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Die
Erfindung betrifft eine Elektromaschine gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs
1.
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Stand der
Technik
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Elektrowerkzeuge
wie Handbohrmaschinen und Bohrhämmer
weisen einen elektrischen Antriebsmotor auf, der entweder eine feste
Drehrichtung oder eine Drehrichtungsumkehr aufweisen kann. Die Drehrichtung
des Motors kann ggf. mittels einer drehbaren Bürstenplatte umkehrbar sein.
Hierzu ist es bekannt, die Bürstenplatte über eine
in Umfangsrichtung wirkende Halteeinheit in ihren Endstellungen
zu halten. Eine solche Halteeinheit weist an der Bürstenplatte
angeformte, den Gehäuseboden hintergreifende
Haken auf, die bei einer Drehbewegung der Bürstenplatte in Umfangsrichtung
entlang einer radial nach außen
weisenden Stirnseite des Gehäusebodens
bewegt werden. Der Anker der Elektromaschine ist in diesem Fall
neutral verschaltet.
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Bei
Elektrowerkzeugen, deren Anker nur eine Drehrichtung aufweisen soll,
werden üblicherweise
zwei einzelne Bürstenhalter
oder spezielle Bürstenbrücken, die
mit zwei Bürstenhaltern
ausgestattet sind, verwendet. Bei dieser Variante hat der Anker üblicherweise
eine kommutierungsgerechte Verschaltung.
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Die
Erfindung geht aus von einer Elektromaschine, insbesondere einem
Elektrowerkzeug mit einem elektrischen Antriebsmotor zum Antrieb
eines rotierenden Werkzeughalters, mit einer Aufnahme zur Montage
einer Bürstenplatte.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist vorgesehen, dass in der Gehäuseaufnahme bzw. im Gehäusedeckel
wahlweise eine feststehende oder eine drehbare Bürstenplatte montierbar ist.
Die feststehende Bürstenplatte
ist für
den Betrieb der Elektromaschine mit nur einer Drehrichtung vorgesehen
und kann anstelle einer gleichartigen drehbaren Bürstenplatte
montiert werden, wenn keine Drehrichtungsumkehr notwendig ist. Anstelle
von Betätigungselementen
zur Verstellung der drehbaren Bürstenplatte weist
die feststehende Bürstenplatte
vorzugsweise geeignete Positionierungsflächen auf. Mit der Erfindung
kann ein Bürstenplatten-Baukastensystem für Elektrowerkzeuge
mit und ohne Drehrichtungsumkehr zur Verfügung gestellt werden.
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Die
feststehende Bürstenplatte
ist in einer definierten Position in der Gehäuseaufnahme montierbar. Hierbei
korrespondiert eine Außenkontur
der Bürstenplatte
mit einer Innenkontur der Gehäuseaufnahme.
Die Bürstenplatte
kann wahlweise in einer Auf nahme des Motorgehäuses oder in einer entsprechenden
Aufnahme des Gehäusedeckels
montiert werden.
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Vorzugsweise
sind an den Außenkonturen der
Bürstenplatte
jeweils Fügeschrägen zur
Anlage an den Innenkonturen der Gehäuseaufnahme in der Montageposition
vorgesehen. Durch diese Gestaltung wird eine richtige Montageposition
der Bürstenplatte
vorgegeben und eine Falschmontage verhindert. Dies wird insbesondere
dadurch gewährleistet, dass
eine falsch montierte Bürstenplatte über die Kontur
der Gehäuseaufnahme
hinausragt und damit eine Montage eines Gehäusedeckels verhindert.
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Eine
Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Bürstenplatte
im aufgesetzten Zustand des Gehäusedeckels
mittels darin angeordneter Niederhaltedome in axialer Richtung im
Gehäuse
fixiert ist. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Niederhaltedome
jeweils ein Federelement zur Fixierung der Bürstenplatte in ihrer Montageposition
aufweisen.
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Der
besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Elektromaschine besteht
darin, dass ein modularer Aufbau ermöglicht ist, je nachdem, ob
eine Maschine mit oder ohne Drehrichtungsumkehr aufgebaut werden
soll. Dabei können
für die
feststehende Bürstenplatte
sämtliche
Bauelemente der drehbaren Bürstenplatte,
außer
deren Grundplatte, übernommen
werden. Damit vereinfacht sich die Lagerhaltung und die Fertigung,
da die Bestückung
und Montage beider Bürsterhaltertypen
weitgehend gleich ist. Auf eine zeitaufwändige Einzelmontage am Motorgehäuse kann
verzichtet werden. Insgesamt ist die feststehende Bürstenplatte
kostengünstiger,
da auf Betätigungselemente
und Lufteinlassschlitze verzichtet werden kann.
