DE3138047A1

DE3138047A1 - Elektrisches handbearbeitungsgeraet mit schaltungsplatine

Info

Publication number: DE3138047A1
Application number: DE19813138047
Authority: DE
Inventors: Hiroyasu Katsuta Ibaragi Ishikawa; Masanori Ito; Jyuro Kabayashi
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 1980-09-26
Filing date: 1981-09-24
Publication date: 1982-04-29
Also published as: JPS5761480A; JPS622947B2; US4370579A; DE3138047C2

Description

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Elektrisches Handbearbeitungj-gerät mit Schaltungsplatine

Die Erfindung betrifft allgemein Handbearbeitungsgeräte mit Motorantrieb und insbesondere solche Geräte, die im Antriebsteil so ausgelegt sind, daß sie mit Hilfseinrichtungen selbsttätig zusammenbaubar sind.

Die Bestandteile bekannter Handbearbeitungsgeräte werden so zusammengebaut, daß die elektrisch beaufschlagten Teile mit Drähten verbunden werden. Die Drähte müssen dann mit den Klemmen durch Löten, Anschrauben oder Driick-Umwickeln (wrapping) verbunden werden. Das ist nicht nur ein Hindernis für die Automatisierung des Herstellungsvorganges, sondern es können auch Störungen, wie Kaltlötstellen oder Isolationsfehler auftreten.

Durch die vorliegende Erfindung wird ein Bearbeitungsgerät geschaffen, das einen automatisierten Zusammenbau seiner Bestandteile dadurch erlaubt, daß es eine Vielzahl von .Isolierklötzen mit Klemmen und zwischen benachbarten Klötzen eine elektrische Schaltplatine besitzt, die die Verbindung zwischen den verschiedenen Teilen des Gerätes herstellt.

Das erfindungsgemäße Bearbeitungsgerät enthält in einem Gehäuse einen Stator mit zwei Statorwicklungen und eine Vielzahl von mit den Statorwicklungen verbundenen Statorklemmen, einen mit einem Kommutator versehenen Rotor, der relativ zum Stator drehbar angebracht ist, einen Schalter mit zwei Klemmen und einen Kabelendklotz, ebenfalls mit zwei Klemmen. In dem Gerät ist eine Bürstenhalteranordnung mit zwei in Querrichtung einen Abstand aufweisenden, sich axial erstrecken-

den parallelen Klötzen aus Isoliermaterial vorgesehen, an denen jeweils eine Bürste und zwei sich parallel zueinander hindurch erstreckende Leiter vorgesehen sind. Jeder Leiter hat an einem Ende eine Klemme zur Verbindung mit einer zugeordneten Statorklemme, und die zueinander parallelen" Klötze sind miteinander durch ein Stegteil so verbunden, daß jede Bürste mit dem Kommutator in Berührung gebracht wird. Die elektrische Schaltplatine ist der dem Stator abgewandten Seite des Stegteils des Bürstenhalters benachbart angeordnet. Das Gerät enthält weiter ein.Leitteil aus isolierendem Material in der Nähe der Bürstenhalteranordnung abgewendeten Seite der elektrischen Schaltplatine zum Richten der Klemmen des Schalters und des Kabelendklotzes in der Weise, daß sie mit der elektrischen Schaltplatine in Berührung kommen. Die Schaltplatine ist mit einem Schaltmuster in der Art versehen, daß die Klemmen des Schalters und des Kabelendklotzes miteinander verbunden und mit den Leitern der Bürstenhalteranordnung so verbindbar sind, daß die Statorwicklungen, der Kommutator, die Bürsten und der Schalter in Reihe mit den Klemmen des Kabelendblockes verschaltet sind.

