der Bearbeitung
eines Werkstückes ausgehen.
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Offenbarung der Erfindung
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, mit einfachen konstruktiven
Maßnahmen eine wirkungsvolle Schwingungsreduzierung im
Griffteil einer Handwerkzeugmaschine zu erreichen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen
des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben
zweckmäßige Weiterbildungen an.
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Die
erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschine weist eine
Antriebseinheit auf, insbesondere einen elektrischen Antriebsmotor,
der in einem Motorgehäuse aufgenommen ist, welches Bestandteil des
Gehäuses der Handwerkzeugmaschine ist. Darüber
hinaus umfasst das Gehäuse der Handwerkzeugmaschine ein
Griffteil, an dem die Handwerkzeugmaschine von einer Bedienperson
zu halten und zu führen ist. Um die Schwingungsbelastung
im Griffteil zu reduzieren, ist zwischen den Gehäuseteilen ein
Schwingungsreduktionselement angeordnet, über das von dem
Antriebsmotor ausgehende Schwingungen oder Vibrationen bzw. bei
der Werkstückbearbeitung auftretende Schwingungen gedämpft
und in lediglich reduzierter Weise auf das Griffteil übertragen
werden. Neben einer Reduzierung der Schwingungsbelastung soll auf
diese Weise auch der Komfort für die Bedienperson erhöht
werden.
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Erfindungsgemäß ist
vorgesehen, dass das Schwingungsreduktionselement als ein einteilig
mit einem Gehäuseteil ausgebildetes Gehäusestrukturelement
ausgeführt ist, über das das Gehäuseteil
mit dem zweiten Gehäuseteil verbunden ist. Das Gehäusestrukturelement
bildet somit kein separat ausgeführtes Bauteil, sondern
ist vielmehr Bestandteil eines Gehäuseteils, wodurch eine
Verringerung der Teileanzahl sowie der Komplexität erreicht
wird. Außerdem werden Montagevorteile erzielt. Das Gehäusestrukturelement
bewirkt eine Dämpfung der von einem Gehäuseteil
ausgehenden Schwingungen, so dass diese Schwingungen nur in reduzierter
Weise auf das zweite Gehäuseteil übertragen werden.
Möglich ist auch eine Frequenzverschiebung von kritischen
zu unkritischen Frequenzen, so dass insgesamt sowohl eine Veränderung
der Amplitude als auch der Frequenz in Betracht kommt.
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Das
Gehäusestrukturelement weist gemäß bevorzugter
Ausführung eine größere Elastizität
auf als die umgebenden Wandabschnitte des Gehäuseteils.
Diese größere Nachgiebigkeit bewirkt zum einen
die Frequenzverschiebung, zum andern auf Grund der Materialdämpfung
auch eine Amplitudendämpfung der Schwingungen.
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Das
Gehäusestrukturelement kann beispielsweise zur axialen
oder radialen Abstützung zwischen den Gehäuseteilen
herangezogen werden. Grundsätzlich möglich ist
es aber auch, dass unmittelbar an dem Gehäusestrukturelement
ein Verbindungselement angreift, über das die Gehäuseteile miteinander
verbunden sind, beispielsweise eine Verbindungsschraube, über
die die Gehäuseteile unmittelbar miteinander verbunden
sind. Dies erfolgt z. B. in der Weise, dass am Boden des topfförmig
ausgebildeten Gehäuseteils ein zentrischer Abschnitt als Gehäusestrukturelement
ausgeführt ist, durch den axial eine Schraube hindurchgeführt
ist, welche mit der hinteren Stirnseite des Motorgehäuses
verschraubt ist.
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Die
höhere Elastizität des Gehäusestrukturelementes
wird beispielsweise durch eine Schwächung eines Wandabschnittes
des betreffenden Gehäuseteils erzielt. Hierbei kommt sowohl
eine Reduzierung der Wandstärke in Betracht als auch eine Schwächung
durch geometrische Herrichtung des Gehäuses, beispielsweise über
Ausnehmungen, welche in das Gehäuseteil eingebracht sind
und sich beispielsweise zwischen Streben in dem Gehäuseteil erstrecken.
