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Elektromotorisch angetriebene vollisolierte Handwerkzeugmaschine Die
Erfindung bezieht sich auf eine elektromotorisch angetriebene vollisolierte Handwerkzeugmaschine
mit einem prismatischen, vorzugsweise zylinderförmigen Tragkörper aus Metall, an
dem von der einen Seite her das Getriebegehäuse, von der anderen Seite her eine
den Motor samt seinem Polgehäuse gegen unmittelbare Berührung abdeckende Schutzkappe
befestigt ist.
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Unter vollisolierten elektrischen Handwerkzeugmaschinen werden solche
verstanden, bei denen im Falle eines Wicklungs- oder Isolationsschadens im Motor
keine Spannung an irgendein von außen zugängliches Metallteil gelangen kann. Es
sind bereits Handwerkzeugmaschinen bekanntgeworden, bei denen der Motor aus diesem
Grunde allseitig von einem Bakelitgehäuse eingeschlossen ist, Eine derartige Anordnung
bietet jedoch nur einen bedingten Schutz gegen Spannungsberührung, da in diesem
Falle die Metallteile der Maschine unter der Isolierung bereits längere Zeit unbemerkt
an Spannung liegen können und dann, wenn sie bei einem Stoß oder Fall durch ausbrechende
Isolierteile des Gehäuses freigelegt werden, besonders gefährlich sind.
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Es ist auch schon für tragbare Motoren vorgeschlagen worden, das Motorgehäuse
mit einem
Überzug aus Gummi zu versehen. Derartige Lösungen zum
Schutz gegen -Spannungsberührung vermögen jedoch nicht zu befriedigen, da Gummi
unter dem Einfluß von Öl u. dgl. quillt und seine Haltbarkeit verliert. Aus diesem
Grunde konnten auch gelegentliche Versuche, elektrische Handwerkzeugmaschinen mit
solchen Überzügen zu versehen oder wenigstens die Handgriffe aus solchen Stoffen
herzustellen, sich in der Praxis nicht einführen.
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Es sind ferner Ausführungen von Handwerkzeugmaschinen bekanntgeworden,
bei denen die Lager des Motorankers in Isolierstücken gefaßt und durch Verwendung
von Isolierstoffzahnrädern zwischen der Motorwelle und der Werkzeugspindel eine
vollkommene Isolierung des Motorankers nach außen hin erreicht ist. Den ständig
wachsenden Bedürfnissen nach einem möglichst in jeder Hinsicht vollwertigen Schutz
gegen Spannungsberührung vermögen auch diese Ausführungen nicht ganz zu genügen,
da derartige Maschinen wohl gegen einen Masseschluß im Anker, nicht aber gegen einen
solchen im Ständer der Maschine gesichert sind.
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Der Erfindung lag die Aufgabe. zugrunde, eine unter allen vernünftigen
Betriebsbedingungen gegen Berührung unzulässig hoher Spannungen vollkommen isolierte
Maschine zu schaffen. Der beherrschende Gedanke bei der Lösung dieser Aufgabe war
der, die mechanische Festigkeit der Maschine ausschließlich durch metallische Bauelemente
sicherzustellen und die notwendige Isolation durch mechanisch nicht beanspruchte
Isolierteile zu erreichen und dabei die räumliche Anordnung so zu treffen, daß ein
gegebenenfalls eintretendes Schwinden oder Quellen der Isolierteile praktisch ohne
Einfluß auf die Lagerstellen des Motors bleibt.
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Der Erfindung liegt weiterhin der Gedanke zugrunde, daß eine elektromotorisch
angetriebene Handwerkzeugmaschine keiner weiteren Schutzmaßnahmen bedarf, wenn der
Motor als Ganzes gegenüber den übrigen Teilen der Maschine isoliert und einer unmittelbaren
Berührung nicht zugänglich ist.
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Dies wird bei Handwerkzeugmaschinen der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß
dadurch erreicht, daß das an seiner offenen Stirnseite mit einem Lagerschild aus
Isolierstoff abgeschlossene, metallische Polgehäuse des Motors festgespannt ist
gegen eine ebenfalls metallische Querwand im Tragkörper, wobei der Lagerschild zwischen
dem Rand des Polgehäuses und der Querwand unter Druck gehalten wird und den Motor
als Ganzes gegen den Tragkörper isoliert.
