DE7142137U - Elektrowerkzeug mit Kollektormotor - Google Patents

Description

Anwaltsakte 21 795 _m ,_A,,

1. AUG. 1973

KILTI jüreiengeeeiieehäit Sobaan (Liechtenstein)

Elektrowerkzeug mit Kollektormotor

Die Erfindung betrifft ein Elektrowerkzeug mit einem Gehäuse, in dem ein axial verschiebbar gelagerter, gegen Verdrehung gesicherter Stator angeordnet 1st, welcher mittels eines lösbaren Gehäusedeckels unter Federspannung in das Gehäuse gedruckt 1st und der Stator mit Kohlebürsten, die In einem als selbständiger Bauteil ausgebil-

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deten Kohlenhalter angeordnet sind, In elektrischer Verbindung steht.

Bei Elektrowerkzeugeii dei/eingangs genannten Art 1st es erforderlich, daß oftmals ein beispielsweise durch zu hohe Ströme beschädigter Stator ausgewechselt werden muß* Um ein derartiges Auswechseln eines Stators In einfacher Welse durchführen zu können, sind Elektrowerkzeuge bekannt, bei denen der Stator von einer aus Isoliermaterial bestehenden Umhüllung umgeben ist, wobei der Stster samt umhüllung r"s gesondeifκ Baugruppe austauschbar im Werkzeuggehäuse angeordnet 1st. Hierbei hat sich eine Befestigung des Stators im Werkzeuggehäuse durch Verschraubung als ungünstig erwiesen, da sich eine Verschraubung durch die vom laufenden Motor und vom Elektrowerkzeug erzeugten Vibrationen leicht lösen kann. Um diesem Nachteil entgegenzuwirken, sind Geräte bekannt, bsi denen ein zur Sicherung gegen Verdrehung an seinem Umfang Führungselemente aufweisender Stator axial verschiebbar im Gehäuse angeordnet ist und zur axialen Sicherung durch einen aufschraubbaren Gehäusedeekel belastbare Federelemente, wie Gummiringe oder dergleichen, angeordnet sind.

Bekannte Geräte dieser Art weisen in der Regel einen als selbständigen Bauteil ausgebildeten, der Aufnahme von auf den Rotor bzw. Kollektor wirkenden Kohlebürsten dienenden Kohlenhalter auf, welcher ebenfalls verschiebbar im Gehäuse angeordnet ist und zwangsläufig wie auch der Stator bei befestigtem Gehäusedeckel unter Federspannung steht.

Bei Elektrowerkzeugen der beschriebenen Art ist es erforderlich, daß zvischen dem Stator und den im Kohienhaiter angeordneten Kohlebürsten eine elektrisch leitende Verbindung besteht. Diese Verbindung kann dadurch erfolgen, daß die Kohlebürsten in aus leitendem Werkstoff hergestellten Kohleführungen am Kohlenhalter angeordnet sind und zwischen Stator und diesen elektrisch leitenden Kohle führungen eine Verbindung besteht. Diese Anordnung hat sich aber nur bei Maschinen mit kleineren Leistungen .-ewährt, da bei leistungsstärkeren Maschinen wesentlich höhere Ströme auftreten und daher der übergangswiderstand zwischen Kohlebürsten und deren Führungen allzu stark ±b Gewicht fällt. Diesem Nachteil kann dadurch entgegengewirkt werden, wenn die aus der Kohlebürste herausführende Litze, mit welcher

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übliche Kohlebürsten versehen sind, direkt mit der aus dem Stator herausführenden Leitung verbunden ist.

Bei jeder der erläuterten Anordnungen ist es aber erforderlich:, daß bei einem Austauschen des Stators oder der Kohlebürsten die elektrische Verbindung gelöst und wieder hagestellt werden muß, gleichgültig ob diese direkt auf die Kohlebürsten oder lediglich auf deren Führung wirkt. Ein derartiges Lösen und wieder Herstellen der elektrischen Verbindung ist mit Schwierigkeiten und demzufolge mit hohem Zeltaufwand verbunden, da das Werkzeuggehäuse relativ eng und daher mit den erforderlichen Werkzeugen kaum zugänglich ist.

