DE939391C

DE939391C - Fully insulated handheld power tool driven by an electric motor

Info

Publication number: DE939391C
Application number: DE1952939391D
Authority: DE
Inventors: Erich Klett
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1952-05-01
Filing date: 1952-05-01
Publication date: 1956-02-23

Description

Elektromotorisch angetriebene vollisolierte Handwerkzeugmaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine elektromotorisch angetriebene vollisolierte Handwerkzeugmaschine mit einem prismatischen, vorzugsweise zylinderförmigen Tragkörper aus Metall, an dem von der einen Seite her das Getriebegehäuse, von der anderen Seite her eine den Motor samt seinem Polgehäuse gegen unmittelbare Berührung abdeckende Schutzkappe befestigt ist.Fully insulated handheld power tool driven by an electric motor The invention relates to a fully insulated handheld power tool driven by an electric motor with a prismatic, preferably cylindrical support body made of metal the gear housing from one side and one from the other The protective cap covering the motor and its pole housing against direct contact is attached.

Unter vollisolierten elektrischen Handwerkzeugmaschinen werden solche verstanden, bei denen im Falle eines Wicklungs- oder Isolationsschadens im Motor keine Spannung an irgendein von außen zugängliches Metallteil gelangen kann. Es sind bereits Handwerkzeugmaschinen bekanntgeworden, bei denen der Motor aus diesem Grunde allseitig von einem Bakelitgehäuse eingeschlossen ist, Eine derartige Anordnung bietet jedoch nur einen bedingten Schutz gegen Spannungsberührung, da in diesem Falle die Metallteile der Maschine unter der Isolierung bereits längere Zeit unbemerkt an Spannung liegen können und dann, wenn sie bei einem Stoß oder Fall durch ausbrechende Isolierteile des Gehäuses freigelegt werden, besonders gefährlich sind.Fully insulated electric hand machine tools are those understood, where in the event of a winding or insulation damage in the motor no voltage can reach any externally accessible metal part. It Hand machine tools have already become known, in which the engine from this Basically enclosed on all sides by a Bakelite housing, such an arrangement however, it only offers limited protection against voltage contact, as this The metal parts of the machine have fallen unnoticed under the insulation for a long time may be due to voltage and when they break out in the event of a shock or fall Insulating parts of the housing are exposed, are particularly dangerous.

Es ist auch schon für tragbare Motoren vorgeschlagen worden, das Motorgehäuse mit einem Überzug aus Gummi zu versehen. Derartige Lösungen zum Schutz gegen -Spannungsberührung vermögen jedoch nicht zu befriedigen, da Gummi unter dem Einfluß von Öl u. dgl. quillt und seine Haltbarkeit verliert. Aus diesem Grunde konnten auch gelegentliche Versuche, elektrische Handwerkzeugmaschinen mit solchen Überzügen zu versehen oder wenigstens die Handgriffe aus solchen Stoffen herzustellen, sich in der Praxis nicht einführen.It has also been proposed for portable motors, the motor housing with a Cover made of rubber to be provided. Such solutions for Protection against voltage contact, however, is unsatisfactory because rubber swells under the influence of oil and the like and loses its durability. For this Occasional attempts to use electric hand tools could also be reasons to provide such coatings or at least the handles made of such materials to establish itself, not to introduce itself in practice.

Es sind ferner Ausführungen von Handwerkzeugmaschinen bekanntgeworden, bei denen die Lager des Motorankers in Isolierstücken gefaßt und durch Verwendung von Isolierstoffzahnrädern zwischen der Motorwelle und der Werkzeugspindel eine vollkommene Isolierung des Motorankers nach außen hin erreicht ist. Den ständig wachsenden Bedürfnissen nach einem möglichst in jeder Hinsicht vollwertigen Schutz gegen Spannungsberührung vermögen auch diese Ausführungen nicht ganz zu genügen, da derartige Maschinen wohl gegen einen Masseschluß im Anker, nicht aber gegen einen solchen im Ständer der Maschine gesichert sind.There are also versions of handheld power tools become known, in which the bearings of the motor armature are contained in insulating pieces and through use of insulated gears between the motor shaft and the tool spindle complete insulation of the motor armature to the outside is achieved. That all the time growing need for protection that is as fully-fledged as possible in every respect Against contact with voltage, these explanations are not entirely sufficient either, because such machines probably against a short to ground in the armature, but not against one such are secured in the stand of the machine.

