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Die
Erfindung geht aus von einer Elektromaschine nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Aus
der
DE 102 27 782
A2 ist eine Elektromaschine mit einem Elektromotor und
einer drehbaren Bürstenplatte
bekannt, durch deren Verdrehung zwischen einem Rechtslauf und einem
Linkslauf des Elektromotors umgeschaltet werden kann. Zur Betätigung der
Bürstenplatte
umfasst die Bürstenplatte ein
an ihrer radialen Außenfläche angeordnetes
Betätigungselement,
das durch ein Gehäuse
der Elektromaschine nach außen
geführt
ist und von einem Bediener betätigt
werden kann.
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Vorteile der
Erfindung
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Die
Erfindung geht aus von einer Elektromaschine mit einem Elektromotor,
einem Schalterdrücker
mit einer Einschaltposition zum Einschalten und einer Ausschaltposition
zum Ausschalten des Elektromotors, einem mit dem Schalterdrücker verbundenen
Sicherungsmittel und einem Schaltmittel zum Um schalten zwischen
einem Rechtslauf und einem Linkslauf des Elektromotors mit einer
Rechtslaufstellung und einer Linkslaufstellung.
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Es
wird vorgeschlagen, dass die Elektromaschine erfindungsgemäß ein mit
dem Schaltmittel verbundenes Sperrelement umfasst und das Sicherungsmittel
bei in Einschaltposition befindlichem Schalterdrücker ein Umschalten des Schaltmittels durch
eine Anlage an das Sperrelement blockiert. Ein Verdrehen des Schaltmittels
und damit ein Umschalten zwischen einem Rechtslauf und einem Linkslauf kann
bei betätigtem
Schalterdrücker
wirksam vermieden werden. Da ein solches Umschalten zu einem Bürstenfeuer
führen
kann, kann durch die Blockierung einem erhöhten Verschleiß des Kommutierapparats
entgegengewirkt werden.
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Vorteilhafterweise
blockiert bei einem in einer Zwischenstellung zwischen der Rechtslaufstellung
und der Linkslaufstellung angeordneten Schaltmittel das Sperrelement
ein Umschalten des Schalterdrückers
von der Ausschaltposition in die Einschaltposition durch eine Anlage
an das Sicherungsmittel. Während
des Umschaltens zwischen einem Rechtslauf und einem Linkslauf kann
das Betätigen des
Schalterdrückers
wie oben beschrieben zu einem erhöhten Verschleiß des Kollektors,
von Kohlebürsten
und Kontakten führen.
Durch diese Ausgestaltung der Erfindung wird ein solcher Art hervorgerufener
erhöhter
Verschleiß wirksam
vermieden.
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Es
wird außerdem
vorgeschlagen, dass das Sperrelement einstückig mit einem Betätigungselement
des Schaltmittels ausgeführt
ist. Das Schaltmittel kann einfach und preiswert herge stellt und
in der Elektromaschine montiert werden. Mit gleichem Vorteil umfasst
die Elektromaschine ein verstellbares Bürstenelement mit mindestens
einem Bürstenhalter, wobei
das Schaltmittel in Axialrichtung auf das am Elektromotor angeordnete
Bürstenelement
aufsteckbar ist und das Sperrelement einstückig mit dem Schaltmittel ausgeführt ist.
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Befindet
sich das Schaltmittel in einer Zwischenstellung zwischen Rechtslaufstellung
und Linkslaufstellung, so können
durch ein Betätigen
des Schalterdrückers
größere Kräfte auf
das Sperrelement wirken. Hierdurch kann eine Lockerung oder gar
ein Abziehen des Schaltmittels von einem Bürstenelement oder des Bürstenelements
von einer Bürstenelementbefestigung
bewirkt werden. Diesem Nachteil kann entgegengewirkt werden, wenn
die Elektromaschine ein Gehäuse
und ein Haltemittel umfasst, das bei einer Krafteinwirkung des Sicherungsmittels
auf das Sperrelement ein Abziehen des Schaltmittels in Richtung
der Krafteinwirkung durch eine Abstützung am Gehäuse blockiert.
Das Abstützen
kann direkt oder indirekt über
weitere Bauteile, beispielsweise den Elektromotor, erfolgen, wobei
von einem Bediener auf den Schalterdrücker aufgebrachte Kräfte zum
Gehäuse
abgeführt
werden.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weisen die Haltemittel
eine Ausformung des Gehäuses
auf. Eine Krafteinwirkung des Sicherungsmittels auf das Sperrelement
kann unmittelbar auf das Gehäuse übertragen
werden. Außerdem
ist die Elektromaschine einfach montierbar und das Schaltmittel
nach Montage des Gehäuses
sicher gehalten.
