DE1613354A1 - Elektromotor,insbesondere fuer tragbare Werkzeuge - Google Patents
Elektromotor,insbesondere fuer tragbare WerkzeugeInfo
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- DE1613354A1 DE1613354A1 DE19671613354 DE1613354A DE1613354A1 DE 1613354 A1 DE1613354 A1 DE 1613354A1 DE 19671613354 DE19671613354 DE 19671613354 DE 1613354 A DE1613354 A DE 1613354A DE 1613354 A1 DE1613354 A1 DE 1613354A1
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
- H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
- H02K5/14—Means for supporting or protecting brushes or brush holders
- H02K5/143—Means for supporting or protecting brushes or brush holders for cooperation with commutators
- H02K5/148—Slidably supported brushes
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Description
- Elektromotor, insbesondere für tragbare Werkzeuge Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektromotor für tragbare Werkzeuge, und dgl.p insbesondere auf einen verbesserten Bürstenhalter des Elektromotorst Es sind irerschiedene Bürstenhalterkonstruktionen für trag#-bare kraftgetriebene Werkzeuge und dgl. bekannt, die entweder durch radiale oder axiale Berührung mit dem Kommutator arbeiten. Generell ist es bei solchen bekannten Konstruktionen notwendig, die Bürsten oder die Bürstenhalter umfänglich genau gegenüber den Kommutatorsegmenten zur Erzielung des maximalen elektrischen Wirkungsgrades auszurichten. Ein solches Ausrichten soll entweder durch hohe Herstellungsgenauigkeit der BÜrstenhaltex oder der Bürstenhaltereitze oder durch relative Justierbarkeit erreicht werden, wobei im letzteren Fall die Befestigungsweise des Bürrstenhalters dieser Justiermöglichkeit angepaßt ist.
- Demgegenüber bezieht sich die Erfindung auf eine Verbesserung der Bürstenanbringung durch 2elbstausrichtende Eigenschaft und soll ein schnelles, leichtes Anbringen der Bürsten, bezüglich des Kommutators ermöglichen.
- Dies wird durch die Erfindung dadurch erreicht, daß im Motorgehäuse eine zusätzliche Einrichtung in radialem Abstand vom Kommi2tator vorgesehen ist, in die die aus Bürstenhalter und Bürste gebildete Einheit mit ihrem, dem Kommutator abgewandten Ende eingesetzt und mit Auflagedruck der Bürste auf dem Kommutator gehalten ist, wobei diese Einrichtung zumselbattätigen Ausrichten des Krümmungsmittelpunktes des bogenförmigen Bürstenfläche mit der Kommutatorachse ausgebildet ist.
- Insbesondere können gemäß der Erfindung die Bürstenhalter teilförmig ausgebildet sein und einen entsprechend keilförmigen Sitz innerhalb des Motorgehäuses in axialer Ausrichtung mit dem Kommutator und sich radial von diesem nach außen erstreckend eingesetzt sein. Es kann eine einzige Feder innerhalb des Halters benutzt werden, um den axialen Druck auf die Bürste innerhalb des Bürstenhalters auszuüben und auch so die genaue Ausrichtung der Bürste, bzw. des Bürstenhalters in seinem Sitz zuveranlassen. Es sind keine weiteren getrennten Anbringungs- und Halteeinrichtungen für den Bürstenbalter notwendig.