Die Erfindung·wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert; in dieser zeigt:

Fig. 1 Eine teilweise aufgeschnittene schematische Darstellung eines Teils eines erfindungsgemäßen Handbear- · beitungsgerätes, bei dem eine Gehäusehälfte abgenommen ist,

Fig. 2 einen Schnitt nach Linie 2-2 der Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt durch die auseinander·gezogenen Innenteile des Handbecrbeitungsgerätes,

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Fig. 4 einen Schnitt nach Linie 4 -·4 der Fig. 3, Fig. 5 einen Schnitt nach Linie 5-5 der Fig. 3,

Fig. 6 eine Endansicht in Richtung der Pfeile 6

- 6 der Fig. 3,

Fig. 7 eine Endansicht in Richtung der Pfeile 7

- 7 in Fig. 3,

Fig. 8 eine Seitenansicht des Statoraufbaus des Gerätes nach. Fig. 1 ,

Fig. 9 eine Endansicht des Statoraufbaus nach Fig. 8,

Fig.10 einen Schnitt durch einen Teil des in Fig. 1 dargestellten Handbearbextungsgerätes mit zusammengebauten Teilen, insbesondere mit Einzelheiten der Schaltplatine und benachbarter Bestandteile und

Fig.11 ein Schaltbild des Handbearbeitungsgerätes nach Fig. 1

Das in Figuren 1 bis 11 dargestellten Handbearbeitungsgerät mit 'Elektromotorantrieb der erfindungsgemäßen Art umfaßt in einem Gerätegehäuse 3 einen am (nach Fig. 1) linken oder vorderen Endabschnitt des Gerätes angeordneten Stator 4 und einen Rotor 1. Eine Hälfte des Gehäuses 3 ist in Fig. 1 abgenommen, um einen Blick in das Innere desselben zu gestatten. Der Rotor 1 besitzt einen Kommutator 1 a, -und.dieser ist drehbar in einem Lager 2 aufgenommen, das an einem Querteil 3a (siehe auch Fig. 2) des Gehäuses 3 befestigt ist. Im hinteren, d.h. in Fig."1 rechten Endabschnitt des Werkzeuges befindet sich die Anschluß-

stelle des Kabels 14, das zwei isolierte Drähte oder Litzen aufweist, die jeweils mit länglichen flachen Klemmen 14b bzw. 14c (Fig. 3) verbunden sind, die sich in Querrichtung des Werkzeuges von einem geformten Kunststoff - oder Klemmenklotz 14a erstrecken.

Erfindungsgemäß ist ist in dem Bearbeitungsgerät eine.etwa C-förmige Bürstenhalteranordnung 8 mit zwei identisch aufgebauten, einander zugewendeten und sich axial erstreckenden Bürstenhalterarmen 8a und 8a¹ ausgebildet, die mit einem Verbindungsteil 8b miteinander verbunden sind, daß den Stegab-. schnitt des C-förmigen Aufbaus 8 bildet. Wie Fig. 3 und 4 zeigen, sind-in jedem Bürstenhalterarm jeweils zwei Leiter 9a bzw. 9b vorgesehen, die Buchsenklemmen 9c und 9d besitzen (bzw. 9c¹ und 9d'', siehe Fig. 6) und in Nuten sitzen, die in einem geformten Kunststoffteil 8c ausgebildet sind. Die Buchsenklemmen 9c und 9d bzw. 9c¹ und 9d' sind zur elektrischen Verbindung mit Stiftklemmen 7a bzw. 7a¹ und 7b¹ vorgesehen, welche in Fig. 8 und 9 gezeigt sind.

Der Stator'4 enthält zwei Statorwicklungen 5 und zwei isolierende Klemmenträger 6 und 6', die jeweils, wie Fig. 9 zeigt, zwischen den Statorwicklungen -5a und 5b sitzen. Die Klemmen 7a, 7b und 7a¹, 7b' werden paarweise durch die Klemmenträger 6 bzw. 6' gehalten und so mit den Statorwicklungen 5a und 5b verbunden, daß die Klemmen 7a und 7a" mit den entgegengesetzten Enden der Wicklung 5a und die Klemmen 7b und 7b' mit den entgegengesetzten der Wicklung 5b verbunden sind.

