DE7428953U - Batteriebetriebenes elektrisches handwerkzeug - Google Patents

Description

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G 74 28 953.5 22. Juni. 1976

Mabuchl Motor Co., Ltd, Li/Gu-.84O1

Batteriebetriebenes elektrisches Handwerkzeug

Die Neuerung bezieht sich auf ein batteriebetriebenes elektrisches Handwerkzeug mit einem von eingebauten Nickel-Cadmium-Zellen gespeisten Motor, der über ein Getriebe mit einer Werkzeughalterungsvorrichtung gekuppelt ist.

Ein solches Handwerkzeug ist seiner grundsätzlichen Art nach aus der Zeitschrift "Krafthand", Heft 9 (26. April 1962), Seite 332 bekannt. Dabei handelt es sich um eine kabellose Elektro-Handbohrmaschine, die von eingebauten Nickel-Cadmium-Zellen angetrieben wird. Diese batteriegespeiste Elektro-Handbohrmaschine ist verhältnismäßig groß und schwer und entspricht bezüglich ihrer Außenabmessungen üblichen Handbohrmaschinen mit Netzanschluß.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, ein sehr kleines und leichtes batteriebetriebenes elektrisches Handwerkzeug zu schaffen, das mit einer Hand bequem gehalten und bedient werden kann und dennoch leistungsstark ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das eingangs beschriebene batteriebetriebene elektrische Handwerkzeug nach der Neuerung dadurch gekennzeichnet, daß die Nickel-Cadmium-Zellen in einem am Hauptgehäuse drehbar angebrachten Zellengehäuse untergebracht sind und der Speisestromkreis zwischen den Zellen und dem im Hauptgehäuse befindlichen Motor durch eine relative Drehbewegung zwischen den beiden Gehäusen geschlossen bzw. unterbrochen werden kann, daß die Werkzeughalterungsvorrichtung mit dem im Hauptgehäuse gelagerten Abtriebsteil eines vom Motor aagetriebenen Planetenradgetriebes gekuppelt ist und daß Mittel vorgesehen sind, die in dem der Werkzeughalterungsvorrichtung benachbarten Ende des Hauptgehäuses

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einen Schlitz und auf der Höhe des Schlitzes ein im Abtriebsteil vorgesehenes Loch aufweisen, so daß durch Einsetzen eines Stiftes in den Schlitz und das Loch das Abtriebsteil des Planetenradgetriebes gegenüber dem Hauptgehäuse blockiert werden kann, wenn zum Einsetzen oder Herausnehmen eines Werkzeugs die Werkzeughalterungsvorrichtung betätigt werden soll.

Die Neuerung wird in der Gesamtkombination der im Hauptanspruch enthaltenen Merkmale gesehen, nämlich:

(1) Die den Antriebsmotor speisende Batterie enthält Nickel-Cadmium-Zellen.

(2) Die Batteriezellen sind in einem am Hauptgehäuse drehbar angebrachten Zellengehäuse untergebracht, und durch eine relative Drehbewegung zwischen den beiden Gehäuseteilen ein- und ausschaltbar.

(3) Das Getriebe zwischen dem Motor und der Werkzeughalterungsvorrichtung ist als Planetengetriebe ausgebildet,

(4) Es sind besonders ausgebildete Mittel zum Verhindern einer Drehbewegung der Werkzeugspindel beim Wechsel des Werkzeugs vorgesehen.

Durch das Zusammenwirken der genannten Merkmale wird der gewünschte Gesamterfolg erzielt, der in der Schaffung eines leicht zu handhabenden, kleinen, aber dennoch leistungsstarken Werkzeug zu sehen ist, das bequem von einer Hand geführt und bedient werden kann und dessen Außendurchmesser beispielsweise lediglich 2,5 cm beträgt. So lassen die Nickel-Cadmium-Zellen infolge ihres geringen Innenwiderstands hohe Entladungsströme und eine hohe Motordrehzahl zu. Das Planetenradgetriebe gestattet bei verhältnismäßig kleinem Außendurchmesser ein hohes Drehzahluntersetzungs-

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verhältnis. Durch die Anordnung der Schaltkontakte zwischen den beiden relativ zueinander drehbaren Gehäuseteilen ist ein besonderer, über die Oberfläche des Handwerkzeugs hinausragender Betriebsschalter entbehrlich. Die besonderen Mittel zum Verhindern einer Drehbewegung der Werkzeugspindel beim Wechseln des Werkzeugs ermöglichen erst die praktische Ausführbarkeit des geschützten Gegenstands, da sonst in Anbetracht der Kleinheit und Leistungsstärke des geschaffenen Handwerkzeugs das Auswechseln des Werkzeugs ein kaum durchführbares, zumindest aber ein umständliches, kompliziertes und zeitaufwendiges Unterfangen wäre. Somit tragen alle Elemente der Kombination zur Erzielung eines bestimmten technischen Gesamterfolgs bei.