- In-bevorzugter Ausführungsform der Erfindung wird eine Feder benutzt, die eine konstante Kraft oder nichtkommulative Kraft ausübt.. Die Benutzung solcher Federn zur Erzeugung einer konstanten Andrückkraft der Bürsten an den Kommutator ist an sich bekannt (USA-Patentscbriften 3 025 421 und 2 695 9689 sowie 'Bulletin Nr. 310 1? t'Preliminary Design Data Brush Holder Springe" der American Machine and Metals Ine.. Sansdale, Penna#,lvania). Diese Federn und ihre Herstellung sind auch auf den USA-Patentschriften 2 609 1919 2 609 19292 609 293 und 2 801 669-bekannt, so daß die Einzelheiten und die Charakteristik dieser Federn nicht mehr zu erläutern sind. Wie aus den zuerst genannten USA-:Patentsebriften ersichtliebg sind aber die bekannten Bür-steneinrichtunge*it solchen Federn verhältnismäßig komplexgnicht einheitsmäßig zusammengefaßt in ihrer Konstruktion und daher schwierig einzusetzen und zu entfernen und machen Reperaturen teuer und zeitraubend. Deshalb wurden bisher die mit Feder versehenen Kommutator-Bürstenhalterp die als Untereinheiten ausgebildet sindt mit Federn ausgerüstet, wie sie beispielsweise in der USA-Patentschrift 3 108 201 erläutert sind. In soviel Einheiten werden herkömmliche Schraubenfedern benutzt, die an den der bogenförmigen Bürstenfläche entgegengesetzten Bürstenende angebracht sind. Demzufolge muß der Bürstenhalter ausreichend groß ausgebildet sein, um die Länge der Bürste und &- Länge der zusammengedrückten Schraubenfedern aufnehmen zu können. Demzufolge haben die bekannten, als Einheiten ausgebildeten Bürstenanordnungen übermäßige Länge benötigt und demzufolge auch eine übermäßige Größe des Notorgehäuses, was wiederum eine Erhöhung der Kosten für das Motorgehäuse verursachte. Dazu haben die bekannten Konstruktionen für mit Feder versehene, Kommutatorhaltereinheiten eine indivituelle Justierung und Sicherung der Untereinheiten nach dem Anbringen erfordwlich gemacht. Dies ist nachteilig, deshalb weil es zeitraubend bei der Erstmontagegst und bei der Bürstenernauerung und weil die perfekte radiale Ausrichtung der Bürste mit der Achse des KoTnmi2tators nicht erreicht werden kann. Kommutatorbürsten erhalten bei ihrer Formgebung eine bogenförmige Endfläche oder Oberflächep die auf den Kommutator in-perfekte Oberflächenberührung-mit der Kommutatoroberfläche zu setzen sind. Wenn in einer solchen Anordnung der Krümmungsmittelpunkt der Bürstenfläche nicht so axial mit der Kommutatorachse ist, besteht zunächst nur-Linienkontakt zwischen der Bürste und dem Kommutator, so daß sich eing hoher Kontaktwiderstand ergibt. Die Bürste wird natürlich im Betrieb graduell abgetragen, bis sie genau sitzt, aber -die ursprünglichen Auerichtfehler vermindern die Lebensdauer der Bürste aufgrund des höheren ursprünglichen Auflagedruckes der Bürste auf den Kommutator, was den Verschleiß erhöht.
- Bei den bisher benutzten Bürstenhaltereinheiten wurde die Einstellung umfänglich zum Kommutator durch Einstellung an einer Schraube vorgenommen, die gegen eine Seitenfläche des Bürstenhalters wirkt, um ihn gegen eine Oberfläche am Notorgehäuse zu klemmen. Die Lage des Krümmungsmittelpunktes des Bürstenbogens bezüglich der Komtutatorachse hängt somit bei solchen Konstruktionen von Veränderungen in der Einstellung der Anlagefläche am Motorgehäuse bezüglich der die Ankerlager tragenden Flächen ab, sowie von den breiten Toleranzen der Bürstenhalter und von dem Grad des Feetziehens der Klemmachraube für den Bürstenhalter. Da der Bürstenhalter aus geeignetemp dielektrischem oder isolierendem Material hergestellt sein muß, wird er einer Verformting oder' sogar einer Bruchgefahr unterworfen, wenn zu großer Druck mit der Klemmschraube auf ihn auegeübt wird.
- Ferner, wenn diese bekannten Einrichtungen in tragbaren kraftgetriebenen Werkzeugen, beispielsweise Bohrmaschinen oder dgl. benutzt werden, die im Betii--b Vibrationen oder bei der Behandlung und Lagerung Schockvibrationen ausgesetzt sind, können sich diese Klemmschrauben lockern oder sie können sogar herausfallen, mit dem Ergebnis, daß sie bei laufendem-Motor mit mechanischen Teilen in Berührung kommen oder elektrischen Kurzschluß hervorrufen.
- Die Erfindung überwindet diese Nachteile der bekannten Konstruktionen durch Schaffung einer eine Feder enthaltenden Bürstenhaltereinheit, die in ihrem Aufbau kompakt ist und die durch einfaches Einsetzen in eine Fassung in Betriebsstellung zu bringen ist, wobei diese Fassung im Notorgehäuse gegenüber dem Kommtitator ausgerichtet ist. Der Bürstenhalter und das Motorgehäuse haben Flächen zur Selbstausrichtwirkung, durch die die Bürste und ihr Halter durch die Wirkung der Bürstenandrückfeder nachgiebig in richtiger Ausrichtung gehalteu werden. Es ist daher ein wesentlicher Anwendungszweck der Erfindung, eino tragbares elektrisch betriebeenes Werkzeug oder dgl. mit einer solchen verbesserten, sich selbst ausrichtenden und abstandhaltenden Bürstenhalterung zu versehen, die die oben erläuterten Schwierigkeiten beseitigt.