Ein hohles, elektrisch leitfähiges Teil 11 (bzw. 11')" mit rechteckigem Querschnitt ist in dem Form-Klotz oder -Körper 8a (bzw. 8a") eingebettet und dient zur Führung und Sicherung je einer Bürste 10 bzw. 10', so daß diese in diametral einander entgegengesetzten Lagen angebracht sind, um in Beruh-

rung mit dem Kommutator 1a zu treten. Die Bürsten 10 und 10' sind in Radialrichtung mittels einer jeweiligen Schraube 12 bzw. 12' einstellbar, die in einem Schrauben-Haltedeckel 30 bzw. 30' eingeschraubt ist. Ein Leiter 9e bzw. 9e" ist dem Klotz oder Körper 8c zum elektrischen Anschluß derBürste 10 bzw. 10' teilweise eingebettet. Die Leiter 9a, 9b und 9e bzw. 9a¹, 9b¹ und 9e" erstrecken sich zum hinteren Teil des Gerätes zur Verbindung mit den anderen Elementen, wie noch beschrieben wird. Der. Stegabschnitt 8b der. Bürstenhalteranordnung 8 ist auch ein Kunststofformteil und ist mit zwei Seitenöffnungen 8b und 8e sowie einer Mittelöffnung 8f versehen, durch welche die jeweiligen Leiter 9a, 9b bzw. 9e hindurchreichen. Eine Reihe von gleichartigen Öffnungen 8d', 8e' und 8f, von denen nur die Öffnung 8f dargestellt ist, ist gleichfalls in dem Stegabschnittt vorgesehen, und in diese sind die Leiter 9a¹, 9b" bzw. 9e' eingesetzt. Der Stegabschnitt 8b ist weiter mit einer nach rückwärts (d.h. in den Figuren nach rechts) offenen Vertiefung 8g zur Aufnahme einer gedruckten Schaltplatine 20 versehen. Die Schaltplatine 20 ist so perforiert,, daß die Enden der einzelnen Leiter oder die Klemmen genau in die erforderlichen Lagen eines an der Platine ausgebildeten Leitmusters gelangen, um die Verbindung mit den zugeordneten Elementen des Gerätes in zu beschreibender Weise herzustellen.

In dem Einschnitt oder der Vertiefung 8g der Bürstenhalteranordnung 8 ist teilweise ein Verbindungs- und Richtteil 21 eingesetzt, das mit axial gestuften Vertiefungen 21a und 21b versehen ist, die sich an den Kabelendklotz 14a für das Kabel anlegen, sowie mit einem weiteren Einschnitt oder einer weiteren Vertiefung 21c zur Anlage an dem Schalter 13 (Fig. 7). Zwischen den gestuften Vertiefungen 21a und 21b sind .(Fig.3) zwei rechtwinklige Öffnungen 21d ausgebildet, die sich quer zu Axialrichtung des Werkzeuges erstrecken zur Aufnahme der

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länglichen flachen Klemmen 14b und 14c des Zuführungskabels 14, und diese sind zur Bürstenhalteranordnung 8 hin offen. Die sich in Querrichtung erstreckenden Öffnungen 21d bilden eine Zugentlastung für das Zuführungskabel 14. Der Stegabschnitt 8b der Bürstenhalteranordnung 8 und das Verbindungsund Leitteil 21 sind jeweils mit Erhöhungen 8h bzw. einem Einschnitt 21f versehen, so daß dann, wenn die gedruckte Schaltplatine 20 zwischen ihnen eingesetzt ist, zu beiden Seiten der Platine 20 ein Raum vorhanden ist, so daß, wie Fig. 10 zeigt, die Klemmen der Leiter sich teilweise zur entgegengesetzten Seite hindurch erstrecken können.

