DE3148382A1

DE3148382A1 - Elektrogeraet, insbesondere elektrowerkzeug, mit steckbaren bauteilen

Info

Publication number: DE3148382A1
Application number: DE19813148382
Authority: DE
Inventors: Thomas 6270 Idstein Stanke
Original assignee: Black and Decker Inc
Current assignee: Black and Decker Inc
Priority date: 1981-12-07
Filing date: 1981-12-07
Publication date: 1983-06-09

Description

Elektrogerät, insbesondere Elektrowerkzeugq mit steck-
baren Bauteilen Die Erfindung betrifft ein Elektrogerät, insbesondere Elektrowerkzeug, mit steckbaren Bauteilen und einer Verbindungsplatte zum Anstecken und Verbinden der Bauteile untereinander und/oder mit der Stromzuführung.
Bei der Herstellung sowie auch später im Betrieb von Elektrogeräten und insbesondere Elektrowerkzeugen, wie beispielsweise iiandbohrmaschinen, Kreissägen und dergleichen ist die Verbindung der einzelnen Bauteile, also beispielsweise des Motors, eines Betätigungsschalters, elektronischer Steuerungen und so weiter aufwendig und störanfällig. Wenn die Bauteile in der üblichen Weise mit Hilfe von Kabeln oder Kabelbäumen verbunden werden, ergeben sich Fehlermöglichkeiten durch falsches Anstecken oder Anlöten. Außerdem sind die Kabel störanfällig, sie können leicht beschädigt oder eingeklemmt werden und bilden auch später im rauhen Betrieb eine der häufigsten Ursachen für Ausfälle. Darüberhinaus lassen sich Kabelverbindungen kaum automatisch herstellen, sind also lohnintensiv und verteuern die Herstellung.
Es ist bereits bekannt (DE-PS 26 31 431), bei einem Elektrowerkzeug eine zentrale Stromverteilungsschiene vorzusehen, die als Steckeinheit für die elektrischen Bauteile dient und diese miteinander sowie mit der Stromzuführung verbindet. Vorzugsweise wird dabei die Stromverteilungsschiene durch eine gedruckte Schaltung verkörpert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Verbindungsplatte zum Anstecken und Verbinden der Eauteile zu schaffen, die mechanisch und elektrisch unempfindlich ist,sich einfach herstellen läßt und zuver- lässige Verbindungen ermöglicht. Zur Lösung der Aufgabe geht die Erfindung aus von einem Elektrogerät der eingangs genannten Art und ist dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsplatte ein Netzwerk aus leitenden Metallstreifen oder -drähten aufweist, das in Kunststoff eingebettet ist.
Im Gegensatz zu einer gedruckten Schaltungsplatte sind die eingebetteten Metallstreifen oder -drähte für sich selbst robust und außerdem durch den Kunststoff gegen mechanische Beschädigungen und äußere Einflüsse geschützt. So besteht nicht die Gefahr, daß beispielsweise in einem Elektrogerät mit Kollektormotor der durch den Abrieb der Schleifkohlen entstehende Staub zu Kurzschlußbrücken führt. Die Verbindungsplatte ist gegebenenfalls auch nachträglich verformbar, läßt sich also platzsparend an die jeweiligen Gegebenheiten im Gehäuse des Elektrogerätes anpassen.
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
So kann das Einbetten des Netzwerkes in den Kunststoff durch Umspritzen oder Einschweißen zwischen zwei Kunststoffschichten, beispielsweise Folien, erfolgen.
Ein Netzwerk aus Metallstreifen kann in an sich bekannter Weise als sogenanntes Stanzgitter hergestellt sein.
Dabei wird das Netzwerk der Verbindungsstreifen durch Ausstanzen aus einem Blech hergestellt. Zusätzliche Querverbindungen sorgen für den Zusammenhalt des Netzwerks. Diese Querverbindungen müssen jedoch, da sie im allgemeinen nicht zulässige Kurzschlüsse zwischen benachbarten Streifen darstellen, nachträglich wieder entfernt werden. Durch die Einbettung in den Kunststoff, die für die Positionierung und den Zusammenhang sorgt, können die erforderlichen Ausstanzungen zur Beseitigung unzulässiger Querverbindungen schon bei der Herstellung der Verbindungsplatte vor dem Einbau in ein Gerät durchgeführt werden Zum Schutz der beim Ausstanzen von Querverbindungen bloßgelegten Streifen können die dabei gebildeten Löcher durch Kunststoffnieten verschlossen werden, wobei die Kunststoffnieten vorzugsweise Teil des Gerätegehauses sind und gleichzeitig zur Festlegung der Verbindungsplatte dienen.
zur Herstellung des Netzwerkes aus Metallstreifen können diese andererseits auch als Einzelelemente in den Kunststoff eingebettet sein. Stanzverluste treten dann dabei nicht auf, wenn die Streifen von einem Endlosband abgeschnitten sind. Die Metalldrähte können mit Vorteil Enäanderartlg in den Kunststoff eingebettet sein und wenigstens an einer Kante der Verbindungsplatte aus dem Kunststoff herausWhren. Die nicht erforderlichen oder nicht zulässigen Verbindungen zwischen den ein&betteten Drahtabschnitten lassen sich dann durch Abschneiden entfernen.
