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Stand der Technik
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Die
Erfindung geht aus von einer Elektrohandwerkzeugmaschine mit einer
drehbaren Bürstenplatte
und Baugruppen für
eine Elektrohandwerkzeugmaschine mit einer drehbaren Bürstenplatte nach
den Oberbegriffen der unabhängigen
Ansprüche.
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In
Elektrohandwerkzeugmaschinen werden üblicherweise Universalmotoren
eingesetzt, um ein drehend und/oder schlagend antreibbares Einsatzwerkzeug
anzutreiben. Als elektrischer Abgriff am Kommutator des Universalmotors
kommen so genannte Bürstenplatten
zum Einsatz, die Kohlebürsten haltern,
welche mit dem Kommutator elektrisch in Kontakt sind. Zur Umschaltung
der Motordrehrichtung werden drehbare Bürstenplatten eingesetzt. Beim
Verdrehen der Bürstenplatte
wird sowohl die Motorbestromung umgepolt als auch die Drehlage der
Kohlebürsten
zu den Feldwicklungen geändert, so
dass für
beide Drehrichtungen eine ausreichende Kommutierung erreicht werden
kann.
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Offenbarung der Erfindung
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Die
Erfindung geht aus von einer Elektrohandwerkzeugmaschine mit einer
Elektromaschine, mit einem die Elektromaschine aufnehmenden Motorgehäuse und
einer drehbaren Bürstenplatte
zur Umschaltung einer Elektromaschinen-Drehrichtung.
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Es
wird vorgeschlagen, dass die Bürstenplatte
in ihrem Querschnitt von einer schwenkbaren Abdeckung abgedeckt
ist. Mit besonderem Vorteil kann die Abdeckung verliersicher am
Gehäuse
der Elektrohandwerkzeugmaschine gehalten sein. Die Abdeckung kann
mit einfachen und leicht lösbaren Mittel
geschlossen sein, etwa mit einer Befestigungsschraube und/oder einer
Verrastung oder dergleichen. Es kann günstigerweise vorgesehen sein,
dass diese Mittel verliersicher mit der Bürstenplatte verbunden sind.
Die Anordnung ist robust gegenüber Stoß, Staub
und Vibrationsbelastungen und leicht und sicher bedienbar. Ferner
kann bei knappen Bauraum eine Verbesserung der Bedienbarkeit der
Elektrohandwerkzeugmaschine erreicht werden.
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Eine
besonders einfache Handhabung der Abdeckung ist möglich, wenn
die Abdeckung senkrecht zu ihrer Drehachse schwenkbar angebracht
ist. Die Abdeckung kann einfach weggeklappt werden und damit einen
freien Zugang zur Bürstenplatte
ermöglichen.
Durch die leichte Zugänglichkeit
der Bürstenplatte
ist die Servicefreundlichkeit der Elektrowerkzeugmaschine verbessert.
Ein Wechsel von Kohlebürsten
der Bürstenplatte
lässt sich
leicht und schnell durchführen.
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Die
kompakte und robuste Bauweise wird verbessert, wenn in die Abdeckung
ein Verdreh-Betätigungselement
zum Drehen der Bürstenplatte
integriert sein kann. Dadurch ist eine kostengünstige und toleranzunempfindliche
Anordnung von Abdeckung, Bürstenplatte
und Verdreh-Betätigungselement
möglich.
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Kann
das Verdreh-Betätigungselement
mit wenigstens einem Mitnahmeelement in die Bürstenplatte eingreifen, das
eine verdrehsichere Verbindung zwischen Betätigungselement und Bürstenplatte
ermöglicht,
kann die Toleranzunempfindlichkeit und die Bedienfreundlichkeit
weiter verbessert werden. Ein Verdrehen der Bürstenplatte, d. h. ein Umschalten
der Drehrichtung der Elektrohandwerkzeugmaschine, wird deutlich
vereinfacht.
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Vorteilhaft
kann die Bürstenplatte
auf einem Lagerdom des Motorgehäuses
gelagert sein. Dies erlaubt eine kompakte Bauweise der Elektromaschine, die
vorzugsweise als Universalmotor ausgebildet sein kann.
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Kann
die Bürstenplatte
bistabil in jeweils einer von zwei Endlagen gehalten sein, kann
ein definierter Endpunkt zur Umschaltung erreicht werden. In einer
Neutralposition zwischen den Endlagen kann die Bürstenplatte auf einfache Weise
von ihrem Lager, etwa dem Lagerdom des Motorgehäuses, abgenommen werden. In
den Endlagen können
beispielsweise Niederhalter vorgesehen sein, die bei der Verdrehbewegung
der Bürstenplatte
von dieser unterfahren werden und die Bürstenplatte in der Endlage axial
und gegebenenfalls auch radial sichern.
