DE68903509T2

DE68903509T2 - Montagevorrichtung fuer buersten in einem umkehrbaren stromwendermotor.

Info

Publication number: DE68903509T2
Application number: DE8989200358T
Authority: DE
Inventors: Antonius Jacobus Joh Quirijnen
Original assignee: Emerson Electric Co
Current assignee: Bosch Power Tools BV
Priority date: 1988-02-15
Filing date: 1989-02-15
Publication date: 1993-04-01
Anticipated expiration: 2009-02-16
Also published as: ATE82655T1; EP0329249B1; DE68903509D1; US4978877A; EP0329249A1; NL8800366A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Montieren mindestens eines Paares von Bürstenhaltern mit Bürsten, die einander diametral gegenüber angeordnet sind in einem umkehrbaren Kominutatormotor für elektrische Handwerkzeuge, wobei die Vorrichtung einen Träger für die Bürstenhalter aufweist, der konzentrisch drehbar um die Motorwelle ist, zusätzlich zu einer stationären Kontaktplatte, die mit der oder jeder Feldspule verbunden ist.
Bei umkehrbaren Motoren für Handgeräte, z.B. für Drehbohrer, wird oft ein Paar von Bürsten benutzt, die einander diametral gegenüber angeordnet sind und welche um einen vorbestimmten Winkel relativ zum Kommutator gedreht werden, um die Drehrichtung des Elektromotors umzukehren. Die bis heute bekannten Entwurfslösungen zeigen eine große Anzahl von Teilen, die ein einfaches und deshalb ganz oder teilweise automatisiertes Produktionsverfahren verhindern. Eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist in US-A-3440465 offenbart.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Konstruktionslösung vorzusehen, bei welcher die Anzahl der Komponenten auf ein Minimum reduziert ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die zwei voneinander getrennten Kontaktstreifen jeder mit einer Stecker- und Buchsenverbindung für den Feldspulenkontakt versehen sind, und daß die Kammer eine geschlossene Außenwandung und zwei parallele Seitenwandungen hat, die in einer axial angeordneten Plane untergebracht sind. Solch eine Kaminer ist an sich bekannt und in der FR-A-2159265 beschrieben.
Die Erfindung benutzt die Möglichkeit, die Bürste nicht nur im Gleitkontakt mit dem Kommutator zu verwenden, sondern auch im Gleitkontakt mit dem Kontaktstreifen in der Kontaktplatte. Da die Position der Bürsten relativ zum Kommutator geändert werden muß für das Umkehren des Motors, wird auch die Möglichkeit benutzt, von einem Kontaktstreifen zum anderen Kontaktstreifen umzuschalten, was einfach durchgeführt werden kann, da die Oberfläche der Bürstenträger in der offenen Seite der Kammer angeordnet sind.
Als Ergebnis ist die Anzahl der Komponenten solch einer Umkehrvorrichtung erheblich reduziert.
Die Drehverbindung zwischen Bürstenträger und Kontaktplatte kann auf einfache Weise erfindungsgemäß durch die Benutzung eines Bajonettverschlusses bewirkt werden.
Der Betrieb des drehbaren Bürstenträgers wird einfach erreicht durch Versehen des Bürstenträgers mit einem Handgriff, der sich außerhalb des Motorgehäuses erstreckt, so daß er für den Benutzer zugreifbar ist.
Um eine Betätigung der Umkehrvorrichtung zu vermeiden, während der Motor läuft, ist eine Sperrvorrichtung erfindungsgemäß vorgesehen, welche mit dem Ein-/Aus-Schalter der Motorspannungsversorgung zusammenarbeitet. Diese Sperrvorrichtung wird vorzugsweise erfindungsgemäß betätigt durch den Bürstenträger oder die Bürstenkammer die einstückig darin untergebracht ist.
Die oben erwähnten und weitere Merkmale werden weiter geklärt in der folgenden Figurenbeschreibung einer erfindungsgemäßen Ausführungsform. Es zeigen in den Figuren:
Figur 1 eine Seitenansicht mit teilweise weggebrochenem Motorgehäuse eines Handwerkzeugs in der Form eines Drehbohrers, der mit einem umkehrbaren Kommutatormotor gemäß der Erfindung versehen ist.
