CN1781222A - 具有电动机驱动装置的手持式电动工具机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种手持式工具机，它由一个电动机(20)驱动，其中该电动机(20)具有一个换向器(28)，它由一些片状的扇段或叠片(32)构成，为了可靠地防止接触火花的形成，使至少一个叠片(32)具有至少一个中心槽(42，44，46)。

Description

具有电动机驱动装置的手持式电动工具机
现有技术
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的手持式电动工具机。
由EP 350 855公开了一种用于交直流两用电动机(Universalmotor)的换向器，该电动机也被考虑用于手持式电动工具机。它的叠片具有一个扁平矩形的外部轮廓，其短边具有一些U形的开口，在其中可置入环形地捆扎这些叠片的环状锚件。此外，这些叠片被成型为梁状及当装有该换向器的电动机以约30.000转/分钟的工作转速转动时受到相对强的、使各个单个的叠片向外弯的力，该力将导致换向器在其向着碳刷的外侧面不再是平的圆柱形轮廓，而是趋于一个弧形的凸出的轮廓。由此使弯拱的换向器外表面与平的碳刷之间的接触面显著减小，以致可有助于导致碳刷与换向器之间的火花形成，其中不仅换向器而且碳刷由于电弧的高温将产生很大的磨损或损坏。
在公知的手持式电动工具机上试图通过环状锚件来抑制在高转速时电动机换向器的变形，该环状锚件径向向内预加载地保持构成被环形捆扎的换向器的叠片。该结构仅部分地有成效及尽管用该所述的措施仅能保证公知的换向器不充分地抗变形及该结构在制造及安装上相对地成本高。
本发明的优点
相比而言，具有权利要求1的特征的本发明具有其优点，即换向器即使在最高转速时也不会有可感觉到的变形及因此保证与碳刷几乎无电弧的接触。由此不仅碳刷而且换向器的磨损均很小及延长了相应的电动机的工作寿命。电动机的效率将改善，因为更多的电功率转换为工作功率及很少转换为热。此外，通过很少的电弧形成对通信及无线电波范围的干扰作用很小并可简化成节省地进行电动工具机的去干扰。
换向器片具有至少一个中心槽，因而它形成了一个形状稳定的梁型材，它可对由于高径向加速度产生的垂直于纵向轴线的变形力反向作用一个高的抗变形力或抗弯阻力，由于质量的减小它受到比迄今公知的换向器片小的变形力。
所述槽在中心横向地穿过叠片，则在环形地捆扎成换向器的叠片组中形成一个环形通道，穿过该环形通道可导送冷却空气或可配合一个另外的环状锚件，该环状锚件在这些叠片的中心径向向内地预加载，由此在高转速时这些叠片仅可很小地径向向外变形。
所述槽被压制及留有一个薄的剩余壁，则由于该造型不仅加强了叠片的材料结构而且还改善了形状稳定性。
所述槽被构成窗形式的、完全穿透叠片的穿口，则在换向器中形成了一个环绕的、减小质量的环形通道，它相对迄今的方案可得到用于固定换向器的胶粘剂或塑胶的更好的分布。
一个槽纵向地穿过梁状的叠片，则该叠片比实心叠片轻并至少也形状稳定。通过每个叠片的小质量将引起更小的惯性力，由此在高径向加速度的情况下可减小叠片或者说换向器的变形。
中心横向槽是椭圆形的或椭圆轮廓、例如八角形等多角形的，则相应的叠片构成形状上特别稳定的构型。
通过叠片在两端具有附加的、敞开的横向槽口，则叠片的端部区域比实心的叠片趋于明显径向向外地变形。这抵抗叠片中间区域的向外拱起，因而它在碳刷的接触区域中保持平坦。端部区域具有由外向内增大的横截面及由此增大的抗弯强度，因此由其离心力引起的向外的径向变形减小。此外，在空腔区域中可更好地分布塑胶或胶粘剂。