Sämtliche bisher bekannten Möglichkeiten durch Verschraubung, Verlötung, Steckkontakte oder dergleichen eine elektrische Verbindung herzustellen, lassen sich nur unter großem Zeitaufwand sowie unter Verwendung von Spezialwerkzeugen durchführen.

Die Erfindung schafft bei einem Werkzeug mit austauschbarem Stator der eingangs genannten Art die Möglichkeit, die elektrische Verbindung zwischen Stator und Kohlenhalter bzw. in diesem angeordneten

Kohlebürsten In rationeller Weise und mit geringstem Werkzeugaufwand herzustellen.

Gemäß Erfindung wird dies dadurch gelöst, daß Stator und Kohlenhalter bei geschlossenen·. Gehäusedeckel unter der Federspannuig selbsttätig die elektrische Verbindung zwischen Kohlebürsten und Stator herstellende Kontakte aufweisen.

Diese Anordnung schafft eine elektrische Verbindung, die selbsttätig bei der Kontage den elektrischen Kontakt herstellt und bei der Demontage ebenfalls eine selbsttätige Unterbrechung bewirkt. Die Ausnützung der für die Fixierung der im Gehäuse axial verschiebbaren Teile, wie Stator und Kohlenhalter, ohnehin erforderliche Feder· spannung bietet Gewähr für eine einwandfrei leitende Verbindung, selbst auch bei außerordentlich hohen Vibrationen, wie diese bei Bohrgeräten und Meisselgeräten, auf die sich die Erfindung unter anderem bezieht, oftmals auftreten können.

Um dem bereits eingangs erwähnten Nachteil eines zusätzlichen Übergangswiderstandes zwischen Kohle-

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bürste und Kohlenhalter entgegenzuwirken, besteht die Möglichkeit, daß die Kontaktglieder deu Kohlenhalters als gesonderte, mittels einer Litze rait den Kohlebürsten in elektrischer Verbindung stehende Kontakte ausgebildet sind. Damit die.^e gesonderten Kontakte des Kohlenhalters nicht als frei bewegliche Teile sich bei der Montage störend auswirken können, sind diese gesonderten Kontakte mit krallenförmigen Ansätzen versehen, wobei sich diese krallenförmigen Ansätze In entsprechende Offnungen im Kohlenhalter einführen lassen. Dadurch besteht zwischen den gesonderten Kontakten und dem Kohlenhalter eine lösbare Steckverbindung, welche jederzeit, d.h. beim Austauschen der Kohlebürsten gelöst und wieder hergestellt werden kann. Diese Steckverbin dung schafft eine kompakte Baugruppe selbst bei einer auf Grund der hohen Ströme erwünschten direkten Stromversorgung der Kohlebürsten.

Zur Erzeugung der Federspannung durch den auf dem Werkzeüggehäuse zu befestigenden Qehäusedeckel sind vorteilhaft zylindrische Druckfedern angeordnet. Die Verwendung weiterer Federarten, selen diese aus Federstahl, Gummi oder dergleichen, ist jedoch nicht auszuschließen. Den zylindrischen Druckfedern wird

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lediglich daher der Vorzug gegeben, weil sich d.\ese in einfacher Weise vorteilhaft unter Zwischenschaltung eines aus Isoliermaterial bestehenden Halteteils am Stator befestigen lassen und an ihrem freien Ende auf einfache Art ein Kontaktglied angebracht werden kann. Zylindrische Druckfedern haben weiterhin den Vorteil, daß sie als handelcibliche Normtei- !

^! Ie praktisch unbeschränkt erhältlich sind und mit

ihnen eine gegenüber ihren Dimensionen relativ hohe Spannkraft erzeugt werden kann. Weiterhin haben diese Federn gegenüber den bereits bekannten aus Gummi bestehenden Federelementen den Vorteil, daß sie unempfindlich gegen Hitze, öl oder dergleichen

sind.

Eine einwandfreie selbsttätige elektrische Verbindung läßt sich mit Vorteil dadurch herstellen, wenn die Kontaktgleider sowohl des Stators als auch des Kohlehalters bzw. der daran angeordneten Kontakte der Kohlebürsten in Form von korrespondierenden, übereinander stülpbaren Näpfchen ausgebildet sind.

j Vorzugsweise entspricht der Außendurchmesser des dem

Stator zugeordneten näpfch2nförmigen Kontaktglfedes

j dem Innendurchmesser der zylindrischen Druckfeder.

