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Motoranordnung für ein Mehrzweckwerkzeug
Die Erfindung bezieht sich auf eine Motoranordnung für ein Mehrzweckwerkzeug in Miniaturausführung, das aus einem als Handgriff ausgebildeten Gehäuse mit einem eingebauten Gleichstrommotor, einem abnehmbaren Batteriebehälter am einen Ende und auswechselbaren Werkzeugen am andern Ende besteht. Es existieren bereits rotierende Werkzeuge, bei denen der eingebaute Elektromotor als Handgriff dient. Derartige Werkzeuge sind allerdings meist für den Betrieb an einem Stromnetz vorgesehen. Ferner sind bereits elektrische Rasierapparate und andere Miniaturgeräte bekannt, die für Batteriebetrieb eingerichtet sind. Derartige Apparate und Werkzeuge sind aber jeweils nur für einen bestimmten Zweck eingerichtet.
Ausserdem sind Mehrzweckwerkzeuge für grobe mechanische Bearbeitungen bekannt, bei denen von einem vom Stromnetz betriebenen Motor verschiedene Rotationswerkzeuge betrieben werden können.
Bei den bekannten Rotationswerkzeugen in Miniaturausführung handelt es sich bisher meistens um hochspezialisierte Geräte, die nur dem einen Verwendungszweck angepasst sind, was auch im Hinblick auf die bei Batteriebetrieb zur Verfügung stehende relativ geringe elektrische Leistung zweckmässig ist. Solche Miniaturwerkzeuge lassen sich natürlich nur dann einigermassen preisgünstig herstellen, wenn grosse Fabrikationsserien gefertigt werden können, wie dies beispielsweise bei elektrischen Rasierapparaten der Fall ist. Es gibt aber darüber hinaus viele Anwendungszwecke für kleine, batteriebetriebene Miniaturwerkzeuge, bei denen zunächst nicht übersehen werden kann, ob sich die Herstellung grosser Fabrikationsserien lohnt, so dass für den Fabrikanten das Risiko zur Schaffung entsprechender batteriegetriebener Miniaturwerkzeuge zu hoch erscheint.
Eine Lösung dieses Problems wäre möglich, wenn es gelingt, ein Mehrzweckwerkzeug in Miniaturausführung zu schaffen, bei dem die wesentlichen Teile, also vor allem das Gehäuse samt Antrieb und Batteriebehälter immer die gleiche Form aufweisen, also in grossen Fabrikationsserien hergestellt werden können, während für die verschiedenen Anwendungszwecke lediglich auswechselbare Werkzeugköpfe vorgesehen sind.
Die Erfindung betrifft eine Motoranordnung für ein derartiges Mehrzweckwerkzeug in Miniaturausführung, das gekennzeichnet ist durch einen hochtourigen Gleichstrom-Kollektormotor, der eine Bodenplatte aufweist, die einen aufsteckbaren Permanentmagnetring, das untere Lager für den im Permanentmagnetring drehbaren Rotor, die Kollektorbürsten und auf der Unterseite ein mit der einen Kollektorbürste in Verbindung stehendes Kontaktblech für den positiven Batterieanschluss aufweist, welche Bodenplatte samt dem in das untere Lager eingesteckten Rotor von unten her in Führungen in das Kunststoffgehäuse bis zu einem Anschlag einschiebbar ist, wobei der freie Achsstummel des Rotors durch das in einer Deckplatte des Gehäuses angeordnete obere Lager hindurchragt, in welcher Position die Bodenplatte durch einen Metallring im Gehäuse fixiert ist,
der über einen Schalter mit der andern Kollektorbürste in Verbindung steht und seitliche Kontaktzungen für den negativen Batterieanschluss besitzt.
Durch die erfindungsgemässe Konstruktion ist es gelungen, trotz der geringen zur Verfügung stehenden elektrischen Leistung aus der Trockenbatterie, ein leistungsfähiges Mehrzweckwerkzeug in Miniaturausführung zu schaffen, das für viele Anwendungszwecke verwendbar ist, wobei aber bis auf die
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auswechselbaren Werkzeugtöpfe sämtliche andern Bauteile gleich bleiben, also in grossen Fabrikationsserien hergestellt werden können.
Die Erfindung ist nachstehend in einem Ausführungsbeispiel an Hand der Fig. 1 bis 4 der Zeichnungen näher erläutert. Hievon zeigen : Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Motoranordnung eines Mehrzweckwerkzeuges, Fig. 2 den Grundriss eines als Werkzeugkopf ausgebildeten Rasierkopfes, Fig. 3 und 4 den Aufriss bzw. Grundriss eines auswechselbaren Rotationswerkzeuges.
