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Die Erfindung bezieht sich auf eine Werkzeugmaschine, insbesondere eine Handwerkzeugmaschine wie zum Beispiel eine Stichsäge, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Stand der Technik
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Handgeführte Werkzeugmaschinen wie zum Beispiel Stichsägen weisen in einem Gehäuse einen elektrischen Antriebsmotor auf, dessen Antriebsbewegung über ein Getriebe, beispielsweise ein Planetengetriebe, in eine Arbeitsbewegung eines Werkzeugs übertragen wird. Im Falle der Stichsäge wird eine im Gehäuse verschieblich gelagerte Hubstange, an die das Sägeblatt ankoppelbar ist, in eine reversierende, auf und ab gehende Hubbewegung versetzt.
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Die Rotorwelle des elektrischen Antriebsmotors treibt ein Getriebebauteil an und ist im Gehäuse über ein Kugellager gelagert. Die Getriebebauteile sind mit Getriebefett geschmiert, wobei zur Vermeidung eines Transports des Getriebefetts aus dem Getrieberaum entlang der Rotorwelle des Motors am Kugellager Dichtlippen angeformt sind, welche ein Eindringen von Getriebefett in das Kugellager bzw. weiter in Richtung Antriebsmotor verhindern sollen. Diese Dichtlippen schleifen jedoch an der Rotorwelle und erhöhen dadurch den Reibungswiderstand, wodurch der Wirkungsgrad negativ beeinflusst wird. Außerdem wird zusätzliche Wärme erzeugt.
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Offenbarung der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen konstruktiven Maßnahmen den Wirkungsgrad des Antriebssystems einer Werkzeugmaschine zu verbessern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.
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Bei der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine handelt es sich vorzugsweise um eine Handwerkzeugmaschine wie zum Beispiel eine Stichsäge. Die Werkzeugmaschine weist einen elektrischen Antriebsmotor auf sowie ein dem Antriebsmotor nachgeschaltetes Getriebe, über das ein Werkzeug der Werkzeugmaschine in eine Arbeitsbewegung versetzt wird. Hierfür ist ein Getriebebauteil mit einer Werkzeugaufnahme, welche im Gehäuse gelagert ist, wirkverbunden. Im Falle einer Stichsäge handelt es sich bei der Werkzeugaufnahme um eine im Gehäuse verschieblich gelagerte Hubstange, die eine translatorische, reversierende Auf- und Abbewegung ausführt. Das Sägeblatt der Stichsäge ist über eine Befestigungseinrichtung mit der Hubstange lösbar gekoppelt. Die Hubbewegung der Hubstange sowie des Sägeblatts ist orthogonal zur Rotorachse des Antriebsmotors gerichtet. Bei dem Getriebe handelt es sich beispielsweise um ein Planetengetriebe, welches von der Rotorwelle des elektrischen Antriebsmotors angetrieben wird und über das die Drehbewegung der Rotorwelle in die translatorische, reversierende Hubbewegung umgesetzt wird.
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Ein axial überstehender Abschnitt der Rotorwelle ist über ein Kugellager im Gehäuse der Werkzeugmaschine drehbar gelagert. Benachbart zur freien Stirnseite ist die Rotorwelle mit einem Getriebebauteil des Getriebes wirkverbunden. Hierzu weist der betreffende Abschnitt auf der Rotorwelle beispielsweise eine Verzahnung auf, die mit einem Getriebebauteil kämmt. Der mit dem Getriebebauteil zusammenwirkende Abschnitt der Rotorwelle befindet sich in Achsrichtung gesehen auf der dem elektrischen Antriebsmotor abgewandten Seite des Kugellagers zur Lagerung der Rotorwelle im Gehäuse.
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Um zum einen den Wirkungsgrad der Werkzeugmaschine zu verbessern und zum andern einen unerwünschten Übertritt von Getriebefett bzw. -öl in Richtung des elektrischen Antriebsmotors zu vermeiden, ist zwischen dem Kugellager und dem Abschnitt der Rotorwelle, welche mit dem Getriebebauteil wirkverbunden ist, eine Dichtscheibe drehfest auf der Rotorwelle angeordnet. Die Dichtscheibe verhindert, dass sich Getriebefett bzw. -öl in Achsrichtung aus dem Getrieberaum zum Antriebsmotor bewegt. Eine Verzahnung, welche benachbart zur freien Stirnseite der Rotorwelle angeordnet ist, kann Getriebefett bzw. -öl aus dem Getrieberaum in Richtung Antriebsmotor fördern, jedoch nur bis zu der Dichtscheibe, die fest auf der Rotorwelle aufsitzt und dadurch den unerwünschten Transport in Richtung Kugellager und weiter zum Antriebsmotor verhindert. Die Verbindung zwischen der Dichtscheibe und der Rotorwelle ist strömungsdicht.
