DE2632184C2

DE2632184C2 - Bürsten tragender Steckeinsatz für einen Elektromotor

Info

Publication number: DE2632184C2
Application number: DE2632184A
Authority: DE
Inventors: Gary S. Franklin Wis. Lafferty sen.
Original assignee: Milwaukee Electric Tool Corp
Current assignee: Milwaukee Electric Tool Corp
Priority date: 1975-09-02
Filing date: 1976-07-16
Publication date: 1985-12-05
Also published as: CA1047588A; JPS5229908A; US4075523A; JPS592149B2; DE2632184A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Bürsten tragenden Steckeinsatz für einen Elektromotor gemäß dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der AT-PS 3 15 954 ist ein Steckeinsatz mit ringförmiger Gestalt bekannt, der in axialer Richtung des Kollektors in die zylindrisch ausgebildete Einstecköffnung eingeschoben wird, wobei die Bürsten in axialer Richtung auf dem Umfang des Kollektors gleiten, bis der Steckeinsatz schließlich an Anschlägen abgefangen wird. Zum Lagesichern des Steckeinsatzes dient ein separater Gehäusedeckel, der mit Befestigungsschrauben im Gehäuse verankert wird und gleichzeitig zur Lagerung der Kollektorwelle dient. Am Steckeinsatz ist eine metallische Ringscheibe befestigt, in der Käfige für die Bürsten geformt sind Die Steckverbindung besteht für jede Bürste aus zwei napfförmigen Metallteilen, von denen das eine napfförmige Steckelement mit Krallen an der Kreisringscheibe des Steckeinsatzes abnehmbar befestigt ist während das andere napfförmige Steckelement an der Endwindung einer zylindrischen Druckfeder befestigt ist die sich mit ihrem anderen Ende an einem Widerlager am Stator des Elektromotors ab stützt Das an der Feder befestigte Steckelement ist an eine separate Leitung zur Stromversorgung angeschlossen. Abgesehen davon, daß der Steckeinsatz außerordentlich groß ist, da sein Außendurchmesser den Außendurchmesser des Stators erheblich übersteigt, erfor- dert das Manipulieren bei einem Bürstenwechsel außerordentliche Geschicklichkeit Denn in der zylindrischen Einstecköffnung läßt sich der Steckeinsatz verdrehen, bis die Steckelemente nicht mehr aufeinander ausgerichtet sind und nicht mehr einrasten können. Selbst wenn der Steckeinsatz ordnungsgemäß ausgerichtet axial eingeschoben wird, ist von außen weder eine Sichtkontrolle noch eine Hilfeleistung beim Einrasten der Steckelemente möglich. Das heißt, es ist jede Druckfeder alleine verantwortlich, daß ihr Steckelement ord- nungsgemäß auf zugehörige Steckelemente der Scheibe aufrastet Eine nachträgliche Kontrolle der Steckverbindung ist nicht möglich. Andererseits besteht die Gefahr, daß beim Herausziehen des Steckeinsatzes infolge korrodierter Steckelemente sich diese nicht voneinander trennen, sondern die Federn aus ihren Verankerungen ziehen und die Leitungsverbindungen beschädigen. Kritisch ist dabei, daß bei noch strombeaufschlagtem Elektromotor die Bedienungsperson, wenn sie feststellt, daß die Federn mit herausgezogen und die Leitungsverbin düngen gefährdet werden, von Hand oder mit einem Werkzeug eingreift und sich dabei elektrisiert oder einen Kurzschluß erzeugt Der Aufbau des Elektromotors ist aufwendig, da für die Steckverbindung mehrere Elemente erforderlich sind, die beim Arbeiten des Elektro- motors keine Funktion haben. Zum Auswechseln der Bürsten muß der Gehäusedeckel entfernt werden, der zum Abstützen der Kollektor dient. Das gewählte Prinzip ist außerdem ungünstig, da es schwierig ist die unter Federspannung aus den Käfigen austretenden Bürsten beim Einschieben des Steckeinsatzes zurückzudrücken, so daß sie die Stirnseite bzw. Stirnkante des Kollektors nicht beschädigen können oder selbst beschädigt werden. Aus der DE-OS 19 33 023 ist eine Halterung für die Bürsten einer Kommutator-Maschine mit einem Plankollektor bekannt, bei der zur Stromversorgung der Bürsten eine von Hand separat herzustellende Steckverbindung üblicher Bauart vorgesehen ist Die mechanische Steckverbindung dient ausschließlich der Lagesi- cherung der Halterung im Gehäuse.