Auch durch sonstige konstruktive Anpassungen kann die höhere
Elastizität erreicht werden, beispielsweise dergestalt,
dass im Bereich des Gehäusestrukturelementes auf verstärkende
Rippen oder dergleichen verzichtet wird.
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Die
Schwächung des Wandabschnittes wird vorzugsweise am Griffteil
durchgeführt, insbesondere am Topfboden des Griffteils,
wobei auch eine Anordnung des Gehäusestrukturelementes
durch Schwächung des Wandabschnittes oder durch Einbringen
einer Ausnehmung im Bereich der zylindrischen Wandabschnitte des
Griffteils in Betracht kommt. Grundsätzlich ist es aber
auch möglich, am zweiten Gehäuseteil, insbesondere
dem Motorgehäuse, einen geschwächten Wandabschnitt
vorzusehen, der die Aufgabe eines Gehäusestrukturelementes übernimmt.
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Gemäß einer
weiteren zweckmäßigen Ausführung ist
das Gehäusestrukturelement als ein Federelement ausgebildet,
welches einteilig mit der Wandung eines Gehäuseteils ausgeführt
ist. Derartige Federelemente können an jedem der Gehäuseteile,
also sowohl auf der Außenseite des Motorgehäuses
als auch an der Innenseite des Griffteils ausgebildet sein. Das
Federelement steht zweckmäßigerweise in Kontakt
mit der Wandung des jeweils anderen Gehäuseteils, so dass
neben der schwingungsreduzierenden Wirkung zugleich eine Abstützung
zwischen den Gehäuseteilen gegeben ist. Die Federelemente
können sowohl in Radialrichtung als auch in Achsrichtung – gesehen
in Richtung der Längsachse der Gehäuseteile bzw.
des Antriebsmotors – positioniert sein. Das vorzugsweise
topfförmige Griffteil, welches eines der Gehäuseteile
bildet, besitzt vorteilhafterweise einen größeren
Innendurchmesser als der Außendurchmesser des Motorgehäuses
beträgt, auf das das Griffteil aufgeschoben wird. Dadurch
ist zwischen der Außenseite des Motorgehäuses
und der Innenwand des Griffteils ein ringförmiger Zwischenraum
gebildet, in den gemäß einer zweckmäßigen
Ausführung die einteilig mit einem der Gehäuseteile
ausgebildeten Federelemente einragen. Des Weiteren können
auch zwischen der hinteren axialen Stirnseite und der Innenseite
des Bodens des Griffteils ein oder mehrere derartige Federelemente
angeordnet sein, die entweder einteilig mit dem Motorgehäuse
oder einteilig mit dem Griffteil ausgeführt sind.
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Gemäß einer
weiteren zweckmäßigen Ausführung ragt
das Federelement in eine Ausnehmung am jeweils anderen Gehäuseteil
ein, wodurch neben der schwingungsdämpfenden bzw. -reduzierenden Funktion
auch ein Formschluss zwischen den Gehäuseteilen gebildet
ist, mit dem das Griffteil in seiner Montageposition auf dem Motorgehäuse
gesichert wird. Beispielsweise kann an der Innenseite des Griffteils
ein radial nach innen in Richtung des Motorgehäuses ragender
Fortsatz angeformt sein, der in eine zugeordnete Ausnehmung in der äußeren
Mantelfläche des Motorgehäuses einragt, wodurch
in Achsrichtung ein Formschluss gebildet ist. Der Fortsatz ist vorzugsweise über
geschwächte Wandungen mit der Innenwand des Griffteils
verbunden, wodurch die schwingungsreduzierende Wirkung reduziert wird.