- Ein weiterer Anwendungszweck der Erfindung ist esq einen verbesserten Blektromotor'zu schaffeng in welchem die Kommutatorbürsten zusammen mit ihren Andrückfedern und ihren angebrachten, flexiblen elekOtrischen Leitungen ein Einheiten umfänglich selbst-ausrichtend angeordnet sind und die in richtiger Ausrichtung mit dem Kommutatär'nur durch Einsetzen in eine entsprechende Fassung im Motorgehäuse radial auswärts des Kommutators einzusetzen sind.
- Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und aus den Patentansprüchen, sowie der Zeichnung, in del*wei Ausführungebeispiele der dangestellt sind. Es zeigen: Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer tragbaren elektrischen Bohrmaschine nach der Erfindung; Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie II-II der Fig. 1; Fig. 3 eine Seitenansicht des Bärstenhalters-; Fig. 4 eine Unteransicht des Bürstenhalters; Fig. 5 eine Vorderansicht des Bürstenhalters und der Bürstenanordnung nach der Erfindung; Fig. 6 eine.Seitenansicht der Bürstenandrückfeder in entspanntem Zustand; Fig. 7 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer elektrischen Bohrmaschine in einer zweiten Ausführung und Fig. 8 eine Enddraufsicht auf eine Bohrmaschine nach Fig. 7 von linke (in der Darstellung der Fig. 7) bei abgenommener Endkappe* In der Zeichnung, insbesondere in Fig. liist ein typisches tragbares, elektris oh angetriebenes Werkzeug gezeigt, in #;elchem die Merkmale der Erfindung benutzt werden können. Es handelt sich hierbei um eine elektrische-Bohrmaschine 10 mit einem Gehäuse 12,in dessen Inneren ein Blektromotor 14 angebfacht istg dem durch das Kabel 16 und einen Handgriff 18 unter Steuerung eines (nicht gezeigten) mittels eines Drückers 20 betätigten Schalters Energie zugeführt wird. Der Motor 14 treibt über geeignete Untersetzungsgetriebe einen Werkzeug" träger, beispielsweise ein Spannfutter 22.
- Der Motor 14 ist ein Kommtitatormotor und besteht im wesentlichen aus einer Feldwicklung 24, die fest im Inneren des Motorgehäuses 12 angebracht ist und einem Anker 26, der im Gehäuse 12 durch in Abzitand angebrachte Lager, von denen eins bei 28 gezeigt ist, drehbar gelagert ist.
- Die elektrische Verbindung ist über die Einhe-tten 27 und 29, ( die jeweils die Eingangsleitungen 30 und 32 und die Kohlebürsten 24 und 36, in denen jeweils das eine Ende der Leitungen 30 und 32 eingebettet ist.' enthalten) und den Kommtztator 38 hergestellt.
- Wie aus Fig. 2 ersichtlichlbestehen die benutzten Einheiten 27 und 29,von denen die Bürsten 34 und 36 jeweils eine komponente bilden, aus einer Bürste 34, bzw. 36 einEnBärstenhalter 40, einer Bürstenantriebfeder 42 und einer Eingangsleitung 30 bzw. 32.
- Der Aufbau des Bürstenhalters 40 ist am besten in den Fig. 3 und 4 erkennbar. In der bevorzugten Ausführungsform ist er ein geformter Teil aus mit Glasfaser verstärktem Polyearbona:t (40% Polyearbefil). Es haben äch auch andere Naterialien als geeignet erwiesen, darunter :Phenolharze und glaafaserverstärkte Kunstoffe a uf Polyarethanbasis (Nylon). An seinem Ende 44, das in montiertem Zästand, wie in Fig. 2 gezeigt, der4Kommtitator 28 zugewandt ist, hat der Halter eine läng" liebe Öffnung oder Ausnehmung 46 mit rechteckigem Querschnitt (vergl. Fig. 4) und wirkt mit den ebenen Seitenflächen der in diese Öffnung aufgenommene Bürste 34, bzw. 36 als Führung. Der Bürstenhalter 40 ist mit seitlichen Ausnehimiingen 38 und 50 (Fig. '2 und 4) zu Jeder Seite der mittigen Bürstenaufnahme (46) ausgebildet. Die Seitenauenehmtingen 48 und 50 nehmen die unverformten oder die ungespannten Teile der gegenüberliegenden aurgewickelten Enden 54 und 56 der Feder 42 auf. Der mittlere umgebogene Teil 58 der Feder 42 liegt über dem der boXgenförmigen auf dem Kommtitator sitzenden Stirnseite 60 gegenüberliegenden Ende der Bürste 34. Die gespannten oder verformten Teile 62 und 64 der gebogenjen Endteile der Feder 42 erstrecken sich längs der sich gegenüberliegenden Seitenflächen der Bürste 34 in den Fübrungskanälen 66 und 68 (Siehe Fig. 4). Die Form der Feder 42 in entspanntem Zustand ist in Fig. 6 gezeigt.
