WO2011047959A1 - Werkzeugmaschine und verfahren zur kühlung einer werkzeugmaschine - Google Patents

Werkzeugmaschine und verfahren zur kühlung einer werkzeugmaschine Download PDF

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WO2011047959A1
WO2011047959A1 PCT/EP2010/064882 EP2010064882W WO2011047959A1 WO 2011047959 A1 WO2011047959 A1 WO 2011047959A1 EP 2010064882 W EP2010064882 W EP 2010064882W WO 2011047959 A1 WO2011047959 A1 WO 2011047959A1
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housing
machine tool
tool according
heat sink
cooling
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Application number
PCT/EP2010/064882
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English (en)
French (fr)
Inventor
Willy Braun
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25F—COMBINATION OR MULTI-PURPOSE TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DETAILS OR COMPONENTS OF PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS NOT PARTICULARLY RELATED TO THE OPERATIONS PERFORMED AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B25F5/00—Details or components of portable power-driven tools not particularly related to the operations performed and not otherwise provided for
    • B25F5/008—Cooling means

Definitions

  • the invention relates to a machine tool, in particular a hand tool according to the preamble of claim 1.
  • the heat loss to the exterior surface of the percussion unit is largely dissipated to the environment by convection.
  • An air mass flow required for convection is usually generated by a fan connected to the drive unit.
  • a striking mechanism housing surrounding the impact mechanism is often surrounded by an additional plastic housing. But since the hottest part of this percussion gear housing is often at the end of the cold chain, there is only insufficient heat transfer to the outside at this point.
  • the transmission unit comprises at least one heat sink.
  • the heat sink can be advantageously achieved that occurring in the transmission unit waste heat can be delivered particularly effectively to a surrounding air mass flow.
  • gear unit comprises an at least rotatable shaft which is at least partially surrounded by the heat sink. It may be of particular advantage when the rotatable shaft is mounted in the heat sink.
  • the heat sink encloses the at least rotatable shaft substantially coaxially.
  • the heat sink is at least substantially non-rotatably connected, preferably non-rotatably connected to the at least rotatable shaft, then a heat transfer can proceed even more effectively.
  • the heat sink is designed as a centrifugal disk.
  • the transmission element designed as a heat sink has at least one subregion provided with cooling fins.
  • the heat sink has at least one heat-absorbing connection region.
  • a heat-accepting connection region is understood in particular to be a region on the heat sink, at which it is in contact, preferably in direct contact, with a heat-emitting body, so that the lowest possible heat transfer resistance is produced.
  • a direct contact can be made, for example, by positive and / or positive and / or cohesive connection.
  • the contact is formed as a press fit.
  • a heat-conducting substance such as a thermal paste can be advantageously used.
  • the gear unit are arranged in a gear housing, which is accommodated in the housing.
  • the gear housing is made of a metallic material, in particular steel.
  • the gear housing has at least on one surface at least one gas-permeable surface structure in a surface direction.
  • a surface direction is understood to mean, in particular, an extension direction of the surface.
  • a gas-permeable surface structure is to be understood as meaning, in particular, a structure which opposes, to a gas flowing in the structure, the lowest possible, preferably almost vanishing, resistance.
  • the inflowing gas may preferably be air.
  • the surface structure may be formed as at least one overflow groove.
  • At least one air inlet opening is provided, via which a cooling air flow for the removal of at least a portion of the waste heat can flow into the housing.
  • at least one air outlet opening is provided in a transition region between the tool holder and the housing, via which at least a fraction of the cooling air flow can exit.
  • the at least rotatable shaft is an at least rotatable working spindle, in particular a hammer tube.
  • the machine tool according to the invention is a hand tool, in particular a drill and / or chisel hammer.
  • the invention relates to a method for cooling a machine tool, in particular a hand tool, which has a drive device accommodated in a housing, having a drive unit and a gear unit.
  • Figure 1 is a schematic side view of a drilling and / or
  • FIG. 1 is a partial section of a front portion of the hammer drill
  • FIG. 1 shows a schematic view of a drill and / or chisel hammer 10 as an example of a machine tool with a housing 12, a tool holder 14 movably mounted on the housing 12 for receiving an insertion tool 16 and a drive unit 18 and accommodated in the housing 12 a transmission unit 20 having drive device 22 for driving the insert tool 16.
  • the tool holder 14 is preferably rotatably arranged on an end face 24 of the housing 12.
  • a handle device 26 is further provided in the example of Figure 1 further.
  • the handle device 26 comprises a main device switch 28 for commissioning the drill and / or chisel hammer 10.