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Ein
vorhandenes Motorgehäuse
kann für beide
Typen ohne weitere Änderungen
verwendet werden. Der Polschuh und der neutral verschaltete Anker
der Rechts-Linkslauf-Variante bleiben unverändert, was wiederum die Lagerhaltung
und Fertigung vereinfacht.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen,
in den abhängigen
Ansprüchen
genannten Merkmalen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend in bevorzugten Ausführungsbeispielen anhand der
zugehörigen Zeichnungen
näher erläutert. Dabei
zeigt:
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1 eine schematische Teilansicht
eines Elektrowerkzeugs,
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2 eine Schnittdarstellung
entlang der Linie II-II der 1 mit
einer feststehenden Bürstenplatte,
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3 eine Schnittdarstellung
entsprechend 2 mit falsch
montierter Bürstenplatte,
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4 eine Seitenansicht einer
Handwerkzeugmaschine mit einem in deren Gehäusedeckel eingelassenen Fenster,
durch das eine Verdrehung des Kohlebürstenhalters vorgenommen werden kann.
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Beschreibung
der Ausführungsbeispiele
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1 verdeutlicht eine schematische
Seitenansicht eines Teils eines Elektrowerkzeugs am Beispiel einer
Handbohrmaschine 4 bzw. eines sogenannten Bohrhammers.
Die Bohrmaschine 4 weist ein längliches Gehäuse 6 mit
einem pistolenartigen Griffabschnitt 7 mit darin angeordnetem
Schalter an einem hinteren Ende auf. Aus einem vorderen Ende des
Gehäuses 6 ragt
ein rotierendes Spannfutter (nicht dargestellt).
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In
der dargestellten hinteren Gehäusehälfte ist
ein elektrischer Antriebsmotor angeordnet, der mittels des Schalters
aktiviert und ggf. in seiner Drehzahl variiert werden kann. Die
beispielhaft dargestellte Bohrmaschine 4 weist nur eine
Drehrichtung auf und ist deshalb mit einer feststehenden Bürstenplatte ausgestattet,
die anhand der 2 und 3 näher erläutert wird.
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In 4 ist der im Motorgehäuse 6 und
der Griffkappe 40a montierte Kohlebürstenhalter 10a mit Rechtslauf-
und Linkslauf-Umschaltung dargestellt. Er umschließt den Kollektor
eines Elektromotors ringförmig
und ist um die Achse des Kollektors um einen gewissen Winkel drehbar
gelagert. Durch eine Verdrehung des Kohlebürstenhalters 10a erfolgt über die darin
angeordneten, mit Stromzuführungsleitungen kontaktierten
Kohlebürsten
eine Umpolung der Ankerwicklungen mit der Folge, dass sich die Drehrichtung
des Motors umkehrt.
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Damit
von einem Bediener der Handwerkzeugmaschine die für eine Drehrichtungsumkehr
erforderliche Verdrehung des Kohlebürstenhalters 10a vorgenommen
werden kann, ist, wie in der Seitenansicht einer Handwerkzeugmaschine
in 4 dargestellt, die
Gehäuseschale 40a der
Handwerkzeugmaschine im Bereich des Kohlebürstenhalters 10a ein U-förmiges Fenster 5 eingelassen.
Vorzugsweise ist nicht nur an einer Seite der Handwerkzeugmaschine ein
Fenster 5, sondern auch symmetrisch dazu an der gegenüber liegenden,
in der Zeichnung nicht dargestellten Seite der Gehäuseschale 40a ebenfalls
ein Fenster vorgesehen. Im Fenster 5 der Gehäuseschale 40a der
Handwerkzeugmaschine erscheint die Mantelfläche 2 des drehbar
gelagerten Kohlebürstenhalters 10a.
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Um
die für
einen Laufrichtungswechsel des Motors erforderliche Verdrehung des
Kohlebürstenhalters 10a vornehmen
zu können,
ist auf der Mantelfläche 2 des
Kohlebürstenhalters 10a ein
radial nach außen
abstehendes Griffelement 3 vorgesehen, auf das der Bediener
der Handwerkzeugmaschine durch das Fenster 5 einen Zugriff
hat. Dieses Griffelement 3 ist beispielsweise als eine
quer zur Schwenkrichtung des Kohlebürstenhalters 10a verlaufende
Rippe ausgebildet. Sind, wie oben erwähnt, mehrere Fenster in der
Gehäuseschale 40a eingelassen,
so befindet sich in jedem dieser Fenster ein Griffelement 3 auf
der Mantelfläche
des Kohlebürstenhalters 10a.
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Zwei
in Drehrichtung des Kohlebürstenhalters 10a gegenüber liegende
Ränder 8 und 9 des Fensters 5 stellen
Anschläge
dar für
das Griffelement 3 am Kohlebürstenhalter 10a. Dabei
sind die beiden Ränder 8 und 9 des
Fensters 5 in einem solchen Abstand D voneinander angeordnet,
dass bei Anschlag des Griffelements 3 am Rand 8 oder
am Rand 9 des Fensters 5 jeweils eine einer bestimmten
Drehrichtung zugeordnete Schaltposition des Kohlebürstenhalters 10a erreicht
ist.
