EP1431005A2 - Schlagende Elektrohandwerkzeugmaschine - Google Patents

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EP1431005A2 EP03104752A EP03104752A EP1431005A2 EP 1431005 A2 EP1431005 A2 EP 1431005A2 EP 03104752 A EP03104752 A EP 03104752A EP 03104752 A EP03104752 A EP 03104752A EP 1431005 A2 EP1431005 A2 EP 1431005A2
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striking
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electric hand
hand machine
axis
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Hubert Daxenberger
David Hruza
Christoph Josef Kink
Ferdinand Kristen
Erwin Manschitz
Hans-Jürgen Horst Georg Pfisterer
Walter Wissmach
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Hilti AG
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    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
    • B25D11/00—Portable percussive tools with electromotor or other motor drive
    • B25D11/06—Means for driving the impulse member
    • B25D11/12—Means for driving the impulse member comprising a crank mechanism
    • B25D11/125—Means for driving the impulse member comprising a crank mechanism with a fluid cushion between the crank drive and the striking body
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
    • B25D2211/00—Details of portable percussive tools with electromotor or other motor drive
    • B25D2211/003—Crossed drill and motor spindles

Definitions

  • the invention describes an at least partially striking Electric hand machine tool such as a combination hammer or chisel hammer.
  • the technical effort in this regard is passive damping or active regulated vibration suppression increases with the complexity of the compensated Self-excitation.
  • a chisel hammer has one on it, directly to the eccentric of the striking mechanism assembly, the rotor axis is freely cantilevered Reluctance motor, which is thus arranged completely on one side of the flapping axis.
  • the center of gravity thus offset from the striking axis to the reluctance motor the interaction with the workpiece and the hand-arm system of the user Bending moments and this ultimately leads to complex, non-axial vibrations.
  • a reluctance motor directly connected to the eccentric necessarily slow rotating, which makes this a high mass / power ratio for reluctance motors having.
  • a chisel hammer with a striking mechanism assembly has a radial one to the stroke axis largely symmetrical mass distribution by the Percussion mechanism gear to a part of the engine diametrically with respect to the striking axis is arranged.
  • the space requirement of the engine in the core area of the flapping axis is conditional constructively a large axial distance from the eccentric, which excites bending moments become.
  • the object of the invention is to realize an at least partially beating electric hand machine tool with largely analytically simple excitation.
  • the core area of the flapping axis is only penetrated by the rotor shaft, which in addition to a largely symmetrical mass distribution of the electric motor radially to the impact axis is arranged close to the eccentric and thus less bending moments are excited.
  • the rotor shaft is advantageously directly adjacent to a crankshaft of the eccentric arranged by an eccentric pinion as part of the striking mechanism gear directly with the Motor pinion meshes on the rotor shaft, which means that their distance is only through both pinion radii is determined.
  • the eccentric pinion is advantageous as an external pinion of the crankshaft or alternatively as Internal pinion formed a hollow crankshaft, which makes the distance by the sum or the difference of the pinion radii is determined.
  • the electric motor is advantageously mounted on two bearing points via the rotor shaft in the hammer mechanism gearbox, further advantageous in a gearbox housing and in one Bearing cap, optionally made of lightweight die-cast aluminum, which enables precise guidance of the meshing motor pinion is achieved.
  • the rotor laminated core is advantageously designed so that it projects freely there is no bearing on the sheet metal package side, which means that the engine's center of gravity is closer is shifted to the flapping axis.
  • a low-mass fan wheel on the front end remote from the sheet metal package is advantageous the rotor shaft arranged, whereby no space close to the axis is required.
  • the missing bearing point also simplifies the design of an engine housing.
  • the electric motor is advantageous as a brushless motor, further advantageous as a reluctance motor trained, whereby a high power / mass ratio can be realized.
  • the striking mechanism assembly and the electric motor advantageously have a common one Focus on the stroke axis, which leads to analytically simple excitations.
  • a striking along a striking axis A has Electric hand machine tool 1 with an electric motor 2 designed as a reluctance motor a rotor shaft 3 arranged transversely to the impact axis A with a rotor laminated core 4 and a motor pinion 5.
  • a striking mechanism assembly 6 with an eccentric 7 is over a Impact mechanism gear 8 meshed driven by the motor pinion 5.
  • the rotor core 4 is completely diametrical to the striking mechanism gear 8 with respect to the striking axis A. arranged.
  • the rotor shaft 3 is immediately adjacent to a crankshaft 9 of the Eccentric 7 arranged by an outer eccentric pinion 10 as part of the Impact mechanism gear 8 meshes directly with the motor pinion 5 on the rotor shaft 3.
  • the electric motor 2 is mounted on the rotor shaft 3 at two bearing points 11a, 11b in Impact mechanism gear 8 made of light aluminum die-cast, bearing 11a in a gear housing 12 and the bearing 11 b is arranged in a bearing cover 13.
  • the rotor shaft 3 is designed with the rotor lamination stack 4 to project freely and on the End of the rotor shaft 3 remote from the sheet-metal package is a low-mass fan wheel 14 arranged.
  • the striking mechanism gear 8 is 90% diametrical with respect to the striking axis A. arranged to the electric motor 2, whereby the common center of gravity S the Percussion mechanism assembly 8 and the electric motor 2 lies on the striking axis A.