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Es sind zwar bereits Vorschläge für elektrische Handtwerkzeugmaschinen
bekanntgeworden, die als Träger für den Motor einen Preßstoffflansch vorsehen, an
dem das Ständerpaket des von einer Preßstoffkapsel abgedeckten Motors festgeschraubt
ist. Im Gegensatz zu der Anordnung nach der Erfindung muß bei dem älteren Vorschlag
das ganze Gewicht des Motors von Zugkräften im Preßstoffflansch aufgenommen werden,
was z. B. bei kräftigen Stößen zu einer Zerstörung des Flansches und damit zum Verlust
der mechanischen Festigkeit und der Isolierung führen kann. Beim Vorschlag nach
der Erfindung dagegen kann der zwischen dem Polgehäuse des Motors und der metallischen
Querwand des Tragkörpers festgespannte Isolierstofflagerschild nur auf Druck beansprucht
und daher praktisch nicht zerstört werden.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus den beiden in der Zeichnung
dargestellten und nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen hervor. Es zeigt
Fig. I einen Handschleifer im Längsschnitt, Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie
II-II in Fig. I, Fig. 3 einen Querschnitt nach der Linie III-III in Fig. I, Fig.
4 einen Querschnitt nach der Linie IV-IV in Fig. I, Fig.5 als zweites Beispiel eine
Handbohrmaschine teils in Ansicht und teils im Schnitt. Der Handschleifer nach den
Fig. I bis 4 besteht aus vier Hauptteilen, nämlich einem Motor II, einer über den
Motor geschobenen Isolierhülse 2I, einem Getriebekasten 3I, an dem eine Werkzeugspindelhülse
32 mit einer in dieser gelagerten Schleifspindel 33 befestigt ist, sowie einem Trägerkörper
4I, der die ganze Maschine trägt und als Verbindungsstück für deren Hauptteile dient.
Dieser Träger ist aus Leichtmetall gegossen und besteht aus einem zylindrischen,
an beiden Stirnseiten offenen Rohr mit einer durchbrochenen Querwand 42. Durch die
im Verhältnis zum Durchmesser lange Zylinderwand und die Querwand ist trotz außerordentlich
geringen Gewichts eine sehr hohe Steifigkeit des Trägerkörpers erreicht. Dies ist
notwendig, weil der Motor nach Art eines Flanschmotors nur an einer Stirnseite mit
dem Trägerkörper verbunden ist und durch die übergeschobene Isolierkapsel 2I nicht
oder nur unwesentlich gestützt wird. Der Motor II bildet auch im ausgebauten Zustand
eine voll betriebsfähige Einheit, da die Bauelemente des Motors, das Ständerpaket
I3 mit den Feldwicklungen I4 und der Anker samt seinen an den Wellenenden angebrachten
Lagern I5 durch ein in sieh steifes Motorstützgehäuse I6 zusammengehalten sind.
Der an der Getriebeseite des Motors angeordnete Lagerschild I7 aus Isolierpreßstoff
dient gleichzeitig als Isolierstück zwischen dem Motorgehäuse I6 und dem Trägerkörper
41, gegen den der Motor i i mittels .isoliert eingesetzter Zugschrauben 43 und eines
in. das Motorgehäuse eingesetzten Spannstückes..2o so festgespannt ist, daß die
isolierenden, gegen Zugkräfte empfindlichen Teile zwischen dem Motorgehäuse 16 und
dem Trägerkörper 41 nur auf Druck beansprucht werden können.
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Die-Zugschrauben 43 sind auf dem größten Teil ihrer Länge von Isolierbüchsen
46 umgeben. Deren Kopfteil.46a ist so ausgeführt, daß die Köpfe der Schrauben 43
darin verschwinden und gewünschtenfalls mit Vergußmasse abgedeckt werden können.
Der
hohle Schaft 46b der Isolierbüchsen ist gegenüber dem Kopfteil abgesetzt und im
Durchmesser so gewählt, daß er in die Bohrungen der Tragkörperwand 42 und im Isolierkörper
17 stramm paßt. .
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Das Isolierstück 17 weist zur Erzielung länger Kriechwege eine verhältnismäßig
tiefe Ringnut 44 auf, deren der Achse zu gelegene zylindrische Fläche 45 das Motorgehäuse
I6 zentriert, während die äußere Fläche der Ringnut die Randzone des Motorgehäuses
abdeckt. Die Zugschrauben 43 sind in das Spannstück 2o geschraubt. Dieses besteht,
wie aus Fig. 2 erkennbar ist, aus einer ringförmigen, steifen Platte mit radial
abstehenden Ansätzen 2oa, die in Schlitze am Motorgehäuse eingeschoben und gegen
radiale Verschiebung durch den konzentrischen Ansatz am Isolierkörper 4I, auf den
das Spannungsstück beim Zusammenbauen aufgesetzt wird, gesichert sind.
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Auf der dem Motor abgewendeten Seite des Tragkörpers 4I ist das ebenfalls
aus Leichtmetall gegossene Getriebegehäuse 3I aufgesetzt und mit nicht näher dargestellten
Schrauben befestigt. Es umschließt zwei Preßstoffzahnräder, nämlich ein größeres,
35, das auf der Ankerwelle sitzt, und ein kleineres, 36, auf der Schleifspindel
33, die in eine Sacklochbohrung 70 im Isolierkörper I7 hineinragt.
