DE2155457A1

DE2155457A1 - Elektrowerkzeug mit kollektormotor

Info

Publication number: DE2155457A1
Application number: DE2155457A
Authority: DE
Inventors: Peter Schmuck
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 1971-11-08
Filing date: 1971-11-08
Publication date: 1973-05-17
Also published as: CS174187B2; CA963050A; DE2155457C3; IT968505B; HU167460B; ZA726529B; DE2155457B2; AU4761272A; CH540747A; JPS4854584A; FR2159265B1; AU466333B2; GB1359424A; US3813567A; JPS5515945B2; BE790135A; FR2159265A1; SE377639B; NL7213699A; AT315954B

Description

DR. W. BESG 'DlPL-IIIS. O. STAPF

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8. Nov. 197!

HILTI AKTIENGESELLSCEIAFr IN SCHMN ( Fürstentum Liechtenstein )

Elelctrowerkzeug mit Kollektormotor

Die Erfindung betrifft ein Elelctrowerkzeug rait einem Gehäuse, in dem ein axial verschiebbar gelagerter, gegen Verdrehung gesicherter Stator angeordnet ist, welcher mittels eines lösbaren Gehäusedeckels unter Fedeirspannung in das Gehäuse gedrückt ist und der Stator mit Kohlebürsten, die in einem als selbständiger Bauteil ausgebildet tin Kohlenhalter angeordnet sind, in elektrischer Verbindung steht.

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Bei Elektrowerkzeugen der eingangs genannten Art ist es erforderlich, dass oftmals ein beispielsweise durch zu hohe Ströme beschädigter Stator ausgewechselt werden muss. Um ein derartiges Auswechseln eines Stators in einfacher Weise durchführen zu können, sind Elektrowerkzeuge bekannt, bei denen der Stator von einer aus Isoliermaterial bestehenden Umhüllung umgeben ist, wobei der Stator samt Umhüllung als gesonderte Baugruppe austauschbar im Werkzeuggehäuse angeordnet ist. Hierbei hat P sich eine Befestigung des Stators im X/erkzeuggehäuse durch Verschraubung als ungünstig erwiesen, da sich eine Verschraubung durch die vom laufenden Motor und vom Elektrowerkzeug erzeugten Vibrationen leicht lösen kann. Um diesem Nachteil entgegenzuwirken, sind Geräte bekannt, bei denen ein zur Sicherung gegen Verdrehung an seinem Umfang Führungselemente aufweisender Stator axial verschiebbar im Gehäuse angeordre t ist und zur axialen Sicherung durch einen aufschraubbaren Gehäusedeckel belastbare Federelemente, wie Gummiringe oder dergleichen, angeordnet sind.

Bekannte Geräte dieser Art weisen in der Regel einen als selbständigen Bauteil ausgebildeten, der Aufnahme von auf den Rotor bzw. Kollektor wirkenden Kohlebürsten dienenden Kohlenhalter auf, welcher ebenfalls verschiebbar im Gehäuse angeordnet ist und zwangsläufig wie auch der Stator bei befestigtem Gehäusedeckel unter Federspannung steht.

Bei Elektrowerkzeugen der beschriebenen Art ist es erforderlich, das3 zwischen dem Stator und den im Kohlenhalter angeordneten Kohlebürsten eine elektrisch leitende Verbindung besteht. Diese Verbindung kann dadurch er-

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- -erfolgen, dass die Kohlebürsten in aus leitendem Werkstoff hergestellten Kohleführungen am Kohlenhalter angeordnet sind und zwischen Stator und diesen elektrisch leitenden Kohleführungen eine Verbindung besteht. Diese Anordnung hat sich aber nur bei Haschinen mit kleineren Leistungen bewährt, da bei leistungsstärkeren Maschinen wesentlich höhere Ströme auftreten und daher der Uebergangswiderstand zwischen Kohlebürsten und deren Führungen allzu stark ins Gewicht fällt. Diesem Nachteil kann dadurch entgegengewirkt werden, wenn die aus der Kohlebürste herausführende Litze, mit welcher übliche Kohlebürsten versehen sind, direkt mit der aus dem Stator herausführenden Leitung verbunden ist.

