DE102012020151A1

DE102012020151A1 - Hand-Werkzeugmaschine mit einem elektrischen Antriebsmotor

Info

Publication number: DE102012020151A1
Application number: DE201210020151
Authority: DE
Inventors: Stefan Tulodziecki
Original assignee: Festool Group and Co KG
Current assignee: Festool GmbH
Priority date: 2012-10-15
Filing date: 2012-10-15
Publication date: 2014-04-17
Anticipated expiration: 2032-10-16
Also published as: DE102012020151B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hand-Werkzeugmaschine (10), insbesondere eine Schleifmaschine oder eine Säge, zur Bearbeitung, insbesondere zur spanenden oder trennenden oder schleifenden Bearbeitung, eines Werkstücks derart, dass bei der Bearbeitung Partikel (100) freigesetzt werden, wobei die Hand-Werkzeugmaschine (10) einen elektrischen Antriebsmotor (20) zum Antreiben einer zum Halten eines Werkzeugs vorgesehenen Werkzeugaufnahme (24) aufweist, wobei der Antriebsmotor (20) einen Kollektor (36) und eine Kohle-Führungsanordnung (50) mit mindestens einem Führungskörper (51) aufweist, der eine insbesondere als Führungskanal (76) ausgestaltete Führung (75) begrenzt, in der ein Kohleelement (80) geführt und entlang mindestens einer Gleitfläche (72) der Führung (75) gleitverschieblich gelagert ist. Es ist vorgesehen, dass die mindestens eine Gleitfläche (72) aus einem gegenüber dem Kohleelement (80) derart härteren Gleitmaterial besteht, dass sich bei der Bearbeitung des Werkstücks freigesetzte Partikel (100) in das Kohleelement (80) eingraben, während die Gleitfläche (72) unbeschädigt bleibt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Hand-Werkzeugmaschine, insbesondere eine Schleifmaschine, eine Fräse, einen Bohrhammer, eine Säge oder dergleichen, zur Bearbeitung, insbesondere zur spanenden oder trennenden oder schleifenden Bearbeitung, eines Werkstücks derart, dass bei der Bearbeitung Partikel freigesetzt werden, wobei die Hand-Werkzeugmaschine einen elektrischen Antriebsmotor zum Antreiben einer zum Halten eines Werkzeugs vorgesehenen Werkzeugaufnahme aufweist, wobei der Antriebsmotor einen Kollektor und eine Kohle-Führungsanordnung mit mindestens einem Führungskörper aufweist, der eine insbesondere als Führungskanal ausgestaltete Führung begrenzt, in der ein Kohleelement geführt und entlang mindestens einer Gleitfläche der Führung gleitverschieblich gelagert ist.
Bei Schleifmaschinen, die in der Regel mit einem elektrischen Antriebsmotor angetrieben werden, ergibt sich das Problem, das Schleif-Partikel in das Gehäuse der Schleifmaschine eindringen und dort auch in den Bereich des Antriebsmotors gelangen können. Wenn die Partikel dann in die Führung der Führungsanordnung hinein gelangen, graben sie sich einerseits in das Kohleelement, andererseits in die Seitenwand der Führung ein und blockieren durch den so hergestellten Formschluss den weiteren Vorschub des Kohleelements in Richtung des Kollektor. Der Antriebsmotor wird dann nicht mehr ordentlich mit elektrischer Energie versorgt, die Hand-Werkzeugmaschine bleibt stehen. Die Hand-Werkzeugmaschine muss repariert und die Schleifarbeit unterbrochen werden.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine zuverlässige, insbesondere auch in Umgebungen mit hohem Partikel-Anfall verwendbare, Hand-Werkzeugmaschine bereitzustellen.
Zur Lösung der Aufgabe ist bei einer Hand-Werkzeugmaschine der eingangs genannten Art vorgesehen, dass die mindestens eine Gleitfläche aus einem gegenüber dem Kohleelement derart härteren Gleitmaterial besteht, dass sich bei der Bearbeitung des Werkstücks freigesetzte Partikel in das Kohleelement eingraben, während die Gleitfläche unbeschädigt bleibt.
Die Hand-Werkzeugmaschine ist zum Beispiel eine Schleifmaschine, eine Fräse, ein Bohrer oder Bohrhammer, eine Säge oder dergleichen, bei deren Betrieb Späne, Staub und dergleichen andere Verunreinigungen oder insbesondere luft-gängige Partikel anfallen.
