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Die Erfindung bezieht sich auf eine Bandschleifmaschine mit einem elektrischen Antriebsmotor zum Antreiben eines Schleifbandes nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Stand der Technik
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Eine handgeführte Bandschleifmaschine ist aus der
DE 10 2010 040 140 A1 bekannt. Die Bandschleifmaschine weist einen elektrischen Antriebsmotor zum Antreiben eines über zwei Laufrollen geführten Schleifbandes auf. Der Antriebsmotor befindet sich in einem Gehäuse oberhalb des Schleifbandes und ist mit einer der Laufrollen, um die das Schleifband gelegt ist, antriebsverbunden. Die Kopplung zwischen der Motorwelle und der Laufrolle erfolgt üblicherweise über ein Getriebe, das als ein Kegelradgetriebe ausgebildet ist, welches mit einem Riemengetriebe gekoppelt ist. Diese Ausführung ermöglicht es, den elektrischen Antriebsmotor, der in der Regel als Universalmotor ausgeführt ist und eine verhältnismäßig große Länge aufweist, längs im Gehäuse oberhalb des Schleifbandes anzuordnen, so dass die Motorlängsachse parallel zur Laufrichtung des Schleifbandes ausgerichtet ist.
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Der Antriebsmotor und das Getriebe erfordern einen verhältnismäßig großen Einbauraum. Nachteilig ist des Weiteren, dass der Wirkungsgrad insbesondere auf Grund von Reibungsverlusten relativ gering ist. Außerdem ist das Geräuschniveau auf Grund der verhältnismäßig großen Anzahl bewegter Bauteile verhältnismäßig hoch.
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Offenbarung der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, mit einfachen konstruktiven Maßnahmen eine Bandschleifmaschine kompakt und mit gutem Wirkungsgrad auszuführen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.
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Bei der erfindungsgemäßen Bandschleifmaschine handelt es sich vorzugsweise um eine handgeführte Werkzeugmaschine, die an einem Gehäuse einen Handgriff zum Führen und Halten der Maschine aufweist. Die Bandschleifmaschine ist mit einem elektrischen Antriebsmotor versehen, der zum Antreiben eines Schleifbandes dient, das über zwei in dem Gehäuse rotierend gelagerte Laufrollen geführt ist. Eine der Laufrollen wird motorisch von dem Antriebsmotor angetrieben.
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Der Antriebsmotor ist zumindest teilweise, vorteilhafterweise vollständig in eine Laufrolle integriert, die hohlzylindrisch ausgebildet ist. Die axiale Länge des Antriebsmotors entspricht bevorzugt maximal der axialen Länge der Laufrolle, was eine vollständige Integration des Antriebsmotors in die Laufrolle ermöglicht. Möglich ist es auch, dass der Antriebsmotor die Stirnseite der Laufrolle teilweise überragt und teilweise in die Laufrolle einragt. Der Antriebsmotor ist vorzugsweise koaxial, gegebenenfalls achsparallel zur Drehachse der angetriebenen Laufrolle angeordnet. Bei koaxialer Anordnung fallen die Motorlängsachse und die Drehachse der Laufrolle zusammen.
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Der elektrische Antriebsmotor kann als ein Außenläufermotor mit innen liegendem Stator und außen liegendem Rotor zum Antreiben der Laufrolle ausgebildet sein. Diese Ausführung hat den Vorteil, dass im Vergleich zu einer elektrischen Universalmaschine eine kompaktere Ausführung des Motors möglich ist, so dass weniger Bauraum beansprucht wird. Da die Außenseite des Rotors im Vergleich zu einem Innenläufermotor einen erheblich größeren Durchmesser aufweist, können trotz kompakter Abmessungen des Motors verhältnismäßig hohe Momente übertragen werden, da über den Rotor der Antrieb der Laufrolle erfolgt.
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Zweckmäßigerweise ist eine der Laufrollen unmittelbar mit dem Rotor verbunden, insbesondere mit der Außenseite des Rotors verbunden. Dadurch wird die Anzahl der Getriebebauteile signifikant reduziert, ggf. kann auf ein Getriebe vollständig verzichtet werden, was zu weniger Reibungsverlusten und damit zu einem verbesserten Wirkungsgrad führt. Außerdem ist auf Grund der geringeren Anzahl bewegter Bauteile das Geräuschniveau reduziert. Gleichwohl ist aber auch ein zwischen dem Rotor und der Laufrolle angeordnetes Getriebe möglich.
