DE293808C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVi 293808 -KLASSE 876. GRUPPE

COMMONWEALTH ELECTRIC TOOL COMPANY INWILMINGTON₅DeLAWARe₇V-St-A.

Steuerschalter für elektromagnetische Hämmer mit einer von einem Motor bewegten Bürste und einem aus stromführenden und blinden Bogenstucken

gebildeten Ringkörper, über den die Bürste schleift.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 7. November 1914 ab.

Die Erfindung betrifft einen Steuerschalter für elektrische Hämmer mit einer von einem Motor bewegten Bürste und einem aus stromführenden und blinden Bogenstucken gebildeten stillstehenden Ringkörper, über den die Bürste schleift. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist an dem stromführenden Bogen eine Blattfeder mit einem Ende leitend befestigt, deren anderes Ende vom Hammer aus gesteuert wird, und die sich dabei gegen den Umfang einer beliebigen Anzahl blinder Bogen oder ihrer außerhalb der Bürstenbahn liegenden Verlängerungen legt, um diese Blindbogen oder ihre Verlängerungen zur Verbreiterung des stromführenden Bogenstückes an dieses leitend anzuschließen.
In den Zeichnungen ist
Fig. ι eine Stirnansicht des Steuerschalters mit einigen abgebrochenen Teilen und zugleich eine schematische Darstellung eines Teiles der elektrischen Schaltung,

Fig. 2 eine Seitenansicht, zum Teil geschnitten,

Fig. 3 ein Schaltungsschema.
Die Fig. 4 und 5 sind Einzeldarstellungen von Teilen des Ringkörpers.

Das Magnetgestell 12 des Motors 11 trägt mit Hilfe von Schraubenbolzen 13 einen Ring 14 mit der Nabe 14*. Der Ring besitzt einen achsial vorstehenden Rand, der über einen ähnlichen Rand eines Ringes 15 greift. Zwischen den Ringen 14 und 15 bleibt eine Ringnut, in 'welcher durch entsprechend geformte Wulste 16 und 17 an den beiden Ringen Bogenstücke 18 gehalten werden. Schrauben 20 ziehen die Ringe 14 und 15 gegeneinander und klemmen die Bogen fest.

Der Ringkörper 19 enthält einen stromführenden Bogen 21 und eine Reihe von schmalen Bogen 22, die bei 23 voneinander isoliert sind. Von jedem Bogen 22 führt eine Zweigleitung zu einem Widerstand 24, der so eingeteilt ist, daß jede folgende Stufe einen größeren Widerstand als die vorhergehende hat, und zwar zunehmend vom stromführenden Bogen 21 aus.

Teil 25 ist ein breites blindes oder isoliertes Bogenstück, das sich von dem Bogen 22 bis zum stromführenden Bogen 21 erstreckt und in eine Anzahl Einzelteile aus Isoliermaterial oder aus Metall mit Zwischenisolation unterteilt sein kann. Die Isolation der einzelnen Teile des Blindbogens 25 voneinander hat den Zweck, zu verhindern, daß der Strom, falls er den Spalt zwischen dem letzten Bogenstück der Reihe 22 und dem benachbarten Abschnitt 25 überspringt, nach der anderen Seite geleitet werden kann.

Zwischen dem stromführenden Bogen 21 und der Gruppe von Abschnitten 25 ist eine Reihe schmaler Bogenstücke 26 eingefügt, die durch Isolation 27 voneinander getrennt sind und in der Achsenrichtung Verlängerungen 26^a haben, deren Zweck später erklärt werden soll.

Auf der Welle 32 des Motors 11 ist die Nabe 33 eines Bürstenträgers mit den Armen 34 und 35 befestigt; die Arme tragen die Bürsten 36 und 37.

Auf die Nabe 33 ist eine Fiberscheibe 29 mit zwei Schleifringen 30 und 31 aufgeschoben. Die Bürsten 36 und 37 sind mit den Schleifringen 30 und 31 durch Leitungen 38 und 39 verbunden.

Die Bürsten 36 und 37 sind von den Armen 34 und 35 isoliert, aber beweglich dazu angeordnet, wobei ihre Bewegungen von den gewichtsbelasteten Bremshebeln 40 und 41 beeinflußt werden. Diese Arme 40 und 41 dienen nicht nur dazu, die Bürsten 36 und 37 anzudrücken, sondern wirken auch als Bremsen oder Regler, um die Drehgeschwindigkeit der Arme unter einer' bestimmten Grenze zu halten, und zwar in der Weise, daß, wenn der Motor 11 das Bestreben haben sollte, zu schnell zu laufen, die Zentrifugalkraft die freien Enden der Arme 40 und 41 nach außen schleudert und dabei den Druck der Bürsten auf den Ringkörper vergrößert; die vermehrte Reibung verhindert eine zu starke Zunahme der Geschwindigkeit.