梁状叠片的端部被构成一个通风器叶片，则可产生出围绕换向器或穿过它的附加的冷却空气流，由于改善了冷却使装备有根据本发明的换向器的电动机的效率得到明显改善。
冷却空气流由所述槽引导，则可使各个单个叠片及由此使整个换向器冷却。因此可排除电动机的局部集热及过热。
若穿过中心横向槽配合一个可预加载的环状锚件，则可抵抗在高径向加速度时的变形。
横向槽向每个叠片的一侧构成翻出部分，则在环形联合体中的叠片构成了一个特别稳定的、抗变形的构型。
叠片在其用作接触片的外端上设有通风器叶片，则可改善换向器区域中电动机的冷却。
附图说明
以下借助实施例并参照附图来详细描述本发明。
附图表示：
图1：具有交直流两用电动机的一个手持式工具机的纵截面图，
图2：一个换向器的立体纵截面图，
图3：根据本发明的集流器的横截面图，
图4：根据本发明的集流器的另一纵截面图，及
图5：换向器的单个叠片，
图6：单个叠片的另一变型方案，及
图7：换向器的单个叠片的另一变型方案。
具体实施方式
图1表示一个构造成偏心式磨削机的手持式工具机10的纵截面图，该手持式工具机的阶梯圆柱形壳体12具有一个垂直地延伸的纵向轴线13，与该轴线基本上垂直地径向向外延伸出一个主手把14，及在相反方向上即向前延伸出一个辅助手把18。在主手把14的下面具有一个未详细表示的开关的按键16，该开关用于接通及关断手持式工具机10的驱动装置。
在壳体12或纵向轴线13的中间设置有一个电动机20，它的定子22由壳体12无间隙地围作用及固定，及它的中心转子24由一个装备有径向向外延伸的转子板片的中心转子轴25组成。转子板片26由一个未详细表示的电导线绕组穿绕，该绕组以公知的方式与一个换向器28电连接。换向器28安装在转子轴25上在转子24的上端部上，该转子轴的端部可转动地支承在一个固定于壳体上的轴承29中。换向器28在两个对立的侧上与两个碳刷30相接触，这些碳刷借助弹簧31径向向内地预加载地支撑在换向器28上。
换向器28由彼此接合成一个环的多个叠片32组合而成。它们相互间由一个构成很小中间空间的电绝缘34间隔开。在观察方向上，转子轴25向下延伸并作为驱动轴36，在那里它旋转地驱动一个未详细地表示的通风器及一个磨削盘38。
图2作为细节放大地表示根据本发明的换向器28的一个方案。通过该图可清楚地看到该换向器的结构，它基于一个中心的支承圆筒41，该支承圆筒被一个管状的绝缘层43围作用，围绕该绝缘层由多个长形的、窄的、V形横截面的叠片32组装成的一个环形叠片组。每个叠片32过渡成一个直角地向外弯出的钩50，该钩被用作与转子绕组的未示出的电导线连接的接触片。这些扁平一长形的叠片32的每个与相邻的下一个叠片32之间夹持着一个径向上平的电绝缘层34。每个叠片32的两个端部上具有槽形的边缘槽口48，这些边缘槽口各被一个可被预加载的环状锚件(Ringanker)40穿过及配合，每个单个的叠片32径向向内地被该环状锚件预加载地固定在支承管41上。由此可至少阻止叠片32的端部在工作转速时即在约30.000转/分钟时由于高径向加速度而径向向外地与支承圆筒41及绝缘层43脱离。
通过一个中心槽42及叠片外端部45的梯形构型，每个单个的叠片32得到一个形状，该形状使它的中部及端部区域被这样地加强，以致所述叠片即使在转子最高转速时也不会可感觉到地径向向外拱出。由此使叠片32即使在最高转速时也可保持外部的平或者说直，于是保证了与这些碳刷30的直的接触面的最佳电接触及没有凸起的纵向弯拱会导致线状接触及由此导致增强的火花形成。