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Die Laufrolle kann drehfest mit dem Rotor verbunden sein, so dass die Laufrolle zumindest in wesentlichen Teilen von dem Rotor des Antriebsmotors gebildet ist. Auf ein zwischengeschaltetes Getriebe kann verzichtet werden, wenn die Laufrolle die Außenseite des Rotors bildet bzw. unmittelbar mit der Außenseite des Rotors fest verbunden ist.
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Es ist aber auch möglich, eine Relativdrehbewegung zwischen dem in die Laufrolle integrierten Rotor und der Laufrolle zuzulassen, wobei die Kopplung zwischen Rotor und Laufrolle über ein Getriebe erfolgt, das bevorzugt in die Laufrolle integriert ist; zum Beispiel können zwischen der äußeren Mantelfläche des Rotors und der Innenseite der Laufrolle ein oder mehrere drehübertragende Bauteile eines Getriebes angeordnet sein.
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Gemäß einer weiteren Ausführung befindet sich der Antriebsmotor einschließlich Rotor außerhalb der Laufrolle, beispielsweise in dem Zwischenraum zwischen den beiden beabstandeten und parallel zueinander angeordneten Laufrollen, um die das Schleifband geschlungen ist. Der elektrische Antriebsmotor ist vorzugsweise parallel zu den Laufrollendrehachsen angeordnet, wobei die Antriebskopplung zwischen dem Rotor und einer der Laufrollen über ein bewegungsübertragendes Bauteil erfolgt, beispielsweise über Zahnräder oder einen Übertragungsriemen.
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Des Weiteren ist bei koaxialer Anordnung von Antriebsmotor und angetriebener Laufrolle eine stirnseitige Verbindung zwischen dem Rotor und der Laufrolle möglich.
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Bei der Integration des Antriebsmotors in die Laufrolle umgreift vorteilhafterweise der Stator des Antriebsmotors eine im Gehäuse angeordnete Lagerwelle der Laufrolle. Die Lagerwelle ist vorzugsweise drehfest im Gehäuse angeordnet, wobei die Laufrolle an der Lagerwelle drehbar über Lagerstellen gelagert ist, die beispielsweise als Lagerringe ausgeführt sind. Möglich ist auch eine drehbare Lagerung der Lagerwelle im Gehäuse und eine feste Verbindung zwischen der Lagerwelle und der Laufrolle.
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Der elektrische Antriebsmotor kann auch als ein Innenläufermotor mit außen liegendem Stator und innen liegendem Rotor zum Antreiben der Schleifrolle ausgebildet sein. Der Rotor ist in diesem Fall über dessen Lagerwelle oder über mindestens ein Getriebebauteil eines Getriebes mit der Schleifrolle gekoppelt.
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Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführung ist der elektrische Antriebsmotor als ein elektronisch kommutierter EC-Motor ausgeführt, bei dem das elektromagnetische Wechselfeld in Spulenwicklungen im Stator über eine elektronische Kommutierung erzeugt wird. Es handelt sich bevorzugt um einen Gleichstrommotor mit Permanentmagneten, die in den Rotor integriert sind und deren Magnetfeld mit dem Wechselfeld des Stators interagiert. Der Antriebsmotor ist somit als ein permanenterregter Synchronmotor mit elektronischer Kommutierung ausgebildet, der sich durch eine hohe Leistungsdichte auszeichnet.
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Bei fester Verbindung zwischen der Laufrolle und dem Rotor kann die hohlzylindrische Laufrolle an ihrer Innenwand die Permanentmagnete tragen. In dieser Ausführung ist die Laufrolle Teil des Rotors des Antriebsmotors und bildet dabei den Rückschlussring der Magnete.