Es ist ein Grundgedanke der vorliegenden Erfindung, dass die Kohle-Führungsanordnung bzw. deren mindestens eine Gleitfläche (es können selbstverständlich mehrere derartige Gleitflächen vorhanden sein) sehr hart ist, eine hohe Verschleißfestigkeit aufweist und zweckmäßigerweise auch eine hohe Temperaturfestigkeit. Jedenfalls gräbt sich ein Partikel, das in die Führung gelangt, nicht in die Gleitfläche ein, sondern wird sozusagen in das Kohleelement hineingedrückt, die verhältnismäßig welch ist. Der Partikel oder die Partikel werden beispielsweise formschlüssig von der Kohle aufgenommen. Beispielsweise kammert das Kohleelement den jeweiligen Partikel mehr oder minder ein, vorzugsweise vollständig, so dass jedenfalls der Partikel nicht mehr vor die Oberfläche des Kohleelements vorsteht, so dass das Kohleelement ohne eine Störstelle oder ein Hindernis an der Gleitfläche entlang gleiten kann. Eine Federanordnung, die vorzugsweise auf das Kohleelement wirkt, hat also genügend Kraft, um das Kohleelement auf den Kollektor hin zu verstellen bzw. zu drücken.
Das Gleitmaterial der mindestens einen Gleitfläche ist zweckmäßigerweise härter als Quarz. Das Gleitmaterial hat vorzugsweise eine Härte von mindestens 1000 HV (Härte nach Vickers), weiter bevorzugt sogar mindestens 1100 HV oder sogar vorzugsweise mindestens 1120 HV. Bevorzugt ist ein Härtebereich von etwa 1700–2300 HV, noch weiter bevorzugt 1900–2300 HV oder 1900 HV bis 2200 HV. Diese Werte ergeben sich beispielsweise bei einer Prüfkraft von 0,1 kg, so dass man beispielsweise sagen kann ”1700–2300 HV 0.1”.
Das Gleitmaterial der mindestens einen Gleitfläche besteht zweckmäßigerweise aus einem an organischen Oxidkeramik-Werkstoff, zum Beispiel einer Aluminiumoxidkeramik. Bevorzugt ist ein Reinheitsgrad oder Anteil des Oxidkeramik-Werkstoffs von 94% bis 99,8%, beispielsweise 99,7 Prozent, 99,6% oder dergleichen. Mithin ist also eine relativ reine Oxidkeramik zweckmäßig.
Das Gleitmaterial umfasst also vorzugsweise einen anorganischen Oxidkeramik-Werkstoff, z. B.

– Aluminiumoxid (Al2O3) und/oder
– Zirconiumdioxid (ZrO2) und/oder
– Titan(IV)-oxid (TiO2) und/oder Magnesiumoxid (MgO) und/oder
– Zinkoxid (ZnO) und/oder
– Aluminiumtitanat (Al2O3 + TiO2) und/oder
– Bariumtitanat (BaO + TiO2)

Es versteht sich, dass bei der erfindungsgemäßen Kohle-Führungsanordnung auch unterschiedliche Oxidkeramik-Werkstoffe möglich sind, beispielsweise in unterschiedlichen Bereichen der Führung oder dergleichen. Es ist zum Beispiel möglich, dass ein härteres Material dort verwendet wird, wo ein relativ starker Eintrag von Partikeln zu befürchten ist, während ein etwas weicheres Material an mechanisch weniger belasteten oder weniger durch Partikel-Einfluss gefährdeten Bereichen der Führung vorgesehen sind.
Die Gleitfläche kann aber auch von einer Hartstoffschicht gebildet sein, die an einem Untergrund der Führung angeordnet ist, beispielsweise dem mindestens einen Führungskörper. Dieser besteht beispielsweise aus Metall oder einem Oxidkeramik-Werkstoff und ist mit einer Hartstoffschicht beschichtet. Die Gleitfläche ist also zweckmäßigerweise an einer Hartstoffschicht, insbesondere Titancarbid und/oder Tantalcarbid und/oder Wolframcarbid, vorgesehen oder durch diese gebildet.
Es ist aber auch möglich, dass das Gleitmaterial der mindestens einen Gleitfläche einen gehärteten Metall-Werkstoff umfasst. Beispielsweise ist es möglich, dass ein Führungskörper aus Stahl entsprechend gehärtet ist, so dass er gegenüber den Partikeln ausreichend hart ist, so dass sich diese nicht in die Gleitfläche eingraben, sondern in das Kohleelement. Mithin ist also auch ein metallischer Führungskörper möglich, der gehärtet ist, zum Beispiel durch eine entsprechende Wärmebehandlung.
Es besteht die Möglichkeit, mindestens eine Wand der Führung oder den Führungskörper als Ganzes aus dem Gleitmaterial zu fertigen. Beispielsweise besteht der Führungskörper aus Oxidkeramik.
Es ist aber auch möglich, dass der mindestens eine Führungskörper zur Bildung der Gleitfläche mit dem Gleitmaterial beschichtet ist. Beispielsweise besteht der Führungskörper aus Metall oder Kunststoff und ist mit dem Gleitmaterial beschichtet. Zum Beispiel ist es denkbar, den Führungskörper aus Messing oder Stahl grundsätzlich zu fertigen und anschließend mit einer Oxidkeramik und/oder einer Hartstoffschicht zu versehen.
