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Title:
ELECTRIC MACHINE AND MANUAL MACHINE TOOL COMPRISING THE SAME
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/038974
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an electric machine comprising a rotatable brush plate (10, 12) which is fixed in its end positions by means of at least one fixing unit (16, 18) acting in the circumferential direction (14). According to the invention, the fixing unit (16, 18) comprises at least one means (20, 22) which loads the brush plate (10, 12) in the circumferential direction (14).

Inventors:
BUCK MANFRED (DE)
BAUMANN OTTO (DE)
FEHRLE SIEGFRIED (DE)
SAUR DIETMAR (DE)
ULLRICH ANDRE (DE)
WEISS MICHAEL (DE)
Application Number:
PCT/DE2002/002680
Publication Date:
May 08, 2003
Filing Date:
July 20, 2002
Export Citation:
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Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
BUCK MANFRED (DE)
BAUMANN OTTO (DE)
FEHRLE SIEGFRIED (DE)
SAUR DIETMAR (DE)
ULLRICH ANDRE (DE)
WEISS MICHAEL (DE)
International Classes:
H02K13/00; H01H9/06; H02K23/18; (IPC1-7): H02K23/18; H01H9/06
Foreign References:
US5138243A1992-08-11
EP0924842A21999-06-23
DE3731079A11989-03-30
EP0329249A11989-08-23
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Claims:
Ansprüche
1. Elektromaschine mit einer drehbaren Bürstenplatte (10, 12), die über zumindest eine in Umfangsrichtung (14) wir kende Halteeinheit (16,18) in ihren Endstellungen gehal ten ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinheit (16,18) zumindest ein Mittel (20,22) aufweist, das die Bürstenplatte (10,12) in Umfangsrichtung (14) belastet.
2. Elektromaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel (20,22) zumindest im montierten Zustand eine bistabile Lage aufweist.
3. Elektromaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel (20,22) von einem Federelement gebildet ist.
4. Elektromaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel (20,22) von einer Schenkelfeder gebildet ist.
5. Elektromaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkelfeder (20,22) um einen ersten Schenkel (24,26) schwenkbar gelagert ist.
6. Elektromaschine nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die Schenkelfeder (22) über zumindest ein Rastelement (28) an der Bürstenplatte (12) einrastbar ist.
7. Elektromaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Rastelement (28) einstückig mit der Schenkelfeder (22) ausgeführt ist.
8. Elektromaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Schenkel (26) der Schenkelfeder (22) ein Teil (30) zur Vermeidung einer Fehlmontage aufweist.
9. Elektromaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Betätigungstaste (32) einstückig mit der Bürstenplatte (12) ausgeführt ist.
10. Elektromaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bürstenplatte (10,12) über zumindest eine Rasteinheit (36) in ihren Endstellun gen gehalten ist.
11. Handwerkzeugmaschine mit einer Elektromaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Description:
ELEKTROMASCHINE UND HANDWERKZEUMASCHINE MIT DERGLEICHEN Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer Elektromaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist bekannt, bei Elektromaschinen mit einer auf einem Ge- häuseboden eines Gehäuseteils drehbaren Bürstenplatte, diese über eine in Umfangsrichtung wirkende Halteeinheit in ihren Endstellungen zu halten. Die Halteeinheit besitzt an der Bür- stenplatte angeformte, den Gehäuseboden hintergreifende Ha- ken, die bei einer Drehbewegung der Bürstenplatte in Umfangs- richtung entlang einer radial nach außen weisenden Stirnseite des Gehäusebodens bewegt werden. Die Stirnseite weist radial nach außen weisende Erhebungen auf, die in Umfangsrichtung mit einem Abstand vor Endanschlägen an den Gehäuseboden ange- formt sind. Die Abstände zwischen den Endanschlägen und den entsprechenden Erhebungen sind so gewählt, daß diese einer Hakenbreite entsprechen. Bei einem Drehen der Bürstenplatte bewegt sich der Haken über die in radialer Richtung weisende Erhebung und kommt in einer Endstellung zwischen dem entspre-

chenden Endanschlag und der jeweiligen Erhebung zum Liegen.

Die Bürstenplatte ist in Umfangsrichtung durch den Endan- schlag und die radiale Erhebung gesichert.