Die Motoranordnung ist in einem Mehrzweckwerkzeug in Miniaturausführung in einem Ausführungsbeispiel in Fig. 1 im Längsschnitt dargestellt, u. zw. in stark vergrössertem Massstab. In
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Werkzeugkopfes eine Gesamtlänge von etwa 100 mm. Im Gehäuse --10-- ist ein hochtouriger Gleichstrom-Kollektormotor eingebaut, bestehend aus einer Bodenplatte--13--aus isolierendem Kunststoff, die eine Anzahl von senkrechten Rippen--14--aufweist, in welche ein Permanentmagnetring--15--eingesteckt ist. Die Bodenplatte --13-- trägt auch das untere Lager
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für die Achse-17-des Rotors-18--,Kollektor --21-- verbunden sind.
Die Kollektorbürsten-22 und 23-sind auf der Bodenplatte - befestigt, wobei die Kollektorbürste --22-- elektrisch leitend über die Metallbüchse --24-- mit dem Kontaktblech--25--auf der Unterseite der Bodenplatte--13--in Verbindung steht, das für den positiven Batterieanschluss--26--bestimmt ist. Die Bodenplatte--13--wird
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Ausnehmungen und Rippen an der Gehäuse-Innenwand sichergestellt ist, dass die Bodenplatte --13-- nur in einer ganz bestimmten Winkellage relativ zum Gehäuse --10--einschiebbar ist. Das
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der in Fig. 1 gezeichneten Position wird die Bodenplatte--13--durch einen Metallring--31-fixiert u. zw. durch den auf der Unterseite des Metallringes --33-- befestigten Kunststoffkörper --32--.
Dieser mit seitlichen Kontaktzungen versehene Metallring-33-ist für den negativen Batterieanschluss vorgesehen ; seine Kontaktzungen berühren die metallische Auskleidung--34--im abnehmbaren Batteriebehälter --11--, die ihrerseits über eine am Boden angeordnete Kontaktfeder - mit dem metallischen Boden einer in den Behälter --11-- einsteckbaren Batterie in Verbindung steht. Die Metallringe--31 und 33--können ausserdem an die andere Kollektorbürste --23-- über einen Schalter, der hier nur durch die Kontakte--36, 37-- angedeutet ist, wahlweise angeschlossen werden.
Die bisher beschriebene Motoranordnung des Mehrzweckwerkzeuges umfasst also das handgriffartige Gehäuse samt eingebautem Motor mit allen erforderlichen Bauteilen zum Betrieb desselben, sowie den Batteriebehälter --11--, der leicht abnehmbar, beispielsweise über ein Gewinde, mit dem Gehäuse --10-- verbunden werden kann und zur Aufnahme einer Stabbatterie genormter Abmessungen dient. Wie oben beschrieben, erfolgt die Montage dieses Hauptteiles des Mehrzweckwerkzeuges lediglich durch Zusammenstecken der einzelnen Teile, deren Dimensionierung so getroffen wurde, dass auch ohne besondere Sorgfalt ein einwandfreier Antrieb hoher Verschleissfestigkeit entsteht. Es ist offensichtlich, dass diese Motoranordnung relativ billig in Massenproduktionen herstellbar ist.
Dabei wurde erreicht, dass der hochwertige Gleichstrom-Kollektormotor beim Betrieb aus einer Stabbatterie von 1, 5 V eine Tourenzahl von etwa 7000 Umdr/min ergibt, was für den Antrieb hochtouriger Rotationswerkzeuge besonders vorteilhaft ist.
Am oberen Rand des mit der Deckplatte--29--abgeschlossenen Gehäuses--10--können auswechselbar verschiedene Werkzeugköpfe --12-- angebracht werden, beispielsweise durch einen Schraub-oder Bajonettverschluss. Auf dem über die Deckplatte --29-- herausragenden Achsstummel können geeignete Rotationswerkzeuge aufgesteckt werden.
Ein Ausführungsbeispiel eines derartigen auswechselbaren Werkzeugkopfes ist in Fig. 1 wiedergegeben. Er besteht aus einem auf den Achsstummel aufsteckbaren Schaft--40--, der ein mehrflügeliges Schneidorgan --41-- trägt, das mittels der Rippe-42--des Schaftes--40-
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gegen Verdrehung gesichert ist und von der Spiralfeder--43--gegen den Schaftkopf-44-- gedrückt wird. Ein Ausführungsbeispiel eines derartigen Schneidorgans--41--mit drei Flügeln ist in den Fig. 3 und 4 wiedergegeben.
Die vorderen Flügelkanten sind als scharfe Schneidkanten--45-ausgebildet und die Flügel sind nach aufwärts gebogen, so dass die Schneidkanten --45-- ein dünnwandiges Scherblatt--46--auf der Innenseite berühren. Das dünnwandige Scherblatt--46-- bildet die Oberseite des auswechselbaren Werkzeugkopfes--12--, der ebenso wie das Scherblatt aus Metall besteht. Die Fig. 2 zeigt einen Grundriss eines derartigen Werkzeugkopfes --12-- mit dem Scherblatt--46--, und dem darunter befindlichen Schneidorgan--41--.
