DE3147418C2 - Isolierstoffteil für Bauteile eines Elektrowerkzeugs - Google Patents

Abstract

Es wird ein Elektrowerkzeug, insbesondere Handwerkzeug, beschrieben, dessen Bauteile in Form von in sich abgeschlossenen Bausteinen, nämlich einem Motor (15), einem den Betätigungsschalter enthaltenden Baustein (12) und gegebenenfalls einem Steuerteil (11), im Gehäuse (10) angeordnet sind, wobei die Verbindungen zwischen den Bausteinen durch Zusammenstecken hergestellt werden. Als Besonderheit weist der Motor (15) eine im wesentlichen U-förmige Isolierstoffbrücke (34) auf, die das rückseitige Lager (28) der Motorwelle (25), die Schleifkohlenhalter, Steckorgane (37, 38) sowie alle Verbindungen in Form eingelegter Blechstreifen enthält.

Description

ίο Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrische Leitungen und Verbindungen für Bauteile eines Elektrowerkzeugs, insbesondere Handwerkzeugs, tragendes Isolierstoffteil, wobei die Bauteile einen Elektromotor mit Kollektor und Bürsten, einen Betätigungsschalter und gegebenenfalls einen Steuerteil mit einer elektronischen Steuer- oder Regelschaltung umfassen und das Isolierstoffteil Steckanschlüsse für die Feldwicklung des Elektromotors und für zumindest einige der Bauteile sowie im Bereich einer Aussparung für das kollektorseitige Läuferende die Bürsten trägt.

Ein bekanntes Isolierstoffteil dieser Art (DE-PS 26 31 431) hat die Form einer gedruckten Schaltung, und der Elektromotor, der Betätigungsschalter und weitere Bauteile sind durch Stecken mit diesem Isolierstoffteil verbunden. Das Isolierstoffteil ist über eine Steckverbindung an oie Feldwicklung des Motors angeschlossen. Im Bereich des Kollektors ist im Isolierstoffteil eine Aussparung vorhanden, und im Bereich dieser Aussparung sind die Bürsten gehaltert, die in Eingriff mit dem Kollektor stehen.

Das bekannte Isolierstoffteil besteht aus einer gedruckten Schaltung, hat also die Form einer Platte aus Isolierstoff, auf der Leiterbahnen ausgebildet sind. Zur Verbindung dieser Platte mit den Feldspulen des Motors sind offenbar in der Platte sich quer zur Längsachse des Motors erstreckende Steckanschlüsse ausgebildet, die auf offenbar ebenfalls abgewinkelte Steckanschlüsse der Feldspulen aufgesteckt werden.

Diese Art der Ausbildung des Isolierstoffteils sowie die Art der Verbindung mit dem Motor führt dazu, daß das Isolierstoffteil nur dann in einer definierten Lage bezüglich des Motors ausgerichtet ist, wenn zusätzliche Halterungen in Form von Abstützungen im Gehäuse des Elektrowerkzeugs vorhanden sind, so daß also das Isolierstoffteil nicht außerhalb des Gehäuses mit dem Motor verbunden und Motor und Isolierstoffteil dann als eine stabile Einheit in das Gehäuse eingebracht werden können. Darüber hinaus ist es wegen der plattenförmigen Ausbildung des Isolierstoffteils erforderlich, diesem eine solche Form zu geben, daß sie eine ausreichende Flächenabmessung in der Trennebene der Halbschalen des Gehäuses aufweist, damit in diesen Bereichen die zusätzlichen Bauelemente auf das Isoliersloffteil aufgesteckt werden können. Dieser zusätzliche Raum steht zwar bei einem Elektrowerkzeug mit Pistolengriff im allgemeinen im Griffbereich zur Verfügung, erfordert jedoch insbesondere bei anders geformten Gehäusen zusätzlichen Raum, der zu größeren Abmessungen des Elektrowerkzeugs führt.

Schließlich lassen sich bei einer gedruckten Schaltung nur sehr schwer Leiterbahnen mit für Elektrowerkzeuge ausreichend großem Querschnitt herstellen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Isolierstoffteil für ein Elektrowerkzeug dahingehend zu verbessern, daß bei kompakterem Aufbau des Elektrowerkzeugs eine Steckverbindung von verschiedenen Bauteilen möglich ist, die bereits vor dem Einsetzen des Motors in das Gehäuse vorgenommen werden kann und mit der auf

einfache Weise zuverlässige elektrische Verbindungen sichergestellt werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Isolierstoffteil der eingangs erwähnten Art erfindungsg^mäß derart ausgestaltet, daß das Isoiierstoffteil die Gestalt einer U-förmigen Brücke hat die an den dem Stator zugewandten Stirnflächen ihrer Schenkel die Steckanschlüsse für die Feldwicklung des Elektromotors trägt und die Schlitze, Nuten und/oder Durchbrüche aufweist, in die elektrisch kitfähige Verbindungsstreifen eingelagert sind.