Vorteile der Erfindung Die Erfindung geht aus von einer Elektromaschine mit einer drehbaren Bürstenplatte, die über zumindest eine in Umfangs- richtung wirkende Halteeinheit in ihren Endstellungen gehal- ten ist.

Es wird vorgeschlagen, daß die Halteeinheit zumindest ein Mittel aufweist, das die Bürstenplatte in Umfangsrichtung be- lastet. Die Bürstenplatte kann vorteilhaft entgegen einer Drehrichtung einer Ankerwelle stets spielfrei in ihrer jewei- ligen Endstellung gehalten werden, und ein Abnutzen der Hal- teeinheit, insbesondere von radial nach außen weisenden Erhe- bungen, kann vorteilhaft vermieden werden. Ein Kontakt zwi- schen einer gehäusefesten Leiterbahn und eines an der Bür- stenplatte montierten Kohleköchers kann in den Endstellungen stets gewährleistet werden, wodurch ein Abbrennen von Kontak- ten und ein durch das Abbrennen bedingter Ausfall der Elek- tromaschine vermeidbar ist.

Vorteilhaft weist das Mittel zumindest im montierten Zustand eine bistabile Lage auf. Es können mit einem Mittel bzw. mit wenigen Bauteilen konstruktiv einfach zwei Kräfte in entge- gengesetzter Richtung erzeugt werden. Ferner kann erreicht werden, daß die Bürstenplatte durch das Mittel stets aus ei- nem Zwischenbereich in eine ihrer Endstellungen bewegt wird.

Das Mittel kann von verschiedenen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Bauteilen gebildet sein, die von sich aus oder durch die Montage eine bistabile Lage aufweisen, wie z. B. von einem Relais, einem Federelement usw. Ist das Mittel von ei- nem Federelement gebildet, kann eine konstruktiv einfache, robuste, kostengünstige und platzsparende Vorrichtung er- reicht werden.

Das Federelement kann von verschiedenen Federelementen gebil- det. sein, die der Fachmann als sinnvoll erachtet, wie z. B. einer Tellerfeder, einer Schenkelfeder usw. Ist das Federele- ment von einer Schenkelfeder gebildet, ist eine kostengünsti- ge und platzsparende Feder verwendbar, die vorteilhaft mit ihren Schenkeln in korrespondierende Ausnehmungen, die sich in der Bürstenplatte und in einem Gehäuseteil befinden, ein- geführt werden kann. Die Schenkelfeder kann sich über den er- sten Schenkel am Gehäuseteil abstützen und kann über den zweiten Schenkel mit einer Federkraft auf die Bürstenplatte in Richtung deren Endstellungen wirken.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorge- schlagen, daß die Schenkelfeder um den ersten Schenkel schwenkbar gelagert ist. Es kann konstruktiv einfach eine bi- stabile Lage der Schenkelfeder und eine einfache und schnell montierbare Halteeinheit erreicht werden.

Ferner wird vorgeschlagen, daß die Schenkelfeder über zumin- dest ein Rastelement an der Bürstenplatte einrastbar ist. Die Schenkelfeder kann vorteilhaft an der Bürstenplatte vormon- tiert und an dieser verliersicher gehalten werden. Die Bür-

stenplatte und die Schenkelfeder können als Einheit einfach montiert und demontiert werden.

Ist das Rastelement einstückig mit der Schenkelfeder ausge- führt, können zusätzliche Bauteile, Bauraum und Kosten einge- spart werden.

Vorteilhaft weist zumindest ein Schenkel der Schenkelfeder ein Teil zur Vermeidung einer Fehlmontage auf. Das Teil kann von einem separaten Bauteil gebildet oder an einem Ende des Schenkels einstückig angeformt sein. Ist das Teil durch einen Biegevorgang an das Ende des Schenkels der Schenkelfeder an- geformt, kann ein konstruktiv einfacher und kostengünstiger Schutz gegen die Fehlmontage erreicht werden.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorge- schlagen, daß eine Betätigungstaste einstückig mit der Bür- stenplatte ausgeführt ist. Zusätzliche Bauteile, Bauraum, Ge- wicht und Montageaufwand können eingespart werden. Ferner kann, insbesondere im Bereich der Betätigungstaste, ein vor- teilhafter Bauraum für das Mittel erreicht werden.

Ferner wird vorgeschlagen, daß die Bürstenplatte über zumin- dest eine Rasteinheit in ihren Endstellungen gehalten ist.