Der Erfindung lag die Aufgabe. zugrunde, eine unter allen vernünftigen Betriebsbedingungen gegen Berührung unzulässig hoher Spannungen vollkommen isolierte Maschine zu schaffen. Der beherrschende Gedanke bei der Lösung dieser Aufgabe war der, die mechanische Festigkeit der Maschine ausschließlich durch metallische Bauelemente sicherzustellen und die notwendige Isolation durch mechanisch nicht beanspruchte Isolierteile zu erreichen und dabei die räumliche Anordnung so zu treffen, daß ein gegebenenfalls eintretendes Schwinden oder Quellen der Isolierteile praktisch ohne Einfluß auf die Lagerstellen des Motors bleibt.The invention was the task. underlying, one among all sensible Operating conditions completely insulated against contact with inadmissibly high voltages Machine to create. The dominant thought in solving this task was der, the mechanical strength of the machine exclusively through metallic components ensure and the necessary insulation by not mechanically stressed To achieve insulating parts and to meet the spatial arrangement so that a possibly occurring shrinkage or swelling of the insulating parts practically without Influence on the bearing points of the motor remains.

Der Erfindung liegt weiterhin der Gedanke zugrunde, daß eine elektromotorisch angetriebene Handwerkzeugmaschine keiner weiteren Schutzmaßnahmen bedarf, wenn der Motor als Ganzes gegenüber den übrigen Teilen der Maschine isoliert und einer unmittelbaren Berührung nicht zugänglich ist.The invention is also based on the idea that an electric motor powered hand machine tool does not require any further protective measures if the Motor as a whole isolated from the rest of the machine and an immediate Touch is not accessible.

Dies wird bei Handwerkzeugmaschinen der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das an seiner offenen Stirnseite mit einem Lagerschild aus Isolierstoff abgeschlossene, metallische Polgehäuse des Motors festgespannt ist gegen eine ebenfalls metallische Querwand im Tragkörper, wobei der Lagerschild zwischen dem Rand des Polgehäuses und der Querwand unter Druck gehalten wird und den Motor als Ganzes gegen den Tragkörper isoliert.This is done according to the invention in hand machine tools of the type mentioned at the beginning achieved in that the on its open end face with a bearing plate Metallic pole housing of the motor, which is sealed off with insulating material, is clamped tight against a likewise metallic transverse wall in the support body, with the end shield between the edge of the pole housing and the bulkhead is kept under pressure and the motor insulated as a whole from the support body.

Es sind zwar bereits Vorschläge für elektrische Handtwerkzeugmaschinen bekanntgeworden, die als Träger für den Motor einen Preßstoffflansch vorsehen, an dem das Ständerpaket des von einer Preßstoffkapsel abgedeckten Motors festgeschraubt ist. Im Gegensatz zu der Anordnung nach der Erfindung muß bei dem älteren Vorschlag das ganze Gewicht des Motors von Zugkräften im Preßstoffflansch aufgenommen werden, was z. B. bei kräftigen Stößen zu einer Zerstörung des Flansches und damit zum Verlust der mechanischen Festigkeit und der Isolierung führen kann. Beim Vorschlag nach der Erfindung dagegen kann der zwischen dem Polgehäuse des Motors und der metallischen Querwand des Tragkörpers festgespannte Isolierstofflagerschild nur auf Druck beansprucht und daher praktisch nicht zerstört werden.There are already proposals for electric hand tool machines became known to provide a pressurized flange as a carrier for the engine which screwed the stator package of the motor covered by a compressed material capsule is. In contrast to the arrangement according to the invention, in the older proposal the entire weight of the motor can be absorbed by tensile forces in the pressed material flange, what z. B. with strong impacts to destruction of the flange and thus to loss mechanical strength and insulation. After the suggestion of the invention, however, the between the pole housing of the motor and the metallic Transverse wall of the supporting body clamped insulating material bearing shield only subjected to pressure and therefore practically not destroyed.

Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus den beiden in der Zeichnung dargestellten und nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen hervor. Es zeigt Fig. I einen Handschleifer im Längsschnitt, Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie II-II in Fig. I, Fig. 3 einen Querschnitt nach der Linie III-III in Fig. I, Fig. 4 einen Querschnitt nach der Linie IV-IV in Fig. I, Fig.5 als zweites Beispiel eine Handbohrmaschine teils in Ansicht und teils im Schnitt. Der Handschleifer nach den Fig. I bis 4 besteht aus vier Hauptteilen, nämlich einem Motor II, einer über den Motor geschobenen Isolierhülse 2I, einem Getriebekasten 3I, an dem eine Werkzeugspindelhülse 32 mit einer in dieser gelagerten Schleifspindel 33 befestigt ist, sowie einem Trägerkörper 4I, der die ganze Maschine trägt und als Verbindungsstück für deren Hauptteile dient. Dieser Träger ist aus Leichtmetall gegossen und besteht aus einem zylindrischen, an beiden Stirnseiten offenen Rohr mit einer durchbrochenen Querwand 42. Durch die im Verhältnis zum Durchmesser lange Zylinderwand und die Querwand ist trotz außerordentlich geringen Gewichts eine sehr hohe Steifigkeit des Trägerkörpers erreicht. Dies ist notwendig, weil der Motor nach Art eines Flanschmotors nur an einer Stirnseite mit dem Trägerkörper verbunden ist und durch die übergeschobene Isolierkapsel 2I nicht oder nur unwesentlich gestützt wird. Der Motor II bildet auch im ausgebauten Zustand eine voll betriebsfähige Einheit, da die Bauelemente des Motors, das Ständerpaket I3 mit den Feldwicklungen I4 und der Anker samt seinen an den Wellenenden angebrachten Lagern I5 durch ein in sieh steifes Motorstützgehäuse I6 zusammengehalten sind. Der an der Getriebeseite des Motors angeordnete Lagerschild I7 aus Isolierpreßstoff dient gleichzeitig als Isolierstück zwischen dem Motorgehäuse I6 und dem Trägerkörper 41, gegen den der Motor i i mittels .isoliert eingesetzter Zugschrauben 43 und eines in. das Motorgehäuse eingesetzten Spannstückes..2o so festgespannt ist, daß die isolierenden, gegen Zugkräfte empfindlichen Teile zwischen dem Motorgehäuse 16 und dem Trägerkörper 41 nur auf Druck beansprucht werden können.Further details of the invention can be found in the two in the drawing illustrated and described below. It shows FIG. 1 shows a hand grinder in longitudinal section, FIG. 2 shows a cross section along the line II-II in Fig. I, Fig. 3 shows a cross section along the line III-III in Fig. I, Fig. 4 shows a cross section along the line IV-IV in FIG. I, FIG. 5 as a second example Hand drill partly in view and partly in section. The hand grinder after the Fig. I to 4 consists of four main parts, namely a motor II, one over the Motor pushed insulating sleeve 2I, a gear box 3I, on which a tool spindle sleeve 32 is attached to a grinding spindle 33 mounted in this, as well as a carrier body 4I, which supports the whole machine and serves as a connector for its main parts. This carrier is cast from light metal and consists of a cylindrical, Open tube at both ends with a perforated transverse wall 42. Through the The cylinder wall is long in relation to the diameter and the transverse wall is extraordinary low weight, a very high rigidity of the support body is achieved. This is necessary because the motor is like a flange motor with only one end face is connected to the carrier body and not through the insulating capsule 2I pushed over it or is only insignificantly supported. The engine II also forms when it is removed a fully operational unit, as the components of the motor, the stator package I3 with the field windings I4 and the armature and its attached to the shaft ends Bearings I5 are held together by a rigid engine support housing I6. The end shield I7 made of molded insulating material on the gearbox side of the motor also serves as an insulating piece between the motor housing I6 and the carrier body 41, against which the motor i i by means of .insulated inserted tension screws 43 and one in. the clamping piece used in the motor housing..2o is so tight that the insulating, against tensile forces sensitive parts between the motor housing 16 and the carrier body 41 can only be subjected to pressure.