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Weitere
Vorteile und zweckmäßige Ausführungen
sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und
den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
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1 einen
Schnitt längs durch eine Handwerkzeugmaschine, beispielsweise
einen Winkelschleifer, wobei die Handwerkzeugmaschine ein Motorgehäuse
zur Aufnahme eines elektrischen Antriebsmotors und ein topfförmiges,
das Motorgehäuse umschließendes Griffteil aufweist,
das im Bereich des Bodens ein einteilig mit der Bodenwandung ausgebildetes
Gehäusestrukturelement aufweist, über das das
Griffteil mithilfe einer Verbindungsschraube mit dem Motorgehäuse
verbunden ist,
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2 eine
Handwerkzeugmaschine in einer weiteren Ausführung, bei
dem an der radialen Außenseite des Motorgehäuses
sowie an der hinteren axialen Stirnseite jeweils Federelemente angeformt sind,
die in Kontakt mit dem Griffteil stehen,
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3 ein
weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem an der radialen Außenseite
des Motorgehäuses und am Griffteil benachbart zur hinteren
axialen Stirnseite des Motorgehäuses jeweils Federelemente
angeformt sind,
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4 ein
weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem ein an der Innenseite
des Griffteils angeformter und sich radial nach innen erstreckender
Vorsprung als Gehäusestrukturelement ausgeführt
ist, das in eine zugeordnete Ausnehmung in der Mantelfläche des
Motorgehäuses einragt.
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In
den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Die
in 1 dargestellte Handwerkzeugmaschine 1,
beispielsweise ein Winkelschleifer, weist in einem Motorgehäuse 2 einen
elektrischen Antriebsmotor zum Antrieb eines Werkzeugs auf. Das
Motorgehäuse 2 ist in seinem hinteren Bereich
von einem topfförmig ausgebildeten Griffteil 4 umgriffen,
wobei das Motorgehäuse 2 und das Griffteil 4 jeweils
Gehäuseteile der Handwerkzeugmaschine 1 bilden. Das
Griffteil 4 besitzt einen Topfboden 4a und seitliche,
sich in Achsrichtung erstreckende, umlaufende Wandungen, die radial
auf Abstand zur Außenseite des Motorgehäuses 2 liegen.
Die Längsachse der Gehäuseteile fällt
mit der Motorlängsachse zusammen.
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Um
sicherzugehen, dass Schwingungen und Vibrationen, welche von dem
elektrischen Antriebsmotor 3 ausgehen bzw. bei der Werkstückbearbeitung
entstehen, nicht zu einer unzulässig hohen Schwingungsbelastung
im Griffteil 4 führen, welches von einer Bedienperson
ergriffen wird, sind Schwingungsreduktionselemente zwischen dem
Motorgehäuse 2 und dem Griffteil 4 angeordnet.
Die Schwingungsreduktionselemente haben zum einen die Funktion,
das Griffteil 4 mit dem Motorgehäuse 2 zu verbinden,
und zum anderen die Aufgabe, die Belastungen durch Schwingungen,
welche vom Motorgehäuse 2 ausgehen, im Griffteil 4 zu
reduzieren. Die Schwingungsreduzierung erfolgt durch eine Veränderung
der Amplitude und/oder der Frequenz der vom Motorgehäuse 2 ausgehenden
Schwingungen, beispielsweise durch eine Verschiebung kritischer Frequenzen
hin zu unkritischen Frequenzen oder durch eine Dämpfung
der Schwingungsamplitude.
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Im
axial hinten liegenden Bereich ist der Boden 4a des Griffteils 4 mit
der hinteren axialen Stirnseite 8 des Motorgehäuses 2 verbunden.
Die Verbindung erfolgt über ein im Ausführungsbeispiel
als Schraube 7 ausgeführtes Verbindungsmittel,
wobei die Schraube 7 sich in Achsrichtung erstreckt und den
Boden 4a mit der axial hinteren Stirnseite 8 des Motorgehäuses 2 verbindet.
Die Schraube 7 greift am Boden 4a an einem Gehäusestrukturelement 6 an, welches
die Funktion eines Schwingungsreduktionselementes hat, um die gewünschte
Schwingungsreduzierung zu erreichen.