  • an auxiliary handle device 30 is arranged, in particular adjustably, on the housing 12 of the drill and / or chisel hammer 10.
  • the housing 12 of the rotary and / or chisel hammer 10 furthermore has at least one, preferably two or more ventilation openings 32.
  • the ventilation opening 32 acts either as an air inlet opening 38 or as an air outlet opening 40. At least, however, an air inlet opening 38 is provided on the housing 12.
  • an additional air outlet opening 46 is provided in an intermediate region 42 between the housing 12 and the tool holder 14, in particular between the housing 12 and a jacket sleeve 44 of the tool holder 14, an additional air outlet opening 46 is provided.
  • the drive unit 18 comprises in the present example a motor 48, in particular an electric motor 50 and a motor shaft, not shown here.
  • the motor 48, 50 is operatively connected to the gear unit 20 via the motor shaft.
  • the gear unit 20 of the drilling and / or chiselling hammer 10 described here has, in a known form, a rotary drive gear and / or a hammer mechanism with a percussion drive gear.
  • the hammer mechanism is often designed as a so-called air cushion or air spring impact mechanism.
  • airbag impact devices in many ways contribute to a waste heat of the drive device 22 of the drill and / or chisel hammer 10.
  • FIG. 2 shows a front section of the drill and / or chisel hammer 10 in a partial section.
  • the tool holder 14 has, in addition to the jacket sleeve 44, a tool holder 52, which is preferably made of a metallic material, in particular a steel, and a locking device 56 comprising at least one locking element 54.
  • a spigot 58 of the insert tool 16 is received and locked via the locking device 56.
  • the gear unit 20 of the rotary and / or chisel hammer 10 has a work spindle 60, preferably a hammer tube 61 as an example of a rotatable shaft 59.
  • the tool holder 52 is here exemplarily inserted into an open end 62 of the work spindle 60, 61 and preferably rotatably and axially immovably connected to the work spindle 60, 61.
  • the tool holder 52 is connected to the work spindle 60, 61 by means of the locking body 64 engaging in the tool holder 52 and passing through the work spindle 60, 61.
  • the work spindle 60, 61 is received via a sliding bearing 66 in a transmission housing 68 and rotatably supported relative thereto.
  • the gear housing 68 is delimited outwardly from the housing 12, in particular a hammer tube hood 70 and at least partially enclosed.
  • the gear housing 68 is made in particular of a metallic material, preferably of a steel.
  • the hammer tube hood 70 like the housing 12, is preferably made of a plastic.
  • a felt ring 72 and a radial shaft seal 74 are further arranged, via which the gear housing 68 is sealed against dust entering.
  • a striker 76 is further provided in a transition region between the tool holder 52 and the work spindle 60, 61 .
  • the firing pin 76 has one or more earrings 78, via which a Interior 80 of the work spindle 60, 61 is sealed against penetrating dust.
  • the gear housing 68 has at least one Kochströmnut 82.
  • the overflow groove 82 extends along a surface direction 71 along a surface 69 of the gear housing 68.
  • a surface direction is understood to mean in particular a direction which runs parallel to the surface 69 and, in particular, follows the surface profile in a spatial direction in a local coordinate system of the surface 69.
  • the Studentsströmnut 82 is located in a support region of the gear housing 68 relative to the hammer tube cover 70 and the housing 12 of the hammer drill 10.
  • the Kochströmnut 82 has the task to flow an air mass flow 84 in the direction of the tool holder 14.
  • the Processstömnuten shown here 82 are also known other gas-permeable surface structures 83 known in the art, which can be used according to the invention to produce a convective cooling of the impact mechanism. For example, you can
  • a heat sink 88 is arranged radially on the outside of the work spindle 60, 61, preferably non-rotatably connected to the work spindle 60, 61.
  • a heat sink 88 is understood in particular to be an element which has a large heat conduction and / or heat transfer surface and / or convection surface and / or a low heat transfer resistance.
  • the heat sink 88 is designed in the embodiment of Figure 2 as a mainly sleeve-like component.
  • the heat sink 88 preferably extends positively and / or non-positively via the connection region 86.
  • the heat sink 88 is therefore in particular non-rotatably connected to the work spindle 60, 61.
  • the person skilled in the art is familiar with further connection techniques which can be used alternatively or additionally according to the invention.
  • a cohesive connection can be used by soldering or welding as an alternative or complementary connection technology.
  • a heat-conducting material in particular a thermal compound, the heat transfer from the work spindle 60, 61 may be introduced to the heat sink 88 favoring.
  • the heat sink 88 further has a sealing labyrinth 90 formed in common with the gearbox housing 68.
