DE102010025586B4

DE102010025586B4 - Elektrowerkzeug

Info

Publication number: DE102010025586B4
Application number: DE102010025586.6A
Authority: DE
Inventors: James Ching-Sik LAU
Original assignee: Johnson Electric International AG
Current assignee: Johnson Electric International AG
Priority date: 2009-07-01
Filing date: 2010-06-29
Publication date: 2021-04-15
Anticipated expiration: 2030-06-30
Also published as: CN101944794B; US8567521B2; US20110000696A1; US20140034348A1; DE102010025586A1; CN101944794A

Abstract

Elektrowerkzeug, umfassend:einen Mantel (10);einen Motor (30), der in dem Mantel installiert ist und ein Motorgehäuse (32) und einen Rotor mit einer Motorwelle aufweist;einen Getriebezug (50), der ein Getriebezug-Gehäuse (52) und einen Geschwindigkeitsreduziermechanismus aufweist, der in dem Getriebezug-Gehäuse installiert ist und mit der Motorwelle verbunden ist;wobei das Motorgehäuse (32) und das Getriebezug-Gehäuse (52) integral als ein gemeinsames Gehäuse (20) ausgebildet sind, das einen einstückigen monolithischen Aufbau hat und relativ zu dem Mantel (10) festgelegt ist, und wobei ein Gebläserad (60) an dem Rotor befestigt ist und an dem am Getriebezug gelegenen axialen Ende des Motors (30) angeordnet ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft Elektrowerkzeuge wie tragbare Bohrer und elektrische Schraubendreher und insbesondere eine Motor/Getriebezug-Anordnung für ein Elektrowerkzeug.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Aus der US 2004/0188119 A1 ist ein Elektrowerkzeug mit einem Mantel und einem austauschbaren Werkzeugverbinder bekannt. Der Werkzeugverbinder hat ebenfalls einen Mantel, in dem ein Getriebemotor mit einem Motor mit einem Motorgehäuse und je einem Getriebe an beiden Enden des Motors untergebracht ist. Der Motor und die Getriebe sind jeweils als einzelne Blöcke ohne weitere Einzelheiten illustriert.
Aus der US 2007/0034394 A1 ist eine Ausgestaltung eines Elektrowerkzeugs mit einem so kleinen Mantel bekannt, dass der Mantel in der Handfläche eines Benutzers gehalten werden kann, so dass die Finger in Einbuchtungen eingreifen. Bei einer Ausgestaltung sind innerhalb dieses Mantels ein Stator und ein Rotor eines Elektromotors und ein Planetenradgetriebe zur Geschwindigkeitsreduktion untergebracht.
Aus der EP 0 280 527 A2 ist ein modulares Elektrowerkzeug bekannt, bei dem in einen Mantel, der einen Griff bildet und eine Stromversorgung beherbergt, ein Anwendungsmodul eingesteckt werden kann, welches ebenfalls einen Mantel aufweist, aus dem an einem Ende eine Bitaufnahme zum Aufnehmen von Werkzeugbits und an dem anderen Ende ein Bohrerfutter zum Aufnehmen eines Bohrers drehbar herausragt. In dem Mantel des Anwendungsmoduls ist ein Elektromotor mit einem Motorgehäuse untergebracht, aus dem an einem Ende eine Antriebswelle für das Bohrerfutter herausragt und an dem an dem anderen Ende ein Getriebezug mit einem Getriebegehäuse befestigt ist, aus dem eine Antriebswelle für die Bitaufnahme herausragt.
Aus der EP 0 192 462 A2 sind ein Elektrowerkzeug und unterschiedliche Ausführungsformen von Elektromotoren hierfür bekannt. Bei einer Ausführungsform des Elektromotors ist dieser für hohe Umdrehungen ausgelegt und auf Lagern gelagert, die sich mit einer Sekundärwelle mitdrehen. An den Rotor des Elektromotors ist eine Primärwelle befestigt. Die Sekundärwelle und die Primärwelle sind über einen Getriebezug miteinander verbunden. Die Sekundärwelle ist über Lager an einem Gehäuse gelagert, das in unterschiedlichen miteinander verbundenen Gehäuseteilen den Motor und den Getriebezug beherbergt. Durch diese Anordnung soll keines der Lager mit hohen Drehzahlen belastet werden.
Ein Elektrowerkzeug der üblichen Art hat einen Getriebezug, der durch einen separaten Motor angetrieben wird. Der Getriebezug und der Motor sind unabhängig voneinander in einem Gehäuse des Elektrowerkzeugs angeordnet. Alternativ dazu können der Motor und der Getriebezug vor ihrem Einbau in den Mantel miteinander verbunden werden. Jedoch besteht zwangsläufig bei beiden Arten der Montage eine Exzentrizität zwischen dem Getriebezug und dem Motor.