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Zweckmäßigerweise
ist das Sperrelement über
ein Haltemittel sowohl mit einem Betätigungselement des Schaltmittels
verbunden als auch im Gehäuse
abstützbar.
Hierdurch dient das Halteelement als Stütze des Betätigungselements und übernimmt gleichzeitig
eine Sicherheitsfunktion, wodurch Bauteile eingespart werden. Das
Halteelement kann als eine Verbindung zwischen dem Betätigungselement und
dem Sperrelement dienen. Das Sperrelement ist somit über das
Haltemittel mit dem Betätigungselement
verbunden, insbesondere ist es einstückig mit dem Betätigungselement
ausgeführt.
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Durch
eine einstückige
Ausführung
des Sicherungsmittels mit dem Schalterdrücker können ebenfalls Bauteile eingespart
und die Herstellungskosten niedrig gehalten werden.
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Ein
hoher Freiheitsgrad bei der Anordnung des Sperrelements und des
Sicherungsmittels innerhalb der Elektromaschine kann erreicht werden, wenn
das Sicherungsmittel das Sperrelement hintergreift. Beide Elemente
müssen
nicht in Betätigungsrichtung
des Schalterdrückers
hinter dem Schalterdrücker
angeordnet sein. Ein Hintergreifen wird erreicht, indem das Sicherungsmittel
ein Teil aufweist, das am Sperrelement vorbeiführt. Das Sicherungsmittel ist
also sowohl auf einer Seite (vor) als auch auf einer entgegengesetzten
Seite (hinter) des Sperrelements angeordnet.
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Einem
zumindest teilweisen Aufheben der Sicherheitswirkung des Sicherungsmittels
kann durch ein am Gehäuse
befestigtes Stützmittel
entgegengewirkt werden, wobei das Sicherungsmittel unmittelbar am
Stützmittel
abgestützt
ist. Eine zu große Verformung
des Sicherheitselements bei hoher Krafteinwirkung auf das Sicherheitselement
und damit ein Herausspringen der Verbindung zwischen dem Sicherungsmittel
und dem Sperrelement kann verhindert werden. Das Stützmittel
ist zweckmäßigerweise eine
einstückige
Ausformung des Gehäuses.
Besonders stabil und kompakt kann das Stützmittel in Form eines Stegs
ausgeführt
werden. Mit gleichem Vorteil umfasst das Schaltmittel eine Ausnehmung,
in die das Sicherungsmittel eingreift, und das Stützmittel blockiert
bei ruhendem Schaltmittel eine Bewegung des Sicherungsmittels auf
der Ausnehmung heraus.
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Die
Erfindung ist besonders geeignet für eine Elektromaschine, die
als Handwerkzeugmaschine, insbesondere als netzbetriebener oder
akkubetriebener Schrauber, Bohrmaschine, Schlagbohrmaschine oder
Bohrhammer, ausgeführt
ist.
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Zeichnung
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Weitere
Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die
Ansprüche enthalten
zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale
zweckmäßigerweise auch
einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Es
zeigen:
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1 einen
schematisch dargestellten Bohrhammer in einer Seitenansicht,
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2 einen
Längsschnitt
durch einen Ausschnitt II in 1,
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3 ein
Bürstenelement
mit einem Schaltmittel in einer Explosionsdarstellung und
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4 einen
Schnitt entlang der Linie IV in 2.
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Beschreibung
des Ausführungsbeispiels
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1 zeigt
eine als Bohrhammer ausgeführte
Elektromaschine 2 mit einem in einem Gehäuse 4 montierten
Elektromotor 6 mit einer über ein Betätigungselement 14 wählbaren
Drehrichtung 8 eines in einem Werkzeughalter 10 eingespannten
Werkzeugs 12. Die Drehrichtung 8 umfasst auf diese
Weise eine erste Drehrichtung 8 für einen Rechtslauf und eine der
ersten Drehrichtung 8 entgegengesetzte zweite Drehrichtung 8 für einen
Linkslauf. Das Betätigungselement 14 ist
in der Nähe
eines Schalterdrückers 16 angeordnet,
so dass ein Bediener der Elektromaschine 2 mit einer Hand
sowohl den Schalterdrücker 16 als
auch das Betätigungselement 14 bedienen
kann.