  • the sealing labyrinth 90 serves for improved dust sealing of the gear housing 68 against penetrating, dust-containing air, for example, from the air mass flow 84.
  • the heat sink 88 preferably has one or more preferably a plurality of cooling fins 92 projecting into the air mass flow 84.
  • the air mass flow 84 thus flows over the overflow grooves 82 and the cooling ribs 92. Thereafter, the air mass flow 84 exits via the additional air outlet opening 46 provided in the transition region 42 into the environment.
  • a waste heat generated in particular in the front region of the hammer drill 10 can thus be discharged efficiently via the cooling ribs 92 of the heat sink 88 to the air mass flow 84.
  • the heat sink 88 may also have additional features over which additional functions can be displayed.
  • a Abdichtlabyrinth 94 may be provided, via which an inner space 96 of the tool holder 14 is protected from penetrating dust.
  • the heat sink 88 can also be used as a carrier for sealing elements 98.
  • the cooling body 88 is arranged coaxially around the working spindle 60, 61 and is designed in particular as a centrifugal disk 100. This has the advantage that by a rotary movement of the work spindle 60, 61, the sealing effect and the cooling effect of the heat sink 88, 100 are still reinforced.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine mit einem Gehäuse (12) und einem am Gehäuse (12) beweglich angeordneten Werkzeughalter (14) zur Aufnahme eines Einsatzwerkzeugs (16). Weiters weist die Werkzeugmaschine eine im Gehäuse (12) aufgenommenen, eine Antriebseinheit (18, 48, 50) und eine Getriebeeinheit (20) aufweisende Antriebsvorrichtung (22) zum Antrieb des Einsatzwerkzeugs (16), welche in einem Betrieb eine Abwärme erzeugt. Es wird vorgeschlagen, dass die Getriebeeinheit (16) mindestens einen Kühlkörper (88) umfasst.

Description

Beschreibung Titel
Werkzeugmaschine und Verfahren zur Kühlung einer Werkzeugmaschine Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine, insbesondere eine Handwerkzeugmaschine nach der Gattung des Anspruchs 1.
Es sind schon Werkzeugmaschinen mit einem Gehäuse, einem am Gehäuse beweglich angeordneten Werkzeughalter zur Aufnahme eines Einsatzwerkzeugs und eine im Gehäuse aufgenommenen Antriebsvorrichtung zum Antrieb des Werkzeugs bekannt. In einem Betrieb der Antriebsvorrichtung, welche eine Antriebseinheit und eine Getriebeeinheit aufweist, wird eine Abwärme erzeugt. Insbesondere bei bekannten Bohr- und/oder Schlaghämmern wird im Betrieb eine erhebliche Menge von Verlust- und/oder Abwärme erzeugt. Besonders hohe Wärmemengen und damit hohe Temperaturen entstehen dabei in einem vorderen Bereich dieser Handwerkzeugmaschinen, wo eine Vielzahl von Wärmequellen angeordnet ist. Diese sind beispielsweise eine Kompressionswärme aus einem Luftpolster eines Schlagwerks des Bohr- und/oder Schlaghammers, auftretende Stoßverluste aus den Stoßvorgängen zwischen Elementen des Schlagwerks, mögliche Reibungsverluste im Inneren des Schlagwerks durch Relativbewegungen zwischen Elementen des Schlagwerks und/oder Reibungsverluste anderer bewegter Komponenten des Bohr- und/oder Schlaghammers. Um eine thermische Belastung der innen liegenden Bauteile zu begrenzen, muss die Verlustwärme in einem ausreichenden Maße von einem Gehäuseinneren nach außen abgeleitet werden. Ein Wärmetransport erfolgt hierbei hauptsächlich über Wärmleitung. Im Beispiel der bekannten Bohr- und/oder Schlaghämmern muss ein Großteil der im Schlagwerk erzeugten Wärme über zwei Lagerstellen des zu dem Schlagwerk gehörenden Hammerrohrs abgeführt werden. Bauartbedingt weisen diese Lagerstellen aber nur geringe Berührflächen oder Kontaktflächen auf, sodass die Wärmeübertragungsfläche und damit die übertragbare Wärm eher gering sind. Demzufolge ist die thermische Belastung der im Gehäuse liegenden Schlagwerksbauteile bei den bekannten Ausführungen von Bohr- und/oder Schlaghämmern besonders hoch.