Eine Exzentrizität zwischen dem Getriebezug und dem Motor bedeutet, dass die Motorwelle und der Getriebezug nicht korrekt aufeinander ausgerichtet sind, wodurch die Reibung der Verbindung erhöht und die Wärmebildung verstärkt wird. Diese höhere Reibung bedeutet, dass die Leistung des Elektrowerkzeugs geringer ist und für dieselbe Aufgabe mehr Energie benötigt wird. Dies ist speziell dann nicht wünschenswert, wenn das Elektrowerkzeug mit Batterien betrieben wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Somit besteht der Wunsch nach einem Elektrowerkzeug, bei dem die Exzentrizität zwischen dem Getriebezug und dem Motor minimiert oder eliminiert wird.
Dies wird bei vorliegender Erfindung erreicht durch die Verwendung eines gemeinsamen Gehäuses für die Unterbringung sowohl des Motors als auch des Getriebezugs.
Genauer schafft die Erfindung ein Elektrowerkzeug nach Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Elektrowerkzeug bereitgestellt, umfassend einen Mantel; einen in dem Mantel installierten Motor, wobei der Motor ein Motorgehäuse und einen Rotor mit einer Rotorwelle umfasst; einen Getriebezug mit einem Getriebezug-Gehäuse und einem Geschwindigkeitsreduziermechanismus, der in dem Gehäuse des Getriebezugs installiert und mit der Motorwelle verbunden ist; wobei das Motorgehäuse und das Getriebezug-Gehäuse integral als ein gemeinsames Gehäuse einstückig monolithisch ausgebildet und relativ zu dem Mantel festgelegt sind. Weiter ist ein Gebläserad an der Motorwelle an demjenigen der entgegengesetzten axialen Enden des Motors angeordnet, das nahe zu dem Getriebezug liegt.
Vorzugsweise erstreckt sich ein Paar von Stromzuführungen durch eine dem Getriebezug benachbartes Loch in dem Motorgehäuse, um den Motor mit Strom zu versorgen.
Vorzugsweise umfasst der Motor eine Bürstenkarte, die Bürsten für einen Gleitkontakt mit einem Kommutator des Motors trägt, wobei jede Stromzuführung ein erstes und ein zweites Ende aufweist und das erste Ende mit einer entsprechenden Bürste und das zweite Ende mit einem Schalter des Elektrowerkzeugs verbunden ist.
Vorzugsweise liegt die Bürstenkarte nahe dem Gebläserad zwischen dem Getriebezug und dem Gebläserad.
Vorzugsweise ist das Gebläserad in dem Motorgehäuse angeordnet und auf zumindest eine Öffnung in dem Motorgehäuse ausgerichtet, um Luft aus dem Motorgehäuse zu blasen, wobei die Öffnung die Bürstenkarte, den Kommutator und das Gebläserad freilegt.
Vorzugsweise ist der Motor ein Bürstenmotor, wobei Permanentmagnete an einer Innenfläche des Motorgehäuses angebracht sind.
Vorzugsweise ist der Motor ein bürstenloser Motor, der eine Schaltplatine hat, auf der Steuerschaltkreise für den Motor montiert sind, wobei jede Stromzuführung ein erstes und eine zweites Ende hat und das erste Ende mit dem Steuerschaltkreis und das zweite Ende mit einem Schalter des Elektrowerkzeugs verbunden ist.
Vorzugsweise ist an dem Rotor ein Gebläserad befestigt, und die Schaltplatine liegt nahe dem Gebläserad zwischen dem Getriebezug und dem Gebläserad.
Vorzugsweise ist das Gebläserad in dem Motorgehäuse angeordnet und auf zumindest eine Öffnung in dem Motorgehäuse ausgerichtet, um Luft aus dem Motorgehäuse zu blasen, wobei die Öffnung die Schaltplatine und das Gebläserad freilegt.
Figurenliste
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nunmehr anhand eines Beispiels beschrieben, wobei auf die Figuren der anliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird. Identische Strukturen, Elemente oder Teile, die in mehr als einer Figur erscheinen, sind in sämtlichen Figuren, in denen sie enthalten sind, mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet. Die Dimensionen von Bauteilen und Merkmalen, die in den Figuren dargestellt sind, sind im Hinblick auf eine übersichtliche Darstellung gewählt und sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu. Die Figuren sind im Folgenden aufgelistet.