In Weiterbildung der Erfindung sind die Metallstreifen oder -drähte mit Steckorganen ausgestattet. Dazu können die Streifen oder Drähte am Rande der Verbindungsplatte und/oder von Ausnehmungen der Verbindungsplatte unter -Bildung von Steckerstiften vorstehen und gegebenenfalls zusätzlich abgewinkelt sein. An die vorstehenden Streifen oder Drähte lassen sich aber auch Steckbuchsen oder andere Steckorgane anbringen.
Nachfolgend wird die Erfindung aaaozand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen: in 1 in perspektivischer Rx.plosionsderstellung die wesentlichen bauteile einer elektrischen Handbohrmaschine mit einer Verbindungsplatte nach der Erfindung; Fig. 2 die Aufsicht eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels für eine Verbindungsplatte; Fig. 3 einen Querschnitt für eine erste AusfUhrungsform der Verbindungsplatte nach Fig.2; Fig. 4 einen Querschnitt für eine zweite Ausführungsform der Verbindungsplatte nach Fig. 2; Fig. 5 im Querschnitt die Befestigung rechts der Ausführungsform nach Fig. 3 und links der Ausführungsform nach Fig. 4 in einem Gehäuse; Fig. 6 die Aufsicht eines weiteren Ausführungsbeispiels für eine Verbindungsplatte; Fig. 7 im Querschnitt eine erste Ausführungsform der Verbindungsplatte gemäß Fig. 6; Fig. 8 im Querschnitt eine zweite Ausführungsform der Verbindungsplatte nach Fig. 6; Fig. 9 im Querschnitt die Befestigung rechts der Ausführungsform nach Fig. 7 und links der Ausführungsform nach Fig. 8 an einer Gehäusewand.
In Fig. 1 ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine elektrische Handbohrmaschine mit ihren wesentlichen Teilen dargestellt, wobei das Getriebegehäuse weggelassen worden ist. In einem Gehäuse 10, von dem zur Vereinfachung der Darstellung nur eine Halbschale gezeigt ist, sind ein nur schematisch dargestellter Steuerbaustein 11, ein Baustein 12 mit einem Betätigungsschalter 13, ein Elektromotor 14 mit einem Anker 15 einem Stator 16 und einer isolierstoffbrücke 17 zusammen mit einer Verbindungsplatte 18 angeordnet. Die Verbindungsplatte 18, die nachfolgend noch genauer beschrieben werden soll, wird mit Hilfe von angeformten Stiften 19 in der Gehäuseschale 10 und entsprechenden Bohrungen 20 positioniert und dann durch Schmelzen und Umformen der durch die Bohrungen 20 reichenden Stifte 19 festgelegt. Die übrigen Bauteile werden an die Verbindungsplatte 18 angesteckt, wobei gleichzeitig alle erforderlichen elektrischen Verbindungen hergestellt werden. Dabei dringen die Steckerstifte 21 am oberen Rand der Verbindungsplatte 18 in angepaßte Steckbuchsen 22 des Steuerbausteins 11 einp der beispielsweise einen Drehzahlregler 23 und einen Drehmomentbegrenzungsregler 24 aufweisen kann. Die Steckerstifte 25 am oberen und unteren Rand einer Ausnehmung 26 der Verbindungsplatte-18 dringen in Steckbuchsen 27 der Isolierstoffbrücke 17 ein und stellen damit die Verbindung zu den Schleifkohlen (nicht dargestellt) für den Kollektor 28 des Ankers 15 sowie den Feldwicklungen 29 des Stators 16 her. Dabei ist vorausgesetzt, daß nach dem Zusammenbau des Motors mit Hilfe von Schrauben 31 die Enden 30 der Feldwicklungen 29 zu den Steckbuschen 27 geführt sind, beispielsweise ebenfalls mittels einer Steckverbindung. Die Steckerstifte 32 des Bausteins 12 mit dem Betätigungsschalter 13 wirken mit Steckbuchsen 33 der Verbindungsplatte 18 zusammen.
Der Zusammenbau einer Bohrmaschine gemäß Fig. 1 kann einfach durch Anstecken der Bausteine an die Verein dungsplatte 18 und Einlegen in das Gehäuse 10 erfolgen.
Das läßt sich maschinell durchführen, weil keine Verdrahtungsarbeiten nötig sind. Alle Bausteine sind zur Erzielung bestimmter Leistungsmerkmale austauschbar.
Das gilt auch bei einem Defekt einzelner Bausteine.
Fig, 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel für die Verbindungsplatte 18, und zwar in zwei Ausführungsformen, die im Querschnitt in den Fig. 3 bzw. 4 dargestellt sind.
Das durch Ausstanzen aus einem Blech, beispielsweise Iiessii1gblecaR erzeugte Muster von LeituW:#sstreii'en 34 mit Verbindungsstegen 35 ist bei der Ausführungs:Lorm gemäß Fig. 3 mit kunststoff umspritzt und bei der Aus- führungsform gemäß Fig. 4 zwischen zwei Kunststoffschichten eingeschweißt. Zur besseren Erkennbarkeit wurde in der Ansicht gemäß Fig. 2 die obere Kunststoffschicht weggelassen. Im Bereich der Ausnehmung 26 und am oberen Rand der Platte 18 sind die Streifen 34 abgewinkelt und zusätzlich am oberen Rand in sich verdreht.