Bei einer aus der DE-AS 15 63 047 bekannten Bürstenhalteranordnung sind zum Anschließen der Bürsten getrennte Steckverbindungen vorgesehen. Jede Bürste ist in einem eigenen Steckeinsatz enthalten, dessen Schiebeführung zur Stromübertragung dient. Da die stromführenden Elemente des Steckeinsatzes frei liegen, ist eine isolierende Abdeckung zusätzlich anzubringen und zu befestigen.

Bei einem aus dem DE-GM 7125 029 bekannten

Steckeinsatz sind Steckelemente vorgesehen, die zur Stromversorgung der Bürsten getrennt angesteckt werden. Beim Einstecken des Steckeinsatzes wird weder die Stromversorgung automatisch angeschlossen, noch

wird die Stromversorgung beim Herausziehen des Steckeinsatzes selbsttätig unterbrochen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Steckeinsatz der eingangs genannten Art mit baulich einfachen Mitteln eine vereinfachte Handhabung beim Bürstenwechsel zu erreichen und von vornherein für ein ordnungsgemäßes Zustandekommen der Steckverbindung zu sorgen.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil angegebenen Merkmale gelöst

Bei dieser Ausbildung sind keine zusätzlichen Elemente erforderlich, damit die Steckverbindung beim Einstecken des Steckeinsatzes ordnungsgemäß hergestellt bzw. beim Herausziehen des Steckeinsatzes ordnungsgemäß wieder gelöst wird. Die Steckelemenie sind dank ihrer Anbringung von vornherein in der Lage, sich allein durch die Relativbewegung zwischen dem Steckeinsatz und dem Gehäuse ordnungsgemäß zu verbinden bzw. zu trennen. Der Steckeinsatz wird in bezug auf den Kollektor radial eingeschoben, was trotz der üblichen Federvorspannung das Aufsetzen der Bürsten auf den Kollektorumfang erleichtert. Obwohl kein Zugriff zu den Steckelementen mehr möglich ist, wenn der Steckeinsatz eingeführt ist, ist von vornherein die Gefahr ausgeschlossen, daß die Steckelemente nicht ordnungsgemäß ineinandergreifen. Die Einstecköffnung kann günstig klein sein. Sie läßt sich sehr einfach und so gestalten, daß sie für die genaue Führung des Steckeinsatzes sorgt, wodurch wiederum das Herstellen der Steckverbindung begünstigt wird. Da die beiden Steckelemente jeweils für sich in der Bewegungsrichtung des Steckeinsatzes unnachgiebig befestigt sind, wird beim Herausziehen des Steckeinsatzes der Eingriff zwischen den Steckelementen und damit die stromübertragende Verbindung zuverlässig unterbrochen, ehe der Steckeinsatz soweit aus der Einstecköffnung heraustritt, daß die Bedienungsperson mit der Hand oder mit einem Werkzeug an noch stromführende Teile heran könnte. Der Steckeinsatz ist unmittelbar im Befestigungsteil des Gehäuses verankert, ohne daß dazu ein eigenes Element erforderlich wäre. Er schirmt selbsttätig den Kollektor und die stromführenden Elemente nach außen ab.

Zweckmäßige Ausführungsformen gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht des Griffabschnitts eines Elektrowerkzeugs mit einem eingesetzten Steckeinsatz; F i g. 2 eine Explosionsdarstellung des Steckeinsatzes; F i g. 3 einen Schnitt in der Ebene 3-3 in F i g. 1, und

F i g. 4 einen Schnitt in der Ebene 4-4 in F i g. 3.

Ein Elektrowerkzeug, z. B. eine Handbohrmaschine, besitzt ein Motorgehäuse 10, das auf einer Seite eine Einstecköffnung 12 für einen Steckeinsatz 20 aufweist. 5^ri In der Einstecköffnung 12 befindet sich ein Befestigungsteil 14 mit zwei entgegengesetzt angeordneten Rampen 16, die zur Führung von Kohlebürsten 26 dienen, die der Steckeinsatz 20 an diametral gegenüberliegenden Stellen eines Kollektors eines Elektromotors hält. In der Einstecköffnung 12 sind steckerartige Steckelemente 18 angebracht.