Es ist ferner möglich, dass die Führungsanordnung ein Gehäuse oder eine Tragstruktur für eine oder mehrere Führungskonturen, beispielsweise Führungsnuten oder Führungsrippen, bildet, an denen jeweils die erfindungsgemäß sehr harten, aus dem Gleitmaterial, z. B. Oxidkeramik, bestehenden Gleitflächen vorhanden sind.
Der mindestens eine Führungskörper ist zweckmäßigerweise an einem Führungsgehäuse vorgesehen oder bildet ein Führungsgehäuse. Beispielsweise hat der Führungskörper eine Aufnahmekammer und/oder einen Führungskanal für das Kohleelement. Es ist auch möglich, dass der Führungskörper einen Rohrkörper umfasst oder bildet. Der Rohrkörper kann einteilig oder mehrteilig sein. Insbesondere wenn das Führungsgehäuse oder der Rohrkörper anhand eines Sinter-Prozesses hergestellt wird, ist die mehrteilige Bauweise vorteilhaft. In dem Rohrkörper oder dem Führungsgehäuse ist das Kohleelement verschieblich aufgenommen.
Es ist aber auch denkbar, dass die Führung zumindest an einer Längsseite offen ist, d. h. dass kein geschlossener nur an einer oder beiden Längsenden offener Führungskanal vorgesehen ist, sondern eine im Prinzip offene Führung.
Die Gleitfläche kann beispielsweise auch an einer Führungsnut oder einen Führungsvorsprung, aber auch an einer Wandfläche der Führung vorgesehen sein.
Es ist jedoch vorteilhaft, wenn das Kohleelement flächig an der Gleitfläche entlang gleitet. Beispielsweise sind die mindestens eine Gleitfläche und das Kohleelement in demjenigen Bereich, in dem sie miteinander in Kontakt gelangen, jeweils als Planflächen ausgestaltet.
Die Führung umfasst beispielsweise einen Führungskanal. Die Führung hat eine Eintrittsöffnung und/oder eine Austrittsöffnung, durch die mit den Partikeln beladene Luft in die Führung einströmen kann. Dies kann beispielsweise dazu dienen, den Führungskanal zu belüften, führt jedoch auch dazu, dass Partikel in Richtung des Kohleelements gelangen können, was jedoch aufgrund der Erfindung unproblematisch ist.
Die mindestens eine Gleitfläche, zum Beispiel der Führungskörper als Ganzes, ist vorzugsweise durch Spritzguss, Extrusion oder Sintern hergestellt.
Das Spritzgussverfahren oder die Extrusion wird beispielsweise zur Herstellung eines Sinter-Rohlings bzw. zur Herstellung der Polymerkeramik verwendet, die dann später noch polymerfrei wird.
Es ist auch möglich, dass das Gleitmaterial oder der Führungskörper während des Fertigungsprozesses eine Polymerkeramik ist oder umfasst, wobei durch einen Bearbeitungsprozess, beispielsweise Sintern oder eine sonstige Wärmebehandlung, Polymere der Polymerkeramik verbrannt und/oder ausgetrieben werden derart, dass das Gleitmaterial oder der Führungskörper als Ganzes ein zumindest im Wesentlichen polymerfreies Fertigteil bilden.
Die Führung hat zweckmäßigerweise einen polygonalen, zum Beispiel rechteckigen, quadratischen oder dergleichen, Querschnitt. Die Führung weist zweckmäßigerweise eine Führungskontur für das Kohleelement auf. Beispielsweise sind Eckbereiche als Führungskontur vorgesehen. Es ist aber auch möglich, dass die Führung eine Führungsnut oder dergleichen aufweist, in der das Kohleelement geführt ist.
Bevorzugt ist die Führung durch mindestens einen Deckel verschlossen, der aus einem anderen Material als dem Gleitmaterial besteht, beispielsweise aus Kunststoff oder einem sonstigen elastischen Werkstoff.
Der Deckel weist zweckmäßigerweise einen elektrischen Anschlusskontakt für das Kohleelement auf. Beispielsweise begrenzt der Deckel eine Aufnahme, in der dieser elektrische Anschlusskontakt aufgenommen ist. Beispielsweise ist ein Stanz-Biegeteil, Messingsteil oder ein Stanz-Biege-Metallteil vorgesehen, das im Bereich des Deckels gehalten wird und eine Kontaktfahne oder dergleichen als elektrischen Anschlusskontakt aufweist. Bevorzugt besteht der Deckel aus einem elektrisch isolierenden Material.
Die Führung oder der Führungskanal weist beispielsweise eine Austrittsöffnung für das Kohleelement auf. Der Deckel verschließt die Führung oder den Führungskanal an einer der Austrittsöffnung entgegengesetzten Seite.