Das erfindungsgemäße Isolierstoffteil ist also U-förmig ausgebildet, so daß es mit seinen Schenkeln den den Kollektor tragenden Abschnitt der Läuferwelle umgibt und in Richtung der Längsachse der Läuferwelle auf den Stator aufgesteckt werden kann, also mit den Stirnflächen seiner Schenkel zur Anlage am Blechpaket des Stators kommt und so im aufgesteckten Zustand sicher positioniert ist Darüber hinaus hat das Isolierstoffteil im wesentlichen in Fortsetzung des Stators verlaufende Schenkelaußenflächen und eine diese verbindende Basisfläche, auf die Bauteile aufgesteckt werden können, so daß der hierfür erforderliche Raum nur um die Abmessung der Bauteile über den eigentlichen Bereich des Motors hinausragt, also nicht ein zusätzlicher, seitlicher Plattenbereich benötigt wird, wie dies bei der vorbekannten Anordnung der Fall ist

Ferner sind im U-förmigen Isolierstoffteil Schlitze, Nuten und/oder Durchbrüche vorhanden, in die elektrisch leitfähige Verbindungsstreifen eingelagert sind, die als gesonderte Teile gefertigt werden und deren Abmessungen so gewählt werden können, daß sie die für die auftretenden Stromstärken ausreichenden Querschnitt haben. Diese Verbindungsstreifen sind dann im Isolierstoffteil gehalten und stellen die elektrischen Verbindungen zwischen Bauteilen her.

Zur Vereinfachung der Montage des Elektrowerkzeugs kann das kollektorseitige Lager der Läuferwelle in der Aussparung des Isolierstoffteils angeordnet sein.

Das direkte Aufstecken des Betätigungsschalters und/oder eines Steuerteils auf das Isolierstoffteil wird dann besonders vereinfacht, wenn in der dem Motor abgewandten Basisfläche und/oder auf der Außenseite eines Schenkels des Isolierstoffteils Steckanschlüsse ausgebildet sind.

Das Isolierstoffteil kann auch zur Aufnahme des Abtasiorgans eines mit einem Magneten auf der Läuferwelle zusammenwirkenden Tachogenerators und/oder eines Sensors zur Überwachung des Drehmomentes oder der Temperatur und/oder von Funkentstörbautei- !en dienen, so daß alle diese Bauteile auf einem einzigen Trägerelement, dem Isolierstoffteil zusammengefaßt sind.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert.

F i g. 1 zeigt in perspektivischer, auseinandergezogener Darstellung die Bauteile einer elektrischen Handbohrmaschine ohne Getriebegehäuse.

F i g. 2 und 2a zeigen in perspektivischer, auseinandergezogener Darstellung ein Isolierstoffteil für einen Kollektormotor bzw. ein zugehöriges Prinzipschaltbild.

F i g. 3 zeigt in perspektivischer, auseinandergezogener Darstellung einen Kollektormotor für ein Elektrowerkzeug mit einem Isolierstoffteil.

In Fig. 1 ist eine Handbohrmaschine mit ihren wesentlichen Elementen und Bauteilen dargestellt, wobei diejenigen Teile, die für das Verständnis der Erfindung nicht erforderlich sind, weggelassen wurden.

Die Bohrmaschine hat ein Gehäuse 10, von dem nur eine Halbschale gezeigt ist einen schematisch dargestellten Steuerteil 11, ein Bauteil 12 mit Betätigungsschalter 13 und Verriegelungsknopf 14 sowie einen Elektromotor 15. Der Steuerteil 11 kann, wie schemafisch dargestellt einen Drehzahlregler 16 und einen Drehmomentbegrenzungsregler 17 aufweisen und enthält außerdem alle jeweils erforderlichen oder gewünschten elektronischen Bauelemente in Form von Regel- und Steuerschaltungen sowie einen Halbleiter-Leistungsschalter, beispielsweise in Form eines Triacs. Außerdem können Betriebs- und Störungsanzeigen sowie zusätzliche Bedienungstasten vorgesehen sein. Der Steuerteil 11 wird mit seinem vorderen Abschnitt 18 in eine entsprechende Aussparung 19 des Gehäuses 10 eingeschoben und bildet den oberen Gehäuseabschluß.