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Das
Gehäusestrukturelement 6 ist einteilig mit dem
Boden 4a des Griffteils 4 ausgebildet. Im Ausführungsbeispiel
gemäß 1 bildet das Gehäusestrukturelement 6 einen
geschwächten Wandabschnitt im Boden 4a, was durch
das Einbringen von mindestens einer Ausnehmung 9 in den
Boden 4a erreicht wird. Durch die Schwächung wird eine
größere Nachgiebigkeit des Gehäusestrukturelementes 6,
welches Bestandteil des Bodens 4a bildet, in Achsrichtung
und ggf. auch in Radialrichtung erzielt, verglichen mit der Nachgiebigkeit
bzw. Steifigkeit der sonstigen Wandabschnitte im Griffteil 4,
beispielsweise in den zylindrischen, sich parallel zur äußeren
Mantelseite des Motorgehäuses 2 erstreckenden
Wandabschnitten. Die höhere Nachgiebigkeit bzw. Elastizität
des Gehäusestrukturelementes 6, an welchem unmittelbar
die Schraube 7 angreift, führt zu einer Frequenzverschiebung
und außerdem zu einer Amplitudendämpfung. Im Bereich
der hinteren axialen Stirnseite ist über das Gehäusestrukturelement 6 hinausgehend
kein weiteres Schwingungsreduktionselement erforderlich. Das Gehäusestrukturelement
bewirkt die Frequenzverschiebung bzw. Schwingungsdämpfung
in Achsrichtung sowie in Radialrichtung. Zugleich wird das Griffteil 4 über
die Schraube 7, die am Gehäusestrukturelement 6 angreift,
in Achs- und Radialrichtung fixiert.
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Im
Bereich der freien Stirnseite des Griffteils 4 befindet
sich ein ringförmiges Dämpfungselement zwischen
der äußeren Mantelfläche des Motorgehäuses 2 und
der Innenwand des Griffteils 4. Das ringförmige
Dämpfungselement 10 stützt das Griffteil 4 in
Radialrichtung ab und bewirkt zugleich eine Schwingungsdämpfung
der vom Motorgehäuse 2 ausgehenden Schwingungen.
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Das
Gehäusestrukturelement 6 ist durch Schwächung
des Bodens 4a gebildet, was durch das Einbringen der Ausnehmung 9 erzielt
wird. Grundsätzlich möglich ist es aber auch,
die Wandstärke im Boden 4a zu reduzieren, um auf
diese Weise einen geschwächten Wandabschnitt zu erreichen.
Des Weiteren ist es möglich, in den Boden 4a ein
Gehäusestrukturelement aus einem elastisch nachgiebigeren
Material zu integrieren, das beispielsweise während eines
Spritzguss- Prozesses in das Material des Griffteils 4 integriert
oder nach dem Erzeugen des Griffteiles in eine Ausnehmung im Boden
eingefügt wird.
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Im
Ausführungsbeispiel gemäß 2 sind die
Gehäusestrukturelemente zwischen dem Motorgehäuse 2 und
dem Griffteil 4 als Federelemente 11, 12 und 13 ausgebildet,
die einstückig mit dem Motorgehäuse 2 ausgebildet
sind und sich radial bzw. axial über die Mantelfläche
des Motorgehäuses erheben. Es sind im ringförmigen
Zwischenraum zwischen der Mantelfläche von Motorgehäuse 2 und
Innenseite des Griffteils 4 axial verteilt mindestens zwei
Federelemente 11 und 12 ausgebildet, die sich
radial über die Mantelfläche des Motorgehäuses 2 erheben
und deren freier, federnder Abschnitt an der Innenwand des Griffteils 4 anliegt.
Zur Lagefixierung können an der Innenwand des Griffteils 4 Formteile 14 und 15 eingebracht
sein, die insbesondere einstückig mit der Wandung ausgebildet
sind und in denen der federnde Abschnitt der Federelemente 11 bzw. 12 formschlüssig
eingreift.