Hier ist das Scherblatt - -46-- am äusseren Rande mit einer Vielzahl dünner, radialer Schlitze --47-- ausgestattet, die so angeordnet sind, dass sie beim Rotieren des Schneidorgans-41-zu etwa 2/3 von den
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radialen Schlitzen--47--einen Winkel bilden, der in Fig. 2 mit--A--bezeichnet ist, und im vorliegenden Ausführungsbeispiel etwa 160 beträgt. Es hat sich herausgestellt, dass durch eine solche Winkelstellung zwischen Schlitzrichtung und Schneidkantenrichtung bei einem solchen für Rasierapparate geeigneten Scherwerkzeug eine besonders vorteilhafte und ausgiebige Scherwirkung erreicht wird.
Im Beispiel gemäss Fig. 2 ist der angedeutete Winkel--B--der Schneidkanten gegenüber der radialen Richtung um den Winkelbetrag--A--verringert ; die gleiche Wirkung kann natürlich erzielt werden, wenn der Winkel--B--um den Betrag--A--grösser als die radiale Richtung ist, die Schneidkanten gegenüber der radialen Richtung also in umgekehrter Weise schief gestellt sind. Es besteht ausserdem die Möglichkeit, die Schneidkanten genau radial auszurichten und die Schlitze --47-- in der Scherplatte-46-geneigt zur radialen Richtung vorzusehen.
Beim Betrieb eines solchen Werkzeugkopfes für Rasierzwecke gleiten die Schneidkanten--45--mit sehr hoher Geschwindigkeit auf der Unterseite des Scherblattes-46-und bei einer Tourenzahl von etwa 7000 Umdr/min wird jeder der Radialschlitze in jeder Sekunde mehr als 300mal von einer Schneidkante überstrichen. Das Scherblatt--46--kann, falls erwünscht, auch vorgewölbt ausgebildet sein, wenn die Schneidkanten des Schneidorgans-41-eine entsprechende Kurvenform aufweisen. Zum Schutze
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Ausführungsbeispiele auswechselbarer Werkzeugköpfe, sondern für eine Vielzahl verschiedener Anwendungen von Rotationswerkzeugen und von Werkzeugen für eine hin-und hergehende Bewegung geeignet ist.
Vorzugsweise werden zwar für jeden besonderen Verwendungszweck ausgebildete abnehmbare Werkzeugköpfe vorgesehen, es besteht aber auch beispielsweise die Möglichkeit, bei dem in Fig. 1 wiedergegebenen Rasiergerät lediglich den Werkzeugkopf--12--mit dem Scherblatt--46-- abzunehmen, das Schneidorgan --41-- aber auf dem Achsstummel zu belassen und einen für andere Verwendungszwecke vorgesehenen Werkzeugkopf am Gehäuserand zu befestigen, wobei das jeweilige Werkzeug beispielsweise mittels einer, drei Schlitze aufweisenden Hülse auf das Schneidorgan aufgesetzt und so an die Achse--17--angekuppelt wird.
Die Anwendung der vorliegenden Motoranordnung ist natürlich durch die Leistungsfähigkeit der im Batteriebehälter --11-- befindlichen Batterie begrenzt. Um die Leistung zu vergrössern, besteht die Möglichkeit, einen entsprechend längeren Batteriebehälter --11-- zu benutzen, in welchem zwei Stabbatterien hintereinander untergebracht, beim Betrieb aber elektrisch parallelgeschaltet sind. An Stelle eines derartigen verlängerten Batteriebehälters kann auch ein Behälter vorgesehen werden, in welchem die Batterien parallel nebeneinander liegen, wobei der Batteriebehälter nicht mehr zylindrische Gestalt, sondern eine rechteckige Form mit abgerundeten Schmalseiten besitzt.
Für manche Anwendungen einer solchen Motoranordnung für Mehrzweckwerkzeuge hat sich auch in der Praxis die Gestalt einer Pistole eingebürgert, die bei der vorliegenden Motoranordnung ohne Schwierigkeiten ebenfalls verwirklicht werden kann, wenn der Batteriebehälter entsprechend ausgebildet und das Gehäuse-10--des Antriebes schräg auf dem als Griff dienenden Batteriebehälter angebracht wird.
Schliesslich sei noch darauf hingewiesen, dass der Batteriebehälter auch zur Aufnahme einer aufladbaren Batterie ausgebildet sein kann, wobei die elektrischen Einrichtungen zum Aufladen aus dem normalen Lichtnetz im Batteriebehälter selbst untergebracht werden können.