Bezüglich der einzelnen Elemente der beanspruchten Kombination wird noch auf den folgenden Stand der Technik verwiesen. Aus der DT-AS 1 603 630 ist es bei einem Triebwerk für Schwimmspielzeuge bekannt, zwei relativ gegeneinander drehbare Gehäuseteile vorzusehen, von denen das eine eine Stabbatterie und das andere einen eine Schiffsschraube antreibenden Elektromotor enthält. Durch Verdrehen der beiden Gehäusehälften wird ein schließbarer Kontakt betätigt, der die elektrische Verbindung zwischen Motor und Batterie herstellt. Aus der GB-PS 935 545 ist eine verhältnismäßig große und schwere Handbohrmaschine mit einem Pistolenhandgriff bekannt, zwischen deren Motor und Futter ein Planetengetriebe angeordnet ist. Aus dem DT-GM 6 932 314 ist es bei einfachen kleineren Handbohrmaschinen bekannt, in der Futterspindel ein Loch vorzusehen, in das beim Werkzeugwechsel ein Stift gesteckt werden kann, um eine Drehung der Werkzeugspindel zu verhindern. Durch diese bekannten Einzelmaßnahmen ist jedoch weder die neuerungsgemäße Gesamtkombination noch der erzielte Gesamterfolg nahegelegt.

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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Neuerung wird an Hand von Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein nach der Neuerung ausgebildetes elektrisches Handwerkzeug,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des zum Einsetzen der Nickel-Cadmium-Zellen geöffneten Werkzeugs und

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Handwerkzeugs während seiner Verwendung.

Ein in der Fig. 1 dargestelltes elektrisches Handwerkzeug enthält ein Hauptgehäuse 1 und eine ein Zellengehäuse 5 halternde Zellengehäusefassung 2. Innerhalb des Hauptgehäuses 1 ist ein kleiner Motor 3 angeordnet. Das Zellengehäuse 5 enthält Nickel-Cadmium-Zellen 4, die jeweils mit einem Entlüftungsventil ausgerüstet sind.

Solche Nickel-Cadmium-Zellen mit einem Entlüftungsventil bieten den Vorteil, daß aus ihnen Gas austreten kann, falls sie sich in einem überladenen Zustand befinden. Ferner können diese Zellen, infolge ihres geringen Innenwiderstands hohe Entladungsströme in der Größenordnung von einigen Ampere abgeben. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß selbst eine vollkommen entladene Nickel-Cadmium-Zelle in wenigen Minuten, beispielsweise zehn Minuten, wieder aufgeladen werden kann. Darüberhinaus zeigen die genannten Zellen bei ihrer anfänglichen Benutzung nur einen kleinen Klemmenspannungsab-

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^:- fall. Die Klemmenspannung fällt erst kurz vor der völligen

^: Entladung stark ab.

; Bei dem in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsbei-

] spiel ist der positive Anschluß des kleinen Motors 3 mit ; einem becherförmigen Bauteil 7 verbunden. Der negative An- \ Schluß des Motors führt zu einer Fahne 8, die sich auf der

inneren Umfangsfläche der Wand des Hauptgehäuses 1 abstützt und dadurch befestigt ist, daß sie um die Außenkante der Hauptgehäusewand gebogen ist.

] Die in dem Zellengehäuse 5 angeordneten Zellen 4

^: sind derart in den elektrischen Stromkreis eingeschaltet, ; daß die negative Elektrode der einen Zelle über eine Feder i 10 mit einer Leitung 9 verbunden ist. Die Leitung 9 erstreckt ι sich längs der Innenfläche des Zellengehäuses 5 in Richtung , auf die Zellengehäuseöffnung. Das Ende der Leitung 9 ist an ; der Außenkante der Umfangswand des Zellengehäuses 5 befestigt. Das Zellengehäuse 5 ist mit Schrauben 11 an der ZeI-lengehäusefassung 2 angebracht.

Wenn das Hauptgehäuse 1 und die Zellengehäusefas-

^: sung 2 zu einer Einheit zusammengepaßt sind, steht die posi-

i tive Elektrode der anderen Zelle 4 mit dem becherförmigen Bauteil 7 in elektrischem Kontakt. Durch eine Relativbewegung zwischen dem Hauptgehäuse 1 und der Zellengehäusefas-

j sung 2 kann man die Fahne 8 und die Leitung 9 in elektrisehen Kontakt miteinander bringen. Auf diese Weise kann der Stromkreis geschlossen und der Motor 3 in Drehbewegungen versetzt w&rden.

Auf der Welle 6 des Motors ist ein Ritzel 12 fest aufgepaßt. Dieses Ritzel ist einem Planetenradgetriebe mit einem Zahnkranz 13 und Planetenrädern 14 zugeordnet. Die Planetenräder 14 sind auf einer Welle 15 angeordnet, die im Hauptgehäuse 1 mit einem Kugellager 16 und einem Axialdruck-

lager 17 abgestützt ist. Die Planetenradwelle 15 ist mit einer Hauptwelle 18 verbunden, die eine Einspannvorrichtung 19 zum Haltern eines Werkzeugs trägt, beispielsweise eines Bohrers 21, der mit Hilfe eines Bohrerfutters 20 gehaltert ist. Die Einspannvorrichtung 19 weist ein Loch 22 auf, in das man zum Einsetzen oder Entfernen des Bohrers 21 aus dem Bohrfutter einen dünnen Stift einsetzen kann, um beim Drehen der Einspannvorrichtung 19 die Hauptwelle 18 festzuhalten. Ferner ist zur Lagerung der Hauptwelle 18 ein Kugellager 23 vorgesehen. Vorsprünge 24 sollen eine unbeabsichtigte Drehbewegung des Hauptgehäuses 1 verhindern und dienen gleichzeitig zum Anzeigen der Schalterstellung.