Die an die Außenfläche des Schlagwerks gelangte Verlustwärme wird in überwiegendem Maße durch Konvektion an die Umgebung abgegeben. Ein zur Konvektion erforderlicher Luftmassenstrom wird dabei üblicherweise durch einen mit der Antriebseinheit verbundenen Lüfter erzeugt. Um den Luftmassenstrom zu einem vorderen Bereich des Bohr- und/oder Schlaghammers zu führen und den Bediener vor schädlichen Berührtemperaturen zu schützen, wird ein das Schlagwerk umgebendes Schlagwerkgehäuse häufig von einem zusätzlichen Kunststoffgehäuse umgeben. Da der heißeste Teil dieses Schlagwerkgehäuses aber häufig am Ende der Kühlkette steht, ist auch an dieser Stelle nach außen hin nur eine unzureichende Wärmeübertragung vorhanden.
Dazu ist es beispielsweise aus DE 10 2004 058 696 AI bekannt, über den sogenannten Venturidüseneffekt effektiv Luft in die vorderen Bereiche zu bringen. Die Ausnutzung dieses Effektes erfordert dabei einen relativ komplexen Aufbau des Bohrhammers.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine, insbesondere
Handwerkzeugmaschine, mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, dass die Getriebeeinheit mindestens ein Kühlkörper umfasst. Durch den Kühlkörper kann vorteilhaft erreicht werden, dass in der Getriebeeinheit auftretende Abwärme besonders effektiv an einen umgebenden Luftmassenstrom abgegeben werden kann. Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ergeben sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale.
Eine wirksame und zugleich bauraumgünstige Ausführung kann dadurch erreicht werden, dass die Getriebeeinheit eine zumindest drehbewegliche Welle umfasst, welche zumindest teilweise von dem Kühlkörper umgeben ist. Von besonderem Vorteil kann es dabei sein, wenn die drehbewegliche Welle in dem Kühlkörper gelagert ist.
In einer besonders wirksamen Ausführung umschließt der Kühlkörper die zumindest drehbewegliche Welle im Wesentlichen koaxial.
Wird der Kühlkörper zumindest im Wesentlichen drehfest, vorzugsweise drehfest mit der zumindest drehbeweglichen Welle verbunden, so kann ein Wärmeübertrag noch wirkungsvoller ablaufen. In einer besonders bevorzugten Ausführung ist der Kühlkörper als eine Schleuderscheibe ausgebildet.
Um einen Wirkungsgrad des als ein Kühlkörper ausgebildeten Getriebeelements bezüglich eines Abtransports der Abwärme zu verbessern, weist das als ein Kühlkörper ausgebildete Getriebeelement mindestens einen mit Kühlrippen versehenen Teilbereich auf.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterentwicklung weist der Kühlkörper mindestens einen Wärme aufnehmenden Verbindungsbereich auf. Unter einem Wärme aufnehmenden Verbindungsbereich wird dabei insbesondere ein Bereich am Kühlkörper verstanden, an welchem dieser durch Kontakt, vorzugsweise direkten Kontakt zu einem Wärme abgebenden Körper steht, so dass einer möglichst geringer Wärmeübergangswiderstand entsteht. Ein direkter Kontakt kann dabei beispielsweise durch form- und/oder kraft- und/oder stoffschlüssige Verbindung hergestellt werden. In einer besonders einfachen Ausführung ist der Kontakt als eine Presspassung ausgebildet. Alternativ oder ergänzend kann in einer weiteren Ausführung im Verbindungsbereich eine wärmeleitende Substanz wie beispielsweise eine Wärmeleitpaste vorteilhaft eingesetzt werden.
In einer bevorzugten Ausführung der Werkzeugmaschine sind zumindest Teile der Getriebeeinheit in einem Getriebegehäuse angeordnet, welches im Gehäuse aufgenommen ist. Vorzugsweise ist das Getriebegehäuse dabei aus einem metallischen Material, insbesondere Stahl gefertigt.
In einer besonders vorteilhaften Ausführung weist das Getriebegehäuse mindestens an einer Oberfläche mindestens eine in einer Flächenrichtung gasdurchlässige Oberflächenstruktur auf. Unter einer Flächenrichtung wird dabei insbesondere eine Erstreckungsrichtung der Oberfläche verstanden. Unter einer gasdurchlässigen Oberflächenstruktur wird dabei insbesondere eine Struktur verstanden, welche einem die Struktur anströmenden Gas einen möglichst geringen, vorzugsweise nahezu verschwindenden Widerstand entgegensetzt. Das anströmende Gas kann dabei vorzugsweise Luft sein. In einer besonders einfachen Ausführung kann die Oberflächenstruktur dabei als mindestens eine Überströmnut ausgebildet sein.