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Abstract

Eine Elektrohandwerkzeugmaschine (1) zum zumindest teilweise längs einer Schlagachse (A) schlagenden Antrieb eines Werkzeugs mit einem Elektromotor (2) mit einer quer zur Schlagachse (A) angeordneten Rotorwelle (3) mit einem Rotorblechpaket (4) und einem Motorritzel (5), welches eine Schlagwerksbaugruppe (6) mit einem Exzenter (7) über ein Schlagwerksgetriebe (8) kämmend antreibt, wobei das Rotorblechpaket (4) bezüglich der Schlagachse (A) vollständig diametral zum Schlagwerksgetriebe (8) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung bezeichnet eine zumindest teilweise schlagende Elektrohandwerkzeugmaschine wie einen Kombihammer oder Meisselhammer.
Ein Werkzeug schlagend antreibende Elektrohandwerkzeugmaschinen weisen durch die Wechselwirkung mit dem Werkstück und dem Hand-Arm-System des Nutzers sowie der internen Massen und Steifigkeitsverteilung eine komplexe Eigenerregung auf, deren resultierende Eigenvibration, insbesondere im Handgriffbereich, weitestgehend zu unterdrücken ist. Der technische Aufwand diesbezüglicher passiv dämpfenden oder aktiv geregelten Vibrationsunterdrückungen steigt mit der Komplexität der zu kompensierenden Eigenerregung.
Nach der EP0107628 weist ein Meisselhammer einen an seiner, unmittelbar zum Exzenter der Schlagwerksbaugruppe verlängerten, Rotorachse frei auskragend gelagerten Reluktanzmotor auf, der somit vollständig einseitig der Schlagachse angeordnet ist. Der somit von der Schlagachse zum Reluktanzmotor versetzte Massenschwerpunkt führt durch die Wechselwirkung mit dem Werkstück und dem Hand-Arm-System des Nutzers zu Biegemomenten und diese schliesslich zu komplexen, nicht axialen Vibrationen. Zudem ist ein direkt mit dem Exzenter verbundener Reluktanzmotor notwendigerweise langsam rotierend, wodurch dieser ein für Reluktanzmotoren hohes Masse / Leistungs-Verhältnis aufweist.
Nach der EP1238759 weist ein Meisselhammer mit einer Schlagwerksbaugruppe eine radial zur Schlagachse weitgehend symmetrische Masseverteilung auf, indem das Schlagwerksgetriebe zu einem Teil des Motors diametral bezüglich der Schlagachse angeordnet ist. Der Raumbedarf des Motors im Kernbereich der Schlagachse bedingt konstruktiv einen grossen axialen Abstand zum Exzenter, wodurch Biegemomente erregt werden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Realisierung einer zumindest teilweise schlagenden Elektrohandwerkzeugmaschine mit weitgehend analytisch einfacher Erregung.
Die Aufgabe wird im Wesentlichen durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Im Wesentlichen weist eine zumindest teilweise längs einer Schlagachse schlagende Elektrohandwerkzeugmaschine einen Elektromotor mit einer quer zur Schlagachse angeordneten Rotorwelle mit einem Rotorblechpaket und einem Motorritzel auf, welche eine Schlagwerksbaugruppe mit einem Exzenter über ein Schlagwerksgetriebe kämmend antreibt, wobei das Rotorblechpaket bezüglich der Schlagachse vollständig diametral zum Schlagwerksgetriebe angeordnet ist.
Durch das vollständig diametral zum Schlagwerksgetriebe angeordnete Rotorblechpaket wird der Kernbereich der Schlagachse nur von der Rotorwelle durchsetzt, wodurch neben einer radial zur Schlagachse weitgehend symmetrischen Masseverteilung der Elektromotor nahe am Exzenter angeordnet ist und somit weniger Biegemomente erregt werden.
Vorteilhaft ist die Rotorwelle unmittelbar benachbart zu einer Kurbelwelle des Exzenters angeordnet, indem ein Exzenterritzel als Teil des Schlagwerksgetriebes direkt mit dem Motorritzel auf der Rotorwelle kämmt, wodurch deren Abstand nur durch beide Ritzelradien bestimmt wird.
Vorteilhaft ist das Exzenterritzel als Aussenritzel der Kurbelwelle oder alternativ als Innenritzel einer hohlen Kurbelwelle ausgebildet, wodurch der Abstand durch die Summe bzw. die Differenz der Ritzelradien bestimmt wird.
Vorteilhaft erfolgt die Lagerung des Elektromotors über die Rotorwelle an zwei Lagerstellen im Schlagwerksgetriebe, weiter vorteilhaft in einem Getriebegehäuse und in einem Lagerdeckel, optional aus leichtem Aluminiumdruckguss, wodurch eine präzise Führung des kämmenden Motorritzels erzielt wird.
Vorteilhaft ist das Rotorblechpaket frei auskragend ausgebildet, wodurch eine massebehaftete blechpaketseitige Lagerstelle entfällt, wodurch der Motorschwerpunkt näher zur Schlagachse verlagert wird.
Vorteilhaft ist ein massearmes Lüfterrad an dem achsfernen, blechpaketseitigen Stirnende der Rotorwelle angeordnet, wodurch kein achsnaher Bauraum beansprucht wird. Bei einer weiter vorteilhaften Kombination mit dem frei auskragenden Rotorblechpaket wird durch die fehlende Lagerstelle zudem die konstruktive Gestaltung eines Motorgehäuses vereinfacht.
Vorteilhaft ist der Elektromotor als bürstenloser Motor, weiter vorteilhaft als Reluktanzmotor ausgebildet, wodurch ein hohes Leistungs / Masse - Verhältnis realisierbar ist.
Vorteilhaft weisen die Schlagwerksbaugruppe und der Elektromotor einen gemeinsamen Schwerpunkt auf der Schlagachse auf, wodurch analytisch einfachere Erregungen auftreten.
Die Erfindung wird bezüglich eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels näher erläutert mit der Darstellung einer Elektrohandwerkzeugmaschine im Teillängsschnitt.
Nach der Darstellung weist eine längs einer Schlagachse A schlagende Elektrohandwerkzeugmaschine 1 einen als Reluktanzmotor ausgebildeten Elektromotor 2 mit einer quer zur Schlagachse A angeordneten Rotorwelle 3 mit einem Rotorblechpaket 4 und einem Motorritzel 5 auf. Eine Schlagwerksbaugruppe 6 mit einem Exzenter 7 ist über ein Schlagwerksgetriebe 8 kämmend von dem Motorritzel 5 angetrieben. Das Rotorblechpaket 4 ist bezüglich der Schlagachse A vollständig diametral zum Schlagwerksgetriebe 8 angeordnet. Die Rotorwelle 3 ist unmittelbar benachbart zu einer Kurbelwelle 9 des Exzenters 7 angeordnet, indem ein äusseres Exzenterritzel 10 als Teil des Schlagwerksgetriebes 8 direkt mit dem Motorritzel 5 auf der Rotorwelle 3 kämmt. Die Lagerung des Elektromotors 2 erfolgt über die Rotorwelle 3 an zwei Lagerstellen 11a, 11b im Schlagwerksgetriebe 8 aus leichtem Aluminiumdruckguss, wobei die Lagerstelle 11a in einem Getriebegehäuse 12 und die Lagerstelle 11 b in einem Lagerdeckel 13 angeordnet ist. Die Rotorwelle 3 ist mit dem Rotorblechpaket 4 frei auskragend ausgebildet und an dem achsfernen, blechpaketseitigen Stirnende der Rotorwelle 3 ist ein massearmes Lüfterrad 14 angeordnet. Das Schlagwerksgetriebe 8 ist zu 90% bezüglich der Schlagachse A diametral zum Elektromotor 2 angeordnet, wodurch der gemeinsame Schwerpunkt S der Schlagwerksbaugruppe 8 und des Elektromotors 2 auf der Schlagachse A liegt.