Die-Zugschrauben 43 sind auf dem größten Teil ihrer Länge von Isolierbüchsen 46 umgeben. Deren Kopfteil.46a ist so ausgeführt, daß die Köpfe der Schrauben 43 darin verschwinden und gewünschtenfalls mit Vergußmasse abgedeckt werden können. Der hohle Schaft 46b der Isolierbüchsen ist gegenüber dem Kopfteil abgesetzt und im Durchmesser so gewählt, daß er in die Bohrungen der Tragkörperwand 42 und im Isolierkörper 17 stramm paßt. .The lag screws 43 are insulated sleeves for most of their length 46 surrounded. Their head part 46a is designed so that the heads of the screws 43 disappear in it and, if desired, can be covered with potting compound. Of the hollow shaft 46b of the insulating bushes is offset from the head part and in the Diameter chosen so that it fits into the bores of the support body wall 42 and in the insulating body 17 fits tightly. .

Das Isolierstück 17 weist zur Erzielung länger Kriechwege eine verhältnismäßig tiefe Ringnut 44 auf, deren der Achse zu gelegene zylindrische Fläche 45 das Motorgehäuse I6 zentriert, während die äußere Fläche der Ringnut die Randzone des Motorgehäuses abdeckt. Die Zugschrauben 43 sind in das Spannstück 2o geschraubt. Dieses besteht, wie aus Fig. 2 erkennbar ist, aus einer ringförmigen, steifen Platte mit radial abstehenden Ansätzen 2oa, die in Schlitze am Motorgehäuse eingeschoben und gegen radiale Verschiebung durch den konzentrischen Ansatz am Isolierkörper 4I, auf den das Spannungsstück beim Zusammenbauen aufgesetzt wird, gesichert sind.The insulating piece 17 has a relatively long creepage distance to achieve longer deep annular groove 44, whose cylindrical surface 45 facing the axis, the motor housing I6 centers, while the outer surface of the annular groove is the edge zone of the motor housing covers. The tension screws 43 are screwed into the clamping piece 2o. This consists as can be seen from Fig. 2, from an annular, rigid plate with radially protruding approaches 2oa, which are inserted into slots on the motor housing and against radial displacement through the concentric approach on the insulator 4I, on the the tension piece is put on during assembly, are secured.

Auf der dem Motor abgewendeten Seite des Tragkörpers 4I ist das ebenfalls aus Leichtmetall gegossene Getriebegehäuse 3I aufgesetzt und mit nicht näher dargestellten Schrauben befestigt. Es umschließt zwei Preßstoffzahnräder, nämlich ein größeres, 35, das auf der Ankerwelle sitzt, und ein kleineres, 36, auf der Schleifspindel 33, die in eine Sacklochbohrung 70 im Isolierkörper I7 hineinragt.This is also the case on the side of the support body 4I facing away from the motor Cast light metal gear housing 3I attached and not shown in detail Screws fastened. It encloses two plastic gear wheels, namely a larger one, 35, which sits on the armature shaft, and a smaller one, 36, on the grinding spindle 33, which protrudes into a blind hole 70 in the insulating body I7.

Die über den Motor I I gestülpte Isolierkappe 2I dient als Handgriff für die Werkzeugmaschine und besteht aus einer praktisch unzerstörbaren Kunststoffmasse, die unter dem Handelsnamen Polyamid bzw. Ultramid bekannt und in üblicher Weise verpreßt ist. Zur Erzeugung einer genügenden Elastizität und Zähigkeit werden die fertiggepreßten Kappen mehrere Stunden in Wasser, vorzugsweise in heißes Wasser, mit einem Glycerinzusatz von etwa 5 bis 250/0 gelegt. An der so hergestellten, äußerst zähen Isolierstoffkappe sind alle Teile befestigt, die für den elektrischen Anschluß des Motors notwendig sind, nämlich das eine Ende des Anschlußkabels 22, das zusammen mit einer Kabeltülle 23 in die Isolierkapsel eingezogen ist und durch Klemmschellen mit Schrauben 24 und 25 festgehalten wird, sowie ein Kippschalter 26, auf dem ein Entstörkondensator 27 und Kontaktfedern 28 und 29 befestigt sind.The insulating cap 2I slipped over the motor I I serves as a handle for the machine tool and consists of a practically indestructible plastic compound, those known under the trade name polyamide or Ultramid and in the usual way is pressed. To generate sufficient elasticity and toughness, the pressed caps for several hours in water, preferably in hot water, with an added glycerin of about 5 to 250/0. On the one produced in this way, extremely tough insulating material cap, all parts are attached that are necessary for the electrical connection of the motor are necessary, namely one end of the connecting cable 22, which together is drawn into the insulating capsule with a cable grommet 23 and by means of clamps with screws 24 and 25 is held, as well as a toggle switch 26 on which a Interference suppression capacitor 27 and contact springs 28 and 29 are attached.