Bevorzugt ist der mindestens eine Deckel mittels einer federbelasteten oder elastischen Rastkontur mit dem mindestens einen Führungskörper verrastet. Beispielsweise ist der Führungskörper sehr hart, so dass der Deckel durch seine Elastizität bzw. die Elastizität der Rastkontur mit dem Führungskörper verrastbar ist. Als Rastkontur kann ein Rastvorsprung, eine Rastaufnahme oder dergleichen vorgesehen sein. Es ist aber auch möglich, dass der Deckel mit dem Führungskörper verschraubt oder verklebt wird.
Es ist auch möglich, dass der mindestens eine Deckel beispielsweise durch eine Führungskontur an einem Führungsgehäuse oder dem Führungskörper geführt ist. Beispielsweise wird der Deckel von der Seite her auf das Führungsgehäuse oder den Führungskörper geschoben, so dass er einen Außenumfang des Führungskörpers, in welchem der Führungskanal angeordnet ist, gabelförmig umgreift. An dem Führungskörper oder dem Führungsgehäuse ist beispielsweise mindestens ein Aufnahmekanal für einen Führungsvorsprung am Deckel vorgesehen.
Eine im Innern des Führungskanals angeordnete Feder, die sich einerseits an einer Deckelwand oder Stirnwand des Deckels und andererseits an dem Kohleelement abstützt, verhindert, dass sich der Deckel vom Führungsgehäuse oder Führungskörper löst. Die Feder verspannt sozusagen den Deckel am Führungsgehäuse oder Führungskörper.
Vorzugsweise ist eine Federanordnung zur Belastung des Kohleelements zum Kollektor hin an dem mindestens einen Deckel abgestützt. Beispielsweise stützt sich die Feder an dem elektrischen Anschlusselement bzw. dem Bauteil mit dem Anschlusskontakt ab.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
1 eine perspektivische Schrägansicht einer erfindungsgemäßen Hand-Werkzeugmaschine,
2 eine perspektivische Schrägansicht eines Antriebsmotors der Hand-Werkzeugmaschine gemäß 1,
3 eine Querschnittsansicht durch den Antriebsmotor gemäß 2 entlang einer Schnittlinie A-A,
4 eine perspektivische Schrägansicht einer Kohle-Führungsanordnung des Antriebsmotors gemäß 2 und 3 von vorn,
5 die Kohle-Führungsanordnung gemäß 4 von schräg hinten,
6 eine Querschnittsansicht der Kohle-Führungsanordnung gemäß 4 entlang einer Schnittlinie B-B, und
7 eine Querschnittsansicht einer weiteren Kohle-Führungsanordnung mit einer Beschichtung in einer Ansicht etwa entsprechend derjenigen gemäß 6.
Die in der Zeichnung dargestellte Hand-Werkzeugmaschine 10 ist beispielsweise eine Schleifmaschine. Die Schleifmaschine bzw. Hand-Werkzeugmaschine 10 dient beispielsweise dazu, Wandflächen von Innenräumen, zum Beispiel Seitenwandflächen oder Decken, abzuschleifen. Man kann sich vorstellen, dass dadurch ein erheblicher Staub verursacht wird, was jedoch aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Hand-Werkzeugmaschine 10 unproblematisch ist.
Die Hand-Werkzeugmaschine 10 umfasst ein Motorteil 11, das an einer Bedienhandhabe 12 angeordnet und mit dieser führbar ist. Die Bedienhandhabe 12 umfasst einen Griffstab 13 mit einem Handgriffteil 14, das von einem Bediener ergriffen werden kann. Der Griffstab 13 ist in der Zeichnung verkürzt dargestellt. Beispielsweise ist der Griffstab 13 teleskopierbar und/oder verkürzbar oder verlängerbar, beispielsweise indem Stab-Segmente eingebaut werden oder weggelassen werden. Darauf kommt es jedoch nicht an.
Im Griffstab 13 ist ein Staubabfuhr-Schlauch 15 geführt, der hinten, insbesondere nahe beim Handgriffteil 14, aus dem Griffstab 13 ausmündet (nicht dargestellt). Dort ist jedoch ein Netzkabel 16 zur elektrischen Energieversorgung der Hand-Werkzeugmaschine 10 dargestellt. Dieses Netzkabel 16 kann beispielsweise in Fortsetzung des Schlauches 15 oder parallel dazu vorgesehen sein bzw. in einem Schlauch geführt sein, der mit dem Absaug-Schlauch 15 kommuniziert und ihn mit einem Staubsauger verbindet (nicht dargestellt).
Es ist auch möglich, dass in dem Griffstab 13 ein Kanalsystem vorgesehen ist, das mit dem unten am Motorteil 11 dargestellten Schlauch 15 kommuniziert.
Es ist auch möglich, dass im Bereich des schematisch eingezeichneten Netzkabels 16 ein weiterer Handgriff vorgesehen ist sozusagen in Verlängerung des Handgriffteils 14.