Claims (7)

  1. Elektrohandwerkzeugmaschine zum zumindest teilweise längs einer Schlagachse (A) schlagenden Antrieb eines Werkzeugs mit einem Elektromotor (2) mit einer quer zur Schlagachse (A) angeordneten Rotorwelle (3) mit einem Rotorblechpaket (4) und einem Motorritzel (5), welches eine Schlagwerksbaugruppe (6) mit einem Exzenter (7) über ein Schlagwerksgetriebe (8) kämmend antreibt, dadurch gekennzeichnet, dass das Rotorblechpaket (4) bezüglich der Schlagachse (A) vollständig diametral zum Schlagwerksgetriebe (8) angeordnet ist.
  2. Elektrohandwerkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorwelle (3) unmittelbar benachbart zu einer Kurbelwelle (9) des Exzenters (7) angeordnet ist, indem ein Exzenterritzel (10) als Teil des Schlagwerksgetriebes (8) direkt mit dem Motorritzel (5) auf der Rotorwelle (3) kämmt.
  3. Elektrohandwerkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerung des Elektromotors (2) über die Rotorwelle (3) an zwei Lagerstellen (11a, 11b) im Schlagwerksgetriebe (8) erfolgt, optional in einem Getriebegehäuse (12) und in einem Lagerdeckel (13).
  4. Elektrohandwerkzeugmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rotorblechpaket (4) frei auskragend ausgebildet ist.
  5. Elektrohandwerkzeugmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lüfterrad (14) an dem achsfernen, blechpaketseitigen Stirnende der Rotorwelle (3) angeordnet ist.
  6. Elektrohandwerkzeugmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (2) als bürstenloser Motor ausgebildet ist.
  7. Elektrohandwerkzeugmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlagwerksbaugruppe (8) und der Elektromotor (2) einen gemeinsamen Schwerpunkt (S) auf der Schlagachse (A) aufweisen.
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