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Ein
der Bürstenplatte
zugeordnetes erstes Kontaktelement zur elektrischen Kontaktierung
eines der Elektromaschine zugeordneten zweiten Kontaktelements und
das der Elektromaschine zugeordnete erste Kontaktelement können günstigerweise
so ausgestaltet sein, dass bei Verdrehen der Büstenplatte ein elektrischer
Kontakt erst nahe der jeweiligen Endlage erfolgen kann. Vorzugsweise
wird der elektrische Kontakt frühestens
auf den letzten 20%, vorzugsweise frühestens auf den letzten 10%
des Verdrehbereichs hergestellt. Dadurch ist besonders vorteilhaft
eine günstige
Kommutierung der Elektromaschine möglich. Die Standzeit der Kohlebürsten kann verbessert
und ein Einhalten von Funkentstörgrenzwerten
ist damit ohne besonderen Zusatzaufwand möglich.
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Eine
kostengünstige
Ausgestaltung wird erreicht, wenn eine vormontierte Bürstenabdeckung-Baugruppe
und/oder eine vormontierte Bürstenplatte-Baugruppe
und/oder eine vormontierte Motorgehäuse-Baugruppe vorgesehen werden
kann. Beim Zusammenbau der Elektrohandwerkzeugmaschine ist diese
Ausgestaltung kompakt, kostengünstig
und toleranzunempfindlich. Während
der Hauptmontagezeit der Elektrohandwerkzeugmaschine entfallen günstigerweise
die sonst notwendigen Arbeitsschritte und Lagerhaltungsstellen.
Damit kann die Durchsatzzeit verringert und die Herstellkosten und Montagekosten
gesenkt werden.
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Besonders
günstig
kann die vorgeschlagene Elektrohandwerkzeugmaschine als Schlagbohrmaschine
oder als Bohrhammer, insbesondere für höhere Leistungen, ausgebildet
sein
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Es
wird weiterhin eine Bürstenabdeckung-Baugruppe
für eine
Elektrohandwerkzeugmaschine mit einer Elektromaschine mit einer
drehbaren Bürstenplatte
vorgeschlagen, bei der eine Abdeckung mit einem ersten Verdreh-Betätigungselement zur
Verdrehung einer Bürstenplatte
und einem zweiten Betätigungselement
zur Betätigung
des ersten Verdreh-Betätigungselement
vormontiert zusammengefasst ist.
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Es
wird ferner eine Bürstenplatte-Baugruppe für eine Elektrohandwerkzeugmaschine
mit einer Elektromaschine mit einer drehbaren Bürstenplatte vorgeschlagen,
bei der die Bürstenplatte
mit einem oder mehreren zur Aufnahme von Kohlebürsten vorgesehenen Haltern,
zur Beaufschlagung der Kohlebürsten
mit Andruckskraft vorgesehenen Federelementen, Kontaktelementen
zur elektrischen Kontaktierung von baugruppenexternen Kontaktelementen einer
Elektromaschine vormontiert zusammengefasst ist.
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Ferner
wird eine Motorgehäuse-Baugruppe für eine Elektrohandwerkzeugmaschine
mit einer in einem Motorgehäuse
aufnehmbaren Elektromaschine mit einer drehbaren Bürstenplatte
vorgeschlagen, bei der das Motorgehäuse mit wenigstens einem Kontaktelement
zur Kontaktierung eines baugruppenexternen Kontaktelements, wenigstens
einem Statorteil der Elektromaschine und wenigstens einem Steckelement
zur elektrischen Kontaktierung vormontiert zusammengefasst ist.
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Durch
das Bereitstellen vormontierter Baugruppen kann die Hauptmontage
der Elektrohandwerkzeugmaschine vereinfacht und verbilligt werden. Im
Reparaturfall kann einfach die jeweilige Baugruppe, etwa die Bürstenplatte-Baugruppe,
ohne großen Zeitaufwand
oder Kostenaufwand ausgetauscht werden.