1 zeigt ein Elektrowerkzeug gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei ein Teil eines Mantels und ein Schalter des Elektrowerkzeugs entfernt wurden;
2 ist eine Ansicht ähnlich wie 1, wobei der in dem Mantel montierte Schalter und ein Teil des Gehäuses des Getriebezugs und des Motors aufgeschnitten sind;
3 ist eine Ansicht ähnlich wie 1, wobei jedoch der gesamte Mantel und der Schalter entfernt wurden und das Gehäuse zum Teil aufgeschnitten ist; und
4 ist eine Ansicht des Gehäuses.

DETAILBESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die 1 bis 3 zeigen ein Elektrowerkzeug gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, wobei zur Darstellung der Konstruktion verschiedene Teile weggelassen wurden oder aufgeschnitten sind. Das Elektrowerkzeug hat einen Mantel 10, einen Motor 30 und einen Getriebezug 50, die in dem Mantel 10 angeordnet sind. Es sind auch ein Spannfutter 16 und ein Drehmomentreduziermechanismus 18 gezeigt. Der Motor 30 umfasst ein Motorgehäuse 32, das Teil eines Stators des Motors ist, und einen Rotor mit einer Welle. Der Getriebezug 50 umfasst ein Getriebezug-Gehäuse 52, in dem durch den Motor angetriebene Getrieberäder angeordnet sind. Das Motorgehäuse 32 und das Getriebezug-Gehäuse 52 sind integral als eine Einzelkonstruktion ausgebildet, die im Folgenden als Gehäuse oder gemeinsames Gehäuse 20 bezeichnet wird. In dieser Ausführungsform hat das Gehäuse 20 eine zylindrische Form oder ist rohrförmig. Das Getriebezug-Gehäuse 52 hat einen Befestigungssockel 54, der an einem Rahmen 12 befestigt ist, der an dem Mantel 10 festgelegt ist.
In 3 ist das Gehäuse 20 zum Teil geschnitten dargestellt, um die Motor- und Getriebezug-Baugruppe zu zeigen. In dieser Ausführungsform ist der Motor 30 ein Bürstenmotor und umfasst eine Bürstenkarte 40, an der Bürsten 42 montiert sind. Die Bürsten 42 befinden sich in Gleitkontakt mit einem Kommutator 34, der Teil des Rotors des Motors 30 ist. Permanentmagnete 36 sind an der Innenfläche des Gehäuses 32 angebracht. Ein Paar von Stromzuführungen 44, das mit den Bürsten 42 verbunden ist, erstreckt sich durch ein Loch 45 (4) in dem Motorgehäuse 32 für die Verbindung mit dem Schalter 14 (2) des Elektrowerkzeugs.
Ein Gebläserad 60 ist an dem Rotor des Motors 30 montiert und befindet sich in dem Motorgehäuse 32. Die Bürstenkarte 40 liegt zwischen dem Getriebezug 50 und dem Gebläserad 60. Das Motorgehäuse 32 definiert ein Paar von Öffnungen 33 auf einander gegenüberliegenden Seiten eines an den Getriebezug 50 angrenzenden Bereichs. Durch die Öffnungen 33 sind die Bürsten 42, der Kommutator 34 und der Gebläserad 60 freigelegt. Der durch das Gebläserad 60 erzeugte Luftstrom strömt durch die Öffnung 33 zu einem in dem Mantel 10 gebildeten Luftkanal.
Der Getriebezug 50 umfasst einen Geschwindigkeitsreduziermechanismus, der in dem Getriebezug-Gehäuse 52 installiert ist und durch die Welle des Motors 30 angetrieben wird. Der Getriebezug entspricht optional dem Planetengetriebetyp.
Gemäß einer Alternative kann der Motor 30 ein bürstenloser Motor sein. Die Bürstenkarte 40 kann eine Schaltplatine mit darauf montierten Steuerschaltkreisen sein. Die Stromzuführungen 44 sind mit der Schaltplatine 40 und mit dem Schalter 14 verbunden, um Strom zu der Schaltplatine 40 zu leiten.