Bei jeder der erläuterten Anordnungen ist es aber erforderlich, dass bei einem Austauschen des Stators oder der Kohlebürsten die elektrische Verbindung gelöst und wieder hergestellt werden muss, gleichgültig ob diese direkt auf die Kohlebürsten oder lediglich auf deren Führung wirkt. Ein derartiges Lösen und wieder Herstellen der elektrischen Verbindung ist mit Schwierigkeiten und demzufolge mit hohem Zeitaufwand verbunden, da das Werkzeuggehäuse relativ eng und daher mit den erforderlichen Werkzeugen kaum zugänglich ist.

Sämtliche bisher bekannten Möglichkeiten durch Verschraubung, Verlötung, Steckkontakte oder dergleichen eine elektrische Verbindung herzustellen, lassen sich nur unter grossem Zeitaufwand sowie unter Verwendung von Spezialwerkzeugen durchführen.

Die Erfindung schafft bei einem Werkzeug mit austauschbarem Stator der eingangs genannten Art die Möglichkeit,

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die elektrische Verbindung zwischen Stator und Kohlenhalter bzw. in diesem angeordneten Kohlebürsten in rationeller Ueise und mit geringstem V7erkzeugaufx;and herzustellen.

Gemäss Erfindung wird dies dadurch gelöst, dass Stator und Kohlenhalter bei geschlossenem Gehäusedeckel unter der Federspannung selbsttätig die elektrische Verbindung zwischen Kohlebürsten und Stator herstellende Kontakte aufweisen.

Diese Anordnung schafft eine elektrische Verbindung, die selbsttätig bei der Montage den elektrischen Kontakt herstellt und bei der Demontage ebenfalls eine selbsttätige Unterbrechung bewirkt. Die Ausnützung der für die Fixierung der im Gehäuse axial verschiebbaren Teile, trie Stator und Kohlenhalter, ohnehin erforderliche Federspannung bietet Gewähr für eine einwandfrei leitende Verbindung, selbst auch bei ausserordentlich hohen Vibrationen, wie diese bei Bohrgeräten und Meisselgeräten, auf die sich die Erfindung unter anderem bezieht, oftmals auftreten können.

Um dem bereits eingangs erwähnten Nachteil eines zusätzlichen Uebergangswiderstandes zwischen Kohlebürste und Kohlenhalter entgegenzuwirken, besteht die Möglichkeit, dass die Kontaktglieder des Kohlenhalters als gesonderte, mittels einer Litze mit den Kohlebürsten in elektrischer Verbindung stehende Kontakte ausgebildet sind. Damit diese gesonderten Kontakte des Kohlenhalters nicht als frei bewegliche Teile sich bei der Montage störend auswirken können, sind

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diese gesonderten Kontakte mit krall.enförmigen Ansätzen versehen, wobei sich diese krallenförmigen Ansätze in entsprechende Oeffnungen im Kohlenhalter einführen lassen. Dadurch besteht zwischen den gesonderten Kontakten und dem Kohlenhalter eine lösbare Steckverbindung, welche jederzeit, d.h. beim Austauschen der Kohlebürsten gelöst und wieder hergestellt werden kann. Diese Steckverbindung schafft eine kompakte Baugruppe selbst bei einer auf Grund der hohen Ströme erwünschten direkten Stromversorgung der Kohlebürsten.

Zur Erzeugung der Federspannung durch den auf dem Werkzeuggehäuse zu befestigenden Gehäusedeckel sind vorteilhaft zylindrische Druckfedern angeordnet. Die Verwendung weiterer Federarten, seien diese aus Federstahl, Gummi oder dergleichen, ist jedoch nicht auszuschliessen. Den zylindrischen Druckfedern wird lediglich daher der Vorzug gegeben,weil sich diese in einfacher Weise vorteilhaft unter Zwischenschaltung eines aus Isoliermaterial bestehenden Halteteils am Stator befestigen lassen und an ihrem freien Ende auf einfache Art ein Kontaktglied angebracht werden kann. Zylindrische Druckfedern haben weiterhin den Vorteil, dass sie als handelsübliche Normteile praktisch unbeschränkt erhältlich sind und mit ihnen eine gegenüber ihren Dimensionen relativ hohe Spannkraft erzeugt werden kann. Weiterhin haben diese Federn gegenüber den bereits bekannten aus Gummi bestehenden Federelementen den Vorteil, dass sie unempfindlich gegen Hitze, OeI oder dergleichen sind.