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Die
Erfindung ist besonders für
Elektrohandwerkzeugmaschinen in L-Bauform geeignet. Denkbar grundsätzlich kann
die Erfindung auch für
Maschinen mit anderen Bauformen verwendet werden, bei denen eine
drehbare Bürstenplatte
eingesetzt wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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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. Der Fachmann wird die in der Zeichnung,
der Beschreibung und den Ansprüchen
in Kombination offenbarten Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten
und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Es
zeigen
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1 eine
bevorzugte Elektrohandwerkzeugmaschine in Form eines Bohrhammers;
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2 ein
Detail der Elektrohandwerkzeugmaschine aus 1 mit aufgeklappter
Abdeckung;
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3 eine
Draufsicht auf einen Lagerflansch mit aufgesetzter Bürstenlatte
der Elektrohandwerkzeugmaschine aus 1;
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4 Komponenten
der bevorzugten Elektrohandwerkzeugmaschine aus 1 in
Explosionsdarstellung.
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Ausführungsform der Erfindung
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In
den Figuren sind gleiche oder gleichartige Elemente mit gleichen
Bezugszeichen beziffert.
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Die 1 zeigt
zur Erläuterung
der Erfindung eine bevorzugte Elektrohandwerkzeugmaschine 10,
die beispielhaft als Bohrhammer mit einer L-Bauform ausgebildet ist. Die Elektrohandwerkzeugmaschine 10 kann
von einem Anwender an einem ersten Handgriff 14 und an
einem zweiten Handgriff 20 gehalten werden. Am zweiten
Handgriff 20 ist eine Schaltklinke 22 angeordnet,
mit der die Bestromung einer in der Gehäuseschale 18 angeordneten, als
Motor arbeitenden Elektromaschine (nicht erkennbar) freigegeben
werden und ein Einsatzwerkzeug 12, das in Längsrichtung
der Elektrohandwerkzeugmaschine 10 angeordnet ist, in einen
drehenden und/oder schlagenden Betrieb versetzt werden kann. Die
Handgriffe 14 und 20 stehen quer von der Längsrichtung
ab. Zwischen den beiden Handgriffen 14, 20 ist
in einem in einer Querrichtung 56 von der Längsrichtung
abstehenden Geräteschenkel 16 die
nicht erkennbare Elektromaschine untergebracht, die sich in der
Querrichtung 56 des Geräteschenkels 16 erstreckt.
Am Boden 26 des Geräteschenkels 16 ist eine
Abdeckung 30 angeordnet, welche mit einer in einer Ausnehmung 34 angeordneten
Schraube 32 am Geräteschenkel 16 befestigt
ist.
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Diametral
gegenüberliegend
zur Schraube 32 ist ein Betätigungselement 36 in
einer Öffnung 38 zu
erkennen. Die Öffnung 38 erlaubt
ein Verschwenken des Betätigungselements 36 aus
der Bildebene heraus.
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Eine
Detailansicht des Bodenbereichs des Geräteschenkels 16 ist
in 2 dargestellt, in der die in 1 abgebildete
Abdeckung 30 geöffnet
ist und den Blick auf einen Kommutator 62 der in dem Gehäuseschenkel 16 angeordneten
Elektromaschine 58 freigibt, deren Polschuhe 64 zu
erkennen sind. Ein zur Schraube 32 korrespondierendes gehäuseseitiges
Gewinde 28 ist neben einer auf einem Lagerdom 66 eines
Motorgehäuses 60 gelagerte
Bürstenplatte 100 zu
erkennen. Senkrecht zu einer parallel zur Querrichtung 55 verlaufenden
Motordrehachse der Elektromaschine 58 ist beidseits des
Kommutators 62 jeweils ein Köcher 102 der Bürstenplatte 100 zu erkennen,
in denen Kohlebürsten
(nicht erkennbar) gehalten sind, welche im eingeschalteten Zustand der
Elektrohandwerkzeugmaschine den elektrischen Strom auf den Kommutator 62 übertragen.
Die Motordrehachse entspricht auch der Drehachse 56 der Bürstenplatte 100.
Je nach Stellung der Bürstenplatte 100 dreht
die Elektromaschine nach rechts oder nach links. Die Lagerung der
drehbaren Bürstenplatte 100 mit
radialer Kontaktierung direkt auf dem Lagerdom 66 ermöglicht einen
exakten Lauf der Kohlebürsten
auf dem Kommutator 62 und andererseits eine gleichbleibend
gute Kontaktierung zwischen den elektrischen Kontakten (Kontaktelement 68 und
Kontaktelement 120 in 4).
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Die
vom Boden 26 des Gehäuseschenkels 16 weg
geklappte Abdeckung 30 ist um einen als Drehzapfen wirkenden
Lagerdom 24 der Gehäuseschale 18 schwenkbar.