Wie es aus der Fig. 2 hervorgeht, werden zum Einsetzen bzw. Entfernen der Wellen 4 das Hauptgehäuse und die Zellengehäusefassung 2 voneinander getrennt.

Die Handhabung des elektrischen Handwerkzeugs geht aus der Darstellung nach der Fig. 3 hervor. Wie man sieht, wird zum Ein- bzw. Ausschalten die Zellengehäusefassung 2 gegenüber dem Hauptgehäuse 1 gedreht. Die Drehzahl des laufenden Motors 3 wird durch das beschriebene Planetenradgetriebe auf die Drehzahl des Bohrers 21 vermindert. Anstelle des Bohrers können auch andere Werkzeuge eingesetzt werden, beispielsweise Schleifscheiben.

Durch die besondere Ausgestaltung des beschriebenen elektrischen Handwerkzeugs ist es möglich, ohne Vergrößerung des Außendurchmessers des Getriebegehäuses ein hohes Drehzahluntersetzungsverhältnis vorzusehen. Dies wird durch die Verwendung des Planetenradgetriebes erreicht. Weiterhin lassen die Nickel-Cadmium-Zellen eine hohe Motordrehzahl zu. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die genannten Zellen, die sehr schnell wieder aufgeladen werden können, in der Lage sind, in Anbetracht ihres kleinen Innenwiderstands einen hohen Entladungsstrom abzugeben. Das beschriebene elektrische

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Handwerkzeug kann somit unter Berücksichtigung der hohen Motordrehzahl und des hohen Drehzahluntersetzungsverhältnisses ein großes Antriebsmoment abgeben. Da die Klemmenspannung der Nickel-Cadmium-Zellen erst kurz vor der völligen Entladung abfällt, liefert das beschriebene elektrische Handwerkzeug im Gegensatz zu üblichen elektrischen Handwerkzeugen mit Trockenzellen vom Typ U1 während der gesamten Betriebszeit ein hinreichend hohes Drehmoment. Darüberhinaus ist das beschriebene elektrische Handwerkzeug auch äußerst wirtschaftlich, da die Nickel-Cadmium-Zellen im Vergleich zu üblichen Trockenzellen erneut aufgeladen werden können. Das geschaffene elektrische Handwerkzeug kann derart klein ausgebildet werden, daß es beispielsweise lediglich einen Außendurchmesser von 2,5 cm aufweist. Ein derart kleines Handwerkzeug kann man mit einer einzigen Hand bequem bedienen. Der Ausbildung eines Handwerkzeugs mit einem geringen Außendurchmesser steht auch die Verwendung von Nickel-Cadmium-Zellen nicht entgegen, die einen sehr kleinen Außendurchmesser haben, nahezu gleich dem Durchmesser von Trockenzellen vom Typ U3, jedoch mit einer Länge, die lediglich 1/3 der Länge dieser Trockenzellen beträgt.

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Claims (2)

SchutzansprUche

1. Batteriebetriebenes elektrisches Handwerkzeug mit einem von eingebauten Nickel-Cadmium-Zellen gespeisten Motor, der über ein Getriebe mit einer Werkzeughalterungsvorrichtung gekuppelt ist,

dadurch gekennzeichnet, daß die Nickel-Cadmium-Zellen (4) in einem am Hauptgehäuse drehbar angebrachten Zellengehäuse untergebracht sind und der Speisestromkreis zwischen den Zellen und dem im Hauptgehäuse befindlichen Motor (3) durch eine relative Drehbewegung zwischen den beiden Gehäusen geschlossen bzw. unterbrochen werden kann, daß die Werkzeughalterungsvorrichtung (18, 19, 20) mit dem im Hauptgehäuse gelagerten Abtriebsteil (15) eines vom Motor (3) angetriebenen Plaaetenradgetriebes (12, 13, 14, 15) gekuppelt ist und daß Mittel (22) vorgesehen sind, die in dem der Werkzeughalterungsvorrichtung benachbarten Ende des Hauptgehäuses (1) einen Schlitz und auf der Höhe des Schlitzes ein im Abtriebsteil vorgesehenes Loch (22) aufweisen, so daß durch Einsetzen eines Stiftes in den Schlitz und das Loch das Abtriebsteil des Planetenradgetriebes gegenüber dem Hauptgehäuse blockiert werden kann, wenn zum Einsetzen oder Herausnehmen eines Werkzeugs die Werkzeughalterungsvorrichtung betätigt werden soll.

2. Handwerkzeug nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Zellengehäuse (5) mit einer Zellengehäusefassung (2) versehen ist, deren Außendurchmesser gleich dem Außendurchmesser des Hauptgehäuses (1) ist.

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