Das Mittel kann in seiner Wirkung unterstützt und einem Be- diener kann das Erreichen der jeweiligen Endstellung durch ein Einrasten spürbar übermittelt werden.

Zeichnung Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbe- schreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination.

Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammen- fassen.

Es zeigen : Fig. 1 eine schematisch dargestellte Bohrmaschine in einer Seitenansicht, Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Ausschnitt II in Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 2, Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig.

2 in einer ersten Endstellung, Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig.

2 in einer zweiten Endstellung und Fig. 6 einen Ausschnitt eines weiteren Ausführungs- beispiels mit einer alternativen Halteeinheit.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele Fig. 1 zeigt eine Bohrmaschine mit einem in einem Gehäuse 38 montierten Elektromotor, dessen Drehrichtung 40 bzw. die Drehrichtung 40 eines in einer Werkzeughalterung 42 einge- spannten Bohrers 44 über einen Umschalthebel 46 wählbar ist.

Der Umschalthebel 46 ist oberhalb eines Betätigungsschalters 48 der Bohrmaschine angeordnet, so daß ein Bediener mit einer Hand den Betätigungsschalter 48 bedienen, die Bohrmaschine ein-oder ausschalten und die gewünschte Drehrichtung 40 des Bohrers 44 mit dem Umschalthebel 46 wählen kann. Auf einer der Werkzeughalterung 42 zugewandten Seite der Bohrmaschine ist ein erster, sich senkrecht zur Betätigungsrichtung er- streckender Handgriff 50 am Gehäuse 38 befestigt. Auf einer der Werkzeughalterung 42 abgewandten Seite des Gehäuses 38 ist ein zweiter sich senkrecht zur Betätigungsrichtung er- streckender Handgriff 52 angeordnet, der einen Teil des Ge- häuses 38 bildet.

Der Umschalthebel 46 weist eine Schaltgabel 54 auf, die mit ihrem freien Ende formschlüssig einen Anlenkzapfen 56 um- greift (Fig. 2,3, 4 und 5). Der Anlenkzapfen 56 ist in einem zum Umschalthebel 46 nahen, unteren Bereich an eine Bürsten- platte 10 angeformt. Die Bürstenplatte 10, die drehbar auf einem Gehäuseboden 58 gelagert ist, umschließt radial eine Ankerwelle 60. Die Bürstenplatte 10 wird in axialer Richtung über Stege 88 gesichert, die sich auf einer einer Ankerwick- lung 90 abgewandten Seite der Bürstenplatte 10 in axialer Richtung zur Werkzeughalterung 42 erstrecken und an einer In- nenseite des Handgriffs 52 angeformt sind.

Auf der Bürstenplatte 10 sind Kohleköcher 80, 80'angeordnet, die einander diagonal gegenüberliegen (Fig. 4 und 5). Die Kohleköcher 80, 80 weisen nicht näher dargestellte Ausneh- mungen zur Aufnahme von Kohlebürsten 82, 82'auf. Die Kohle- bürsten 82, 82 werden von Federelementen 84, 84'radial nach innen auf einen Kommutator 86 gedrückt (Fig. 2).

Die Bürstenplatte 10 wird über eine in Umfangsrichtung 14 wirkende Halteeinheit 16 in ihren Endstellungen gehalten (Fig. 3,4 und 5). Die Halteeinheit 16 besitzt ein von einer Schenkelfeder gebildetes Mittel 20, das eine bistabile Lage aufweist und die Bürstenplatte 10 ab einer neutralen, insta- bilen, mittleren Stellung in Umfangsrichtung 14 jeweils in Richtung ihren Endstellungen belastet. Die Schenkelfeder 20 besitzt einen ersten und einen zweiten Schenkel 24,66, die über eine Windung 108 der Schenkelfeder 20 miteinander ver- bunden sind.

Die Schenkelfeder 20 ist um den ersten Schenkel 24 schwenkbar um dessen Längsachse gelagert (Fig. 3). Der erste. Schenkel 24, dessen Ende 62 zur Werkzeughalterung 42 weist, greift in einen Längskanal 64 ein, der an einem Außenumfang eines topf- förmigen inneren, vom Handgriff 52 umschlossenen Bereichs des Gehäuses 38 angeformt ist. Im topfförmigen Bereich des Gehäu- ses 38 ist die Ankerwelle 60 des Elektromotors gelagert.