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In
der Mantelfläche 2 des
Kohlebürstenhalters 10a sind
zu beiden Längsseiten
des Griffelements 7 Luftdurchtrittsöffnungen 13 und 14 eingelassen.
Diese Luftdurchtrittsöffnungen 13 und 14 sind vorzugsweise
als Schlitze ausgebildet, die sich in Drehrichtung des Kohlebürstenhalters 10a erstrecken.
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Die 2 und 3 zeigen eine feststehende Bürstenplatte 10,
die im Gehäuse 6 der
Bohrmaschine montiert ist. Die feststehende Bürstenplatte 10 ist Bestandteil
eines Elektromotors mit nur einer Drehrichtung. Im gezeigten Ausführungsbeispiel
ist der Antrieb für
einen Rechtslauf vorgesehen. Anstelle der feststehenden Bürstenplatte 10 kann
zusammen mit dem zugehörigen
Gehäusedeckel 40a eine
drehbare Bürstenplatte 10a montiert
werden, wenn eine Maschine mit Drehrichtungsumkehr produziert werden
soll, so dass ein Baukastensystem für Elektroantriebe mit und ohne
Drehrichtungsumkehr zur Verfügung
gestellt wird.
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2 zeigt eine korrekt eingebaute
Bürstenplatte 10,
die zwischen Motorgehäuse 6 und
Gehäusedeckel 40 angeordnet
ist und auf dem Motorgehäuseboden
aufliegt. Die Außenkontur 11 der
Bürstenplatte 10 bildet
mit der gegenüberliegenden
Außenkontur 12 vorzugsweise
parallele Positionierungsflächen
X, die in eine korrespondierende Innenkontur Y im Gehäusedeckel 40 eingreift.
Die Innenkontur im Gehäusedeckel 40 wird
durch gegenüberliegende parallele
Flächen 24 und 25 der
Gehäuseschale
gebildet. Die Außenkonturen 11 und 12 der
Bürstenplatte 10 sind
vorzugsweise mit einer Fase 22 versehen, die eine sichere
Montage des Gehäusedeckels 40 am
Motorgehäuse 6 ermöglicht.
Der Gehäusedeckel 40 ist
hier mit Luftschlitzen 15 ausgestattet (vgl. 1).
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Zur
Sicherstellung einer spielfreien radialen Endlage der Bürstenplatte 10 drückt die
Schenkelfeder 20 die Anlagefläche 32 der Bürstenplatte 10 an eine
Anschlagfläche 34 des
Gehäuses 6.
Die Schenkelfeder 20 ist in einem Aufnahmeschacht 44 eines Doms 30 für die Schenkelfederaufnahme
eingeschoben und mittels einer Hemmung gegen Herausfallen gesichert.
Die Schenkelfeder 20 ist in einer Federaufnahme 42 des
Gehäusedoms
drehbar gelagert.
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Eine
axiale Sicherung der Bürstenplatte 10 wird
durch wenigstens einen Haltehaken 18 gewährleistet.
Eine zusätzliche
axiale Sicherung wird durch den Gehäusedeckel 40 sichergestellt,
der wenigstens zwei Niederhaltedome 48 in der Schale des
Gehäusedeckels 40 aufweist.
In den Niederhaltedomen 48 ist jeweils ein Federelement 50 eingesetzt
und gegen Herausfallen gesichert. Nach der Montage des Gehäu sedeckels 40 auf
dem Gehäuse 6 wird
die Bürstenplatte 10 durch
die auf ihr aufliegenden Federelemente 50 gegen den Boden
des Gehäuses 6 gedrückt.
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3 zeigt eine Falschmontage
der Bürstenplatte 10,
die durch geeignete Gestaltung der Außenkonturen 11 und 12 der
Bürstenplatte 10 sowie der
Innenkonturen 24, 25 der Gehäuseschale verhindert wird.
Die kreisförmige
Außenkontur 11 der
Bürstenplatte 10 überlappt
die Innenkontur 24, 25 des Gehäusedeckels 40.
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Die Überlappungskontur
bildet einen Kreisabschnitt 60, 61, mit dem die
Innenkontur 24, 25 des Gehäusedeckels 40 während des
Fügevorgangs
auf dem Gehäuse 6 kollidiert.
Durch die entstandene Überlappung
mit dem Abstandsmaß B1
und B2 wird eine Verschraubung des Gehäusedeckels 40 mit dem
Gehäuse 6 verhindert.
Sind im Gehäusedeckel 40 zusätzlich Niederhaltedome
eingebracht, kollidieren diese mit einem Deckelblech 64 für den Kohlehalter,
wodurch zusätzlich
eine Verschraubung verhindert wird.