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Da die Dichtscheibe drehfest auf der Rotorwelle aufsitzt, entsteht keine Relativbewegung und kein schleifender Kontakt zwischen Dichtscheibe und Rotorwelle. Vorteilhafterweise wird auch ein Kontakt der Dichtscheibe mit einem gehäusefesten Bauteil vermieden. Es kann kein Reibwiderstand entstehen und sich dementsprechend auch keine reibungsbedingte Wärme entwickeln, so dass der Wirkungsgrad verbessert ist. Das Kugellager ist vorteilhafterweise ohne Dichtlippen ausgebildet.
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Aufgrund der Rotation der Dichtscheibe wird Getriebefett bzw. -öl, welches gegebenenfalls sich entlang der Motorachse in Richtung Antriebsmotor bewegt, mit dem Auftreffen auf die Stirnfläche der Dichtscheibe wieder zurückgeschleudert. Die Scheibe sorgt somit auch dafür, dass das Getriebefett bzw. -öl in dem dafür vorgesehenen Getrieberaum verbleibt.
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Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Dichtscheibe auf der dem Kugellager abgewandten Seite eine konische Stirnfläche aufweist, die sich radial nach außen erweitert. Durch diese Schrägstellung, bezogen auf eine Ebene orthogonal zur Rotorwellenlängsachse, wird Getriebefett bzw. -öl in effizienter Weise in Richtung Getrieberaum zurückgeschleudert. Durch die konische Ausbildung der Stirnfläche der Dichtscheibe kann ein Ziel gerichteter Rücktransport realisiert werden.
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Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführung kann es vorteilhaft sein, die Dichtscheibe auf ihrer radial außen liegenden Seite mit einer axial umgebogenen, ringförmigen Dichtlippe zu versehen, welche die dem Getrieberaum zugewandte Stirnfläche der Dichtscheibe einfasst. Auch in dieser Ausführung wird ähnlich wie bei der konischen Ausbildung der Dichtscheibe ein axiales Rückschleudern von auftreffendem Getriebefett bzw. -öl zum Getrieberaum unterstützt und ein tangentiales Abschleudern vermieden oder zumindest reduziert. Gegebenenfalls wird die konische Ausführung der Dichtscheibe mit der radial außen liegenden und sich in Achsrichtung erstreckenden Dichtlippe kombiniert.
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Zur Begrenzung des Getrieberaums kann ein Flansch vorgesehen sein, der eine Ausnehmung aufweist, durch den die Rotorwelle hindurchgeführt ist. Der in den Getrieberaum einragende Abschnitt der Rotorwelle ist mit einem Getriebebauteil wirkverbunden, das Kugellager zur Lagerung der Rotorwelle befindet sich außerhalb des Getrieberaums und mit Abstand zu dem Flansch. Die Dichtscheibe ist zwischen dem Kugellager und dem Flansch angeordnet, sie weist jedoch zweckmäßigerweise keinen Kontakt zu dem Flansch auf, um Reibung zu vermeiden.
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Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführung ist vorgesehen, dass die Dichtscheibe auf ihrer radial innen liegenden Seite einen axial gerichteten Dichtabschnitt aufweist, der unmittelbar auf Kontakt zur Mantelfläche der Rotorwelle liegt. Der Dichtabschnitt weist eine axiale Mindesterstreckung auf und stellt damit die gewünschte Dichtigkeit zwischen Dichtscheibe und Rotorwelle sicher, außerdem ist die Dichtscheibe dadurch stabil auf der Rotorwelle gehalten. Hierbei kann es zweckmäßig sein, dass die Stirnseite des Dichtabschnitts unmittelbar an dem Kugellager anliegt und sich an diesem abstützt. Sofern eine radial außen liegende Dichtlippe angeordnet ist, befinden sich diese Dichtlippe und der radial innen liegende Dichtabschnitt auf gegenüberliegenden axialen Seiten der Dichtscheibe.
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Das Kugellager, über das die Rotorwelle drehend im Gehäuse der Werkzeugmaschine gelagert ist, ist beispielsweise als ein Rillenkugellager ausgebildet.
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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 durch eine Stichsäge,
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2 einen Ausschnitt aus dem Bereich der Lagerung der Rotorwelle des elektrischen Antriebsmotors der Stichsäge mit einer auf der Rotorwelle aufsitzenden Dichtscheibe,
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3 die Dichtscheibe in Seitenansicht sowie in perspektivischer Ansicht.
