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Stromzuführungseinrichtung für Elektromotoren, insbesondere solche
für Handgeräte Die Erfindung bezieht sich auf Elektromotoren, insbesondere auf solche
von verhältnismäßig geringer Stärke, die in beschränktem Raum untergebracht werden
sollen, wobei sie nach Möglichkeit für Reparatur oder Einstellung zugänglich sein
sollen. Diese Bedingungen liegen z. B. vor bei elektrisch angetriebenen Handgeräten,
wie Handwerkszeugen, bei denen ein in einem Gehäuse angeordneter Motor z. B. eine
Spindel antreibt. Derartige Geräte sollen nach Möglichkeit geringe Dimensionen und
ein geringes Gewicht haben, so daß sie nicht zu unhandlich und zu schwer sind, um
beim Gebrauch von einer Hand gehalten zu werden.
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Eine Schwierigkeit bei der Ausbildung eines Motors von raumsparender
Bauform entsteht durch die Anordnung des Kommutators und der Bürsten. Gewöhnlich
liegen die Kommutatorisegmente radial, so daß ihre Kontaktflächen einen Zylinder
bilden, während andererseits die Bürsten senkrecht zur Achse angeordnet sind und
mit ihrem einen Ende gegen die Kontaktflächen der Kommutatorsegmente anliegen. Diese
Bauform bedingt gerade bei Motoren, die in einem geschlossenen Gehäuse untergebracht
werden sollen, wie es bei tragbaren Handgeräten der Fall ist, eine nachteilige Bauform.
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Es sind bereits Motoren bekanntgeworden, bei denen die Bürsten in
Richtung der Achse liegen, wobei die Kommutatorfläche senkrecht zur Achse liegt.
Diese Ausbildung bereitet bei kleinen Motoren wegen der Befestigung der Kommutatorsegmente
Schwierigkeiten.
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Die Erfindung erstrebt, diese Schwierigkeiten zu beseitigen und besteht
darin, daß die Kommutatorsegmente L-förmig ausgebildet sind, wobei jeweils der eine
Arm schwalbenschwanzartig ausgebildet im Rotor verankert wird, während die
äußeren
Flächen des anderen Arms die flachen Kontaktflächen bilden, die in einer senkrecht
zur Achse des Rotors verlaufenden Ebene liegen. Die erfindungsgemäße Ausbildung
der Kommutatorsegmente hat den Vorteil der Einfachheit sowohl hinsichtlich der Bauform
als auch hinsichtlich der Zusammensetzung. Außerdem wird hierdurch eine sichere
und dauerhafte Befestigung erzielt, die allen Anforderungen bei starker Beanspruchung
gerecht wird.
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Eine weitere Ausführungsform besteht darin, daß die parallel zur Achse
liegenden Bürsten gleitbar in Bohrungen eines am Ende des Rotors angeordneten Bürstenhalters
liegen, wobei die Druckfedern für die Bürsten von einer lösbaren Deckplatte an dem
dem Rotor abgekehrten Ende des Bürstenhalters gehalten werden. Dabei kann der Bürstenhalter
als ein mit Ansätzen versehener Flansch ausgebildet sein, wobei die in Richtung
zum Rotor liegenden Ansätze die Bohrungen für die Bürsten enthalten. Zur Vereinfachung
der Bauform können am Ende der Bohrungen Versenkungen in dem vom Rotor abgekehrten
Ende des Flansches eingelassen sein, die zur Aufnahme der mit den Bürsten leitend
verbundenen Kontaktkappen dienen, wobei die Druckfedern zwischen diesen Kontaktkappen
und den Bürsten liegen. Dabei können von den Versenkungen in dem Flansch zu dessen
Seiten Aussparungen zur Aufnahme der Zuleitungsdrähte führen, an deren Enden Metallösen
befestigt sind, die in den Versenkungen den Kontaktkappen anliegen. Weiterhin ist
es zweckmäßig, daß die die Versenkung abschließende Deckplatte die Druckfeder unter
Spannung und die Kontaktkappen und Anschlußteile der Zuleitungsdrähte in den Versenkungen
hält.
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Die Lagerung des Rotors kann in jeder gewünschten Art und Weise erfolgen.
Dabei kann in dem Zwischenraum zwischen den Ansätzen des Bürstenhalters ein Lager
für die Rotorachse angeordnet sein. Eine einfache Ausführungsform besteht darin,
daß der Bürstenhalter ein mit Schmieröl imprägniertes Mittel aufnimmt. Im Interesse
des einfachen Aufbaus dienen zur Befestigung des Bürstenhalters und der Deckplatte
die gleichen Schrauben.