Für einen besonders wirkungsvollen Abtransport der Abwärme ist im Gehäuse mindestens eine Lufteintrittsöffnung vorgesehen, über welche ein Kühlluftstrom zum Abtransport zumindest eines Teiles der Abwärme in das Gehäuse strömen kann. Weiters ist dabei in einem Übergangsbereich zwischen dem Werkzeughalter und dem Gehäuse mindestens eine Luftaustrittsöffnung vorgesehen, über welche zumindest ein Bruchteil des Kühlluftstroms austreten kann.
Um etwaige Schäden durch eindringenden Staub zu verhindern, verfügt das als ein Kühlkörper ausgebildete Getriebeelement mindestens über eine staubdichte Dichtstelle. Diese staubdichte Dichtstelle verhindert einen direkten Kontakt der Getriebeeinheit mit dem Kühlluftstrom zumindest weitestgehend, vorzugsweise nahezu vollständig. In einer bevorzugten Ausführung ist die zumindest drehbewegliche Welle eine zumindest drehbewegliche Arbeitsspindel, insbesondere ein Hammerrohr. In einer besonders bevorzugten Ausführung ist die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine eine Handwerkzeugmaschine, insbesondere ein Bohr- und/oder Meißelhammer.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Kühlung einer Werkzeugmaschine, insbesondere einer Handwerkzeugmaschine, welche eine in einem Gehäuse aufgenommene, eine Antriebseinheit und eine Getriebeeinheit aufweisende Antriebsvorrichtung aufweist. In einem Betrieb der
Antriebsvorrichtung wird dabei eine Abwärme erzeugt, wobei über mindestens eine im Gehäuse vorgesehene Lufteintrittsöffnung ein Kühlluftstrom zu einem Abtransport zumindest eines Teiles der Abwärme in das Gehäuse strömt. Es wird vorgeschlagen, dass zumindest ein Teil des Kühlluftstroms über einen an einer drehbeweglichen Welle der Getriebeeinheit angeordneten Kühlkörper strömt.
Beschreibung der Zeichnungen
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der folgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Seitenansicht eines Bohr- und/oder
Schlaghammers, Figur 2 einen Teilschnitt eines vorderen Bereichs des Bohrhammers aus
Figur 1 mit einem erfindungsgemäßen Lagerträger.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele Figur 1 zeigt eine schematische Ansicht eine Bohr- und/oder Meißelhammers 10 als Beispiel einer Werkzeugmaschine mit einem Gehäuse 12, einem am Gehäuse 12 beweglich angeordneten Werkzeughalter 14 zur Aufnahme eines Einsatzwerkzeugs 16 und einer im Gehäuse 12 aufgenommenen, eine Antriebseinheit 18 und eine Getriebeeinheit 20 aufweisende Antriebsvorrichtung 22 zum Antrieb des Einsatzwerkzeugs 16. Der Werkzeughalter 14 ist dabei vorzugsweise an einer Stirnseite 24 des Gehäuses 12 drehbar angeordnet. An einer der Stirnseite 24 des Gehäuses 12 gegenüber liegenden Seite des Gehäuses 12 ist im Beispiel nach Figur 1 weiters eine Handgriffvorrichtung 26 vorgesehen. Die Handgriffvorrichtung 26 umfasst im vorliegenden Beispiel einen Gerätehauptschalter 28 zu einer Inbetriebnahme des Bohr- und/oder Meißelhammers 10. Weiters ist am Gehäuse 12 des Bohr- und/oder Meißelhammers 10 eine Zusatzhandgriffvorrichtung 30 angeordnet, insbesondere verstellbar angeordnet. Das Gehäuse 12 des Bohr- und/oder Meißelhammers 10 weist weiters mindestens eine, vorzugsweise zwei oder mehrere Belüftungsöffnungen 32 auf. In Abhängigkeit von einer Luftströmungsrichtung 34, 36 wirkt die Belüftungsöffnung 32 entweder als Lufteintrittsöffnung 38 oder als Luftaustrittsöffnung 40. Mindestens ist jedoch am Gehäuse 12 eine Lufteintrittsöffnung 38 vorgesehen.
In einem Übergangsbereich 42 zwischen dem Gehäuse 12 und dem Werkzeughalter 14, insbesondere zwischen dem Gehäuse 12 und einer Mantelhülse 44 des Werkzeughalters 14, ist eine zusätzliche Luftaustrittsöffnung 46 vorgesehen.
Die Antriebseinheit 18 umfasst im vorliegenden Beispiel einen Motor 48, insbesondere einen Elektromotor 50 und eine hier nicht dargestellte Motorwelle. Über die Motorwelle ist der Motor 48, 50 mit der Getriebeeinheit 20 wirkverbunden.