Um eine elektrische Verbindung zwischen den verschiedenen Einzelteilen des Gerätes herzustellen, sind Verbindungselemente 22 und 23 je paarweise vorgesehen (siehe Fig. 3, 4 und 5). Die Verbindungselemente 22 enthalten jeweils ein Buchsenoder Kupplungsteil, das fest in Anlage mit den länglichen flachen Klemmen 13a bzw. 13b des Schalters 13 kommt, und zwar durch eine Durchgangsöffnung 21g des Verbindungs- und Leitteils 21 und einen schmalen Abschnitt, der in einer Führungsöffnung 20a der gerdruckten Schaltplatine 20 aufgenommen ist. Die Verbindungelemente 23 sind jeweils (Fig. 4) L-förmig ausgeführt und besitzen in gleicher Weise einen Kupplungs- oder Buchsenteil zum Eingriff mit jeweils einer länglichen flachen Klemme 14b bzw. 14c des Zuführungskabels 14 und ein schmales. Ende zur Aufnahme in jeweils einer Öffnung 20b der gedruckten Schaltplatine 20. Vor dem Zusammenbau der Einzelteile des Arbeitungsgerätes wird zunächst die Bürstenhalteranordnung 8 durch Verbindung der Armabschnitte 8a und 8a¹mit dem Stegabschnitt 8b zusammen montiert. Daraufhin wird die gedruckte Schaltplatine 20· in die Vertiefung 8g der Anordnung 8 eingesetzt, gefolgt von dem Verbindungs- und Leitteil 21, das teilweise ebenfalls in die Vertiefung 8g ■ eingesetzt wird, wobei die Verbindungselemente 22 und 2 3 bereits in der richtigen Lage sitzen. Die Buchsenklemmen 9c,

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9d, 9c¹ und 9d' der Bürstenhalteranordnung 8 werden jeweils mit den Stiftklemmen 7a, 7b, 7a¹ bzw. 7b¹ verbunden, wobei der Rotor 1 und der Kommutator 1a in den Stator 4 bzw. zwischen die Bürsten 10, 10' eingesetzt sind. Auf diese Weise sind dann bis auf den Schalter 13 und das Zuführungskabel 14 alle Teile als eine Einheit zusammengebaut, und diese wird daraufhin in das eine Halbgehäuse 3 so eingesetzt, daß die beiden Schraubenhalterdeckel 30 bzw. 30' fest in ent-, sprechend vertiefte Abschnitte des Gehäuses 3 eingelegt werden (Fig. 1). Der Schalter 13 wird daraufhin in Axiälrichtung des Gehäuses in die Vertiefung 21c des Kupplungs- und Richtteils 21 so eingelegt, daß die Klemmen 13 in die Verbindungselemente 22 eingeführt und dadurch mit der gedruckten Schaltplatine 20 verbunden werden. Dann wird der Endklotz 14a des Kabels 14 in Querrichtung so eingeführt, daß die Klemmen 14b und 14c mit den Verbxndungselementen 23 und gleichzeitig mit der gedruckten Schaltplatine 20 verbunden sind.

Fig. 11 zeigt nun das Schaltbild der gedruckten Schaltplatine 20 im Zusammenhang mit den anderen Bestandteilen des Gerätes. Durch die gedruckten Schaltverbindungen auf der Platine 20 wird die Klemme 14b vom Kabel mit der Klemme 13b des Schalters verbunden, während gleichzeitig eine Verbindung mit der Klemme 14c des Kabels und dem Leiter 9a hergestellt wird. Ebenso wird die Klemme 13a des Schalters 13 mit dem Leiter 9a¹ verbunden. Die Leiter 9e und 9e' sind jeweils mit den Buchsenklemmen 9d bzw. 9d' verbunden. Durch Schließen des Schalters 13 wird dann eine Reihenschaltung geschlossen, die von Klemme 13a .zum Leiter 9a',den Klemmen 9c¹, 7b, der Statorwicklung 5b, den Klemmen 7b¹, 9d', den Leitern 9b¹, 9e', der Bürste 1O¹, dem Kommutator 1, der Bürste 10, den Leitern 9b, 9e, den Klemmen 9d, 7a¹, der Statorwicklung 5a, den Klemmen 7a, 9c, dem Leiter 9a", der Klemme 14c, der nicht.

dargestellten Leistungsquelle (Stromanschluß), der Klemme 14b und wieder zur Klemme 13b führt.