Bei vorliegender Erfindung sind das Motorgehäuse 32 und das Getriebezug-Gehäuse 52 integral ausgebildet, wodurch Konzentrizitätsfehler vermieden werden, die vorhanden sind, wenn zwei separate Gehäuse unabhängig voneinander montiert werden. Dadurch, dass die Bürstenkarte/Schaltplatine 40 zwischen dem Motor 30 und dem Getriebezug 50 liegen, erstrecken sich die Stromzuführungen 44 ferner von der Bürstenkarte/Schaltplatine 40 und sind nach ihrem Durchtritt durch das Loch 45 in dem Mantel 10 an den Schalter 14 angeschlossen. Verglichen mit üblichen Elektrowerkzeugen, bei denen sich die Bürstenkarte/Schaltplatine 40 an dem von dem Getriebe entfernten Ende des Motors befinden, sind die Stromzuführungen 44 gemäß vorliegender Erfindung relativ kurz, da der Schalter 14 in der Nähe der Bürstenkarte/Schaltplatine 40 liegt. Das bedeutet, dass der Widerstand der Stromzuführungen reduziert wird und der Motor über eine höhere Leistung verfügen kann und die durch die Stromzuführungen erzeugte Wärme verringert wird. Dies ist besonders bei batteriebetriebenen Elektrowerkzeugen wünschenswert.
Während das gemeinsame Gehäuse 20 aus einem Kunststoffmaterial bestehen kann, wird die Herstellung des Gehäuses aus einem einteiligen Stahlblech bevorzugt, das zur Bildung eines Hohlrohres gerollt und an den Seitenkanten zusammengefügt wird. Endplatten oder Lagerhalterungen 22, 23 sind zum Halten des Rotors über Lager an dem Gehäuse 20 befestigt. Die äußere Lagerhalterung 22 verschließt das Motorende des gemeinsamen Gehäuses und hat Lüftungsöffnungen für den Durchlass von Luft, die zur Kühlung des Motors von dem Gebläserad 60 angesaugt wird. Die äußere Lagerhalterung 22 ist durch Krimpen an dem Gehäuse 20 befestigt. Die Bürstenkarte ist an der inneren Lagerhalterung 23 befestigt, die an dem Gehäuse 20 durch Fahnen festgelegt ist, die in Ausnehmungen in den Kanten der Öffnungen 33 gedrückt sind. Ein Zahnkranz 56 des Getriebezugs ist in das Getriebezugende des gemeinsamen Gehäuses 20 gepresst oder anderweitig daran befestigt und verschließt das Getriebezugende des gemeinsamen Gehäuses 20.
Optional könnte das Gehäuse 20 aus zwei Elektrostahlblechen gebildet sein, die zu Halbrohren gerollt und entlang der Seitenkanten miteinander verbunden sind, um das gemeinsame Gehäuse in einer zweischaligen Art zu bilden. Dies erleichtert die Montage von Teilen in dem Gehäuse und vermeidet das Krimpen, indem Fahnen der Lagerhalterungen in Schlitze in dem Gehäuse eingesetzt werden. Die Fahnen und die Schlitze könnten auch zur Festlegung des Zahnkranzes 56 an dem Gehäuse 20 verwendet werden.
Zwischen der inneren Lagerhalterung 23 und den Getrieberädern ist eine Öldichtung vorgesehen, die eine Verschmutzung des Motors und speziell der Bürstenkarte und des Kommutators durch Öl und Fett aus dem Getriebezug verhindert.
Verben wie „umfassen“, „aufweisen“, „enthalten“ und „haben“ sowie deren Abwandlungen in der Beschreibung und in den Ansprüchen sind in einem einschließenden Sinne zu verstehen. Sie geben an, dass das genannte Element vorhanden ist, schließen jedoch nicht aus, dass noch weitere Elemente vorhanden sind.
Wenngleich die Erfindung anhand einer oder mehrerer bevorzugter Ausführungsformen beschrieben wurde, wird der Fachmann erkennen, dass verschiedene Modifikationen möglich sind, weshalb der Schutzrahmen der Erfindung durch die anliegenden Ansprüche angegeben ist.