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Eine einwandfreie selbsttätige elektrische Vorbindung lässt sich mit Vorteil dadurch herstellen, wenn die Kontaktglieder sowohl dea Stators als auch des Kohle·- halters bzw. dar daran angeordneten Kontakte der Kohlebürsten in Form von korrespondierenden, übereinander stülpbaren Näpfchen ausgebildet sind. Vorzugsweisa entspricht der Aus3endur"chir,GSser des dera Stator zugeordneten näpfchenförmigen Kontaktgliedes dem Innendurchmesser der zylindrischen Druckfeder. Dadurch lässt sich das deia Stator zugeordnete Kontaktglied in den Innenraum der mit Vorteil am Stator befestigten Druckfeder einführen.

Um ein Abfallen des Kontaktgliedes von der Druckfeder zu verhindern, v/eist das Kontaktglied des Stators zweckmässigerweise einen für die Umschlingung einer Wicklung der Druckfeder geeigneten lappenförraigen Ansatz auf. Somit ist der Stator samt den in erläuterter Weise daran befestigten näpfchenförmigen Kontaktglieder als kompakte austauschbare Baugruppe ausgebildet.

Wird nun, nachdem der als Baugruppe ausgebildete Stator Bj. bereits in das Werkzeuggehäuse eingeführt ist, der als gesonderte Teil ausgebildete Kohlenhalter ebenfalls in das Werkzeuggehäuse eingeschoben, treten die als korrespondierende Näpfchen ausgebildeten Kontakte dieser beiden Bauteile selbsttätig in Verbindung, wobei durch das Aufschrauben des Gehäusedeckels die Druckfedern gespannt werden und einen einwandfreien elektrischen Kontakt zwischen den austauschbaren Bauteilen gewährleisten.

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Die Erfindung soll nunraehr anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnungen näher erläutert werden und zwar zeigen:

Fig. 1 das erfindungsgemässe Elektrowerkzeug teilweise geschnitten

Fig. 2 einen Ausschnitt der Fig. 1 in vergrösserter Darstellung

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III - III der Fig. 2

Aus Fig. 1 ist ein insgesamt mit 1 bezeichnetes Elektrowerkzeug ersichtlich, welches einen mit einem Druckschalter 3 versehenen Handgriff 2 aufweist, in welchen die Netzzuleitung 4 mündet. Weiterhin enthält das Werkzeug 1 eine Halterung 5, die der Aufnahme eines Arbeitsmittels 6, wie Bohrer, Meissel oder dergleichen dient. In dem in geschnittener Weise dargestellten Teil des Werkzeuggehäuses la in Fig. 1 ist weiterhin ein Stator 7 ersichtlich, welcher von einem aus Isoliermaterial bestehenden Gehäuse 8 umgeben ist. Der Stator ist mitsamt seinem Gehäuse 8 im Werkzeuggehäuse la axial verschiebbar gelagert. Weiterhin axial-verschiebbar im Werkzeuggehäuse la angeordnet ist ein insgesamt mit 9 bezeichneter Kohlenhalter, welcher mit dem Gehäuse 8 des Stators 7 korrespondierende Aussenmasse aufweist. Stator 7 sowie Kohlenhalter 9 werden durch einen auf dein Uerkzeuggehäuse la mittels Schrauben 11 befestigten GehäusedeckeLs 12 in ihrer Lage axial fixiert, Ein im Gehäuscdeckel 12 radial gelagerter Rotor 13 trägt auf seinem gegen den Gehäusedeckel V? weisenden Wellenstumpf 13a einen die Kühlung des Motors bewirkenden Ventilatorflügel 14.

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Wie insbasondere die Fig. 2 zeigt, besteht der insgesamt mit 9 bezeichnete Kohlenhalter aus eirseni vorzugsweise aus Isoliermaterial geformten zylinderförmigen Teil 9a sowie einer damit verbundenen aus einem leitenden Werkstoff wie licssing, Kupfer, Stahl oder dergleichen bestehenden Platte 9b, die kastenförmige Ausprägungen 9c für die Aufnahtae von Kohlebürsten 15 aufweist. In den kastenförmigen Ausprägungen 9c sind die Kohlebürsten 15 axial verschiebbar gelagert und werden von an sich bekannten und daher weiter nicht gezeichneten Federn gegen den Rotor 13 hingepresst, sodass selbst auch bei einem starken Verbrauch der Kohlebürsten 15 die Gewährleistung für eine funktionstüchtige Verbindung zum Rotor 13 besteht.