Alternativ zur Netz-Stromversorgung wäre es auch möglich, dass beispielsweise ein elektrischer Energiespeicher 17 der Hand-Werkzeugmaschine 10 die elektrische Energieversorgung sicherstellt, beispielsweise ein Akkupack. Der Energiespeicher 17 kann auch im Griffstab 13 oder dem Handgriffteil 14 vorgesehen sein.
Mit einem Schalter 18, der vorzugsweise auch eine Drehzahlregelung oder Geschwindigkeitsregelung ermöglicht, ist die Hand-Werkzeugmaschine 10 einschaltbar und ausschaltbar, vorzugsweise auch in ihrer Leistung einstellbar.
Mit dem Schalter 18 ist ein Antriebsmotor 20, der im Motorteil 11 angeordnet ist, schaltbar bzw. ansteuerbar. Der Antriebsmotor 20 sowie ein Getriebe 21, mit dem der Antriebsmotor 20 ein Werkzeug 23, beispielsweise einen Schleifteller antreibt, sind in einem Gehäuse 22 des Motorteils 11 angeordnet.
Das Werkzeug 23 ist in an sich bekannter Weise an einer durch den Antriebsmotor 20 über das Getriebe 21 angetriebenen Werkzeugaufnahme 24 antreibbar.
An der Werkzeugaufnahme 24 ist das Werkzeug 23 beispielsweise mittels eines Bajonetts, einer Schraubverbindung oder dergleichen lösbar angeordnet.
Ein Antrieb der Werkzeugaufnahme direkt durch einen Antriebsmotor, d. h. ohne ein Getriebe, ist auch möglich.
Der Antriebsmotor 20 umfasst eine Motorwelle 25 eines Rotors 27, der drehbar in einem Stator 26 des Antriebsmotors 20 aufgenommen ist. Der Stator 26 weist in an sich bekannter Weise einen Statorkern 29, zum Beispiel ein Blechpaket, sowie Erregerspulen 28 auf. Am Rotor 27, also dem Läufer, sind Rotorspulen 30 in einem Rotorkern 31 bzw. einem Blechpaket aufgenommen.
Die Motorwelle 25 dreht um eine Drehachse 32. Beispielsweise ist die Motorwelle 25 an Lagern 33 und 38 drehbar gelagert.
An der Motorwelle 25 ist zudem noch ein Lüfterrad 34 angeordnet.
Der Antriebsmotor 20 umfasst einen Kommutator 35 mit einem Kollektor 36, an dem in an sich bekannter Weise Kollektorkontakte 37 bzw. Lamellen vorgesehen sind. Der Antriebsmotor 20 ist z. B. ein Universalmotor oder Reihenschlussmotor.
Innovativ ist jedoch das Konzept der beiden Kohle-Führungsanordnungen 50 des Kommutators 35, über die der Kollektor 36 mit elektrischer Spannung bzw. elektrischem Strom versorgt wird. Die Kohle-Führungsanordnungen 50 (es sind vorliegend zwei vorhanden, wobei auch mehr Kohle-Führungsanordnungen möglich sind) umfasst Führungskörper 51, in denen Kohleelemente 80 aufgenommen sind. Die Kohleelemente 80 sind über Anschlusskontakte 52 der Kohle-Führungsanordnungen 50 mit elektrischer Energie versorgbar.
Dies geschieht z. B. dadurch, dass die Anschlusskontakte 52 elektrisch leitend sind und über eine Feder 53, die ein jeweiliges Kohleelement 80 rückseitig abstützt, mit dem Kohleelement 80 elektrisch verbunden sind und/oder anhand eines elektrischen Leiters 62, der noch erläutert wird.
Die beiden Kohle-Führungsanordnungen 50 sind vorliegend gleichartig aufgebaut, so dass nachfolgend nur eine der Kohle-Führungsanordnungen 50 beschrieben wird.
Eine im Innenraum des Führungskörpers 51 angeordnete bzw. vorgesehene Führung 75 ist beispielsweise als ein Führungskanal 76 ausgestaltet. In diesem Führungskanal 76 ist das einen Stangenkörper 81 aufweisende Kohleelement 80 linear verschieblich geführt. Eine Vorschubachse 73 ist exemplarisch eingezeichnet.
Der Führungskörper 51 ist vorliegend als ein Rohrkörper 74 ausgestaltet bzw. weist einen Rohrkörper 74 auf. Eine Innenkontur 77 des Führungskanals 76 entspricht einer Außenkontur bzw. einer Querschnitts-Außenkontur des Stangenkörpers 81. Somit sind also Kantenbereiche 82 von Längskanten des Stangenkörper 81 an entsprechenden Inneneckbereichen 68 der Innenkontur 77 geführt.
Der Stangenkörper 81 ist also quer zur Vorschubachse 73 an seinem Außenumfang optimal in dem Führungskanal 76 geführt, so dass zwischen dem Außenumfang 83 des Stangenkörpers 81 bzw. des Kohleelements 80 und der Innenkontur 77 nahezu kein Zwischenraum bleibt, sondern nur so viel Spiel vorhanden ist, das der Vorschub entlang der Vorschubachse 73 gewährleistet ist.