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Dadurch läßt sich das dem Stator zugeordnete Kontaktglied in den Innenraum der mit Vorteil öm Stator befestigten Druckfeder einführen.

Um ein Abfallen des Kontaktgliedes von der Druckfeder zu verhindern, weist das Kontaktglied deρ Stators zweckmäßigerweise einen für die Umschlingung einer Wicklung der Druckfeder geeigneten lappenförmigen Ansatz auf. Somit ist der Stator samt den in erläuterter Weise daran befestigten näpfchenförmigen Kontaktglieder als kompakte austauschbare Baugruppe ausgebildet.

Wird nun, nachdem der als Baugruppe ausgebildete Stator bereits in das Werkzeuggehäuse eingeführt ist, der als gesonderte Teil ausgebildete Kohlenhalter ebenfalls in das Werkzeuggehäuse eingeschoben, treten die als korrespondierende Näpfchen ausgebildeten Kontakte dieser beiden Bauteile selbsttätig in Verbindung, wobei durch das Aufschrauben des Gehäusedeckels die Druckfedern gespannt werden und einen einwandfreien elektrischen Kontakt zwischen den austauschbaren Bauteilen gewährleisten.

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Die Erfindung soll nunmehr anhand der sie beispielsifslsts ?fiedsr^i3S*i*ien Zeichnungen näher erläutert werden und zwar zeigen:

Fig. 1 das erfindungsgemäße Elektrowerkzeug teilweise geschnitten

Fig. 2 einen Ausschnitt der Fig. 1 in vergrösserter Darstellung

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III - III der Fig. 2

Aus Fig. 1 ist ein insgesamt mit 1 bezeichnetes Elektrowerkzeug ersichtlich, welches einen mit einem Druckschalter 3 versehenen Handgriff 2 aufweist, in welchen die Netzzuleitung 4 mündet. Weiterhin enthält das Werkzeug 1 eine Halterung 5, die der Aufnahme eines Arbeltsmittels 6, wie Bohrer, Meissel oder dergleichen dient. In dem in geschnittener Welse dargestellten Teil des Werkzeuggehäusen la in Fig. 1 ist weiterhin ein Stator 7 ersichtlich,welcher von einem aus Isoliermaterial bestehenden Gehäuse 8 umgeben 1st. Der Stator 7 ist mitsamt seinem Gehäuse 8 im Werkzeuggehäuse la axial verschiebbar

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-logelagert. Weiterhin axial verschiebbar Im Werkzeuggehäuse la angeordnet 1st ein Insgesamt mit 9 bezeichneter Kohlenhalter, welcher mit dem Gehäuse 8 des Stators 7 korrespondierende Außenmaße aufweist. Stator 7 sowie Kohlenhalter 9 werden durch einen auf dem Werkzeuggehäuse la mittels Schrauben 11 befestig ten Gehäusedeckels 12 in ihrr Lage axial fixiert. Ein im Gehäujedeckel 12 radial gelagerter Rotor 13 trägt auf seinem gegen den Gehäusedeckel 12 weisenden Wellenstumpf 13a einen die Kühlung des Motors bewirkenden Vent Hat or flügel 14 _s

Wie insbesondere die Fig. 2 zeigt, besteht der insgesamt mit 9 bezeichnete Kohlenhalter aus einem vorzugsweise aus Isoliermaterial geformten zylinderförmigen Teil 9a sowie einer damit verbundenen c.us einem leitenden Werkstoff wie Messing, Kupfer, Stahl oder dergleichen bestehenden Platte 9b, die kastenförmige Ausprägungen 9c für die Aufnahme von Kohlebürsten 15 aufweist. In den kastenförmigen Ausprägungen 9c sind die Kohlebürsten 15 axial verschiebbar gelagert und werden von an sich bekannten und daher weiter nicht gezeichneten Federn gegen den Rotor 13 hingepreßt, sodaß selbst auch bei einem starken Ver-

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brauch der Kohlebürsten 15 die Gewährleistung für eine funktionstüchtige Verbindung zum Rotor 13 besteht.