-Al-Lee r s e i t e

Claims

Patentansprüche

Λ Elektrisches Handbearbeitungsgerät, das in einem Gehäuse einen Stator mit zwei Statorwicklungen und einer Vielzahl mit diesen jeweils verbundenen Statorklemmen besitzt, mit einem Rotor, der, mit einem Kommutator versehen, relativ zum Stator drehbar gelagert ist, mit einem Schalter'mit zwei Klemmen und einem Kabelendklotz mit zwei Klemmen, dadurch gekennzeichnet , daß eine Bürstenhalteranordnung (8) mit zwei in Querrichtung einen Abstand voneinander aufweisenden, sich axial erstreckenden parallelen Klötzen (8a> 8a') aus Isoliermaterial vorgesehen ist, wobei an den Klötzen jeweils eine Bürste (10, 10') gehalten ist und zwei Leiter (9a, 9b; 9a', 9b") sich parallel zueinander durch die Klötze erstrecken, wobei jeder Leiter an seinem einen Ende mit einer Klemme (9c, 9d; 9c¹, 9d') zur Verbindung mit einer zugeordneten

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Statorklemme (7a, 7b; 7a¹, 7b¹) versehen ist und die parallelen Klötze durch ein Stegteil· ( 8b) miteinander verbunden sind, daß eine eiektrische Schaltplatine (20) in Nachbarschaft zum Stegteil ( 8b) von dem Stator (4) abgelegen angeordnet ist, und daß ein Richtteil· (21) aus isoiierendem Material· in Nachbarschaft zur elektrischen Schaitpiatine (2O), von der Bürstenhalteranordnung (8) abgelegen, vorgesehen ist, um die Klemmen des Schaiters (.13) und des Kabel·endkl·otzes (14a) in Berührung mit der eiektrischen Schal·tpl·atine zu richten, wobei die eiektrische Schal·tpl·atine (2O) mit einem "soichen Leitungsmuster versehen ist, daß die Klemmen (13a, 13b; 14b, 14c) des Schalters und des Kabelendklotzes gegenseitig und mit den Leitern (9a, 9b; 9a¹, 9b¹) der Bürstenhaiteranordnung so elektrisch verbindbar sind, daß die Statorwickiungen, der Kommutator, die Bürsten und der Schaiter in Reihe mit den Leistungsklemmen· liegen.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch g e \ e η η ζ e i c h. net, daß die elektrische Schal·tpl·atine (20.) eine Vieizahl· von durchgehenden Führungsöffnungen (20a, 20b) zur Aufnahme der Leiter (9a, 9b; 9a¹, 9b¹) der Bürstenhaiteranordnung und der ^emmen (13a, 13b, 14b, 14c) des Schal·ters und des Kabel·endkl·otzes besitzt.
3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Viel·zahl· von Verbindungelementen zur elektrischen Verbindung der Klemmen des Kabel·endkl·otzes mit der eiektrischen Schal·tpl·atine vorgesehen sind.
4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die BürstenhaLteranordnung zwei in der Richtung nach Außen vorstehende Abschnitte (30 _r 30') aufweist, in denen jeweiis eine Einsteirschraube (12, 12') für die

Bürsten sitzt, daß das Gehäuse (3) mit zwei komplementär zu . den νοχ-stehenden Abschnitten, (30, 3O¹) ausgebi 1 rieten Vertiefungen ausgeformt ist, so daß eine Formschlußverbindung gewährleistet ist.
5. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Klemmen (14b, 14c) des Kabelendklotzes sich in Quer- · richtung zu dem Werkzeug erstrecken und daß das Richtteil

(21) mit sich in Querrichtung erstreckenden, die Klemmen (14b, 14c) aufnehmenden öffnungen (21d) ausgebildet ist.
6. Gerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Schaltplatine eine Platine (20) mit gedruckter Schaltung ist.