Beim Aufschiebender Isolierkappe 2I legen sich die Kontaktfedern 28 und 29 gegen zwei Kontaktstreifen 52 und 53 (Fig. 3), die auf einem Isolierplättchen 59 an der dem Schalter zugewendeten Stirnseite des Motorstützgehäuses I6 angeordnet sind, und stellen dadurch die elektrische Verbindung des Motors mit den Leitern des Netzkabels 22 her, sofern der Schalter 26 eingeschaltet ist. Durch diese Anordnung wird in jedem Fall der Motor von der Netzspannung abgeschaltet, sobald die Isolierkappe 2I abgenommen wird und elektrisch leitende Teile freigelegt werden.When the insulating cap 2I is pushed on, the contact springs 28 are positioned and 29 against two contact strips 52 and 53 (Fig. 3), which are on an insulating plate 59 arranged on the end face of the motor support housing I6 facing the switch and thereby establish the electrical connection between the motor and the conductors of the power cord 22, provided that the switch 26 is turned on. Through this arrangement the motor is switched off from the mains voltage in any case as soon as the insulating cap is removed 2I is removed and electrically conductive parts are exposed.

Zur Befestigung der Isolierkappe 2I über dem Motor dient ein Schraubring 55, dessen Bohrungsdurchmesser nur wenig größer als der Außendurchmesser der Isolierkappe 2I ist. Beim Einschrauben des mit einem Außengewinde versehenen Schraubringes in das Innengewinde 56 am Trägerkörper 4I wird die Schutzkappe gegen den Trägerkörper 4I und das Motorgehäuse I6 verspannt.A screw ring is used to fasten the insulating cap 2I over the motor 55, the bore diameter of which is only slightly larger than the outer diameter of the insulating cap 2I is. When screwing in the screw ring with an external thread in the internal thread 56 on the carrier body 4I becomes the protective cap against the carrier body 4I and the motor housing I6 clamped.

Bei dem in Fig.5 dargestellten Ausführungsbeispiel einer elektrischen Handbohrmaschine sind für den Motor und seine Isolierteile die gleichen Hauptteile wie bei dem vorher beschriebenen Handschleifer verwendet. Durch den gewählten Aufbau ist es möglich, lediglich durch Aufsetzen eines anderen Getriebegehäuses die Maschine dem beabsichtigten Verwendungszweck anzupassen.In the embodiment shown in Figure 5, an electrical Hand drill are the same main parts for the motor and its insulating parts as used with the hand grinder described above. Due to the chosen structure it is possible to switch the machine on simply by putting on another gear housing adapt to the intended use.

So unterscheidet sich die Handbohrmaschine nach Fig. 5 von dem vorher beschriebenen Handschleifer lediglich durch ihren für Bohrzwecke gestalteten Getriebekopf. Dieser enthält eine Vorgelegewelle 7I, -auf der ein mit dem Motorwellenritzel kämmendes Zahnrad 72 aus Isolierstoff mit Gewebeeinlage und ein kleineres, mit einem auf der Bohrspindel 75 .angeordneten Großrad 74 kämmendes Zahnrad 73 befestigt ist. Das eine Wellenende des Vorgeleges ist in der Stirnwand des Getriebekopfes, das andere Wellende in einer Bohrung Io im Isolierkörper I7 gelagert. Im übrigen entspricht der Bohrkopf der Bohrmaschine den bekannten Bauarten.So the hand drill according to Fig. 5 differs from the one before described hand grinder only by their gear head designed for drilling purposes. This contains a countershaft 7I, -on which meshes with the motor shaft pinion Gear 72 made of insulating material with fabric insert and a smaller one, with one on the Drilling spindle 75. Arranged large gear 74 meshing gear 73 is attached. That one end of the shaft of the back gear is in the end wall of the gear head, the other The shaft end is mounted in a bore Io in the insulator I7. Otherwise corresponds the drill head of the drilling machine of the known types.