Das Bauteil 12 ist im Handgriff 20 des Gehäuses 10 angeordnet Es weist neben dem Betätigungsschalter 13 mit seinem Verriegelungsknopf 14 Anschlußklemmen 21 für das nicht dargestellte Netzkabel und auf einem sich nach oben erstreckenden Sockel 22 Kontaktstifte 23 auf. Im montierten Zustand der Bauteile im Gehäuse 10 ist der Steuerteil 11 mit nicht dargestellten Steckbuchsen auf die Kontaktstifte 23 aufgesteckt.

Der Motor 15 hat einen Läufer 24, auf dessen Welle 25 ein Lüfterrad 26, ein Kollektor 27 sowie ein Lager 28 und eine Magnetscheibe 29 für einen nicht dargestellten Tachogenerator angeordnet sind. Der Stator 30 des Motors weist Feldspulen 31 auf, deren Anschlüsse zu zwei Steckanschlußpaaren 32 auf der Stirnseite des Stators 30 führen. Am Stator 30 ist mit Hilfe von zwei Schrauben 33, von denen nur die obere dargestellt ist, ein etwa U-förmiges Isolierstoffteil 34 befestigt, dessen Schenkel 35 auf ihren Stirnflächen nicht dargestellte Steckbuchsen aufweisen, die in Eingriff mit den Steckerstiften 32 stehen. Ferner enthält das später in Zusammenhang mit den F i g. 3 und 4 noch genauer zu beschreibende Isolierstoffteil 34 Halter für die Bürsten des Kollektors 27 sowie auf der dem Motor abgewandten Außenfläche der Basis 36 Steckanschlüsse 37 zum Zusammenstecken mit dem Bauteil 12, das zu diesem Zweck nicht dargestellte Steckbuchsen aufweist, und auf der Außenfläche des oberen Schenkels 35 weitere Steckanschlüsse 38 zum Zusammenstecken mit dem Steuerteil 11.

Zum Zusammenbau der Bohrmaschine gemäß F i g. 1 brauchen nur die einzelnen Bauteile, nämlich der Motor 15, das Bauteil 12, der Steuerteil 11 und das Isolierstoffteil 34 zusammengesteckt und in das Gehäuse eingelegt zu werden. Nach dem Anschließen des Netzkabels, dem Auflegen der zweiten Halbschale IC und dem Zusammenschrauben unter Verwendung der Gewindebuchsen 39 ist die Montage beendet. Zusätzlich muß dann noch das Getriebegehäuse angebaut werden. Da die einzelnen Bauteile in sich abgeschlossene Einheiten darstellen, deren elektrische Ein- bzw. Ausgänge an einigen wenigen Steckerstiften bzw. Steckbuchsen liegen, ist auf einfache Weise vor dem Zusammenbau eine umfassende Prüfung möglich. Die Handhabung und der Zusammenbau können maschinell erfolgen. Insbesondere stellt der Motor 15 mit dem aufgesetzten Isolierstoffteil 34 eine kompakte Einheit dar, die sich leicht greifen läßt und wenig empfindlich gegen Beschädigungen ist.

Es sei erwähnt, daß der Steuerteil eine Vielzahl von Merkmalen verwirklichen kann, beispielsweise eine Drehzahl- und Drehmomentüberwachung, langsames Hochlaufen, Links- und Rechtslauf mit gegebenenfalls

unterschiedlichen Drehzahlen und Drehmomenten, Anzeige von Betriebszuständen u. ä. Es ist auch möglich, den Steuerteil 11 durch ein Blindstück zu ersetzen.

Der Betätigungsbaustein kann statt eines einfachen Betätigungsschalters 13 mit Verriegelung 14 auch einen Schalter für Links- und Rechtslauf aufweisen, wobei zusätzlich eine Drehzahlregelung in beiden Drehrichtungen verwirklicht werden kann.

Das in Fig.2 dargestellte Isolierstoffteil kann beispielsweise statt des Isclierstoffteils 34 gemäß F i g. 1 für den Motor 15 verwendet werden. Nach dem Zusammenbau mit dem Motor ergibt sich die in F i g. 2a dargestellte Schaltung. Wie gezeigt, handelt sich um einen Reihenschlußmotor, bei dem Feldspulen 41 mit dem Läufer 42 in Reihe geschaltet sind. Die einzelnen Punkte der Schaltung gemäß F i g. 2a werden nachfolgend noch zu den Bauteilen des Isolierstoffteils 44 in Beziehung gesetzt