Dabei entstehen die Steckerstifte 25 bzw. 21 (vgl.
Fig. 1). Die Steckbuchsen 33 (Fig. 1) entstehen durch Anbringen entsprechender Bauteile an den umgebogenen Enden der Streifen 34.
Zur Herstellung der Verbindungsplatte 18 werden zuerst die Verbindungsstreifen 34 mit ihren Quer stegen 35 aus einem Blech ausgestanzt. Das entstandene Netzwerk wird mit Kunststoff umspritzt (Fig. 3) oder zwischen Kunststoffolien eingeschweißt (Fig. 4). Anschließend entsteht in einer Biegeoperation die an das Gehäuse angepaßte Form der Verbindungsplatte 18 (Fig. 1). Gleichzeitig werden die Streifenenden zur Bildung der Steckorgane 21, 25 und 33 hochgebogen. Es müssen dann noch die Verbindungsstege 35, die vor dem Einspritzen bzw.
Einschweißen für den Zusarnmenhang des Leiterstreifennetzwerkes gesorgt haben, entfernt werden, und zwar mindestens dicjenigen Stege 55, die als Kurzschlußverbindungen zwischen benachbaren Leiterstreifen 34 nicht zulässig sind. Die Entfernung der Querstege 95 erfolgt durch Ausstanzen von Löchern 20 (vgl. auch Fig. 1) durch den ulrlgebenden Kunststoff hindurch. Mit diesen Löchern wird die Verbindungsplatte 18 dann auf die Gehäusestifte 19 (Fig. 1) aufgesteckt und damit positioniert. Zur Festlegung müssen dann die Stifte 19 noch entsprechend der Darstellung in Fig. 5 zu Nietköpfen 36 thermisch verformt werden. Die Stifte 19 mit den Nietköpfen 36 sorgen nicht nur für eine Befestigung der Verbindungsplatte 18,sondern dichten außerden durch das ltusstanzen entstandenen Löcher 20 zuverlässig ab, so daß die Streifen 34 geschützt sind.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel für die Verbindungsplatte 18S das nicht im einzelnen dargestellt ist, entspricht im wesentlichen dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 bis 5. Der Unterscnied besteht lediglich darin, daß das Netzwerk aus den Streifen 34 nicht durch Ausstanzen, sondern durch Einlegen einzelner Streifen 34 gebildet wird. beim Umspritzen bzw. Einschweißen werden die Streifen dann mit einer geeigneten Vorricntung gehalten, und zwar vorzugsweise an demjenigen Rand, an dem später durch Umbiegen die Steckerstifte 21 entsteben. Bei der fertigen Platte 18 fehlen dann gegenüber der Darstellung in Fig. 2 lediglich die Verbindungsstege 35,und es entfällt der spätere Arbeitsschritt zur Beseitigung dieser Stege. Es können aber an der gleichen Stelle Löcher 20 zur Positionierung und Befestigung mittels der Geh#usestifte 19 hergestellt werden, Die Löcher haben in Anpassung an die Stifte 19 Kreisform, können aber bei dieser wie auch bei den anderen Ausführungsformen einen jeweils zweckmäßigen Cuerschnitt ha--ben, beispielsweise auch in Form längerer Rippen ausgebildet sein.
Das Ausführungsbeispiel für die Verbindungsplatte 18, das mit zwei Ausführungsformen in den Fig. 6 bis 9 gezeigt ist, entspricht in wesentlichen Punkten den bisherigen Ausführungsbeispielen. Abweichend sind jedoch anstelle von Leitungsstreifen 34 Runddrähte 44 in Kunststoff eingespritzt (Fig. 7) oder eingeschweißt (Fig. 8).
Ähnlich wie die Streifen 34 bilden die Dro#1ite 44 durch Umbiegen die Steci:erstifte 21 bzw. 25 sowie in Abwandlung statt der Steckbuchsen 33 ebenfalls Steckerstiftc 37. Die zugehörigen Steckbuchsen für die durch die umgebogenen Enden der Runddrähte 34 gebildeten Stecker stifte 21, ?5, , #t<bn-ncn auch in Form Sogenannter schraubon####or t Anschlußkemmen ausgeführt sc ln, die beispielsweise bei Installationsschaltern üblich sind.
Die Festlegung der Verbindungsplatte 13 gemäß Fig. 6 im Gehäuse 10 erfolgt wiederum mit Hilfe von Stiften 19, die durch bohrungen 20 der Platte 1#8 greifen (vgl.Fig. 9).
Bezugszeichenliste 10 Gehäuse (schale) 11 Steuerbaustein 12 Baustein 13 Betätigungsschalter 14 Elektromotor 15 Anker 16 Stator 17 Isolierstoffbrücke 18 Verbindungsplatte 19 Stifte 20 Bohrungen 21 Steckerstifte 22 Steckbuchsen 23 Drehzahlregler 24 Drehmomentbegrenzungsregler 25 Steckerstifte 26 Ausnehmung 27 Steckbuchsen 28 Kollektor 29 Feldwicklungen 30 Enden (d.#) 31 Schrauben 32 Steckerstifte 33 Steckbuchsen 34 Leitungsstreifen (Verbindungsstreifen) 35 Verbindungsstege (Querstege) 36 Nietköpfe 37 Steckerstifte 44 Runddrähte Leerseite