Der zweite Schenkel 66 der Schenkelfeder 20, der ebenfalls zur Werkzeughalterung 42 weist, besitzt an seinem Ende 68 ei- nen radial nach außen abgewinkelten Bereich. Der zweite Schenkel 66 greift mit dem abgewinkelten Bereich in einen

Querkanal 70 formschlüssig ein, der an einem radial äußeren Bund 72 der Bürstenplatte 10 angeformt ist.

Die Schenkelfeder 20 stützt sich mit ihrem ersten Schenkel 24 im Längskanal 64 am Gehäuse 38 ab und drückt mit ihrem zwei- ten Schenkel 66 über den Querkanal 70 die Bürstenplatte 10 in Umfangsrichtung 14 in ihre erste Endstellung (Fig. 4). In der ersten Endstellung wird die Bürstenplatte 10 zusätzlich über eine Rasteinheit 36 in Umfangsrichtung gesichert.

Die Rasteinheit 36 besitzt zwei an das Gehäuse 38 angeformte, diagonal gegenüberliegende Rastbolzen 74, 74' (Fig. 4). Die Rastbolzen 74, 74 greifen in der ersten Endstellung der Bür- stenplatte 10 in Rastausnehmungen 76, 76'formschlüssig ein, die in radial nach außen weisenden, an die Bürstenplatte 10 angeformte Erhebungen eingebracht sind.

Betätigt ein Bediener den Umschalthebel 46, wird die Bürsten- platte 10 über die Schaltgabel 54 und den Anlenkzapfen 56 in Umfangsrichtung 14 gedreht und die Rastbolzen 74, 74'und die Rastausnehmungen 76, 76'der Rasteinheit 36 kommen außer Ein- griff. Die Schenkelfeder 20 wird über ihre Schenkel 24,66 bis zum Erreichen der neutralen Stellung zusammengedrückt.

Nach dem Überschreiten der neutralen Stellung entspannt sich die Schenkelfeder 20 und drückt die Bürstenplatte 10 über ih- ren zweiten Schenkel 66 in Umfangsrichtung 14 in ihre zweite Endstellung und stützt sich dabei mit ihrem ersten Schenkel 24 im Längskanal 64 des Gehäuses 38 ab. Beim Erreichen der zweiten Endstellung kommen die Rastbolzen 74, 74 mit zwei weiteren, an Bügel 92, 92'der Kohleköcher 80, 80'angeformte Rastausnehmungen 78, 78'in Eingriff. Die Bürstenplatte 10

wird neben der Schenkelfeder 20 über die Rastbolzen 74, 74' und die Rastausnehmungen 78, 78'in Umfangsrichtung in ihrer zweiten Endstellung gesichert. Über einen in einer Ausnehmung der Schaltgabel 54 federbelasteten Rastbolzen 104 wird der Umschalthebel 46 bzw. die Schaltgabel 54 in der jeweiligen Endstellung der Bürstenplatte 10 zusätzlich am Gehäuse 38 fi- xiert, und zwar indem dieser in den Endstellungen in Ausneh- mungen des Gehäuses 38 einrastet (Fig. 2).

In Fig. 6 ist ein Ausschnitt eines Ausführungsbeispiels mit einer alternativen Halteeinheit 18 dargestellt. Im wesentli- chen gleichbleibende Bauteile sind grundsätzlich mit den gleichen Bezugszeichen beziffert. Ferner kann bezüglich gleichbleibender Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung zum Ausführungsbeispiel in den Fig. 1 bis 5 verwiesen werden.

Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich im wesentlichen auf die Unterschiede zum Ausführungsbeispiel in den Fig. 1 bis 5.

Die Halteeinheit 18 besitzt ein von einer Schenkelfeder ge- bildetes Mittel 22, das eine bistabile Lage aufweist und die Bürstenplatte 12 jeweils ab einer neutralen, instabilen Stel- lung in Umfangsrichtung 14 jeweils in Richtung ihren Endstel- lungen belastet. Die Schenkelfeder 22 besitzt einen ersten und einen zweiten Schenkel 26,34, die über eine Windung 106 der Schenkelfeder 22 miteinander verbunden sind.