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In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Wie 1 zu entnehmen, weist die Stichsäge 1 ein Gehäuse 2 auf, in welchem ein elektrischer Antriebsmotor 3 sowie ein Getriebe 4 zum Antreiben einer Hubstange 5 angeordnet ist, an der über eine Befestigungsvorrichtung 6 ein Sägeblatt 7 befestigt ist. An der Unterseite des Gehäuses 2 befindet sich eine Fußplatte 8, die bei der Werkstückbearbeitung auf der Werkstückoberseite aufliegt. Das Sägeblatt 7 ist der Fußplatte 8 vorgelagert, wobei gegebenenfalls in die Fußplatte 8 auch eine Ausnehmung eingebracht sein kann, durch die das Sägeblatt 7 hindurchragt. Auf der Rückseite ist das Sägeblatt 7 über eine gehäuseseitige Abstützeinrichtung 9 abgestützt.
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Der elektrische Antriebsmotor 3 weist eine Rotor- bzw. Ankerwelle 10 auf, deren Längsachse orthogonal zur Längsachse der Hubstange 5 gerichtet ist. Ein den Stator des Antriebsmotors 3 überragender Abschnitt der Rotorwelle 10 ist in einem Kugellager 11 im Gehäuse drehbar gelagert, wobei das Kugellager 11 als Rillenkugellager ausgebildet ist. Die freie Stirnseite der Rotorwelle 10 ragt in einen gehäuseseitigen Getrieberaum 12 ein, in welchem das Getriebe 4 aufgenommen ist. Benachbart zur Stirnseite weist die Rotorwelle 10 eine Verzahnung auf, über die die Rotorwelle 10 mit einem Getriebebauteil des Getriebes 4 kämmt. Die Rotationsbewegung der Rotorwelle 10 wird über das Getriebe 4 in eine translatorische, reversierende Auf- und Abbewegung der Hubstange 5 und damit des Sägeblatts 7 übertragen. Die Hubbewegung erfolgt in Richtung der Längsachse der Hubstange 5 bzw. des Sägeblatts 7.
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Wie 1 in Verbindung mit 2 zu entnehmen, befindet sich zwischen dem Kugellager 11 zur Lagerung der Rotorwelle 10 und dem Getrieberaum 12 ein Flansch 13, welcher den Getrieberaum 12 zur Motorseite hin abschließt. In den Flansch 13 ist eine Ausnehmung eingebracht, durch die die Rotorwelle 10 hindurchgeführt ist. Der Abschnitt der Rotorwelle 10 mit der Verzahnung, welche ein Getriebebauteil antreibt, und das Rillenkugellager 11 befinden sich auf gegenüberliegenden Seiten des Flansches 13.
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Zwischen dem Kugellager 11 und dem Flansch 13 ist eine Dichtscheibe 15 angeordnet, die drehfest auf der Rotorwelle 10 aufsitzt. Die Verbindung zwischen der Dichtscheibe 15 und der Rotorwelle 10 ist strömungsdicht, so dass beispielsweise Getriebefett bzw. -öl aus dem Getrieberaum 12 nicht axial entlang der Mantelfläche der Rotorwelle 10 in Richtung Motor entlangwandern kann. Derartiges Getriebefett bzw. -öl sammelt sich an der dem Getrieberaum 12 zugewandten Stirnseite der Dichtscheibe 15 an und wird aufgrund der Rotationsbewegung der Dichtscheibe 15 wieder zurück in Richtung Getrieberaum geschleudert. Die Dichtscheibe 15 ist nur fest mit der Rotorwelle 10 verbunden und weist ansonsten keinen Kontakt zu einem sonstigen Bauteil auf, so dass Reibung zwischen der Dichtscheibe 15 und einem gehäuseseitigen Bauteil vermieden wird.
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Auf der dem Flansch zugewandten Seite ist die Stirnfläche 16 der Dichtscheibe 15 geringfügig konisch ausgebildet, dergestalt, dass auf der dem Flansch 13 zugewandten Seite die radial außen liegenden Abschnitte der Stirnfläche 16 dem Flansch 13 näher zugewandt sind als die radial innen liegenden Abschnitte. Außerdem kann, wie 2 in Verbindung mit 3 zu entnehmen, am radial außen liegenden Rand eine axial gerichtete, umlaufende Dichtlippe 17 an der Dichtscheibe 15 angeordnet sein. Diese Dichtlippe 17 umschließt die Stirnfläche 16 und bewirkt, gemeinsam mit der leicht konischen Ausbildung der Stirnfläche 16, dass auftreffendes Getriebefett bzw. -öl wieder in Richtung des Getrieberaums 12 zurückgefördert wird.
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Auf der radial innen liegenden Seite weist die Dichtscheibe 15 einen axial gerichteten Dichtabschnitt 18 auf, wobei die radial außen liegende Dichtlippe 17 und der radial innen liegende Dichtabschnitt 18 auf axial gegenüberliegenden Seiten angeordnet sind. Der Dichtabschnitt 18 liegt im montierten Zustand fest auf der Mantelfläche der Rotorwelle 10 auf, so dass eine drehfeste, strömungsdichte Verbindung zwischen Dichtscheibe 15 und Rotorwelle 10 gegeben ist.