Figur 2 eine perspektivische Explosionsansicht des Bürstenhalters mit Kontaktplatte und Sperrvorrichtung, der geeignet ist für ein Handwerkzeug nach Figur 1,
Figur 3 eine perspektivische Ansicht in vergrößertem Maßstab eines Teils des Bürstenträgers und -halters mit dem zusammenwirkenden Teil der Kontaktplatten,
Figur 4 eine perspektivische Ansicht entsprechend Figuren 2 und 3 der verschiedenen Bauteile in zusammengebauten Zustand, und
Figur 5 eine Axialansicht eines Details des Drehrichtungsanzeigers, der durch eine Kammer betätigt wird.
Das Handwerkzeug von Figur 1 besteht üblicherweise aus einem Motor- oder Maschinengehäuse 1 aus geformtem Plastikmaterial, welches einen Elektromotor 2 sowie eine Übertragung zu einem Werkzeughalter 3 aufweist. Der Rotor 4 des Elektromotors ist versehen mit einem Kommutator 5, wobei der Endteil der Motorwelle 6 befestigt ist in einem Kugellager 7, welches vom Gehäuse 1 getragen wird. Im Handgriff 8 des Gehäuses ist ein fingerbetätigter Ein-/Aus-Schalter 9 für die Spannungszufuhr zum Elektromotor 2 vorgesehen, welche zum Schalter 9 über das Kabel 10 zugeführt wird.
Die Erfindung bezieht sich auf den Teil 11 um den Kommutator 5 und die Sperrvorrichtung 12 am Oberende des Schalters 9.
Dieser Teil 11 ist im Detail in Figur 2 gezeigt. Hier kann gesehen werden, daß eine Kontaktplatte 13 aus geeignetem Isoliermaterial so geformt ist, daß sie zwischen die Stütz- Rippen 14 im Gehäuse 1 paßt, siehe auch Figur 1, mit der Folge, daß diese Platte 13 in einer stationären Stellung um die Motorwelle 6 und den Kommutator 5 im Gehäuse 1 befestigt werden kann. Schutzteile 15 sind auf der Rückseite der Platte 13 in Figur 2 angeordnet, in welchen die Verbindung zu den Klemmen der Enden der Statorwicklung des Motors stattfindet. Die Vorderseite der Platte 13 ist versehen mit Ausnehmungen 16, in welchen zwei halbkreisförmige Kontaktstreifen 17 angeordnet werden können. Die Kontaktstreifen 17 sind von identischer Form, aber in eingebauter Stellung symmetrisch zueinander angeordnet. Die Kontaktstreifen 17 haben eine im wesentlichen flache Form mit einem an den Enden leicht gekrümmten Teil 18, der in Axialrichtung der Platte 13 leicht elastisch ist. Jeder Kontaktstreifen 17 ist ferner mit zwei Gabeln 19 ausgeformt, die durch Löcher 20 in der Platte 13 in den Teil 15 durchgreifen und in Kontakt mit den Enden der Statorwicklungen kommen. Es soll bemerkt werden, daß nur eine der beiden Gabeln in Betrieb ist in Abhängigkeit von der Art der Wicklung, die im Stator benutzt wird. Jeder Kontaktstreifen 17 ist in lockerer, aber eng passender Stellung in einer entsprechend geformten Kammer des Teils 13 untergebracht, was die Folge hat, daß der Zusammenbau erleichtert wird.
Links unten in Figur 2 ist der Bürstenträger 21 gezeigt, der zwei Kammern 21 aufweist, die ausgebildet sind mit geschlossener Bodenwandung und welche diametral einander gegenüber angeordnet sind und jeweils einen Bürstenhalter 23 aufnehmen, welcher eine Bürste 23' enthält, die darin radial gleitfähig angeordnet ist. Die Kammer 22 hat einen rechtwinkeligen Querschnitt, so daß ein axiales Anbauen des Halters 23 stattfinden kann. Die dem Kommutator 5 abgewandte Kammerseite ist geschlossen, so daß eine Randomfeder 24, die darin untergebracht ist, den Bürstenhalter 23 gegen die Seite der Kammer drückt und die Bürste 23' in die Richtung auf den Kommutator vorspannt.
