DE2160491C3 - Elektrisch betriebenes Handwerkzeug - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft elektrisch betriebene Handwerkzeuge, bei welchen eine mit großer Drehgeschwindigkeit laufende Motor-Spindel-Einheit in einem Gehäuse gelagert ist, aus welchem das vordere Ende der Spindel herausragt.

Bei einem derartigen Handwerkzeug ist der Stator am Gehäuse befestigt und der Rotor mittels Wälzlagern unmittelbar im Gehäuse gelagert (DT-AS 10 29 081). Eine solche Konstruktion bedingt ein verhältnismäßig steifes Gehäuse.

Bei stationären Elektromotoren, wo die Steifigkeit des Gehäuses normalerweise kein Problem ist, ist es bekannt, den Stator fest im Gehäuse anzuordnen und den Rotor einseitig elastisch im Gehäuse zu lagern (US-PS 18 52 807, GB-PS 3 71303). Damit sollen Oszillationen bzw. Auslenkungen der Rotor-Welle ermöglicht werden. Andererseits müssen dabei unter Belastung Verlagerungen des Rotors relativ zum Stator und deshalb ein ausreichend großer Luftspalt zwischen beiden in Kauf genommen werden, worunter die Leistung des Motors leidet.

Um Belastungen der Antriebswelle vom Motor fernzuhalten, ist es bei einem Motor mit fest angeordnetem Stator und starr im Gehäuse gelagerter Rotorwelle bekannt, die Abtriebswelle über eine bewegliche Kupplung mit der Rotorwelle zu verbinden (US-PS 17 98 312). Auch für die^e Bauart bedarf es eines festen Gehäuses.

Fs sind auch bereits stationäre Motoren bekannt, bei denen das gesamte Lagergehäuse elastisch gelagert ist fnT AS Π75 785, DT-GBM 16 76 624). Dies sind verhältnismäßig schwere Konstruktionen, die sich nicht für Handwerkzeuge eignen.

Schließlich ist es bei stationären Elektromotoren mit starren äußeren Gehäusen zum Zwecke der Schwingungsdämpfung bekannt, entweder Stator und Läufer je für sich über elastische Zwischenglieder im Gehäuse zu laeern (US-PS 26 43 351) oder den Rotor am Stator zu laeern und diese Einheit elastisch im Gehäuse abzustützen, wobei der Spalt zwischen der Rotorwelle und der Gehäusebohrung durch einen an dieser eingespannten Gummiring überbrückt wird (GB-PS 8 14 724) Anders als bei Handwerkzeugen entstehen bei diesen Ausführungen grundsätzlich keine Probleme aus Verformungen der Gehäuse.

Handwerkzeuge werden konstruktiv so ausgelegt; daß sie sehr leicht sind und sich unter allen Arbeitsbedingungen gut handhaben lassen. In zunehmendem Maße wird deshalb als Material für das Gehäuse Kunststoff eingesetzt. Es besteht dabei das Bestreben die Wandstärke des Gehäuses verhältnismäßig dünn zu machen, jedoch bieten die verfügbaren Materialien auch dann noch eine gute Zug- bzw. Druck- und Schlagfestigkeit. Es muß allerdings berücksichtigt werden daß leichte, dünnwandige Gehäuse, insbesondere aus Kunststoff, durch Temperaturschwankungen und infolge der auftretenden Kräfte verhältnismäßig großen elastischen Verformungen unterliegen.

Für den Einbau der verhältnismäßig kleinen elektrischen Motoren in die Werkzeuge gelten gewisse Genauigkeitsanforderungen. Der Rotor muß innerhalb des Stators sehr genau zentriert sein, und die Luftspalte zwischen den Hauptteilen des Motors sollen möglichst klein sein. Aus diesen Bedingungen resultiert beim Einbau des Motors in ein Handwerkzeug mit einem verhältnismäßig schwachen Gehäuse das Problem, daß bei fest im Gehäuse gelagertem Motor die infolge Wärmeausdehnung oder beim Anpressen des Werkzeugs gegen ein Werkstück auftretenden Verformungen des Gehäuses über das vordere Endlager der Spindel und diese selbst eine gewisse Verspannung und gegenseitige Verlagerung der Teile des Motors bewirken. Dies kann so weit gehen, daß die normale Funktion des Motors gestört wird und es zum Zusammenbruch kommt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Handwerkzeug der eingangs bezeichneten Art zu schaffen, bei dem Verformungen des Gehäuses infolge mechanischer Kräfte oder Wärmedehnungen keinen Einfluß auf die relative Lage von Rotor und Stator

haben.

Zur Lösung der vorstehenden Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Handwerkzeug der genannten Art vorgeschlagen, welches durch die für sich bekannten Merkmale gekennzeichnet ist, daß der Rotor radial und axial am Stator fest gelagert und der Stator in dem Gehäuse elastisch aufgehängt ist und daß das hintere Ende der Spindel ebenfalls elastisch nachgiebig im Gehäuse gelagert ist.

Die Erfindung wird nur in der Gesamtheit der Anspruchsmerkmale gesehen.

Durch die vorgeschlagene elastische Lagerung der Motor-Spindel-Einheit werden Verformungen des Gehäuses aufgefangen, sd daß sie nicht zu Störungen der

Funktion des Motors führen können.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. I einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Handschleifmaschine,

F i g. 2 eine Darstellung möglicher Verformungen des Werkzeuggehäuses während des Betriebs,

Fig. 3 einen axialen Teilschnitt durch das vordere Endlager der Spindel des Werkzeugs.