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Die
Bürstenplatte 100 ist
in ihrem gesamten Querschnitt von der senkrecht zu ihrer Drehachse 56 schwenkbaren
Abdeckung 30 abgedeckt. Die Schraube 32 ist in
die Öffnung 34 verliersicher
eingesetzt, etwa eingeclipst.
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In
die Abdeckung 30 ist ein korbförmiges Verdreh-Betätigungselement 50 zum
Drehen der Bürstenplatte 100 integriert,
das mit seinem Korbteil 54 in eine Vertiefung 40 der
Abdeckung 30 eingesetzt ist. Mit einer seitlich quer abstehenden
Nase 52 ragt das Verdreh-Betätigungselement 50 verliersicher
in einen das als Drücker
ausgebildete Betätigungselement 36.
Die Nase 52 des Verdreh-Betätigungselements 50 wird
beim Einsetzen in das Verdreh-Betätigungselement 50 in
einen Schlitz 42 der Abdeckung 30 eingeführt und
mit dem Betätigungselement 36 verclipst.
Als Mitnahmenasen ausgebildete Mitnahmeelemente 46 des
Verdreh-Betätigungselements 50 sind
dazu vorgesehen, in entsprechende, nicht erkennbare Ausnehmungen
in der Bürstenplatte 100 einzugreifen.
Die Mitnahmeelemente 46 sind so angeordnet, dass sich die
Abdeckung 30 nur dann wieder schließen lässt, wenn die Drehstellung
der Bürstenplatte 100 und
dem als Drücker
ausgebildeten Betätigungselement 36 übereinstimmen
und damit eine verdrehsichere Verbindung zwischen der mit dem Betätigungselement
starr verbundenen Verdreh-Betätigungselement 50 und
Bürstenplatte 100 ermöglicht.
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Ein
Verdrehen der Bürstenplatte 100 erfolgt in
der Weise, dass bei geschlossener Abdeckung 30 das als
Drücker
ausgebildete Betätigungselement 36 in
der Öffnung 38 des
Geräteschenkels 16 von
einer Endposition in eine entgegengesetzte Endposition geschwenkt
wird. Die jeweilige Endposition entspricht einer definierten Stromrichtung
und damit Drehrichtung der Elektromaschine 58.
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Vorteilhaft
bildet die Abdeckung 30 eine Vormontage-Baugruppe (Bürstenabdeckung-Baugruppe), die bei
der Hauptmontage der Elektrowerkzeugmaschine bereits vorkonfektioniert
eingesetzt werden kann.
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Durch
Lösen der
Schraube 32 und Wegklappen der Abdeckung 30 ist
die Bürstenplatte 100 frei zugänglich und
kann beispielsweise zu Servicezwecken aus dem Geräteschenkel 16 ausgebaut
werden. Details der Bürstenplatte 100 sind
der 3 zu entnehmen, welche eine Draufsicht auf einen
Lagerflansch 72 mit der auf dem Lagerdom 62 gelagerten Bürstenplatte 100 zeigt.
Die Draufsicht lässt
die kompakte Bauweise der Bürstenplatte 100 erkennen.
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Zwei
diametral angeordnete Köcher 102 halten
je eine Kohlebürste 104,
die an den Kommutator 62 der Elektromaschine 58 mittels
Schenkeln 114 von als Spiralfedern ausgebildeten Federelementen 106 angedrückt sind.
Die Köcher 102 werden
zusammen mit radial wirkenden als Kontaktfedern ausgebildeten Federelementen 118, 120 auf
der Bürstenplatte 100 verstemmt.
Die Federelemente 118, 120 sind symmetrisch um
jeden Köcher 102 angeordnet
und befinden sich im radialen Kontakt mit jeweils einem von zwei
diametral gegenüberliegenden
Kontaktblechen 68, welche wiederum elektrisch mit dem Polschuh 64 (2)
verbunden sind. Der Polschuh 64 wird hier synonym mit dem
Stator der elektrischen Maschine verwendet. Je nach Stellung der
Bürstenplatte 100 wird
das eine oder das andere Kontaktblech 68 von den Federn 118, 120 kontaktiert.
Von dem Kontaktblech 68 ist in Draufsicht nur ein Schenkel 68a zu
erkennen.
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Die
Bürstenplatte 100 ist
in einer ersten Endlage 108. wird die Bürstenplatte 100 zur
anderen Endlage 110 geschwenkt, ändert sich die Drehrichtung
der Elektromaschine. Zwischen den Endlagen 108 und 110 ist
ein Freiraum 112 vorgesehen, der ein Schwenken der Bürstenplatte 100 erlaubt.