- Das Ende des Halters 40 gegenüber der Stirnseite 44 hat Keilform.mit Seitenflächen 70-und 72, die symetriech zur Mittellinie der Bürstenaufnahme 46 des Bürsteneters 40
- ,Aus Fig. 2 ist ersiebtlicbg daß die so gebildeten Untereinheiten in diametral gegenüberliegende Fassungen 84 und 86 im Gehäuse 12 eingesetzt sind. Diese Fassungen 84 und 86 sind jeweils mit Seitenwänden 88 und 90 geformt, die nach dem Inneren der Fasaung konvergieren und sind aAtriaeb konvergierend einer sieh durch die Drehachse des Kommiitators 38 und die Längsachse der Fassung erstreckendenEbene. Die Fassungen 84 und 86 sind so komplentär in ihrer Form zu dem keilförmigen Ende des Bürstenhalters 40, so daß sie mit den Flächen 70 und 72 auf dem Bürstenhalter 40 dahin-#;ehend zusammenwirken, daß sie sich die Bürsten 34 und 36 bezüglich der Drehachse des Kommutators 38 selbst ausrichten lassen.
- Diese Fassungen 84 und 86 sind an ihren Seiten im Bereich des Lagers 28 offen, so daß die aus Bürstenhalter und Bürste gebildete Untereinheiten axial zum Notom 14 eingesetzt werden können, während die Bürsten 34 und 36 von Hand vollständig in der Aufnahme 46 ihres Halters 40 zurückgehalten werden. Beim loslassen der Bürsten werden dann die Federn 42 wirksamium den Halter 40 in die Fassung 84, bzw. 86 und die Bürste 34, bzw. 36 gegen den Umfang des Kommutators 38 zu drücken. Es ist keine Justierung der Bürsten 34, bzw. 36 umfänglich zum Kommutator 38 notwendig. Sollte der Halter 40 aufgrund von Vibration des Werkzeuges oder rauberBehandlung des Werkzeuges leicht seitlich verstellt werden, dann wird er unter der Druckwirkung der Feder 42 wieder automatisch in richtigen Sitz der Bürste 34, bzw. 36 auf dem.Kommutator 38 eingestellt, Nach Fig-. 1 ist eine Endkappe oder ein Deckel 92 am Gehäuse 12 um das Lager 28 befestigt. Dieser Deckel 92 hat Flächen, die sich gegen die Fläche 74 der Bürstenhalter'40 legeng um diese innerhalb der Fassungen 84 und 86 axial bezüglich des Motors 14 festgehalten.
- Die Fig. 7 und 8 zeigen ein zweites Ausführungebeispiäl der Erfindung. In diesem Beispiel sind die Untereinheiten aus Bürste, Halter und Feder die gleichen wie in Fig. 5 gezeigt und oben bezüglich des ersten Ausführungsbeispieles erläutert worden sind. Dieses zweite Ausführungsbeispiel
- Alle In der Beschreibung, der-Zeichn-i2ng und in den PWantansprüchen niedergelegten Merkmale des Aumeldungegegenstandes können daher für sich allein oder in jeder denkbaren Kombination von wesentlicher Bedeutung für die Erfindung sein.
Claims (2)
- 2 a t e n t a n a p r ü o h e : #ni. Blektromotorg insbesondere für tragbare Werkzeugogeräte
- 2. Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet" daß die Bürstenaufnahme im Halter Seitenflächen aufweist, die Führungsflächen für die Bürste darstellen. 3. Elektromotor nach Anspruch 2" dadurch gekennzeichnet, daß das dem Kommutator abgewandten Ende des Halters keilförmig ausgebildet istg während die selbsttätige Ausriebteinrichtung ein Paar von Oberflächen auf diesem
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DER0046453 | 1967-07-12 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE1613354A1 true DE1613354A1 (de) | 1971-04-08 |
Family
ID=7408027
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19671613354 Pending DE1613354A1 (de) | 1967-07-12 | 1967-07-12 | Elektromotor,insbesondere fuer tragbare Werkzeuge |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE1613354A1 (de) |
-
1967
- 1967-07-12 DE DE19671613354 patent/DE1613354A1/de active Pending
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