Der Steckeinsatz 20 weist zwei Schenkel 22 und 23 auf, (F i g. 2 bis 4), die je einen Bürstenkäfig 24 für eine Kohlebürste 26 tragen, die von einer Druckfeder 28 gegen den Kollektor gedruckt wird. An den Bürstenkäfigen 24 sind buchsenartige Steckelemente 30 befestigt, die über Bürstenkabel 32 mit den Bürsten 26 verbunden sind. Jeder Bürstenkäfig 24 enthäit nicht dargestellte Anschläge, die die Druckfeder 28 und das Bürstenkabel 32 sichern und auch die Verschiebung der Bürste 26 begrenzen, damit der Kontakt zum Kollektor unterbrochen wird, bevor die Bürste zu stark verbraucht ist.

Gemäß F i g. 2 und 4 ist im Schenkel 22 eine Bürstenkammer 40 mit zwei Abschnitten für zwei Ersatzbürsten 34 ausgebildet Zwischen den zwei Abschnitten befinden sich zwei biegsame Finger 42, die in entgegengesetzten Richtungen unter Vorspannung stehen. Jeder Finger 42 hält eine Ersatzbürste 34 und sichert sie gegen Schwingungen.

Gemäß den F i g. 1 und 2 sitzt in einer Öffnung im Steckeinsatz 20 eine nichtmetallische Befestigungsschraube 44, die in ein Gewindeloch im Befestigungsteil 14 (siehe F i g. 3) eingeschraubt ist und den Steckeinsatz 20 in der Einstecköffnung 12 hält. Eine Ersatzschraube 46 ist in einer Ersatzschraubenöffnung 48 im Schenkel 23 des Steckeinsatzes vorgesehen.

Zum Wechseln der verschlissenen Bürsten 26 wird nach Lösen der Befestigungsschraube 44 der Sieckeinsatz 20 herausgezogen, wobei die Steckverbindung zwischen den Steckelementen 30, 18 gelöst wird. Die Bürsten 26 werden nach dem Freikommen von der Oberfläche des Kollektors in den Käfigen 24 gehalten. Aus dem herausgezogenen Steckeinsatz 20 lassen sich die Steckelemente 30 zum Entnehmen der alten Bürsten 26 und zum Einsetzen der Reservebürsten 34 oder neuer Bürsten lösen. Beim Einschieben des Steckeinsatzes 20 werden die Bürsten 26 an den Rampen 46 zurückgedrückt, damit sie leicht auf die Oberfläche des Kollektors gleiten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Bürsten tragender Steckeinsatz für einen Elektromotor, insbesondere als Bestandteil eines Elektrowerkzeugs, mit einem Kollektor in einem eine Einstecköffnung für den Steckeinsatz aufweisenden Gehäuse, mit Kohlebürstenkäfigen im Steckeinsatz und mit wenigstens einer aus ineinander passenden Steckelementen bestehenden Steckverbindung, mit der die in den Käfigen untergebrachten Kohlebürsten an die Stromversorgung anschließbar sind, wobei die Steckverbindung beim Einschieben des Steckeinsatzes selbsttätig herstellbar und beim Herausziehen selbsttätig lösbar ist, und wobei ein Steckelement zm Steckeinsatz und das andere Steckelement in der Einstecköffnung lagegesichert ist, d a -durch fekennzeichnet, daß das eine Steckelament (30) des Steckeinsatzes (20) am Kohlebürsten-Käfig (24) und das andere Steckelement (18) im Gehäuse festgelegt ist, daß beide Steckelemente (30, 18) — jeweils für sich — in Einsteck- bzw. Herausziehrichtung des Steckeinsatzes (20) unbeweglich befestigt sind, und daß im inneren der Einstecköffnung (12) ein gehäusefester Befestigungsteil vorgesehen ist, an dem der Steckeinsatz (20) unmitteloar festlegbar ist.

2. Steckeinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das am Käfig (24) befestigte Steckelement (30) nach Art einer in Einsteckrichtung des Steckeinsatzes (20) durchgängigen Buchse und das im Gehäuse befestigte Steckelement (18) als Dorn ausgebildet ist.

3. Steckeinsatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Befestigungsteil Führungsbahnen (16) mit Rampen für die Kohlebürsten (26) angeordnet sind.

4. Steckeinsatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steckeinsatz (20) aus isolierendem Material besteht und am Befestigungsteil mit einer nichtmetallischen Schraube (44) festlegbar ist.

5. Steckeinsatz nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Steckeinsatz (20) Kammern (40,48) und Halterungen (42) für Reserve-Kohlebürsten (34) und/oder eine Reservebefestigungsschraube (46) aufweist.

6. Steckeinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Steckeinsatz (20) als Verschlußdeckel zum bündigen Abschließen der Einstecköffnung (12) ausgebildet ist.