Die Getriebeeinheit 20 des hier beschriebenen Bohr- und/oder Meißelhammers 10 weist in bekannter Form ein Drehantriebsgetriebe und/oder ein Schlagwerk mit einem Schlagantriebsgetriebe auf. Bei bekannten Bohr und/oder Meißelhämmern 10 ist das Schlagwerk häufig als ein sogenanntes Luftkissen- oder Luftfederschlagwerk ausgebildet. Wie bereits eingangs geschildert, erzeugen Luftkissenschlagwerke auf vielerlei Weisen Beiträge zu einer Abwärme der Antriebsvorrichtung 22 des Bohr- und/oder Meißelhammers 10. Figur 2 zeigt einen vorderen Bereich des Bohr- und/oder Meißelhammers 10 in einem Teilschnitt.
Der Werkzeughalter 14 weist dabei neben der Mantelhülse 44 eine Werkzeugaufnahme 52, welche vorzugsweise auf einem metallischen Material, insbesondere einem Stahl gefertigt ist, sowie eine mindestens ein Verriegelungselement 54 umfassende Verriegelungsvorrichtung 56 auf. In der Werkzeugaufnahme 52 wird ein Einsteckende 58 des Einsatzwerkzeugs 16 aufgenommen und über die Verriegelungsvorrichtung 56 verriegelt.
Die Getriebeeinheit 20 des Bohr- und/oder Meißelhammers 10 weist eine Arbeitsspindel 60, vorzugweise ein Hammerrohr 61 als Beispiel einer drehbeweglichen Welle 59 auf. Die Werkzeugaufnahme 52 ist hier beispielhaft in ein offenes Ende 62 der Arbeitsspindel 60, 61 eingeführt und vorzugsweise drehfest und axial unverschieblich mit der Arbeitsspindel 60, 61 verbunden. Im Beispiel nach Figur 2 wird die Werkzeugaufnahme 52 über in die Werkzeugaufnahme 52 eingreifende und durch die Arbeitsspindel 60, 61 durchgreifende Verriegelungskörper 64 mit der Arbeitsspindel 60, 61 verbunden.
Die Arbeitsspindel 60, 61 ist dabei über ein Gleitlager 66 in einem Getriebegehäuse 68 aufgenommen und gegenüber diesem drehbar abgestützt. Das Getriebegehäuse 68 ist dabei nach außen hin von dem Gehäuse 12, insbesondere einer Hammerrohrhaube 70 abgegrenzt und zumindest teilweise umschlossen. Dabei ist das Getriebegehäuse 68 insbesondere aus einem metallischen Material, vorzugsweise aus einem Stahl gefertigt. Die Hammerrohrhaube 70 ist wie das Gehäuse 12 vorzugsweise aus einem Kunststoff gefertigt. Zwischen der Arbeitsspindel 60, 61 und dem Getriebegehäuse 68 sind weiters ein Filzring 72 und ein Radialwellendichtring 74 angeordnet, über welche das Getriebegehäuse 68 gegenüber eindringendem Staub abgedichtet wird.
In einem Übergangsbereich zwischen Werkzeugaufnahme 52 und der Arbeitsspindel 60, 61 ist weiters ein Schlagbolzen 76 vorgesehen. Der Schlagbolzen 76 weist dabei ein oder mehrere Ohrringe 78 auf, über welche ein Innenraum 80 der Arbeitsspindel 60, 61 gegenüber eindringendem Staub abgedichtet wird.
In soweit entspricht der Aufbau des in Figur 1 bzw. 2 gezeigten Bohr- und oder Meißelhammers 10 einem durchaus bekannten Serienkonzept für Bohr- und/oder
Schlaghämmer. Ein Großteil der im Inneren des Schlagwerks - insbesondere in der Arbeitsspindel und im Werkzeughalter - erzeugten Abwärme muss mittels Wärmeleitung über das schmale, spielbehaftete Gleitlager 66 nach außen an das Getriebegehäuse 68 abgeführt werden. Die Arbeitsspindel 60, 61 hat praktisch keine Möglichkeit, Abwärme durch einen effizienten, konvektiven
Wärmeabtransport abzuführen, da die Arbeitsspindel 60, 61 praktisch von den Umgebungsbauteilen thermisch isoliert wird. Das gleiche gilt in ähnlichem Zusammenhang natürlich auch für den thermisch gekoppelten Werkzeughalter 14.