Ein Merkmal der Erfindung ist, daß die Kammer 22 auf der Seite, die zu den Kontaktstreifen 17 weist, offen ist, so daß die Rückseite des Bürstenhalters 23 in Figur 3 in direktem Kontakt mit den Endteilen 18 jedes Kontaktstreifens 17 kommen kann. Der Bürstenträger 21, der ebenso aus Isoliermaterial besteht, hat einen umlaufenden Flansch 25, der sich gegen die Frontseite der Kontaktplatte 13 abstützt. Die Innenseite des Flansches 25 ist mit zwei Teilen 26 ausgeführt, die im Querschnitt L-förmig sind und zwischen welchen eine vorbestimmte Öffnung freigelassen ist. Die Kontaktplatte 13 ist ferner versehen mit zwei einwärts weisenden Rippen 27, zwischen denen in gleicher Weise ein Öffnung gelassen ist, was es möglich macht, den Bürstenträger 21 mit der Platte 13 zu verbinden durch Drehen entsprechend dem Bajonett-Prinzip. Zu diesem Zweck muß der Bürstenträger um etwa 90 Grad aus der in Figur 2 gezeigten Stellung gedreht werden und gegen die Platte 13 angelegt werden, so daß die L-förmigen Teile 26 in die Ausnehmung zwischen den Rippen 27 gebracht werden können, woraufhin durch Rückdrehen die Teile 26 hinter die Rippen 27 greifen. Auf diese Weise ist eine Verbindung erreicht zwischen den Bürstenhaltern 23 und den Kontaktstreifen 17 durch Drehen des Bürstenträgers 21 um einen kleinen Winkel, was aus Figur 4 zu ersehen ist. Hier ist die eine Stellung des Bürstenträgers angedeutet mit durchgezogenen Linien, während die andere Stellung des Bürstensträgers durch eine punktierte Linie dargestellt ist. Um den Bürstenträger 21 drehen zu können, sind Handgriffe 28 auf beiden Seiten davon angebracht. Diese Handgriffe sind getrennte, injektionsgußgeformte Körper, die einen elastischen Fuß 29 aufweisen, der in eine Kammer 30 des Bürstenträgers 21 eingeführt werden kann. Die elastische Lippe 31 im Fuß hakt hinter eine Ecke des Flansches 25, so daß, wenn der Fuß 29 eingeführt ist, dieser in der Kammer 30 gesperrt wird. Das Ende des Körpers, welches vom Fuß 29 wegweist, erstreckt sich außerhalb des Motorgehäuses 1, siehe Figur 3, so daß der Benutzer den Bürstenträger 21 mit einem Finger aus der einen Stellung in die andere gleiten lassen kann und zurück.
Um eine unerwartete Drehung des Bürstenträgers 21 zu vermeiden, wenn der Motor angestellt ist, ist eine Sperrvorrichtung 12 über dem Handschalter 9 im Handgriff 8 angeordnet, siehe Figur 1. Die Sperrvorrichtung ist ein Formstück, welches im Gehäuse 1 oder dem Handgriff 8 angeordnet ist für eine Drehung um eine Achse A/A und welches eine Kammer 32 zur Aufnahme einer Druckfeder aufweist. Nahe der Kammer 32 ist eine Nocke 33 angeordnet, die mit der Bürstenkammer 22 zusammenarbeitet. Die Nocke ist mit einer nach unten gerichteten Nase 34 ausgeformt, siehe Figur 1, welche in eine Ausnehmung 35 des Schalterhandgriffs 9 eingeführt ist. Es ist klar, daß beim Umschalten der Bürstenplatte 21 die Kammer 22, abgeschlossen zur Außenseite und deshalb isoliert, über die Nocke 33 geführt wird. Zu diesem Zweck muß die Nocke 33 nach unten gegen die Druckkraft der Feder gedrückt werden, was nur möglich ist, wenn die Nase 34 in die Ausnehmung 35 eingreifen kann, d.h., wenn der Schalter in der Ausschaltung ist, entsprechend Figur 1. Der Schalter 9 kann nicht betätigt werden, solange die Nase 34 in die Ausnehmung 35 eingreift. Sobald die Nase 33 von der Kammer 22 freigegeben wird, drückt die Feder die Nase 34 aus der Ausnehmung 35 und der Schalter kann eingedrückt werden.
Die Nocke 33 gewährleistet auf der anderen Seite die korrekte Positionierung der Kammer 22, so daß die korrekte Bürstenstellung relativ zum Kommutator und folglich der korrekte Feldwinkel sichergestellt sind. Die Drehrichtung des Rotors kann angezeigt werden in speziell einfacher Weise mithilfe der oberen Bürstenkammer 22. Diese steuert einen Schalter 40, der in Figur 5 gezeigt ist, welcher die eine oder andere LED 41 anschaltet, entsprechend einer Links- oder Rechtsdrehung des Rotors. Es können selbstverständlich auch andere, nichtelektrische Indikatoren benutzt werden.
Es wird angenommen, daß die Arbeitsweise des reversiblen Mutatormotors an sich bekannt ist, so daß keine Beschreibung hier vorgenommen wird.