Wie ferner aus den Figuren 1 bis 3 ersichtlich, sind zwischen dem Stator 7 und dem Kohlenhalter 9 Druckfedern 16 angeordnet, die mit ihrem einen Ende mittels vorteilhaft aus Isoliermaterial bestehenden zapfenfÖrmigen Halteelementen 17 am Stator 7 befestigt sind. Diese Druckfedern 16 bewirken nach Festschrauben des Gehäusedeckels 12 eine axiale Fixierung der im Gehäuse la axial verschiebbar angeordneten Elemente wie Stator 7 und Kohlenhalter 9· An den freien Enden der Druckfedern l6 sind näpfchenföi-mige Kontaktglieder 18 mittels eines um eine Wicklung der Federn 16 geschlungenen lappenförmigen Ansatzes 18a befestigt. Diese näpfchenförmigen Kontaktglieder 18 stehen in Verbindung mit den aus dem Stator 7 herausführenden Leitungen 19. Weiterhin ist aus den Figuren 1 bis 3 ersichtlich, wie die Kontaktglieder 18 weitere näpfchenfönnige Kontaktglieder 20 übergreifen, die einen entsprechend.^wkleineren Ausprägungsdurchmesser aufweisen. Die Kontaktglieder 20 sind mit krallenförmigen Ansätzen 20a versehen, (?ie sich in korrespondierende

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Öffnungen 9d im Kohlenhalter 9 einführen lassen. Dadurch lassen sich die mittels einer Litze 21 mit den Kohlebürsten 15 in Verbindung stehenden Kontaktelemente 20 auf dem Kohlenhalter 9 feststecken, sodaß der Kohlenhalter 9 mitsamt den Kontakteiementen 20 eine kompakte Baugruppe bildet.

Selbstverständlich wäre es auch denkbar, die Kontaktelemente 20 völlig wegzulassen und die elektrische Verbindung zu den Kohlebürsten 15 über die ohnehin aus einem leitenden Werkstoff bestehende Platte herzustellen. Diese Anordnung hat aber den bereits in der Einleitung geschilderten Nachteil.eines zusätzlichen Übergangswiderstandes, welcher sich durch die Anordnung wie sie in den vorliegenden Figuren dargestellt ist, vermeiden läßt.

tepaprUche:

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Claims (7)

I I I - 13 - sprüche:

1. Elektrowerkzeug mit einem Gehäuse, in dem ein axial verschiebbar gelagerter, gegen Verdrehung gesicherter Stator angeordnet ist, welcher mittels eines lösbaren Gehäusedeckels unter Federspannung

in das Gehäuse gedrückt ist und der Stator mit Kon- « lebürsten, die in einem als selbständiger Bauteil j ausgebildeten Kohlenhalter angeordnet sind, in elektrischer Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet , daß Stator (7) und KohlenhaJter (9) unter der Federspannung selbsttätig die elektrische Verbindung zwischen Kohlebürsten (15) und Stator (7) herstellende Kontakt^leder aufweisen.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Kontaktglieder des Kohlenhalters (9) als gesonderte, mittels einer Litze (21) mit den Kohlebürsten (15) In elektrischer Verbindung stehende Kontakte (20) ausgebildet sind.

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3. V/erkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die gesonderten Kontakte (20) des Kohlenhalters (9) zum Eingriff in im Kohlenhalter (9) en·, altenen Öffnungen (9d) krallenförmige Ansätze (20a) aufweisen.

4. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Federspannung zylindrische Druckfedern (16) angeordnet sind.

5. Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die zylindrischen Druckfedern (16) an ihrem einen Ende am Stator (7) gehaltert sind und an ihrem anderen Ende ein Kontaktglied (18) tragen.

6. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurchgekennzeichnet, daß

£ die Kontaktglieder (18, 20) des Stators (7) und

' des Kohlenhalters (9) in Form von korrespondie-

V renden, übereinander stülpbaren Näpfchen ausgc-bil-

] det sind.

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7. Werkzeug nach Anspruch 5 und 6, d a durch gekennzeichnet, da« die als Näpfchen ausgebildeten Kontaktglieder (18) des Stators (7) einen für die Umschlingung einer Wicklung der Druckfeder (16) geeigneten lappenförraigen Ansatz (l8a) aufweisen.