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2 zeigt
einen Ausschnitt II der Elektromaschine 2 aus 1 in
einem Längsschnitt.
In einem vorderen Teil 18 des Gehäuses 4 ist der Elektromotor 6 angeordnet,
der in 2 der Übersichtlichkeit
halber nicht gezeigt ist. Ein Rotor des Elektromotors 6 ragt
mit einem Kommutator durch eine Gehäuseöffnung 20 in einen
hinteren Teil 22 des Gehäuses 4. Er ist dort
von einem Bürstenelement 24 umgeben, das
zwei gegenüberliegende,
als Kohleköcher
ausgestaltete Bürstenhalter 26 umfasst.
In die Bürstenhalter 26 ist
jeweils eine Kohlebürste 28 eingesetzt, die
von Federelementen 30 – in 3 ist
ei nes der beiden Federelemente 30 gezeigt – radial
nach innen auf den nicht dargestellten Kommutator gedrückt wird.
Das Bürstenelement 24 wird über zwei
Schenkelfedern 32, die eine bistabile Lage aufweisen, ab einer
neutralen, instabilen mittleren Stellung in Umfangsrichtung jeweils
in Richtung einer Endstellung belastet. Je nach Endstellung wird
der Kommutator für
einen Rechtslauf oder einen Linkslauf bestromt.
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Auf
das Bürstenelement 24,
das am in 2 nicht dargestellten Elektromotor
angeordnet ist, ist in Axialrichtung 34, also parallel
zum Werkzeug 12 bzw. zum Elektromotor 6 hin, ein
Schaltmittel 36 aufgesteckt. Ein einstückiges Bestandteil dieses Schaltmittels 36 ist
das Betätigungselement 14.
Das Bürstenelement 24 und
das Schaltmittel 36 bilden eine zusammen am Teil 18 montierbare
Baugruppe.
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Das
Schaltmittel 36 und das Bürstenelement 24 sind
in 3 perspektivisch und in einer Explosionsdarstellung
gezeigt. Zum Aufstecken des Schaltmittels 36 auf das Bürstenelement 24 umfasst
das Schaltmittel 36 vier Zentriermittel 38 in
Form von Vorsprüngen,
die bei einem Aufstecken des Schaltmittels 36 auf das Bürstenelement 24 zwei
Halteelemente 40 beidseitig umgreifen. Denkbar ist auch
eine andere Anzahl von Zentriermitteln 38. Zur problemlosen Zentrierung
des Schaltmittels 36 am Bürstenelement 24 umfassen
die Zentriermittel 38 Abschrägungen 42, die eine
Führung
beidseitig der Halteelemente 40 und in einen Haltering 44 hinein
erleichtern. Der Haltering 44 ist Teil des Bürstenelements 24 und
umgreift den nicht dargestellten Kommutator ringförmig. Er
trägt die
Bürstenhalter 26 und
weist eine radial nach außen
weisende Mantelfläche 46 auf.
In diesen Haltering 44 greifen die Zentriermittel 38 radial
von innen ein und halten das Schaltmittel 36 in Radialrichtung
und Tangentialrichtung eindeutig definiert zum Bürstenelement 24.
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Bei
einem weiteren Aufstecken des Schaltmittels 36 auf das
Bürstenelement 24 kommen
als Rasthaken ausgestaltete Rastmittel 48 mit dem Haltering 44 in
Anlage, in der 3 sind es beispielsweise vier
Rasthaken. Bei fortgeführtem
Aufstecken des Schaltmittels 36 werden sie vom Haltering 44 radial nach
innen gedrückt
und gleiten entlang einer Innenfläche des Halterings 44,
bis sie in Lüftungsschlitze 50 des
Bürstenelements 24 radial
nach außen
einrasten. Durch die Rastmittel 48 kommt ein Formschluss
des Schaltmittels 36 mit dem Bürstenelement 24 in
Axialrichtung 34 zustande.
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Bei
eingerasteten Rastelementen 48 liegt das Schaltmittel 36 mit
einem Ringelement 52 am Haltering 44 des Bürstenelements 24 in
Axialrichtung 34 an und ist mit diesem verkippungssicher
verbunden. Während
des Betriebs der Elektromaschine 2 verhindern zur weiteren
Sicherheit als Stege ausgeführte
Haltemittel 56 des Gehäuses 4 ein
Abziehen des Ringelement 52 in Axialrichtung 34 vom
Bürstenelement 24 oder
des Bürstenelements 24 von
einem Gehäuseboden 86 des
Teils 18 des Gehäuses 4.