Wie ferner aus den Figuren 1 bis 3 ersichtlich, sind zwischen dem Stator 7 und dem Kohlenhalter 9 Druckfedern 16 angeordnet, die mit ihrem einen Ende mittels vorteilhaft aus Isoliermaterial bestehenden zapfenförmigen Halteelementen 17 am Stator 7 befestigt sind. Diese Druckfedern 16 bewirken nach Festschrauben des Gehäusedeckels 12 eine axiale Fixierung der im Gehäuse la axial verschiebbar angeordneten Elemente wie Stator 7 und Kohlenhalter 9. An den freien Enden der Druckfedern 16 sind W näpfchenförmige Kontaktglieder 18 mittels eines um eine Wicklung der Federn 16 geschlungenen lappenförmigen Ansatzes 1.8a befestigt. Diese näpfchenförmigen Kontaktglieder 18 stehen in Verbindung mit den aus dem Stator 7 herausführenden Leitungen Weiterhin ist aus den Figuren 1 bis 3 ersichtlich, wie die Kontaktglieder 18 weitere näpfchenförmige Kontaktglieder 20 übergreifen, die einen entsprechend kleineren Ausprägungsdurchmesser aufweisen. DiG Kontaktglieder 20 sind mit krallenförmigen Ansätzen 20a versehen, die sich in korrespondierende Oeifminien 9d im Kohlenhalter 9 einführen lassen. Dadurch lassen sich die mittels einer Litze 21 mit den Kohlebürsten 15 in Verbindung

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stehanden Xontaktelemente 20 auf dem Kohlenhalter 9 feststecken, sodass der Kohlenhalter 9 mitsamt den Kontaktelementen 20 eine kompakte Baugruppe bildet.

Selbstverständlich wäre es auch denkbar, die Kontaktelemente völlig wegzulassen und die elektrische Verbindung zu den Kohlebürsten 15 über die ohnehin aus einem leitenden Werkstoff bestehende Platte herzustellen. Diese Anordnung hat abec den bereits in der Einleitung geschilderten Nachteil eines zusätzlichen Uebergangswiderstandes, v/elcher sich durch die Anordnung wie sie in den vorliegenden Figuren dargestellt ist, vermeiden lässt.

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Claims

Po tentansprüche

Elektrowerkzeug mit einem Gehäuse, in dem ein axial verschiebbar gelagerter, gegen Verdrehung gesicherter Stator angeordnet ist, welcher mittels eines lösbaren Gehäusedeckels unter Federspannung in das Gehäuse gedrückt ist und der Stator mit Kohlebürsten, die in W einem als selbständiger Bauteil ausgebildeten Kohlenhalter angeordnet sind, in elektrischer Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass Stator (7) und Kohlenhalter (9) unter der Federspannung selbsttätig die elektrische Verbindung zwischen Kohlebürsten (15) und Stator (7) herstellende Kontaktglieder aufweisen.
2) Werkzeug nach Anpsruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktglieder des Kohlenhalters (9) als gesonderte, mittels einer Litze (21) mit den Kohlebürsten (15) in elektrischer Verbindung stehende Kontakte (20) ausgebildet sind.
3) Werkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die gesonderten Kontakte (20) des Kohlenhalters (9) zum Eingriff in im Kohlenhalter (9) enthaltenen Oeffnungen (9d) krallenförmige Ansätze (20ä) aufweisen.
4) Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung der Federspannung zylindrische Druckfedern (16) angeordnet sind.

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5) Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zylindrischen Druckfedern (16) an ihrem einen Ende am Stator (7) gehaltert sind und an ihrem anderen Ende ein Kontaktglied (18) tragen.
6) Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktglieder (18, 20) des Stators (7) und des Kohlenhalters (S) in Form von korrespondierenden, übereinander stülpbaren Näpfchön ausgebi la et si nd.
7) Werkzeug nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die als Näpfchen ausgebildeten Kontaktglieder (18) des Stators (7) einen für die Umschlingung einer Wicklung der Druckfeder (16) geeigneten lappenförmigen Ansatz (18a) aufweisen.

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