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Im Interesse einer einfachen Lagerung kann der Federdruck, unter dem
die Bürsten stehen, gleichzeitig einen Druck auf den Rotor in Achsrichtung ausüben.
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In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung schematisch
dargestellt, bei der ein Motor gemäß der Erfindung in einem tragbaren Handwerkszeug
untergebracht ist, und zwar stellt dar Fig. I einen Längsschnitt durch das Werkzeug,
Fig. 2 eine Frontansicht, Fig. 3 eine Hinteransicht mit teilweise entferntem Gehäuse,
Fig.4 eine Teilseitenansicht mit teilweise entferntem Gehäuse.
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Fig. 5 eine Draufsicht, teilweise im Schnitt, entsprechend der Fig.4.
Fig.6 eine perspektivische Darstellung der Bürsten und ihrer Halterung.
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Das dargestellte Handgerät besitzt ein äußeres Gehäuse, das aus dem
Hauptteil I, dem vorderen kappenartigen Teil 2 und dem hinteren Abschlußteil 3 besteht.
Diese drei Teile werden durch die Schrauben 4 zusammengehalten.
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Der untere Teil des Gehäuseteils I ist so geformt, daß er einen Drückerbügel
5 und den Teil eines hohlen Handgriffs 6 bildet, dessen anderer Teil durch das untere
Ende des hinteren Teils 3 gebildet wird.
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Der Elektromotor ist innerhalb des Gehäuses untergebracht und besteht
aus der Feldwicklung 7 und dem Rotor 8, dessen Wellenende 9 über die Zahnräder Io
und II die Spindel I2 antreibt, die durch die Frontplatte 2 durchtritt und mit einem
Befestigungsmittel zum Befestigen von einem nicht gezeichneten Bohrer oder einem
anderen Werkzeug dient.
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Die Stromzuführung zu dem Motor erfolgt über ein flexibles Kabel I4,
welches durch eine Öffnung an der Grundfläche des Handgriffs 6 eingeführt und an
seinem anderen Ende mit einem normalen Stecker versehen ist. Der zugeführte Strom
wird durch einen Schalter ein- bzw. abgeschaltet, der aus einem Block I5 aus Isoliermaterial
besteht, der innerhalb des hohlen Handgriffs 6 angeordnet ist und durch die Schrauben
4 gehalten wird. In dem Block 15 ist der Kontakt I6 befestigt, der mit dem Kontakt
I7 den Stromkreis schließt. Dieser ist an dem Kipphebel I8 befestigt, der derart
an dem Block I5 befestigt ist, daß er ruckartig von der Stellung »Aus« in die Stellung
»Ein« und umgekehrt bewegt werden kann. Zum Betätigen des Kipphebels I8 dient eine
unter Federdruck stehende Kugel I9, die in einem Drücker 2o gelagert ist. Dieser
ist gleitend in einer Gleitbahn befestigt, die von dem rückwärtigen Ende des Drückerbügels
5 und einem Steg 21 gebildet wird, der an dem Gehäuse I befestigt ist. Der Drücker
wird im Ruhezustand in der vorderen Stellung durch die Feder 22 gehalten.
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Der Kommutator des Rotors 8 besteht aus Segmenten 23, die in einem
Kreis an dem hinteren Ende der Rotorachse in dem entsprechenden Teil des Rotors
befestigt sind. Zu diesem Zweck hat jedes Segment eine L-förmige Gestalt, dessen
horizontaler Teil schwalbenschwanzförmig, 23a, ausgebildet und in dem Rotor eingebettet
ist. Die vertikalen Schenkel der Segmente liegen in einer Ebene, die rechtwinklig
zu der Rotorachse verläuft, wobei die Oberflächen der Segmente die Kontakte 23b
des Kommutators bilden.
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Die Bürsten 24 verlaufen parallel zur Achse des Rotors 8 und liegen
mit ihrem inneren Ende den Kontaktflächen 23b der Segmente 23 an. Der dargestellte
:Motor hat zwei Bürsten, die diametral einander gegenüberliegen.
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Die Bürsten 24 sind im Querschnitt keilförmig und werden von einem
Bürstenhalter getragen, der aus einem Isoliermaterial gebildet wird und einen Flansch
25 bildet, an dessen innerem Teil zwei An-
Sätze 26 vorgesehen sind.