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Durch
eine Betätigung
des Betätigungselements 14 durch
einen Bediener kann das Schaltmittel 36 nun in Drehrichtung 8 von
einer Endposition in die andere Endposition bewegt werden und auf
diese Weise ein Rechtslauf oder ein Linkslauf des Elektromotors 6 eingestellt
werden. Um ein Verstellen des Schaltmittels 36 bei gleichzeitig
gedrücktem
Schalterdrücker 16 zu verhindern,
weist das Schaltmittel 36 ein Sperrelement 58 auf,
das einstückig
mit dem Betätigungselement 14 und
dem Ringelement 52 verbunden ist. Das Sperrelement 58 ist
in 4 in einer Draufsicht gezeigt.
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4 zeigt
das Schaltmittel 36 in einer Draufsicht aus Richtung des
Schalterdrückers 16 nach
vorn zum Elektromotor 6 und dem Werkzeug 12 hin.
Eingezeichnet sind drei Stellungen des Betätigungselements 14:
eine Linkslaufstellung 60 für einen Linkslauf und gestrichelt
gezeichnet eine Rechtslaufstellung 62 für einen Rechtslauf und eine zwischen
den beiden Stellungen 60, 62 angeordnete, instabile
mittlere Zwischenstellung 64. Aus der mittleren Zwischenstellung 64 wird
das Betätigungselement 14 von
den Schenkelfedern 32 in eine der beiden Stellungen 60, 62 gedrückt. In 2 ist
das Betätigungselement 14 in
der Zwischenstellung 64 gezeigt.
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In 4 geschnitten
gezeigt ist ein Sicherungsmittel 66, das einstückig an
den Schalterdrücker 16 angeformt
ist und einen Sicherungskopf 68 umfasst. Befindet sich
das Betätigungselement 14 mit
dem Sperrelement 58 in einer Zwischenstellung 64 zwischen
den Endstellungen 60, 62, so ist das Sperrelement 58 in
Axialrichtung 34 hinter dem Sicherungskopf 68 angeordnet.
Das Sicherungsmittel 66 hintergreift das Sperrelement 58.
Wie in 2 dargestellt, wird das Sicherungsmittel 66 bei
einer Betätigung
des Schalterdrückers 16 leicht
schräg versetzt
zur Axialrichtung 34 nach hinten gezogen, und der Sicherungskopf 68 kommt
mit einer Sicherungsfläche 70 an
einer Sperrfläche 72 des
Sperrelements 58 zur Anlage. Ein Weiterdrücken des
Schalterdrückers 16 in
eine Einschaltposition des Elektromotors 6, die in 2 gestri chelt
dargestellt ist, wird auf diese Weise durch das Sperrelement 58 verhindert.
Die als Stege ausgeführten
Haltemittel 56 sichern das Schaltmittel 36 gegen
ein Abziehen in Axialrichtung 34 bei Drücken des Schalterdrückers 16. Stützmittel 82 in
Form von Stützrippen,
die einstückig aus
dem Teil 22 des Gehäuses 4 ausgeformt
sind, stützen
das Sicherungsmittel 66 gegen ein Verbiegen nach unten.
Hierdurch wird auch bei einer starken Krafteinwirkung des Sicherungskopfs 68 auf
das Sperrelement 58 verhindert, dass der Sicherungskopf 68 aus
einer vor dem Sperrelement 58 gebildeten Ausnehmung 84 durch
ein Verbiegen des Sicherungsmittels 66 herausgezogen wird.
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Zur
Ermöglichung
einer Betätigung
des Schalterdrückers 16 von
einer Ausschaltposition in eine Einschaltposition muss erst das
Betätigungselement 14 mit
dem Sperrelement 58 in eine der beiden Endstellungen 60, 62 gebracht
werden. Dann kann das Sicherungsmittel 66 mit seinem Sicherungskopf 68 an
dem Sperrelement 58 vorbeigeführt und der Schalterdrücker 16 in
eine Einschaltposition gebracht werden.