Das Kohleelement 80 gleitet mit seinen Längsseitenflächen 84 an Innenwänden des Führungskanals 76 entlang, die Gleitflächen 72 bilden. Die Längsseitenflächen 84 liegen flächig an den Gleitflächen 72 an.
Eine Austrittsöffnung 78 des Führungskörpers 51 liegt dem Kollektor 36 gegenüber. Das Kohleelement 80 tritt aus der Austrittsöffnung 78 heraus, um in elektrischen Kontakt mit dem Kollektor 36 zu gelangen.
An der der Austrittsöffnung 78 entgegengesetzten Seite ist der Führungskörper 51 und somit der Führungskanal 76 durch einen Deckel 54 verschlossen. Der Deckel 54 weist eine Bodenwand 55 auf, die den Führungskanal 76 frontseitig oder stirnseitig verschließt, sowie eine Umfangswand oder mehrere der Umfangswände 56, die am Außenumfang des Führungskörpers 51 anliegen.
Beispielsweise hat der Führungskörper 51 eine im wesentlichen rechteckige Innenkontur 77. Die Außenkontur korreliert mit dieser Innenkontur, d. h. dass der Führungskörper einander gegenüberliegende Schmalseitenwände 65 sowie eine Bodenwand und Deckwand 66 hat, die im Vergleich zu den Schmalseitenwänden 65 etwas breiter sind. Dadurch ergibt sich die rechteckige Innenkontur 77.
An der Bodenwand und der Deckwand 66 ist jeweils eine Ausbuchtung oder Wölbungen 67 vorhanden, die sich in Längserstreckungsrichtung des Führungskörpers 51 erstreckt. Dadurch ist zwischen Inneneckbereichen 68, die das Kohleelement 80 an den Kantenbereichen 82 führen, ein Abstand 69 zwischen einerseits der Bodenwand/Deckwand 66 und andererseits dem Kohleelement 80 vorhanden. In diesen Abstand 69 bzw. Kanal hinein kann ein Luftstrom strömen, der mit Partikeln 100 belastet ist.
Eine optionale Maßnahme stellt es dar, dass beispielsweise ein Auslassöffnung 70 vorhanden ist, die ein Ausströmen dieser Partikel-beladenen Luft aus dem Führungskanal 76 an einer von der Austrittsöffnung 78 entfernten Stelle des Führungskörpers 51 ermöglicht.
Es versteht sich, dass aber auch allein schon durch Fertigungstoleranzen und/oder wegen eines Spiels, das notwendig ist, dass das Kohleelement 80 im Führungskanal 76 verschieblich ist, Spalte bzw. Zwischenräume zwischen dem jeweiligen Kohleelement und dem Führungskanal vorhanden sind, die ein Eindringen von kleinen, jedoch durchaus problematischen Partikeln 100 nicht verhindern können, wogegen jedoch erfindungsgemäß Maßnahmen getroffen sind.
An dieser Stelle sei bemerkt, dass der Führungskörper 51 insgesamt einen Rohrkörper 74 darstellt, also einstückig ist. Beispielsweise ist der Rohrkörper 74 durch Extrusion und/oder Sintern, z. B. Extrusion und anschließendes Sintern, hergestellt. Es ist aber auch eine mehrteilige Bauweise möglich, d. h. dass der Führungskörper 51 oder der Rohrkörper 74 ein erste und ein zweites Gehäuseteil 71 aufweisen.
Wesentlich ist jedoch, dass der Führungskörper 51 im Bereich der Führung 75, also dem Führungskanal 76, Gleitflächen 72 hat, die sehr hart sind. Beispielsweise besteht der Führungskörper 51 als Ganzes aus einem Oxidkeramik-Werkstoff, zum Beispiel Aluminium-Oxidkeramik, so dass er sehr hart ist. Da der Führungskörper 51 als Ganzes aus dieser Oxidkeramik besteht, sind die innenseitigen Gleitfläche 72, das heißt die den Führungskanal 76 begrenzenden Flächen, sehr hart und weisen eine glatte Oberfläche, nämlich die Gleitflächen 72, auf.
Dadurch gräbt sich beispielsweise ein Partikel 100 (6), der in den Innenraum des Führungskörpers 51 bzw. in die Führung 75 hinein gelangt, nicht in die Gleitfläche 72 ein, sondern in den Außenumfang des Kohleelements 80, beispielsweise in eine Seitenfläche des Stangenkörpers 81 ein. Dort ist der Partikel 100 (vergrößert dargestellt) formschlüssig aufgenommen. Selbstverständlich sind in der Praxis kleinere Partikel vorhanden, die jedoch einen äußerst negativen Effekt haben können, nämlich dass der Stangenkörper 81 oder das Kohleelement 80 nicht mehr entlang der Vorschubachse 73 beweglich wäre, was jedoch bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel nicht der Fall ist. Dort ist nämlich die Gleitfläche 72 so hart, dass der Partikel 100, zum Beispiel ein Sandkorn, ein Quarz-Partikel oder dergleichen, nicht in die Gleitfläche 72 eindringen kann, sondern in das Kohleelement 80 eindringt.