Bei dem nach Figur 2 erfindungsgemäß ausgeführten Bohr- und/oder Meißelhammer 10 weist das Getriebegehäuse 68 mindestens eine Überströmnut 82 auf. Die Überströmut 82 erstreckt sich dabei entlang einer Flächenrichtung 71 entlang einer Oberfläche 69 des Getriebegehäuses 68. Unter einer Flächenrichtung wird dabei insbesondere eine Richtung verstanden, welche parallel zur Oberfläche 69 verläuft und insbesondere in einem lokalen Koordinatensystem der Oberfläche 69 dem Oberflächenverlauf in einer Raumrichtung folgt. Die Überströmnut 82 befindet sich in einem Abstützungsbereich des Getriebegehäuses 68 gegenüber der Hammerrohrhaube 70 bzw. dem Gehäuse 12 des Bohrhammers 10. Die Überströmnut 82 hat dabei die Aufgabe, einen Luftmassenstrom 84 in Richtung auf den Werkzeughalter 14 strömen zu lassen. Neben den hier gezeigten Überstömnuten 82 sind Fachmann darüber hinaus andere gasdurchlässige Oberflächenstrukturen 83 bekannt, welche erfindungsgemäß zur Herbeiführung einer konvektiven Kühlung der Schlagwerks eingesetzt werden können. Beispielsweise können
Oberflächeneinsenkungen und/oder Gitterstrukturen erfindungsgemäß eingesetzt werden. Auch kann alternativ oder ergänzend vorgesehen sein, dass eine entsprechende gasdurchlässige Oberflächenstruktur 83' an einer Innenfläche des Gehäuses 12 im Abstützungsbereich vorgesehen ist. In einem Verbindungsbereich 86 zwischen der Arbeitsspindel 60, 61 und der Werkzeugaufnahme 52 ist radial außen liegend ein Kühlkörper 88 auf der Arbeitsspindel 60, 61 angeordnet, vorzugsweise drehfest mit der Arbeitsspindel 60, 61 verbunden. Unter einem Kühlkörper 88 wird dabei insbesondere ein Element verstanden, welches eine große Wärmeleitungs- und/oder Wärmeübergangsfläche und/oder Konvektionsfläche und/oder einen geringen Wärmeübergangswiderstand aufweist. Der Kühlkörper 88 ist in der Ausführung nach Figur 2 als ein hauptsächlich hülsenartiges Bauteil ausgeführt. Der Kühlkörper 88 erstreckt sich dabei vorzugsweise form- und/oder kraftschlüssigen über den Verbindungsbereich 86. Der Kühlkörper 88 ist in dem vorliegenden Beispiel somit insbesondere drehfest mit der Arbeitsspindel 60, 61 verbunden. Dem Fachmann sind neben der form- und/oder kraftschlüssigen Verbindung der Kühlkörpers 88 mit der Arbeitsspindel 60, 61 weitere Verbindungstechniken bekannt, welche alternativ oder ergänzend erfindungsgemäß eingesetzt werden können. So kann beispielsweise eine stoffschlüssige Verbindung durch Löten oder Schweißen als alternative oder ergänzende Verbindungstechnik eingesetzt werden. Auch kann im Verbindungsbereich 86 eine wärmeleitender Stoff, insbesondere eine Wärmeleitpaste den Wärmeübergang von der Arbeitsspindel 60, 61 an den Kühlkörper 88 begünstigend eingebracht sein.
In einer bevorzugten Ausführung, wie sie in Figur 2 dargestellt ist, weist der Kühlkörper 88 weiters ein mit dem Getriebegehäuse 68 gemeinsam ausgebildetes Abdichtungslabyrinth 90 auf. Das Abdichtungslabyrinth 90 dient dabei einer verbesserten Staubabdichtung des Getriebegehäuses 68 gegenüber eindringender, staubhaltiger Luft beispielsweise aus dem Luftmassenstrom 84.
Vorzugsweise weist der Kühlkörper 88 eine oder besonders bevorzugt mehrere in den Luftmassenstrom 84 ragenden Kühlrippen 92 auf. Der Luftmassenstrom 84 strömt so über die Überströmnuten 82 und die Kühlrippen 92. Danach tritt der Luftmassenstrom 84 über die im Übergangsbereich 42 vorgesehene zusätzliche Luftaustrittsöffnung 46 in die Umgebung aus. Eine insbesondere im vorderen Bereich des Bohrhammers 10 erzeugte Abwärme kann so über die Kühlrippen 92 des Kühlkörpers 88 effizient an den Luftmassenstrom 84 abgegeben werden. Der Kühlkörper 88 kann darüber hinaus zusätzliche Merkmale aufweisen, über welche Zusatzfunktionen darstellbar sind. So kann beispielsweise ein Abdichtlabyrinth 94 vorgesehen sein, über welches ein Innenraum 96 des Werkzeughalters 14 vor eindringendem Staub geschützt wird. Weiters kann der Kühlkörper 88 auch als Träger für Abdichtelemente 98 genutzt werden.