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Die Integration des elektrischen Antriebsmotor in den von dem Schleifband umschlungenen Bereich – bevorzugt unmittelbar in die Laufrolle, ggf. in den Bereich zwischen den beiden Laufrollen – ermöglicht neben den obengenannten Vorteilen einer kompakten Ausführung, eines verbesserten Wirkungsgrades und einer Geräuschreduzierung auch verschiedenartige Gestaltungsmöglichkeiten des Gehäuses, wodurch der Einsatzbereich der Bandschleifmaschine erweitert werden kann. So ist es beispielsweise möglich, dass ein gehäuseseitiger Handgriff, welcher zum Führen und Halten der Bandschleifmaschine dient, sich oberhalb des Schleifbandes befindet, wodurch in Längsrichtung der Bandschleifmaschine eine kompakte Ausführung gegeben ist. Der Griffbereich liegt hierbei mit verhältnismäßig geringem Abstand zur Oberseite des Schleifbandes. Der Handgriff erstreckt sich vorteilhafterweise nur über eine Teillänge des Bereichs zwischen den beiden Laufrollen, so dass der vordere Abschnitt des Schleifbandes frei liegt und die Möglichkeit besteht, mit diesem Abschnitt unter ein zu bearbeitendes Werkstück zu fahren.
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Gemäß einer weiteren Ausführung ist der Handgriff dem Schleifbereich vorgelagert, wodurch zwar eine axial längere Ausführung der Bandschleifmaschine gegeben ist, zugleich aber die Schleifbandoberseite über einen langen Bereich frei liegt, so dass die Bandschleifmaschine verhältnismäßig weit unter ein zu bearbeitendes Werkstück geschoben werden kann.
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Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
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1 einen Schnitt durch eine handgeführte Bandschleifmaschine, mit einem in eine Laufrolle integrierten Außenläufermotor,
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2 die Laufrolle mit integriertem Außenläufermotor in vergrößerter Einzeldarstellung,
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3 eine Seitenansicht einer Bandschleifmaschine mit einem oberhalb des Schleifbandes angeordneten Handgriff,
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4 in einer Ausführungsvariante eine Seitenansicht einer Bandschleifmaschine mit einem dem Schleifbereich vorgelagerten Handgriff,
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5 eine weitere Ausführungsvariante einer Bandschleifmaschine.
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In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist eine handgeführte Bandschleifmaschine 1 dargestellt, die in einem Gehäuse 2 zwei Laufrollen 3 und 4 aufweist, die beabstandet, jedoch zueinander parallel angeordnet sind und um die ein andeutungsweise dargestelltes Schleifband 5 geschlungen ist. Die Drehachsen der Laufrollen 3 und 4 sind mit den Bezugszeichen 8 bzw. 9 gekennzeichnet; die Drehachsen 8, 9 verlaufen parallel zueinander.
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Die Laufrolle 3, die im vorderen Teil des Gehäuses angeordnet ist, ist als nicht-angetriebene Laufrolle ausgeführt. Die hintere Laufrolle 4 ist elektromotorisch angetrieben, in die hohlzylindrisch ausgeführte Laufrolle 4 ist ein elektrischer Antriebsmotor 6 integriert, dessen Stromversorgung über ein in den hinteren Bereich des Gehäuses eingeführtes Stromkabel 7 erfolgt. Möglich ist auch eine Stromversorgung über ein Akkupack.
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Wie der vergrößerten Darstellung gemäß 2 zu entnehmen, ist die hintere, angetriebene Laufrolle 4 über Lagerringe 11 und 12 an einer gehäusefest angeordneten Lagerwelle 10 drehbar um die Drehachse 9 gelagert. Die Lagerringe 11 und 12 befinden sich im unteren bzw. oberen Abschnitt der Lagerwelle 10, diesseits und jenseits der Stirnseiten des elektrischen Antriebsmotors 6.
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Der Antriebsmotor 6 ist als elektronisch kommutierter EC-Außenläufermotor ausgebildet und weist einen innen liegenden Stator 13 und einen umgreifenden, außen liegenden Rotor 14 auf. Der gehäusefest angeordnete Stator 13 umgreift die Lagerwelle 10 und trägt über den Umfang verteilt mehrere bestrombare Wicklungen 15, die über die elektronische Kommutierung mit Strom versorgt werden zur Erzeugung eines umlaufenden Feldes. Der Rotor 14 umfasst Permanentmagnete 16, die an der Innenseite der hohlzylindrischen Laufrolle 4 angeordnet und gehalten werden; der Rotor 14 ist somit von der Laufrolle 4 und den Permanentmagneten 16 gebildet. Im Betrieb wird durch die elektronische Kommutierung in den Wicklungen 15 am Stator 13 ein umlaufendes Drehfeld erzeugt, das mit den Magnetfeldern der Permanentmagnete 16 am Rotor 14 interagiert und dadurch den Rotor 14 einschließlich der Laufrolle 4 in Drehrichtung antreibt. Zwischen der Außenseite des Stators 13 und der Innenseite des Rotors 14 befindet sich ein Luftspalt 17, so dass der Rotor 14 reibungsfrei umlaufen kann.