An Stelle des Bohrkopfes oder des erwähnten Getriebegehäuses 3I zur Verwendung der Maschine als Handschleifer können natürlich auch Getriebeköpfe für andere Verwendungszwecke, z. B. Winkelbohrköpfe, Schrauberköpfe u. dgl., mit einer auf den Verwendungszweck abgestimmten Getriebe-, Unter- oder Übersetzung auf dem für alle Maschinenarten gleichen Trägerkörper 41 befestigt werden. Für ein Fabrikationsprogramm, das alle diese Maschinentypen umfassen soll, ergibt sich hieraus eine sehr vereinfachte Herstellung und Lagerhaltung.Instead of the drill head or the aforementioned gear housing 3I for Using the machine as a hand sander can of course also use gear heads for other uses, e.g. B. angle drill heads, screwdriver heads and the like., With a Gear, sub or translation geared to the intended use on the The same support body 41 can be attached for all machine types. For a production program, which should include all of these machine types, this results in a very simplified one Manufacturing and warehousing.

Die beschriebene Anordnung ist bezüglich ihrer Isolationseigenschaft bei raubestem Betrieb unempfindlich und bietet daher einen sicheren Berührungsschutz, zumal die Isolierteile mechanisch nur auf Druck beansprucht, aber keinerlei Zugbeanspruchungen ausgesetzt sind.The arrangement described is with regard to its insulating property insensitive to rough operation and therefore offers safe contact protection, especially since the insulating parts are only subjected to mechanical stresses under pressure, but no tensile stresses whatsoever are exposed.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Fully insulated hand machine tool driven by an electric motor with a prismatic, preferably cylindrical support body (41) made of metal, on which from one side the gear housing (31), `from the other side here the motor and its pole housing (16). covering against direct contact Protective cap (21) is attached, characterized in that the at its open Metallic end face closed with a bearing plate (17) made of insulating material The pole housing (16) of the motor is clamped against a likewise metallic transverse wall (q.a) in the support body, the bearing shield between the edge of the pole housing (16) and the bulkhead (42) is kept under pressure and the engine as a whole against the Support body insulated.

2. Hand machine tool according to claim i, characterized characterized in that the bearing plate (17) intended to rest on the transverse wall an annular groove (14) for receiving the front edge zone of the pole housing (16) has and concentric to this with a hole for receiving the gear-side Bearing (15) of the motor shaft and provided with a shoulder penetrating the transverse wall that centers the end shield in the bulkhead.

3. Hand machine tool according to Claims 1 and 2, characterized by a consisting of an annular plate, with at least two screws (43) against. the transverse wall pulled clamping piece (2o), which has at least two radially projecting lugs (2oa) which fit into corresponding slots of the pole housing (16) and press it against the end shield (17).

4th Hand machine tool according to Claim 3, characterized in that the outer edge of the end shield (17) the edge of the pole housing (16) including the slots for the clamping piece (2o).

5. Hand tool according to Claim 3, characterized by fitting sockets (46) made of insulating material with a head part (46a) and one of these opposite shaft; with which they pass through the transverse wall (42) of the support body (41) protrude through into the end shield and thereby with the clamping piece (2o) cooperating, the insulating bushes penetrating lag screws (43) surround.

6. Hand machine tool according to Claim 5, characterized in that the insulating piece at least one further through the transverse wall (42) of the support body (4i) has protruding approach in the gearbox, which with a directly: as Bearing for a gear shaft serving bore (70) is provided. Referred publications: Dutch Patent No. 35 689.