In der Ausführung nach Figur 2 ist der Kühlkörper 88 koaxial um die Arbeitsspindel 60, 61 angeordnet und insbesondere als eine Schleuderscheibe 100 ausgebildet. Das hat den Vorteil, dass durch eine Drehbewegung der Arbeitsspindel 60, 61 die Abdichtwirkung und der Kühleffekt des Kühlkörpers 88, 100 noch verstärkt werden.
In Abhängigkeit von einer konkreten Ausführung der Werkzeugmaschine wird der Fachmann auf Grundlage der hier beschriebenen Merkmale und Funktionen des Kühlkörpers 88 diesen entsprechend den Erfordernissen anpassen, ohne dabei die erfindungswesentlichen Vorteile und Wirkungen zu verändern.

Claims

Ansprüche
1. Werkzeugmaschine mit einem Gehäuse (12), einem am Gehäuse (12) beweglich angeordneten Werkzeughalter (14) zur Aufnahme eines Einsatzwerkzeugs (16) und einer im Gehäuse (12) aufgenommenen, eine Antriebseinheit (18, 48, 50) und eine Getriebeeinheit (20) aufweisende Antriebsvorrichtung (22) zum Antrieb des
Einsatzwerkzeugs (16), welche in einem Betrieb eine Abwärme erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeinheit (16) mindestens einen Kühlkörper (88) umfasst.
2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Getriebeeinheit (20) eine zumindest drehbewegliche Welle (59)umfasst, welche zumindest teilweise von dem Kühlkörper umgeben ist.
3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der
Kühlkörper (88) die zumindest drehbewegliche Welle (59) im Wesentlichen koaxial umschließt.
4. Werkzeugmaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (88) zumindest im Wesentlichen drehfest, vorzugsweise drehfest mit der zumindest drehbeweglichen Welle (59) verbunden ist.
5. Werkzeugmaschine nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (88) als eine Schleuderscheide (100) ausgebildet ist.
6. Werkzeugmaschine nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (88) mindestens einen mit
Kühlrippen (92) versehenen Teilbereich aufweist.
7. Werkzeugmaschine nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (88) mindestens einen Wärme aufnehmenden Verbindungsbereich (86) aufweist.
8. Werkzeugmaschine nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest Teile der Getriebeeinheit (20) in einem Getriebegehäuse (68) angeordnet sind, welches im Gehäuse (12) aufgenommen ist.
9. Werkzeugmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das
Getriebegehäuse (68) mindestens an einer Oberfläche (69) mindestens eine in einer Flächenrichtung (71) gasdurchlässige Oberflächenstruktur (83), vorzugsweise mindestens eine Überströmnut (82) in einer Flächenrichtung (71) aufweist.
10. Werkzeugmaschine nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (12) mindestens eine
Lufteintrittsöffnung (38) vorgesehen ist, über welche ein Kühlluftstrom zu einem Abtransport zumindest eines Teiles der Abwärme in das Gehäuse (12) strömen kann, und dass in einem Übergangsbereich (42) zwischen dem Werkzeughalter (14) und dem Gehäuse (12) mindestens eine Luftaustrittsöffnung (46) für den Austritt mindestens eines Bruchteils des Kühlluftstroms vorgesehen ist.
11. Werkzeugmaschine nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (88) mindestens über eine staubdichte Dichtstelle (90, 94) verfügt, über welche ein direkter Kontakt der Getriebeeinheit (20) mit dem Kühlluftstrom weitestgehend, vorzugsweise nahezu vollständig verhindert wird.
12. Werkzeugmaschine nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, dass die zumindest drehbewegliche Welle (59) eine zumindest drehbewegliche Arbeitsspindel (60), insbesondere ein Hammerrohr (61) ist.
13. Werkzeugmaschine nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugmaschine eine
Handwerkzeugmaschine, insbesondere ein Bohr- und/oder Meißelhammer (10) ist.
14. Verfahren zur Kühlung einer Werkzeugmaschine, insbesondere einer
Handwerkzeugmaschine, welche eine in einem Gehäuse (12) aufgenommene, eine Antriebseinheit (18) und eine Getriebeeinheit (20) aufweisende Antriebsvorrichtung (22) aufweist, die in einem Betrieb eine Abwärme erzeugt, wobei über mindestens eine im Gehäuse (12) vorgesehene Lufteintrittsöffnung (38) ein Kühlluftstrom zu einem Abtransport zumindest eines Teiles der Abwärme in das Gehäuse (12) strömt, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des Kühlluftstroms über einen an einer zumindest drehbeweglichen Welle (59) der Getriebeeinheit (20) angeordneten Kühlkörper (88) strömt.
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