Claims

1. Vorrichtung zum Montieren von mindestens einem Paar von Bürstenhaltern mit Bürste, die einander diametral gegenüber angeordnet sind, für einen reversiblen Kommutatormotor für ein elektrisches Handwerkzeug, wobei die Vorrichtung einen Träger für die Bürstenhalter konzentrisch drehbar um die Motorwelle aufweist, sowie eine ortsfeste Kontaktplatte, die mit der oder jeder Feldspule verbunden ist, wobei die Kontaktplatte (13) mit zwei voneinander getrennten Kontaktstreifen (17) verbunden ist und der ringförmige Bürstenträger (21) jeweils eine Kammer (22) aufweist, die auf einer Seite offen ist, um einen Bürstenhalter (23) mit Bürste (23') aufzunehmen, wobei die offene Seite zu einem der Kontaktstreifen (17) hinweist,

dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kontaktstreifen (17) mit einer Stecker-Buchsen-Verbindung (19) für den Feldspulenkontakt versehen ist und die Kammer (22) eine geschlossene Außenwandung und zwei parallele Seitenwände aufweist, die in einer axial angeordneten Ebene liegen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bürstenträger (21) über einen Bajonettverschluß (26, 27) drehbar auf der Kontaktplatte (13) befestigt sein kann.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der drehbare Bürstenträger (21) mit mindestens einem Handgriff (28) versehen ist, der aus dem Motorgehäuse (1) herausragt,

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Handgriff mit einem schlanken Schaftkörper (29) versehen ist, der im Bürstenträger (21) verankert werden kann.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der drehbare Bürstenträger (21) in der einen oder anderen Betriebsstellung verriegelt werden kann.

6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche mit einer Sperrvorrichtung an einem Ausschalter für die Hauptstromversorgung des Elektromotors, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrvorrichtung (12) versehen ist mit einer radialen Nocke (33), die durch ein vorspringendes Betätigungsteil (22) des Bürstenträgers (21) betätigt werden kann und mit einer Nase (34) versehen ist, die den Schalter (9) sperrt.

7. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorspringendes Betätigungselement des Bürstenhalters (21) eine Vorrichtung zum Anzeigen der Rotor-Drehrichtung aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das oder jedes vorspringende Betätigungsteil des drehbaren Bürstenhalters (21) jeweils durch eine der Bürstenkammern (22) gebildet ist.