Das Isolierstoffteil 44 hat im wesentlichen U-Form und ist einstückig aus Kunststoff gespritzt. An der Basisfläche 46 befindet sich eine Aussparung 43 für ein nur schematisch dargestelltes Kugellager 48, das dem Kugellager 28 in F i g. 1 entspricht Das Kugellager 48 wird in der Aussparung 43 mit einem Federring 49 festgelegt. In öffnungen 50 der beiden Schenkel 45 sind Halter 51 mit einer Andruckfeder 52 für die Bürsten 53 mittels einer Schraube 54 festgelegt. Dabei ist zur Vereinfachung in der Darstellung nur der obere Halter gezeigt

Die Verbindung der Bürsten 53 mit den Feldspulen sowie mit den nach außen führenden Anschlüssen erfolgt mit Hilfe von Blechstreifen, die in Nuten bzw. Schlitzen des Isolierstoffteils 44 angeordnet sind. So ist der obere Halter 51 mittels eines abgewinkelten Blechstreifens 55 mit einem Anschluß der oberen Feldspule 41 verbunden, die einer Feldspule 31 in F i g. 1 entspricht In Fig.2a sind die Verbindungsleitungen, die durch die jeweiligen Blechstreifen gebildet werden, entsprechend bezeichnet Der Anschluß des Streifens 55, der in einer Nut 56 des Schenkels 45 des Isolierstoffteils liegt und zusammen mit dem Halter 51 mittels der Schraube 54 festgelegt ist erfolgt in nicht im einzelnen dargestellter Weise mittels einer Steckverbindung, wobei das vordere Ende 57 des Streifens 55 in einer Ausnehmung 58 des Schenkels 45 endet

Der Halter im unteren Schenkel 55 des Isolierstoffteils 44 ist in genau der gleichen Weise durch einen abgewinkelten Blechstreifen 59 mit einem Ende der unteren Feldspule 41 verbunden, wobei das vordere Ende

60 des Biechstreifens 59 in einer Ausnehmung 61' endet die der Ausnehmung 58 für den Blechstreifen 55 entspricht

Das andere Ende der oberen Feldspule 41 führt eine nicht dargestellte Steckverbindung zu einem gewinkelten Blechstreifen 61, der in einem Schlitz 62 im Isolierstoffteil 44 liegt Das vordere Ende 63 des Blechstreifens endet in einer Ausnehmung 64, und das hintere Ende des Blechstreifens 61 ragt im montierten Zustand als ein Anschlußpunkt für die Stromzuführung aus dem Schenkel 45 des Isolierstoffteils 44 heraus. Der andere Anschluß der Stromzuführung erfolgt über ein in ähnlieher Weise herausragendes Ende 66 eines Blechstreifens 67. Das Ende 66 liegt in einem Schlitz 68' des Isolierstoffteils 44, und der Blechstreifen 67 verläuft dann in einem nicht gezeigten Schlitz in der Flanke des Isolierstoffteils 44 bis zu einer Ausnehmung 68, in der das untere Ende 69 des Streifens 67 endet

Im montierten Zustand bildet das Isolierstoffteil 44 mit den eingelagerten bzw. an ihm befestigten Bauteilen eine kompakte Einheit. Die Verbindungen in Form der Blechstreifen sind mechanisch und elektrisch geschützt und im wesentlichen robust und unempfindlich gegen Beschädigungen.

Der in F i g. 3 dargestellte Motor entspricht im wesentlichen dem Motor 15 aus Fig. 1, jedoch ist eine andere Form eines Isolierstoffteils vorhanden. Die im wesentlichen übereinstimmenden Bauteile sind entsprechend bezeichnet und werden nicht noch einmal im einzelnen beschrieben.

Das Kugellager 28 des Motors liegt abweichend vom Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 2 in einer rückseitigen Vertiefung 73 des Isolierstoffteils 74, das außerdem zumindest teilweise eine topfförmige Magnetscheibe 29 aufnimmt, deren Befestigung an der Läuferwelle 25 mittels einer Schraube 72 erfolgt.

