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Die
Erfindung geht aus von einem Elektrowerkzeug mit den gattungsbildenden
Merkmalen des Anspruchs 1.
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Aus
der
EP 1 287 948 A2 ist
ein Elektrowerkzeug mit einer Lichtquelle bekannt, die innerhalb
des Werkzeuges über
eine eigene Stromerzeugung unabhängig
von externen Spannungsquellen verfügt. Diese Stromerzeugungsanordnung
verfügt über einen
Magneten, welcher sich beim Betrieb des Elektrowerkzeuges dreht
und so an einem vorgegebenen Ort ein sich zeitlich veränderndes
Magnetfeld erzeugt. Die bekannte Stromerzeugungsanordnung verfügt außerdem über Induktionsspulen,
welche in der Nähe
des sich beim Betrieb drehenden Magneten angeordnet sind. Durch
das sich verändernde
Magnetfeld des sich drehenden Magneten wird ein Strom in den Induktionsspulen
erzeugt, welcher zur Speisung der Lichtquellen des Elektrowerkzeuges
verwendet wird.
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Bei
dieser bekannten Stromerzeugungsanordnung sind allerdings der Magnet
und die Induktionsspulen radial nebeneinander angeordnet. Das heißt, sowohl
der Magnet als auch die Induktionsspulen befinden sich senkrecht
zur Rotationsachse des Magneten in einer selben Ebene. Dies führt dazu, dass
die bekannte Stromerzeugungsanordnung in radialer Richtung senkrecht
zur Rotationsachse des Magneten platzaufwendig ist. In der Tat muss
das Elektrowerkzeug um seine Rotationsachse eine gewisse Mindestbreite
aufweisen, um sowohl den Magneten als auch die daneben angeordneten
Spulen aufnehmen zu können.
Dies ist vor allem bei solchen Elektrowerkzeugen von Nachteil, bei
denen nur eine geringe Breite um die Rotationsachse herum erwünscht ist.
So kann beispielsweise ein Elektrowerkzeug mit der bekannten Stromerzeugungsanordnung wegen
der erforderlichen Mindestbreite nicht in engen Spalten oder Ähnlichem
eingesetzt werden.
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Vorteile der
Erfindung
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Ein
erfindungsgemäßes Elektrowerkzeug
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass dadurch,
dass der Abstand des Mittels zur Rotationsachse des Magneten dem
Abstand des Magneten zur Rotationsachse entspricht, die erfindungsgemäße Stromerzeugungsanordnung
die Ausmaße
des Elektrowerkzeuges in radialer Richtung nicht erhöht. Durch
diese vorteilhafte Anordnung wird der Kopf des Elektrowerkzeuges
nicht unnötig
verbreitert. Dadurch kann ein Elektrowerkzeug mit der erfindungsgemäßen Stromerzeugungsanordnung
auch in engen Räumen
gut benutzt werden. Die erfindungsgemäße axiale Anordnung des Magneten und
des Stromerzeugungsmittels ist insbesondere bei Elektrowerkzeugen
von Vorteil, die eine möglichst geringe
Breite aufweisen müssen.
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Dabei
ist unter einem Elektrowerkzeug jegliches Werkzeug zu verstehen,
welches elektrisch angetrieben wird und insbesondere eine Welle
aufweist, die eine Rotations- oder auch Drehbewegung durchführt.
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Erfindungsgemäß entspricht
der Abstand des Mittels zur Rotationsachse des Magneten dem Abstand
des Magneten zur Rotationsachse. Dies bedeutet, dass das Mittel
zur Stromer zeugung in axialer Richtung vor oder hinter dem Magneten
sitzt. Man könnte
auch sagen, dass der Magnet und das Mittel zur Stromerzeugung hintereinander
entlang der Länge
des Elektrowerkzeuges angeordnet sind. Mit anderen Worten weist
das Mittel zur Stromerzeugung den gleichen Abstand zur Rotationsachse
auf wie der Magnet.
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Es
ist von Vorteil, wenn der Magnet entlang seiner Rotationsachse magnetisiert
ist. Insbesondere können
die Feldlinien des Magneten zumindest teilweise parallel zur Rotationsachse
verlaufen. Die Anordnung der Magnetisierung beziehungsweise der Feldlinien
des Magneten ist dann zumindest teilweise axial. Bei einer derartigen
Magnetisierung ist eine gute Durchdringung des Mittels zur Stromerzeugung gewährleistet,
wodurch bei der Rotation des Magneten zuverlässig Strom erzeugt werden kann.
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Die
axiale Magnetisierung lässt
sich vorteilhafterweise dadurch verwirklichen, dass ein Nord- und
ein Südpol
des Magneten in Richtung der Rotationsachse hintereinander angeordnet
sind.
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Bevorzugterweise
ist das Mittel zur Stromerzeugung eine Induktionsspule, insbesondere
eine Drosselspule.
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Wenn
der Magnet insbesondere die Form eines Ringes aufweist, lässt sich
ein besonders gutes Magnetfeld erzielen. Der Magnet kann aber auch
aus einem oder mehreren Stabmagneten bestehen, oder eine andere
Konfiguration aufweisen.