Der konkrete Winkel des Schwenkbereichs 114 hängt von den
aktuell verwendeten Wicklungsanordnungen der jeweiligen Elektromaschine 58 ab.
In einer Neutralposition zwischen den Endlagen 108, 110 kann
die Bürstenplatte 100 einfach
vom Lagerdom 66 abgezogen werden.
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Das
der Bürstenplatte 100 zugeordnetes Kontaktelement 120 ist
zur elektrischen Kontaktierung des der Elektromaschine 58 zugeordneten,
in 3 weitgehend verdeckten Kontaktelements 70 (4)
vorgesehen. Beide sind so ausgestaltet, dass bei Verdrehen der Büstenplatte 100 ein
elektrischer Kontakt erst nahe der jeweiligen Endlage 108, 110 erfolgen
kann. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die Bürstenplatte 100 nur
in ihren definierten Endlagen 108, 110 betrieben
werden kann, was zu einer hochwertigen Kommutierung beiträgt.
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Um
die Beweglichkeit der Bürstenplatte 100 bei
Einsatzbedingungen, etwa hoher Staubbelastung, zu erhalten, ist
diese sowohl radial wie auch axial nur auf schmalen Leisten geführt. Mittels
zweier diametral gegenüberliegenden
Schenkelfedern 122 wird die Bürstenplatte bistabil in ihren
jeweiligen Endlagen 108, 110 gehalten. Axial ist
die Bürstenplatte durch
jeweils vier sich paarweise diametral gegenüberliegende, im Motorgehäuse 60 integrierte
Niederhalter 124 fixiert. In den Endlagen 108, 110 fährt ein Teil
der Bürstenplatte 100 unter
den jeweiligen Niederhalter 124, während in der Neutralposition
zwischen den Endlagen 108, 110 keine axiale Fixierung erfolgt.
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4 zeigt
zur Deutlichmachung der Anordnung eine Explosionsdarstellung der
in den 1 bis 3 beschriebenen Komponenten.
Dabei sind die Abdeckung 30, die Bürstenplatte 100 und
das Motorgehäuse 60 vorzugsweise
Bestandteile von vormontierten Baugruppen 130, 140, 150.
Vorteilhaft ist, bei der Hauptmontage der Elektrohandwerkzeugmaschine
diese Baugruppen 130, 140, 150 zu verwenden.
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Die
bevorzugte Bürstenabdeckung-Baugruppe 130 umfasst
vorzugsweise die Abdeckung 30 mit dem Betätigungselement 36,
der Schraube 32 und dem Verdreh-Betätigungselement 50,
die unverlierbar miteinander verbunden sind.
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Die
bevorzugte Bürstenplatte-Baugruppe 140 umfasst
vorzugsweise die Bürstenplatte 100 mit einem
oder mehreren zur Aufnahme von Kohlebürsten vorgesehenen Köcher 102,
zur Beaufschlagung der Kohlebürsten 104 mit
Andruckskraft vorgesehene Federelementen 106 und Kontaktelemente 120 (3)
zur elektrischen Kontaktierung von baugruppenexternen Kontaktelementen 68 der
Elektromaschine.
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Die
bevorzugte Motorgehäuse-Baugruppe 150 umfasst
vorzugsweise das in die Gehäuseschale 18 einzusetzende
Motorgehäuse 60 mit
wenigstens einem Kontaktelement 68 zur elektrischen Kontaktierung
eines baugruppenexternen Kontaktelements 120 (3),
wenigstens einem Polschuh 64, und wenigstens einem Steckelement 70 zur
Kontaktierung von Stromanschlüssen 80.
Der Schenkel 68a des Kontaktelements 68 ragt im
montierten Zustand in die Bürstenplatte 100 (3)
Der Polschuh 64, die beiden als Kontaktbleche ausgebildeten
Kontaktelemente 68 und zwei Steckbleche 70 können zeitsparend
und kostensparend in einem Arbeitsschritt in das Motorgehäuse 60 eingepresst
werden. Die Kontaktbleche 68 und die Steckbleche 70 weisen
kleine Widerhaken auf, mit denen sie sich in den Kunststoff des
Motorgehäuses 60 festkrallen
können.
Die Steckbleche 70 sind bügelförmig ausgebildet, wobei sich
Steckfahnen nach einer Seite des Bügels weg erstrecken. Die Steckfahnen
ragen im montierten Zustand seitlich aus dem Motorgehäuse 60 heraus,
so dass vor dem Einlegen des Motortopfs der Elektromaschine 58 in
die Gehäuseschale 18 (3)
die beiden Stromanschlussleitungen 80 aufgesteckt werden
können.