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Die über den Motor I I gestülpte Isolierkappe 2I dient als Handgriff
für die Werkzeugmaschine und besteht aus einer praktisch unzerstörbaren Kunststoffmasse,
die unter dem Handelsnamen Polyamid bzw. Ultramid bekannt und in üblicher Weise
verpreßt ist. Zur Erzeugung einer genügenden Elastizität und Zähigkeit werden die
fertiggepreßten Kappen mehrere Stunden in Wasser, vorzugsweise in heißes Wasser,
mit einem Glycerinzusatz von etwa 5 bis 250/0 gelegt. An der so hergestellten, äußerst
zähen Isolierstoffkappe sind alle Teile befestigt, die für den elektrischen Anschluß
des Motors notwendig sind, nämlich das eine Ende des Anschlußkabels 22, das zusammen
mit einer Kabeltülle 23 in die Isolierkapsel eingezogen ist und durch Klemmschellen
mit Schrauben 24 und 25 festgehalten wird, sowie ein Kippschalter 26, auf dem ein
Entstörkondensator 27 und Kontaktfedern 28 und 29 befestigt sind.
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Beim Aufschiebender Isolierkappe 2I legen sich die Kontaktfedern 28
und 29 gegen zwei Kontaktstreifen 52 und 53 (Fig. 3), die auf einem Isolierplättchen
59 an der dem Schalter zugewendeten Stirnseite des Motorstützgehäuses I6 angeordnet
sind, und stellen dadurch die elektrische Verbindung des Motors mit den Leitern
des Netzkabels 22 her, sofern der Schalter 26 eingeschaltet ist. Durch diese Anordnung
wird in jedem Fall der Motor von der Netzspannung abgeschaltet, sobald die Isolierkappe
2I abgenommen wird und elektrisch leitende Teile freigelegt werden.
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Zur Befestigung der Isolierkappe 2I über dem Motor dient ein Schraubring
55, dessen Bohrungsdurchmesser nur wenig größer als der Außendurchmesser der Isolierkappe
2I ist. Beim Einschrauben des mit einem Außengewinde versehenen Schraubringes in
das Innengewinde 56 am Trägerkörper 4I wird die Schutzkappe gegen den Trägerkörper
4I und das Motorgehäuse I6 verspannt.
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Bei dem in Fig.5 dargestellten Ausführungsbeispiel einer elektrischen
Handbohrmaschine sind für den Motor und seine Isolierteile die gleichen Hauptteile
wie bei dem vorher beschriebenen Handschleifer verwendet. Durch den gewählten Aufbau
ist es möglich, lediglich durch Aufsetzen eines anderen Getriebegehäuses die Maschine
dem beabsichtigten Verwendungszweck anzupassen.
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So unterscheidet sich die Handbohrmaschine nach Fig. 5 von dem vorher
beschriebenen Handschleifer lediglich durch ihren für Bohrzwecke gestalteten Getriebekopf.
Dieser enthält eine Vorgelegewelle 7I, -auf der ein mit dem Motorwellenritzel kämmendes
Zahnrad 72 aus Isolierstoff mit Gewebeeinlage und ein kleineres, mit einem auf der
Bohrspindel 75 .angeordneten Großrad 74 kämmendes Zahnrad 73 befestigt ist. Das
eine Wellenende des Vorgeleges ist in der Stirnwand des Getriebekopfes, das andere
Wellende in einer Bohrung Io im Isolierkörper I7 gelagert. Im übrigen entspricht
der Bohrkopf der Bohrmaschine den bekannten Bauarten.
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An Stelle des Bohrkopfes oder des erwähnten Getriebegehäuses 3I zur
Verwendung der Maschine als Handschleifer können natürlich auch Getriebeköpfe für
andere Verwendungszwecke, z. B. Winkelbohrköpfe, Schrauberköpfe u. dgl., mit einer
auf den Verwendungszweck abgestimmten Getriebe-, Unter- oder Übersetzung auf dem
für alle Maschinenarten gleichen Trägerkörper 41 befestigt werden. Für ein Fabrikationsprogramm,
das alle diese Maschinentypen umfassen soll, ergibt sich hieraus eine sehr vereinfachte
Herstellung und Lagerhaltung.
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Die beschriebene Anordnung ist bezüglich ihrer Isolationseigenschaft
bei raubestem Betrieb unempfindlich und bietet daher einen sicheren Berührungsschutz,
zumal die Isolierteile mechanisch nur auf Druck beansprucht, aber keinerlei Zugbeanspruchungen
ausgesetzt sind.