Claims

Patentansprüche Elektrogerät, insbesondere Elektrowerkzeug, mit steckbaren Bauteilen (11, 12, 14) und einer Verbindungsplatte (18) zum Anstecken und Verbinden der bauteile untereinander und/oder mit der Stromzu#ührung, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsplatte (18) ein Netzwerk aus leitenden Metallstreifen (34) oder -drähten (44) aufweist, das in Kunststoff eingebettet ist.
20 Elektrogerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Netzwerk mit Kunststoff umspritzt ist (Fig. 3, 7).
3. Elektrogerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Netzwerk zwischen zwei Kunststof£scnichten eingeschweißt ist (Fig. 4, 8).
4. Elektrogerät nach einem der AnsprUche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das Netzwerk ein Stanzgitter ist (Fig. 2)o
5. Elektrogerät nach Anspruch 4, dadurch geker#zeichnet, daß die beim Ausstanzen von Querverbindungen (35) zwischen benachbarten Streifen (34) gebildeten Löcher (20) durch Kunststoffnieten (19, 36) verschlossen sind.
6. Elektrogerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffnieten (19) Teile des Gerätegehäuses (10) sind und gleichzeitig zur Festlegung der Verbindungsplatte (18) dienen.
7. Elektroberåt nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallstreifen (34) als Einzelelemente in den Kunststoff eingebettet sind.
8. Elektrogerät nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die MetalldraBte (44) mäanderartig in den iiunststoff eingebettet sind und wenigstens an einer Kante der Verbindungsplatte (18) aus dem Kunststoff herausführen.
9. Elektrogerät nach einem der Ansprüche 1-8, a#adurch gekennzeichnet, daß die Metallstreifen (34) oder -drähte (44) mit Steckorganen (21, 25, 33, 37) ausgestattet sind.
10. Elektroberät nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallstreifen (34) oder -drähte (44) am Rande der Verbindungsplatte (18) und/oder von Ausnehmungen (26) der Verbindungsplatte unter Bildung von Steckerstiften (2#, 25, 37) vorstehen.
11. Elektrogerät nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsplatte (18) in Anpassung an das Gerätegehäuse (10) verformt ist.