Die Schenkelfeder 22 ist um den ersten Schenkel 26 schwenkbar um dessen Längsachse gelagert. Der erste Schenkel 26 weist in die von einer Werkzeughalterung 42 abgewandte Richtung und greift in einen Längskanal 94 ein, der an einem Außenumfang

eines topfförmigen inneren, vom Handgriff 52 umschlossenen Bereichs eines Gehäuses 38 angeformt ist. An seinem Ende 100 besitzt der erste Schenkel 26 einen radial nach außen abge- winkelten Bereich, der ein Teil 30 zur Vermeidung einer Fehl- montage bildet.

Der zweite Schenkel 34 der Schenkelfeder 22, der ebenfalls in die von der Werkzeughalterung 42 abgewandte Richtung weist, besitzt an seinem Ende 102 einen radial nach innen abgewin- kelten Bereich, ist als Rastelement 28 ausgebildet und be- sitzt eine abgewinkelte Längsachse. An einen radial äußeren Bereich der Bürstenplatte 12 ist eine Betätigungstaste 32 an- geformt, die nach außen aus dem Gehäuse 38 ragt. Der zweite Schenkel 34 greift in einen Längskanal 96, der in dem radial äußeren Bereich der Bürstenplatte 12 an dieselbe angeformt ist.

Bei der Montage wird der zweite Schenkel 34 der Schenkelfeder 22 über eine Tasche 98 in der Bürstenplatte 12 in den Längs- kanal 96 eingeführt und dabei elastisch verformt. Nachdem der zweite Schenkel 34 mit seinem Ende 102 den Längskanal 96 durchquert hat, und beim Einrasten der Schenkelfeder 22 mit ihrer Windung 106 in der Tasche 98, entspannt sich der zweite Schenkel 34 und die Schenkelfeder 22 ist verliersicher an der Bürstenplatte 12 befestigt. Die Bürstenplatte 12 kann gemein- sam mit der vormontierten Schenkelfeder 22 im Gehäuse 38 mon- tiert werden. Dabei wird der erste Schenkel 26 der Schenkel- feder 22 in den offenen Längskanal 94 eingeführt.

Die Schenkelfeder 22 stützt sich im montierten Zustand mit ihrem ersten Schenkel 26 im Längskanal 94 am Gehäuse 38 ab

und drückt mit ihrem zweiten Schenkel 34 über den Längskanal 96 die Bürstenplatte 12 in Umfangsrichtung 14 in ihre erste Endstellung.

Über die seitlich aus dem Gehäuse 38 ragende Betätigungstaste 32 kann ein Bediener die Bürstenplatte 12 auf einem Gehäuse- boden 58 in Umfangsrichtung 14 verdrehen. Die Schenkelfeder 22 wird über ihre Schenkel 26,34 bis zum Erreichen der neu- tralen Stellung zusammengedrückt. Nach dem Überschreiten der neutralen Stellung entspannt sich die Schenkelfeder 22 und drückt die Bürstenplatte 12 und die Betätigungstaste 32 über ihren zweiten Schenkel 34 in Umfangsrichtung 14 in ihre zwei- te Endstellung und stützt sich dabei mit ihrem ersten Schen- kel 26 im Längskanal 94 des Gehäuses 38 ab.

Bezugszeichen 10 Bürstenplatte 12 Bürstenplatte 14 Umfangsrichtung 16 Halteeinheit 18 Halteeinheit 20 Mittel 22 Mittel 24 Schenkel 26 Schenkel 28 Rastelement 30 Teil 32 Betätigungstaste 34 Schenkel 36 Rasteinheit 38 Gehäuse 40 Drehrichtung 42 Werkzeughalterung 44 Bohrer 46 Umschalthebel 48 Betätigungsschalter 50 Handgriff 52 Handgriff 54 Schaltgabel 56 Anlenkzapfen 58 Gehäuseboden 60 Ankerwelle 62 Ende 64 Längskanal 66 Schenkel 68 Ende 70 Querkanal 72 Bund 74 Rastbolzen 76 Rastausnehmung 78 Rastausnehmung 80 Kohleköcher 82 Kohlebürste 84 Federelement 86 Kommutator 88 Steg 90 Ankerwicklung 92 Bügel 94 Längskanal 96 Längskanal 98 Tasche 100 Ende 102 Ende 104 Rastbolzen 106 Windung 108 Windung