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Im
Bereich der hinteren axialen Stirnseite 8 des Motorgehäuses 2 ist
ebenfalls ein Federelement 13 einstückig mit dem
Motorgehäuse 2 ausgebildet, wobei das Federelement 13 sich
axial über die Stirnseite 8 erhebt und an der
Innenseite des Topfbodens 4a des Griffteils 4 federnd
anliegt. An der seitlichen Wandung des Griffteils 4 kann
ein sich radial nach innen erstreckender Vorsprung 16 angeformt
sein, wobei der freie, federnde Abschnitt des Federelementes 13 zwischen
der Innenseite des Topfbodens 4a und dem radial einragenden
Vorsprung 16 eingeklemmt ist.
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Sowohl
die an der radialen Mantelfläche ausgebildeten Federelemente 11 und 12 als
auch das axial sich erhebende Federelement 13 können
ringförmig oder aber segmentförmig ausgebildet
sein.
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Auch
im Ausführungsbeispiel gemäß 3 sind
die Gehäusestrukturelemente als Federelemente ausgebildet.
In entsprechender Weise wie in 2 befinden
sich im ringförmigen Zwischenraum zwischen äußerer
Mantelfläche des Motorgehäuses 2 und
Innenseite des radial umschließenden Griffteils 4 axial
verteilt Federelemente 11 und 12, die einstückig mit
dem Motorgehäuse 2 ausgebildet sind und in den Formteilen 14 bzw. 15,
die an der Innenwand des Griffteils 4 ausgeprägt
sind, formschlüssig anliegen.
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Im
Bereich der hinteren axialen Stirnseite 8 des Motorgehäuses 2 ist
ein Federelement 17 einteilig mit der seitlichen Wandung
des Griffteiles 4 ausgeprägt und erstreckt sich
radial nach innen. Das Federelement 17 beaufschlagt eine
Bodenplatte 18, die als separates Bauteil ausgeführt
ist und den Boden des topfförmigen Griffteiles 4 bildet.
Die Bodenplatte 18 ist axial auf Abstand zur hinteren Stirnseite 8 des Motorgehäuses 2 angeordnet
und wird über ein als Schraube 7 ausgeführtes
Verbindungselement mit dem Motorgehäuse 2 verschraubt.
In dem Ringraum zwischen der Bodenplatte 18 und der axialen
Stirnseite 8 des Motorgehäuses 2 befindet
sich das radial einragende Federelement 17, welches einteilig
mit dem Griffteil 4 ausgebildet ist. Die Federkraft des
Federelementes 17 wirkt axial der Verbindungskraft entgegen,
die von der Schraube 7 auf die Bodenplatte 18 ausgeübt
wird.
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Auf
der dem Federelement 17 diametral gegenüberliegenden
Seite ist der Randbereich der Bodenplatte 18 in einer Nut 19 formschlüssig
aufgenommen, die an der Innenwand es Griffteiles 4 ausgebildet
ist.
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Im
Ausführungsbeispiel gemäß 4 ist
das Gehäusestrukturelement als ein Federelement 20 ausgebildet,
das einstückig an der Innenseite des Griffteils 4 angeformt
ist und sich radial nach innen in Richtung des Motorgehäuses 2 erstreckt.
Das Federelement 20 ragt in eine Ausnehmung 22 ein,
die in die Mantelfläche des Motorgehäuses 2 eingebracht
ist. Auf diese Weise ist in Achsrichtung ein Formschluss zwischen
dem Federelement 20 und dem Motorgehäuse 2 realisiert.
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Das
Federelement 20 ist über einen geschwächten
Bereich mit der Innenseite des Griffteils 4 verbunden,
wobei die Schwächung durch eine Schlitz 21 erreicht
wird, der in den Verbindungsabschnitt zur Innenwand des Griffteils 4 eingebracht
ist.
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Wie
der perspektivischen Teildarstellung des Griffteils 4 in 4 zu
entnehmen, erstreckt sich der Schlitz 21 über
ein Kreissegment, wohingegen das Federelement 20 nur als
Einzelelement ausgebildet ist, das sich über ein signifikant
kleineres Winkelsegment als der Schlitz 21 erstreckt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102005016453
A1 [0002]