图3表示换向器28的一个横截面图，其中可看出它的V形横截面的叠片32在其叠片组中形成一个环形的图形及其中还可看到在转子侧的垂直的绝缘层34及钩50。这些钩50设有附加的通风器叶片状的、被压制的、用于冷却的面。所有叠片32均设有纵向孔44、46，它们穿透整个叠片及使形状稳定性进一步改善及减小了其质量。
图4表示叠片280的另一实施例的纵截面图，它的支承管410设有侧凹的槽411，管状的绝缘层430配合及固定到这些槽中，该绝缘层又承载着由叠片32组成的环形叠片组，其中这些叠片具有用作接触片的钩50及中心槽42。这些叠片32用绝缘层430浇注(vergiessen)及通过其进入边缘槽口48被固定住。
叠片32在其外端部承载有通风器叶片52，用于改善换向器区域中的电动机冷却。
图5表示一个叠片32、它的V形横截面及其边缘槽口48及中心槽42以及纵向孔44、46的细节。此外，侧面上具有压入的带棱边的凹入部，它们使叠片32的结构进一步加强及改善了与相应绝缘层34形状配合的连接。
图5、6各表示在区域45中具有梯形外叠片端部的一个叠片的实施例，其中中心的横向延伸的槽42构成一个近似的六角形及在该槽与边缘槽口48之间设有另外一些横向延伸的小三角形穿口55。此外，在下部纵棱边上在材料桥接部分66的对面开有一些三角形的切口60。
图7表示一个叠片3200，它基本上与根据图5的叠片相一致，但与它的区别在于具有用作接触片的钩50，该钩带有一个通风器叶片52，及在另一外端部具有另一通风器叶片52，用于改善换向器区域的冷却。

Claims (12)

1.手持式工具机，它由一个电动机(20)驱动，其中该电动机(20)具有一个换向器(28)，该换向器由一些片状的扇段或叠片(32)构成，其特征在于：该换向器的叠片(32)具有至少一个中心槽(42，44，46)及构成一个孔板。
2.根据权利要求1的手持式工具机，其特征在于：所述槽(42)是长形的。
3.根据权利要求2的手持式工具机，其特征在于：所述槽(42)被构造成具有闭合的、薄的剩余壁的压入结构。
4.根据权利要求2的手持式工具机，其特征在于：所述槽(42)被构造成穿透的穿口。
5.根据权利要求1的手持式工具机，其特征在于：所述槽(44，46)对准该叠片(32)的两个相反对置的平侧面地穿透。
6.根据权利要求5的手持式工具机，其特征在于：所述槽(42，44，46)是椭圆形的。
7.根据权利要求1的手持式工具机，其特征在于：叠片(32)除所述中心槽(42)外还具有边缘槽口(48)，这些边缘槽口使这些边缘端部形成一个梯形轮廓及由此使叠片(32)形成一个羊角砧形的轮廓。
8.根据权利要求1的手持式工具机，其特征在于：叠片(32)的在槽(42，44，46)上方的这些区域被这样地构造，以致它们在工作转速及工作温度时这样地变形，使得与碳刷(30)接触的面基本上是一个平面。
9.根据权利要求1的手持式工具机，其特征在于：叠片(32)的外端部被用作通风器及使冷却空气流穿过这些叠片(32)运动。
10.根据权利要求1的手持式工具机，其特征在于：通过所述槽(42，44，46)引导冷却空气流。
11.根据权利要求1的手持式工具机，其特征在于：穿过该中心槽(42)和/或边缘槽口(48)配合着一个、尤其可被预加载的、环状锚件(40)。
12.根据权利要求1的手持式工具机，其特征在于：构成换向器(28)的叠片组联合体通过各一个设在每个叠片(32)一侧上的、在中心槽(42)区域中的接管形式的翻出部分来稳定，该翻出部分伸入到在每个相邻的叠片(32)的另一侧上的中心槽(42)中，其中，在其之间夹有绝缘材料(34)。
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