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Befindet
sich das Betätigungselement 14 in einer
der beiden Endstellungen 60, 62 und der Schalterdrücker 16 in
Einschaltposition, so ist das Sicherungsmittel 66 in der
in 2 gestrichelten Position angeordnet. Wie in 4 dargestellt,
kommt bei einem Verdrehen des Betätigungselements 14 aus
einer der Endstellungen 60, 62 in Richtung einer
Zwischenstellung 64 eine der beiden seitlichen Sperrflächen 74 mit
einer von zwei Sicherungsflächen 76 des Sicherungskopfs 68 zur
Anlage. Ein weiteres Verdrehen des Betätigungselements 14 aus
den Endstellungen 60, 62 in Richtung einer Zwischen stellung 64 wird
blockiert. Ein Umschalten des Elektromotors 6 von einem
Rechtslauf in einen Linkslauf – oder
umgekehrt – ist
damit bei gedrücktem
Schalterdrücker 16 unmöglich. Befindet
sich das Betätigungselement 14 nicht
ganz in einer der Endstellungen 60, 62, so wird bei
Betätigen
des Schalterdrückers 16 das
Sperrelement 58 und mit ihm das Betätigungselement 14 durch
eine der seitlichen Schrägflächen 78 des
Sicherungskopfs 68 in die jeweilige Endstellung 60, 62 gedrückt.
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Das
Betätigungselement 14 ist
durch zwei stegförmige
Haltemittel 80 sowohl mit dem Sperrelement 58 als
auch mit dem Ringelement 52 des Schaltmittels 36 stabil
verbunden (siehe 2). Auch bei einem starken Drücken auf
das Betätigungselement 14 wird
ein Abknicken des Betätigungselements 14 durch
die beiden Haltemittel 80 verhindert. Die Haltemittel 80 sind
jeweils als länglicher
Steg ausgebildet, der senkrecht zur Papierebene in 2 ausgerichtet
ist und in 3 in einer perspektivischen
Darstellung gezeigt ist. Die Haltemittel 80 sind dünn ausgeführt und
greifen durch Lüftungsschlitze
des Gehäuses 4.
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Befindet
sich das Sperrelement 58 und mit ihm die ganze Baugruppe
aus Bürstenelement 24 und
Schaltmittel in Zwischenstellung 64, so wirken bei einer
Betätigung
des Schalterdrückers 16 Kräfte durch
das Sicherungsmittel 66 auf das Sperrelement 58 und
weiter auf die Baugruppe. Die Zwischenstellung 64 ist zugleich
die Montagestellung der Baugruppe am Gehäuseboden 86. Hier
sind Haltehaken 88 fluchtend mit Ausnehmungen im Gehäuseboden 86 ausgerichtet
und können
den Gehäuseboden nicht
hintergreifen. Um ein Abziehen der Baugruppe vom Gehäuseboden 86 zu
verhindern, sind die stegartigen Hal temittel 56 an das
Gehäuse 4 angeformt, die
die Kräfte
vom Sicherungsmittel 66 auf die Baugruppe direkt auf das
Gehäuse 4 übertragen
und die Baugruppe somit sicher am Gehäuseboden 86 halten.
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- 2
- Elektromaschine
- 4
- Gehäuse
- 6
- Elektromotor
- 8
- Drehrichtung
- 10
- Werkzeughalter
- 12
- Werkzeug
- 14
- Betätigungselement
- 16
- Schalterdrücker
- 18
- Teil
- 20
- Gehäuseöffnung
- 22
- Teil
- 24
- Bürstenelement
- 26
- Bürstenhalter
- 28
- Kohlebürste
- 30
- Federelement
- 32
- Schenkelfeder
- 34
- Axialrichtung
- 36
- Schaltmittel
- 38
- Zentriermittel
- 40
- Halteelement
- 42
- Abschrägung
- 44
- Haltering
- 46
- Mantelfläche
- 48
- Rastmittel
- 50
- Lüftungsschlitz
- 52
- Ringelement
- 56
- Haltemittel
- 58
- Sperrelement
- 60
- Linkslaufstellung
- 62
- Rechtslaufstellung
- 64
- Zwischenstellung
- 66
- Sicherungsmittel
- 68
- Sicherungskopf
- 70
- Sicherungsfläche
- 72
- Sperrfläche
- 74
- Sperrfläche
- 76
- Sicherungsfläche
- 78
- Schrägfläche
- 80
- Haltemittel
- 82
- Stützmittel
- 84
- Ausnehmung
- 86
- Gehäuseboden
- 88
- Haltehaken