Die Bürsten gleiten in den Bohrungen 27, die ebenfalls im Querschnitt keilförmig
sind und die die Ansätze 26 der Länge nach durchsetzen. An ihrem äußeren Flanschende
sind die Bohrungen mit zylindrischen Versenkungen 28 versehen.
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Die äußeren Enden der Bürsten sind über flexible Drähte 29 (Fig. 6)
mit den Kontaktkappen 3o (Fig. 4 und 6) verbunden, die genau in die Versenkungen
28 des Bürstenhalters passen. Die Drähte 29 sind von Druckfedern 3I umgeben, die
sich einerseits gegen die Bürsten und andererseits gegen die Kontaktkappen 3o abstützen.
Die Verbindungsdrähte sind von einer derartigen Länge, daß bei eingesetzter Bürste
ein Teil der Feder 3I und die Kontaktkappe 3o aus der Bohrung 28 heraustreten.
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Die Schlitze 32 (Fig. I und 6) verlaufen radial von den Versenkungen
28 nach den äußeren Enden des Flansches 25 des Bürstenhalters. Wenn die Bürsten
in ihren Bohrungen 27 eingesetzt und die Federn 3I gespannt sind, so daß die Kontaktkappen
3o in der Versenkung 28 untergebracht sind, werden die Stromzuführungsdrähte 33
von dem Schalter zu den Bürstenhaltern durch die Schlitze 32 geführt. Das Ende der
Drähte ist mit Metallösen 34 versehen, die in die Versenkungen 28 eingelegt werden
und gegen die Kontaktkappen 30 gedrückt werden.
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Zur Stromzuführung dient fernerhin die weitere Leitung 35 in Fig.
3.
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Der ganze Bürstenhalter 26 einschließlich Bürsten 24, Federn 3I, Kontaktkappen
3o und Ösen 34 wird in seiner Lage durch eine Deckplatte 36 aus Isoliermaterial
zusammengehalten, die an der äußeren Fläche des Bürstenhalters befestigt ist. Die
Deckplatte ist mit Bohrungen 37 (Fig. 6) versehen, die übereinstimmen mit den Bohrungen
38 im Flansch 25 des Bürstenhalters, wobei diese Bohrungen zur Aufnahme der Schrauben
39 dienen, die in ein Brückenstück 4o des Gehäuses I eingreifen.
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Wenn die Deckplatte auf dem Bürstenhalter aufgesetzt ist, sind die
Versenkungen 28 geschlossen, so daß die Feder 3I unter Druck steht. Dadurch werden
nicht nur die Bürsten gegen die Kontaktflächen der Segmente 23 gedrückt, sondern
auch gleichzeitig die Kontaktkappen in enge Verbindung mit den Ösen 34 gebracht.
Dadurch ist eine gute und dauernde Stromverbindung gesichert.
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Wenn die Bürsten 24 erneuert werden sollen, genügt es, nach Entfernung
des Gehäuseteils 6 die Deckplatte 36 abzunehmen, wobei die Ösen 34 aus den Versenkungen
28 herausgedrückt werden. Die Bürsten können dann herausgenommen und durch neue
ersetzt werden.
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Das Kabel 35 kann durch eine Auskehlung 4I in dem Brückenstück 4o
gehalten werden, wobei diese Auskehlung von dem einen Teil des Flansches 25 überdeckt
ist, wenn der Bürstenhalter befestigt wurde (Fig.3).
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Der Zwischenraum zwischen den Ansätzen 26 des Bürstenhalters ist groß
genug, um ein Lagerteil 42 aufzunehmen, in dem eine Lagerbuchse 43. für das kommutatorseitige
Wellenende untergebracht ist. Zur Schmierung dient ein mit Schmieröl imprägniertes
Mittel 44, das am Ende des Zwischenraums zwischen den Ansätzen 26 in einer Vertiefung
des Flansches 25 eingelegt ist.
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Die erfindungsgemäße Anordnung des Kommutators und der Bürsten ist
von einfacher und geschlossener Bauform und erlaubt ein leichtes Austauschen und
Erneuern der Bürsten. Die erfindungsgemäße Bauform hat den weiteren Vorteil, daß
die Bürsten einen guten Kontakt mit den Kommutatorsegmenten 23 haben, wobei die
Bürstenfedern ihren Druck in Richtung der Rotorachse ausüben. Dadurch ist der Rotor
gleichzeitig gegen ein freies Spiel gesichert. Das Spiel eines Rotors ist im allgemeinen
die Ursache für Geräusche und für einen schnellen Verbrauch der Bürsten und der
Lager.