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Wenn
der Magnet insbesondere an der Werkzeugaufnahme oder an dem Werkzeugaufsatz bzw.
dem Werkzeug des Elektrowerkzeuges angeordnet ist, wird der Weg
zwischen der Stromerzeugungsanordnung und der Lichtquelle vorteilhaft
minimiert, da die Lichtquelle in der Regel im Umfeld der Werk zeugaufnahme
oder des Werkzeugaufsatzes angeordnet ist. In diesem Fall müssen keine
langen Stromverbindungen zwischen der Stromerzeugungsanordnung und
der Lichtquelle vorgesehen werden, da diese sich dann in unmittelbarer
Nähe befinden.
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Es
ist von Vorteil, wenn das erfindungsgemäße Elektrowerkzeug eine Lichtquelle
aufweist, welche durch die Stromerzeugungsanordnung mit Strom versorgt
wird.
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Unter
einer Lichtquelle ist jegliches Licht aussendende Element zu verstehen,
welches über
elektrischen Strom gespeist wird. Bevorzugterweise handelt es sich
bei der Lichtquelle um eine Leuchtdiode, insbesondere eine farbige
Leuchtdiode, es kann sich bei der Lichtquelle aber auch beispielsweise
um eine Glühbirne
handeln.
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Bevorzugterweise
handelt es sich bei dem Elektrowerkzeug um eine Fräse, insbesondere
um eine Oberfräse.
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Zeichnungen
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der nachstehenden Beschreibung anhand der
zugehörigen
Zeichnungen näher
erläutert.
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Die
Figuren zeigen:
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1 ein
Querschnitt durch eine Werkzeugaufnahme eines erfindungsgemäßen Elektrowerkzeuges,
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2 ein
Querschnitt gemäß den Pfeilen A-A
aus 1,
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3 ein
Querschnitt eines erfindungsgemäßen Rings
mit darin angeordneten Magneten,
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4 eine
Seitenansicht, welche die Ausrichtung zweier Magnetspulen im Verhältnis zum
Magnetring gemäß 3 zeigt,
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5 die
zwei Magnetspulen gemäß 4 von
oben gesehen,
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6 ein
Schaltbild mit den zwei Spulen gemäß 4 und zwei
Leuchtdioden,
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7 eine
perspektivische Ansicht eines weiteren Magnetrings mit Magnetfeldlinien.
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1 zeigt
einen Querschnitt der Werkzeugaufnahme 100 eines erfindungsgemäßen Elektrowerkzeuges.
In der Werkzeugaufnahme 100 befinden sich als Lichtquellen
zwei Leuchtdioden 101a und 101b. Die zwei Leuchtdioden 101a und 101b sind
auf einer Platine 102 angeordnet. Über die Platine 102 werden
die elektrischen Verbindungen zu den Leuchtdioden 101a und 101b hergestellt.
Weiterhin ist ein Ring 103 dargestellt, welcher um die
Welle 104 des Elektrowerkzeuges angeordnet ist. An dem Ring 103 ist
ein ebenfalls ringförmiger
Magnet 105 befestigt.
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In
der weiteren Schnittdarstellung gemäß dem in 1 gezeigten
Schnitt A-A (siehe 2) ist weiterhin eine Drosselspule 106 zu
sehen. Die Drosselspule 106 ist derart angeordnet, dass
sie in Richtung der Längsachse
der Welle 104 hinter dem Magneten 105 angeordnet
ist.
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Im
Folgenden wird die Funktionsweise der in den 1 und 2 dargestellten
Stromerzeugungsanordnung mit Leuchtdioden erläutert.
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Wenn
das Elektrowerkzeug in Betrieb gesetzt wird, beginnt sich die Welle 104 zu
drehen. Der auf dieser Welle sitzende Ring 103 und dementsprechend
auch der auf dem Ring 103 befestigte Magnet 105 werden
von der Welle 104 mitgenommen und drehen sich mit dieser
mit. Dadurch entsteht an dem Ort, an welchem die Drosselspule 106 angeordnet ist,
ein sich zeitlich veränderndes
Magnetfeld. Dementsprechend wird in der Drosselspule 106 ein
Wechselstrom erzeugt. Die Spule 106 ist elektrisch leitend über die
nicht rotierende Platine 102 mit den Leuchtdioden 101a und 101b verbunden,
so dass der in der Drosselspule 106 durch Induktion erzeugte
Wechselstrom an die Leuchtdioden 101a und 101b geführt wird.
Dank des gelieferten Stroms senden die Leuchtdioden 101a und 101b Licht
aus. Durch die Rotation des Magneten 105 wird also ein
Wechselstrom in der Spule 106 induziert, welcher die Leuchtdioden 101a und 101b speist.
Bei Rotation der Welle 104, das heißt also beim Betrieb des Elektrowerkzeuges,
wird dementsprechend Licht erzeugt. Das erzeugte Licht beleuchtet
den Arbeitsbereich des Elektrowerkzeuges, wodurch das Elektrowerkzeug
auch bei schlechten Lichtverhältnissen
eingesetzt werden kann.