Dem harten Führungskörper 51 ist durch die nachfolgende Maßnahme Rechnung getragen. Der Deckel 54 besteht beispielsweise aus Kunststoff oder einem sonstigen elastischen Material. Der Deckel 54 hat an seinen Umfangswänden 56 einen oder mehrere Rastvorsprünge 57, die zur Verrastung mit einer am Führungskörper 51 vorgesehenen Rastaufnahme 58, beispielsweise Schlitzen oder dergleichen, vorgesehen sind. Der Deckel 54 kann an Betätigungsvorsprüngen 59 ergriffen werden, um ihn aus den Rastaufnahmen 58 heraus zu verstellen.
Die Rastvorsprünge 57 sind an vorstehenden Abschnitten 62 des Deckels 54 vorgesehen.
Der Deckel 54 dient als Halter für den Anschlusskontakt 52. Der Anschlusskontakt 52 steht beispielsweise in der Art einer Kontaktfahne vor eine Kontaktwand 60 vor. Die Kontaktwand 60 bildet eine Stützwand für die Feder 53. Die Kontaktwand 60 und der Anschlusskontakt 52 sind beispielsweise einstückig. Die Kontaktwand 60 und der Anschlusskontakt 52 sind elektrisch leitend, beispielsweise aus Metall, insbesondere aus Messing.
Ein Führungselement 61, z. B. ein Führungsvorsprung dient zur Führung der Feder 53.
Die Kontaktwand 60 ist beispielsweise über einen elektrischen Leiter 62, zum Beispiel eine Kupferlitze oder dergleichen, mit dem Kohleelement 80 verbunden. Der elektrische Leiter 62 ist beispielsweise hinten an dem Kohleelement 80 angebracht und stellt den elektrischen Kontakt mit der Kontaktwand 60 her. Selbstverständlich könnte auch auf anderem Wege der elektrische Kontakt zwischen Kohleelement und Kohle-Führungsanordnung hergestellt sein, zum Beispiel durch einen sonstigen, entlang des Führungskanals 76 verlaufenden elektrischen Leiter und/oder durch die Feder 53 oder dergleichen.
Der Anschlusskontakt 52 steht seitlich vor die Kohle-Führungsanordnung 50 bzw. den Führungskörper 51 vor. Beispielsweise ist am Deckel 54 und/oder am Führungskörper 51 eine Aussparung 63 für den Anschlusskontakt 52 vorgesehen.
Es versteht sich, dass nicht eine gesamte Führungsanordnung als Ganzes bzw. deren Führungskörper aus einem entsprechend harten Gleitmaterial zur Bildung der harten Gleitfläche für das Kohleelement ausgestaltet sein müssen. Dies wird beim Ausführungsbeispiel gemäß 7 deutlich.
Die dort dargestellte Kohle-Führungsanordnung 150 weist einen Führungskörper 151, beispielsweise aus Metall oder Kunststoff auf, der innenseitig mit einer Wand oder Beschichtung 170 versehen ist. Die Beschichtung 170 besteht beispielsweise aus einem Hartstoffmaterial und/oder einer Oxidkeramik oder dergleichen und stellt eine sehr harte Gleitfläche 172 bereit. In diese Gleitfläche 172 kann der verhältnismäßig harte Partikel 100 ebenfalls nicht eindringen, sondern dringt stattdessen in den Stangenkörper 81 des Kohleelements 80 ein.
Ansonsten gleicht die Konstruktion der Führungsanordnung 150 der Kohle-Führungsanordnung 50.
Es ist auch möglich, dass z. B. mindestens eine Längsrippe 173 oder eine sonstige Führungskontur aus Oxidkeramik das Kohleelement 80 führt. Die Längsrippe 173 ist z. B. an einer aus Kunststoff bestehenden Grundstruktur 174 angeordnet.

Claims

Hand-Werkzeugmaschine (10), insbesondere Schleifmaschine, Bohrer, Bohrhammer, Fräse oder Säge, zur Bearbeitung, insbesondere zur spanenden oder trennenden oder schleifenden Bearbeitung, eines Werkstücks derart, dass bei der Bearbeitung Partikel (100) freigesetzt werden, wobei die Hand-Werkzeugmaschine (10) einen elektrischen Antriebsmotor (20) zum Antreiben einer zum Halten eines Werkzeugs vorgesehenen Werkzeugaufnahme (24) aufweist, wobei der Antriebsmotor (20) einen Kollektor (36) und eine Kohle-Führungsanordnung (50; 150) mit mindestens einem Führungskörper (51; 151) aufweist, der eine insbesondere als Führungskanal (76) ausgestaltete Führung (75) begrenzt, in der ein Kohleelement (80) geführt und entlang mindestens einer Gleitfläche (72; 172) der Führung (75) gleitverschieblich gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Gleitfläche (72; 172) aus einem gegenüber dem Kohleelement (80) derart härteren Gleitmaterial besteht, dass sich bei der Bearbeitung des Werkstücks freigesetzte Partikel (100) in das Kohleelement (80) eingraben, während die Gleitfläche (72; 172) unbeschädigt bleibt.