Die dargestellte Handschleifmaschine besteht aus einem Gehäuse 1 und einem darin aufgenommenen Elektromotor, der sich in einen Stator 2 und einen Rotor 3 gliedert. Der letzlere ist mit einer Spindel 4 ausgebildet oder verbunden. Am vorderen Ende der Spindel, welches aus dem Gehäuse 1 herausragt, ist ein Schleifrad 5 befestigt. Der Rotor 3 wird in Lagern 6 gehalten, die im Beispielsfall als einreihige Ringrillenlager gezeigt sind. Es könnten stattdessen aber auch andere geeignete Gleit- oder Wälzlager Verwendung finden. Die Lager des Rotors sitzen in Halterungen oder Lagergehäusen 7, die mit dem Stator 2 verbunden sind.

Da es, wie oben beschrieben, während des Betriebs, wenn also das Werkzeug gegen ein Werkstück angepreßt und dabei die in sich steife Motor-Spindel-Einheit aus ihrer Normallage im Gehäuse gedrückt wird, zu Verformungen des Gehäuses kommt, welche die Funktion des Motors nicht gefährden sollen, ist eine elastische Aufhängung bzw. Abstützung der Motor-Spindel-Einheit im Gehäuse vorgesehen, die eine gewisse relative Beweglichkeit gestattet. Im Einzelnen kann die elastische Lagerung beispielsweise dadurch erreicht werden, daß elastische Zwischenglieder 8 in Form von gummielastischen Blöcken zwischen dem Stator und dem Gehäuse angeordnet werden. Alternativ besteht unter anderem auch die Möglichkeit, ein ringförmiges Zwischenglied mit daran ausgebildeten stärkeren Segmenten zu verwenden. Das gummielastische Zwischenglied wird vorzugsweise derart angeordnet und befestigt, daß sich der Stator axial im Gehäuse bewegen kann, wenn dieses Längenänderungen erfahrt.

Aus F i g. 2 ist zu entnehmen, wie sich die Moior-Sp'ndel-Einheit bei Verformungen des Gehäuses verhält. Hs ist erwünscht, daß die Einheit von den Verformungen des verhältnismäßig schwachen Gehäuses (in Fig. 2 iv. der Umriß des verformten Gehäuses durch einegestrichelte Linie 9 angedeutet) unbeeinflußt bleibt. Derartige Verformungen können beispielsweise unter der Wirkung der Handkraft, die durch einen Pfeil 10 bezeichnet ist, und der entsprechenden Reaktionskraft, angedeutet durch einen Pfeil 11, verursacht werden. Infolge einer Erwärmung des Gehäuses während des Betriebs durch die Hand- und/oder Motorwärme können außerdem, wie in F i g. 2 durch eine strichpunktierte Linie 12 angegeben, Längenänderungen des Gehäuses auftreten.

Kleine Elektromotoren arbeiten nur einwandfrei bei genauer Zentrierung und kleinen Luftspalten. Diese Bedingungen dürfen während des Betriebs nicht durch eine Verlagerung der Hauptteile· des Motors beeinträchtigt werden. Um eine sich selbsttätig ausrichtende Spindellagerung und ein stabiles System zu erhalten, ist es angebracht, das vordere Endlager der Spindel 4 gemäß Fig. 3 elastisch auszubilden. Die Zeichnung zeigt dazu beispielhaft eine Manschette 13, die an der Durchtrittsöffnung, durch welche die Spindel aus dem Gehäuse herausragt, befestigt ist, und ein in der Manschette 13 gehaltenes Lager 14, das als Ringrillenlager dargestellt ist, jedoch auch anderer geeigneter Art sein kann. Um eine gute Nachgiebigkeit der Lageranordnung zu erhalten, ist die Manschette 13 mit einer Faltung 15 ausgebildet. Stattdessen könnte auch zwischen der Manschette 13 und der Befestigungsstelle des vorderen Endlagers am Gehäuse ein gummielastisches Zwischenglied, z. B. in Form eines Ringes od. dgl., vorgesehen sein. Schließlich könnte auch ein sich selbsttätig ausrichtendes Lager geeigneter Art benutzt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Elektrisch betriebenes Handwerkzeug, bei welchem eine mit großer Drehgeschwindigkeit laufende Motor-Spindel-Einheit in einem Gehäuse gelagert ist, aus welchem das vordere Ende der Spindel herausragt, gekennzeichnet durch die für sich bekannten Merkmale, daß der Rotor (3) radial und axial am Stator (2) fest gelagert und der Stator (2) in dem Gehäuse (1) elastisch aufgehängt ist und daß das vordere Ende der Spindel (4) ebenfalls elastisch nachgiebig im Gehäuse (t) gelagert ist.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (2,3) über gummielastische Zwischenglieder (8) am Gehäuse (1) angestützt ist.

3. Werkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gummielastischen Zwischenglieder (8) aus einer Anzahl blockförmiger, über den Umfang verteilter Tragglieder bestehen.

4. Werkzeug nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gummielastischen Glieder (8) derart zwischen dem Motor (2, 3) und dem Gehäuse (1) angeordnet sind, daß diese Teile relativ zueinander axial beweglich sind.

5. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (14) für das vordere Ende der Spindel in einer am Gehäuse (1) befestigten Manschette (13) gehalten ist, welche zwischen dem Lager (14) und dem Gehäuse (1) eine elastisch nachgiebige Faltung (15) aufweist.

6. Werkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die das Lager (14) tragende Manschette (13) über gummielastische Zwischenglieder am Gehäuse (1) befestigt ist.

7. Werkzeug nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das vordere Lager (14) der Spindel (4) ein sich selbsttätig ausrichtendes Lager