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Der Stator 13 und die Permanentmagnete 16 weisen vorteilhafterweise eine geringere axiale Länge auf als die Laufrolle 4 und sind vollständig in die Laufrolle 4 integriert. Der Stator sowie der Rotor können jedoch auch nur teilweise in die Laufwelle integriert sein. Die Stromzufuhr zu den Wicklungen 15 des Stators 13 erfolgt beispielsweise über die gehäusefest angeordnete Lagerwelle 10, die als Hohlwelle ausgeführt sein kann.
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Auf Grund der Integration des Antriebsmotors 6 in die Laufrolle 4, die Bestandteil des Rotors des Antriebsmotors ist, ist eine kompakte Ausführung möglich und kann das Gehäuse 2 auf verschiedenartige Weise ausgebildet sein. In den 3 und 4 sind zwei Ausführungsvarianten dargestellt, bei denen das Gehäuse 2 mit einem Handgriff 18 zum Führen und Halten der Bandschleifmaschine 1 ausgestattet ist, wobei gemäß 3 der Handgriff 18 unmittelbar oberhalb des Schleifbandes 5 angeordnet ist. Der Handgriff 18 erstreckt sich jedoch in Längsrichtung der Bandschleifmaschine 1 gesehen nur über einen Teilbereich zwischen den beiden Laufrollen 3 und 4, so dass der vordere Abschnitt des Schleifbandes 5 frei liegt und, wie dargestellt, unter ein Werkstück 19 geschoben werden kann. Die dadurch frei zugängliche Oberseite und Stirnseite des Schleifbandes steht damit ebenfalls für Schleifapplikationen zur Verfügung.
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In 4 ist der Handgriff 18, der Bestandteil des Gehäuses 2 ist, dem Schleifbereich vorgelagert, so dass der Bereich oberhalb des Schleifbandes 5 zwischen den beiden Laufrollen 3 und 4 frei liegt. Dies erlaubt es, das Schleifband 5 über einen verhältnismäßig großen Abschnitt unter ein zu bearbeitendes Werkstück 19 zu schieben.
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In 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Bandschleifmaschine 1 dargestellt, die grundsätzlich den gleichen Aufbau wie in den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen aufweist. Auch bei 5 ist der elektrische Antriebsmotor 6 in die hohlzylindrische Laufrolle 4 integriert.
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Der elektrische Antriebsmotor 6 ist jedoch nicht als Außenläufermotor, sondern als Innenläufermotor ausgebildet, insbesondere als ein DC-Innenläufermotor, und weist einen außen liegenden Stator 13 und einen innen liegenden Rotor 14 auf. Die Wicklungen des Rotors 14 werden über eine Kommutierungseinrichtung mit Kohlebürsten 23 und einem Kollektor 22, der drehfest an der Rotorwelle des Rotors 14 angeordnet ist, mit Strom versorgt. Der Stator 13 weist ein feststehendes Polgehäuse 21 mit Permanentmagneten auf.
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In die Laufrolle 4 ist im Bereich der Stirnseite des elektrischen Antriebsmotors 6 ein Getriebe 20 integriert, beispielsweise ein Planetengetriebe, das über ein Ritzel 24 auf der Rotorwelle des Rotors 14 angetrieben wird. Abtriebsseitig ist das Getriebe 20 über eine Abtriebswelle 25 mit der Laufrolle 4 drehverbunden.
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Die Laufrolle 4 ist über eine Lagerstelle 26 gegenüber dem Polgehäuse 21 des Antriebsmotors drehbar gelagert. Zusätzlich oder alternativ ist auch eine Lagerung der Schleifrolle 4 über eine Lagerstelle 26 an einer Lagerplatte 27 möglich, welche auch Träger des elektrischen Antriebsmotors 6 ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010040140 A1 [0002]