Claims

Elektrowerkzeug, umfassend: einen Mantel (10); einen Motor (30), der in dem Mantel installiert ist und ein Motorgehäuse (32) und einen Rotor mit einer Motorwelle aufweist; einen Getriebezug (50), der ein Getriebezug-Gehäuse (52) und einen Geschwindigkeitsreduziermechanismus aufweist, der in dem Getriebezug-Gehäuse installiert ist und mit der Motorwelle verbunden ist; wobei das Motorgehäuse (32) und das Getriebezug-Gehäuse (52) integral als ein gemeinsames Gehäuse (20) ausgebildet sind, das einen einstückigen monolithischen Aufbau hat und relativ zu dem Mantel (10) festgelegt ist, und wobei ein Gebläserad (60) an dem Rotor befestigt ist und an dem am Getriebezug gelegenen axialen Ende des Motors (30) angeordnet ist.
Elektrowerkzeug nach Anspruch 1, wobei ein Paar von Stromzuführungen (44) sich durch ein an den Getriebezug (50) angrenzendes Loch (45) in dem Motorgehäuse (32) erstreckt und für die Zuführung von Strom zu dem Motor (30) angeordnet ist.
Elektrowerkzeug nach Anspruch 2, wobei der Motor (30) eine Bürstenkarte (40) aufweist, die Bürsten (42) für einen Gleitkontakt mit einem Kommutator (34) des Motors (30) trägt, wobei jede Stromzuführung (44) ein erstes und ein zweites Ende hat und das erste Ende mit einer entsprechenden Bürste (42) und das zweite Ende mit einem Schalter (14) des Elektrowerkzeugs verbunden ist.
Elektrowerkzeug nach Anspruch 3, wobei die Bürstenkarte (40) nah am Gebläserad (60) liegt und zwischen dem Getriebezug (50) und dem Gebläserad (60) angeordnet ist.
Elektrowerkzeug nach Anspruch 4, wobei das Gebläserad (60) in dem Motorgehäuse (32) angeordnet und auf zumindest eine Öffnung (33) in dem Motorgehäuse (32) ausgerichtet ist, um Luft aus dem Motorgehäuse zu blasen, wobei die Öffnung (33) die Bürsten, den Kommutator (34) und das Gebläserad (60) freilegt.
Elektrowerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Motor (30) ein Bürstenmotor ist und wobei Permanentmagnete (36) an einer Innenfläche des Motorgehäuses (32) angebracht sind.
Elektrowerkzeug nach Anspruch 2, wobei der Motor (30) ein bürstenloser Motor ist, der eine Schaltplatine (40) mit darauf montierten Steuerschaltkreisen aufweist, wobei jede Stromzuführung (44) ein erstes und ein zweites Ende hat und das erste Ende mit dem Steuerschaltkreis und das zweite Ende mit einem Schalter (14) des Elektrowerkzeugs verbunden ist.
Elektrowerkzeug nach Anspruch 7, wobei die Schaltplatine (40) nah am Gebläserad (60) liegt und zwischen dem Getriebezug (50) und dem Gebläserad (60) angeordnet ist.
Elektrowerkzeug nach Anspruch 8, wobei das Gebläserad (60) in dem Motorgehäuse (32) angeordnet und auf mindestens eine Öffnung (33) in dem Motorgehäuse (32) ausgerichtet ist, um Luft aus dem Motorgehäuse (32) zu blasen, wobei die Öffnung (33) die Schaltplatine (40) und das Gebläserad (60) freilegt.