Die Bürstenhalter entsprechen denjenigen in F i g. 2 und sind daher gleich bezeichnet. Der obere Halter 51 ist zusammen mit dem oberen Ende 77 eines abgewinkelten Blechstreifens 78 in einem Durchbruch 76 im oberen Schenkel 75 des Isolierstoffteils 74 festgelegt. Der Blechstreifen 78 führt vom Durchbruch 76 über einen Schlitz 79 um die Vertiefung 73 herum zu einer topfförmigen Vertiefung 80 und endet in dieser als Steckanschluß 81. Der Halter 51 befindet sich in einem entsprechenden Durchbruch im unteren Schenkel 75 des Isolierstoffteils 74 und ist über einen nicht dargestellten Verbindungsstreifen mit einer Vertiefung 82 verbunden, in der der Verbindungsstreifen in Form eines Steckerstiftes endet

Die Anschlüsse 32 der Feldspulen 31 sind über weitere Steckerstifte in Vertiefungen 83, 84 bzw. 85, 86 zugänglich. Dabei werden die Verbindungen wieder über Blechstreifen 87,88 bzw. 89,90 hergestellt, die in Schlitzen 91 und 92 sowie entsprechenden Schlitzen auf der anderen Seite des Isolierstoffteils 74 liegen.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig.3 sind alle Anschlüsse des Motors, also die Bürsten 53 und die beiden Feldspulen 31 mit ihren Anschlüssen 32 am Isolierstoffteil 74 getrennt zugänglich. Dadurch kann die Drehrichtung umgeschaltet werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Elektrische Leitungen und Verbindungen für Bauteile eines Elektrowerkzeugs, insbesondere Handwerkzeugs, tragendes Isolierstoffteil, wobei die Bauteile einen Elektromotor mit Kollektor und Bürsten, einen Betätigungsschalter und gegebenenfalls einen Steuerteil mit einer elektronischen Steuer- und Regelschaltung umfassen und das Isolierstoffteil Steckanschlüsse für die Feldwicklung des Elektromotors und für zumindest einige der Bauteile sowie im Bereich einer Aussparung für das kollektorseitige Läuferende die Bürsten trägt, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolierstoff teil (34, 44, 74) die Gestalt einer U-förmigen Brücke hat, die an den dem Stator (30) zugewandten Stirnflächen ihrer Schenkel (35,45, 75) die Steckanschlüsse (57,60,63, 69) für die Feldwicklung (31) des Elektromotors (15) trägt und die Schlitze (62; 91, 92), Nuten (56) und/ oder Durchbrüche (50,76) aufweist, in die elektrisch leitfähige Verbindungsstreifen (55, 59, 61, 67; 78, 87—90) eingelagert sind.

2. Isolierstoffteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Aussparung (43) das kollektorseitige Lager (48) des Läufers (42) angeordnet ist.

3. Isolierstoffteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckanschlüsse (37) für den Betätigungsschalter (13) an seiner dem Motor (15) abgewandten Basisfläche (36) vorgesehen sind.

4. Isolierstoffteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3 für ein Elektrowerkzeug mit einem Steuerteil, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckanschlüsse (38) für den Steuerteil (11) an der Außenseite eines Schenkels (35) vorgesehen sind.

5. Isolierstoffteil nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckanschlüsse (81) in Form von Stiften oder Buchsen irt schützenden Vertiefungen (82—86) des Isolierstoffteiles (74) angeordnet sind.

6. Isolierstoffteil nach einem der Ansprüche 1 bis

5, gekennzeichnet durch ein Abtastorgan eines mit einem Magneten (29) auf der Läuferwelle (25) zusammenwirkenden Tachogenerators.

7. Isolierstoffteil nach einem der Ansprüche 1 bis

6, gekennzeichnet durch einen Sensor zur Überwachung des Drehmomentes und der Temperatur.

8. Isolierstoffteil nach einem der Ansprüche 1 bis

7, gekennzeichnet durch Funkentstörbauteile.

9. Isolierstoffteil nach einem der Ansprüche 1 bis

8, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Anschluß von den beiden die Verbindung zu den zwei Feldspulen (31) des Motors (15) herstellenden Paaren von Steckanschlüssen (32) über einen Verbindungsstreifen (61, 67) an einen Steckanschluß (65, 66) für die Stromzufuhr angeschlossen ist und daß die beiden anderen Steckanschlüsse jedes Paares von Steckanschlüssen (32) jeweils über einen Verbindungsstreifen (55,59) mit den Bürsten (53) verbunden sind.

10. Isolierstoffteil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß von den beiden die Verbindung zu den zwei Feldspulen (31) des Motors (15) herstellenden Steckanschlußpaaren (32) und von den Bürsten (53) Verbindungsstreifen (78, 87—90) zu je einem von sechs Steckanschlüssen (81) führen, die auf der dem Motor abgewandten Basisfläche des Isolierstoffteils (74) angeordnet sind.

11. Isolierstofftei! nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet daß die Verbindungsstreifen aus schmalen, gegebenenfalls abgewinkelten Blechstreifen (78, 87—90) bestehen, deren Enden (81) in topfartigen Vertiefungen (82—86) des Kolierstoliteils (74) münden und die Steckanschlüsse bilden.