Hand-Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitmaterial der mindestens einen Gleitfläche (72; 172) eine Härte von mindestens 1000 HV (Härte nach Vickers), weiter bevorzugt mindestens 1100 HV, oder vorzugsweise mindestens 1120 Hv, noch weiter bevorzugt eine Härte von etwa 1700–2300 HV aufweist, insbesondere bei einer Prüfkraft von 0,1 kg, und/oder härter als Quarz ist.
Hand-Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitmaterial der mindestens einen Gleitfläche (72; 172) einen anorganischen Oxidkeramik-Werkstoff, insbesondere Aluminiumoxidkeramik (Al₂O₃,) mit einem Anteil von 94% bis 99,8%, vorzugsweise 99,7%, aufweist oder daraus besteht.
Hand-Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitfläche (72; 172) an einer insbesondere auf eine Oxidkeramik-Werkstoff angeordneten Hartstoffschicht, insbesondere Titancarbid und/oder Tantalcarbid und/oder Wolframcarbid, vorgesehen ist oder durch diese gebildet ist.
Hand-Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitmaterial der mindestens einen Gleitfläche (72; 172) einen gehärteten Metall-Werkstoff umfasst.
Hand-Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Wand (65, 66) der Führung (75) oder der mindestens eine Führungskörper (51; 151) als Ganzes aus dem Gleitmaterial besteht und/oder dass das Kohleelement (80) flächig oder plan-flächig an der mindestens einen Gleitfläche (72) anliegt.
Hand-Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Führungskörper (51; 151) zur Bildung der Gleitfläche (72; 172) mit dem Gleitmaterial beschichtet ist und/oder dass der mindestens eine Führungskörper (51; 151) einen Grundkörper oder eine Grundstruktur (174) aus Metall und/oder Kunststoff aufweist.
Hand-Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohle-Führungsanordnung (50) einen Grundkörper oder eine Grundstruktur (174) aufweist, an der mindestens eine insbesondere als Rippe ausgestaltete Führungskontur (173) vorgesehen ist, die die mindestens eine Gleitfläche (72) aufweist oder bildet.
Hand-Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Führungskörper (51; 151) an einem Führungsgehäuse vorgesehen ist oder ein Führungsgehäuse bildet und/oder einen insbesondere mehrteiligen Rohrkörper (74) umfasst, in dem das Kohleelement (80) verschieblich aufgenommen ist.
Hand-Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spalt zwischen der Führung (75) und dem Kohleelement (80) und/oder an der Führung (75), insbesondere dem Führungskanal (76), eine Eintrittsöffnung (69), durch den oder die mit den Partikeln (100) beladene Luft in die Führung (75) einströmen kann, und/oder eine Austrittsöffnung (70) vorhanden ist.
Hand-Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Gleitfläche (72; 172), insbesondere der mindestens eine Führungskörper (51; 151) als Ganzes, durch Spritzguss und/oder Extrusion und/oder Sintern, insbesondere durch Extrusion und anschließendes Sintern, hergestellt ist.
Hand-Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitmaterial der mindestens einen Gleitfläche (72; 172) oder der mindestens eine Führungskörper (51; 151) als Ganzes während des Fertigungsprozesses eine Polymerkeramik ist oder umfasst, wobei durch einen Bearbeitungsprozess, insbesondere durch Sintern, Polymere der Polymerkeramik verbrannt und/oder ausgetrieben sind derart, dass das Gleitmaterial oder der Führungskörper (51; 151) als Ganzes ein zumindest im Wesentlichen polymerfreies Fertigteil bilden.
Hand-Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung (75) einen polygonalen, insbesondere rechteckigen, Querschnitt und/oder mindestens eine Führungskontur für das Kohleelement (80) aufweist.
Hand-Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung (75) durch mindestens einen Deckel (54) verschlossen ist, der aus einem anderen Material als dem Gleitmaterial, insbesondere aus Kunststoff, besteht, und/oder dass der Deckel (54) eine elektrischen Anschlusskontakt (52) für das Kohleelement (80) aufweist oder hält.
Hand-Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Deckel (54) mittels einer federbelasteten oder elastischen Rastkontur mit dem mindestens einen Führungskörper (51; 151) verrastet und oder mittels einer Schiebeführung an dem mindestens einen Führungskörper (51; 151) befestigt ist und/oder dass eine Federanordnung (53) zur Belastung des Kohleelements (80) zum Kollektor (36) hin an dem mindestens einen Deckel (54) abgestützt ist.