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3 zeigt
einen Ring 203, der eine Abwandlung zu dem in 1 gezeigten
Ring 103 darstellt. Der Ring 203 ist eine Mutter
aus nichtmagnetischem Material, in welcher Magnete 205 eingeklebt sind.
Der Ring 203 weist eine ringförmige Ausnehmung 207 auf,
in welcher sich die Stabmagneten 205a und 205b befinden.
Genauer gesagt sind zwei Stabmagneten 205a und zwei Stabmagneten 205b vorgesehen,
die sich jeweils gegenüberliegen.
Die beiden Stabmagneten 205a weisen die gleiche Polarität auf. Auch
die beiden Stabmagneten 205b haben dieselbe Polarität, wobei
jedoch die beiden Magneten 205b im Gegensatz zu den zwei
Magneten 205a entgegengesetzt polarisiert sind.
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4 zeigt
eine Seitenquerschnitt des Ringes 203 zusammen mit zwei
darunter angeordneten Spulen 206a und 206b. 4 zeigt
weiterhin die Rotationsachse 208 des Ringes 203.
Die beiden Drosselspulen 206a und 206b liegen
direkt unterhalb des Ringes 203 um dessen Rotationsachse 208.
Wie es 4 zu entnehmen ist, sind die Spulen 206a und 206b derart
angeordnet, dass sie direkt gegenüber und unterhalb der Stabmagneten 205 liegen.
Wenn sich nun der Ring 203 beim Betrieb des Elektrowerkzeuges
um seine Rotationsachse 208 dreht, während die beiden Spulen 206a und 206b stationär bleiben, befindet
sich immer abwechselnd ein Nord- und ein Südpol eines entsprechenden Stabmagneten 205 über einer
der Spulen 206. Dementsprechend werden die Spulen 206a und 206b einem
sich zeitlich verändernden
Magnetfeld ausgesetzt, wodurch in diesen Spulen ein elektrischer
Wechselstrom induziert wird.
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5 zeigt
die zwei Spulen 206a und 206b in einer Ansicht
von oben, ohne den Ring 203. In 5 ist der
Innendurchmesser 209 des Ringes 203 angedeutet.
Die Spule 206a weist einen geringen Abstand a vom Innendurchmesser 209 auf.
Die beiden Spulen 206a und 206b sind in einem
Winkel α zueinander
angeordnet, wobei dieser Winkel vorzugsweise 45° beträgt.
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6 zeigt,
wie die zwei Spulen 206a und 206b mit zwei Leuchtdioden 210a und 210b zu
einem Schaltkreis verbunden sind. Die beiden Leuchtdioden 210a und 210b sind
parallel geschaltet.
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7 zeigt
eine zweite Abwandlung 303 des Ringes 103. Beim
Ring 303 besteht keine Trennung mehr zwischen einem Ringelement
und einem Magnetelement, wie es bei den Ringen 103 und 203 der Fall
war. Stattdessen ist der Ring 303 vollständig als Magnet
ausgeführt.
Der Ringmagnet 303 weist eine Rotationsachse Z auf. 7 zeigt
die Polarität
und die Feldlinien des Magneten 303. Die Feldlinien des Ringmagneten 303 verlaufen
teilweise in Z-Richtung, das heißt axial. Durch die axiale
Anordnung der Feldlinien wird eine sich in Z-Richtung unter oder über dem
Magnetring 303 befindliche Spule besonders gut durch die
Feldlinien durchdrungen. Dadurch wird sichergestellt, dass zuverlässig Strom
erzeugt wird, wenn sich der Magnet um die Rotationsachse Z dreht.
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Die
beschriebene Stromerzeugungsanordnung für ein Elektrowerkzeug zur Versorgung
einer Lichtquelle hat den Vorteil, dass der Magnet und die dazugehörigen Spulen
entlang der Rotationsachse nebeneinander angeordnet sind. Dies bedeutet,
dass ein Elektrowerkzeug, welches die beschriebene Stromerzeugungsanordnung
aufweist, kaum breiter ist als ein Standardelektrowerkzeug. Die
beschriebene Stromerzeugungsanordnung mit Ihrer axialen Aneinanderreihung
des Magneten und der Spulen ist besonders platzsparend und insbesondere
bei Elektrowerkzeugen von Vorteil, die nur eine geringe Breite aufweisen
dürfen.
Die beschriebene Stromerzeugungsanordnung kann insbesondere bei
Elektrowerkzeugen platzsparend eingebaut werden, die in ihrem Gehäuse in der
Länge ausreichend
Platz haben, bei denen aber in der Breite kein Platz zur Verfügung steht.
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- 100
- Werkzeugaufnahme
- 101
- Leuchtdioden
- 102
- Platine
- 103
- Ring
- 104
- Welle
- 105
- Magnet
- 106
- Drosselspule
- 203
- Ring
- 205
- Stabmagneten
- 206
- Spulen
- 207
- Ausnehmung
- 208
- Rotationsachse
- 209
- Innendurchmesser
- 210
- Leuchtdioden
- 303
- Magnetring
- a
- Abstand
- α
- Winkel
- Z
- Rotationsachse