An dem stromführenden Bogen 21 sitzt,

' elektrisch leitend damit verbunden, ein Zapfen 42, der den Drehpunkt für ein bewegliches Kontaktstück 43 bildet, das in Gestalt einer kreisbogenförmigeri Feder ausgebildet ist und aus zwei dünnen biegsamen Messingstreifen besteht, die an ihren Enden fest miteinander verbunden sind. Diese Feder kann mit einem oder mehreren der Verlängerungen 26^s in Berührung gebracht werden, indem sie über einen gewissen Kreisbogen um den Ringkörper gewunden wird. Die Anzahl der auf diese Art mit-dem stromführenden Bogen 21 elektrisch verbundenen Stücke 26 entspricht dann der Zahl der in Berührung mit dem Kontaktstück 43 gebrachten Verlängerungen 26^s. Die Feder 43 erhält ihre Bewegung mit Hilfe eines an dem Hammer oder dem Werkzeug selbst

angebrachten Elementes, das mit¹ einem Finger in Tätigkeit gesetzt werden kann, wie das in Fig. ι angedeutet ist.

Auf der Grundplatte 44 des Motors ist ein Drehschalter als Stromunterbrecher befestigt.

Dieser Schalter besteht aus einem Lagerbock . 45, an dem eine halbkreisförmige Scheibe 46 drehbar angeordnet ist, die durch einen Lenker 47 aus Isoliermaterial mit dem Kontaktstück 43 mechanisch verbunden ist. An dem

Lagerbock 45 ist auch noch das Blatt 48 eines Messerschalters drehbar befestigt, das in den Spalt zwischen zwei Blättern 49, die isoliert auf der Grundplatte 44 festgeschraubt sind, . eingeführt werden kann. Blatt 48 und Scheibe 46 sind durch eine Schraubenfeder 50 verbunden, und außerdem die Scheibe 46 mit der Grundplatte 44 durch eine Feder 51, die stärker ist als die Feder 50. Ein seitlich an der Scheibe 46 sitzender Finger 52 hat den Zweck, das Blatt 48 zu geeigneter Zeit außer Kontakt mit den .Blättern 49 zu bringen. Zur Erzeugung der Drehbewegung des Unterbrechers ist die Scheibe 46 mit einer in einem Bock 54 geradegeführten Stange 53 verbunden, deren anderes Ende durch Vermittlung eines Spann-Schlosses 55 an dem Ende des Seiles eines Bowdenzuges befestigt ist; die Bewegung erfolgt mit Hilfe eines Fingers an dem Druckstück 57 (Fig. 1), das im Handgriff 18 des Werkzeuggehäuses 59 unterbrochen ist.

Mit 60 und 61 sind die Spulen des Hammers bezeichnet, die abwechselnd ein- und ausgeschaltet werden, zum Zweck, die hin und her gehende Bewegung des Eisenkerns 62 zu erzeugen. Der Strom wird durch Leitungen 63 und 64 (Fig. 3) von irgendeiner geeigneten Stromquelle über den Schalter 65 entnommen und gelangt von dem einen Pol 66 desselben durch die Leitungen 67 zu dem Bogen 21 und dem Motor 11; der andere Pol 68 des Schalters 65 ist durch Leitung 69 mit dem einen der Blätter 49 des Drehschalters verbunden; bei dessen Drehung kommt Blatt 48 zwischen die beiden Blätter 49 und stellt Strom-Übergang zwischen den Blättern 49 und dem neutralen Punkt 70 der Hammerspulen 60 und 61 her. Der durch die Spule 60 fließende Strom nimmt seinen Weg weiter über Leitung _; 71 nach der Bürste J2 und Schleifring 31, der der Spule 61 über Leitung 73 naoh der Bürste 74 und Schleifring 30.

Wenn der Arbeiter den Hammer in Betrieb setzen will, drückt er den Schieber 57 in den Handgriff des Hammers hinein; dadurch wird das Seil 56 angezogen und das Blatt 48 um seine Achse gedreht, bis es zwischen die Blätter 49 tritt und damit die elektrische Verbindung nach den beiden Hammerspulen 60 und 6i herstellt. Je weiter das Blatt 48 zwischen den Blättern 49 eindringt, desto größer wird die Anzahl der Bogenverlängerungen 26^ffi sein, die von dem federnden Kontaktstück 43 bedeckt und in den Stromkreis geschaltet werden. Indem der Arbeiter mehr oder weniger stark auf den Schieber 57 . im Handgriff.¹¹⁰ drückt, vermehrt oder vermindert er die Anzahl der Bogenstücke 26, die elektrische Verbindung mit dem stromführenden Bogen 21 haben;. auf diese Weise kann er die wirksame Breite des Bogens 21 regeln und damit die ⁿ5 Zeitdauer des Stromüberganges an den umlaufenden Bürsten bei jeder Umdrehung.

Bei einem in sehr rascher Folge arbeitenden Solenoid, wie dem des beschriebenen Hammers, wird eine gewisse Zeit bis zur magnetischen Sättigung des Solenoidkernes verstreichen, und bei der großen Geschwindigkeit,

mit der die Spulen erregt und stromlos gemacht werden, ist die Menge des Stromes, welche durch die Spulen fließen kann, abhängig von der Länge der Zeit, während welcher eine Spule im Stromkreis bleibt; wenn beispielsweise die Breite des Bogens 21 eine fest bestimmte ist, so wird das Solenoid nur während der Zeit des Überganges der Bürste über den Bogen 21 Strom erhalten, und bei der hohen Umdrehungszahl der Bürsten wird der Strom nur für eine verhältnismäßig kurze Dauer durch die Spule fließen. Dann hat die Kraft der Anziehung des Kernes einen ganz bestimmten Betrag. Eine Veränderung der Schlagstärke kann nicht erfolgen, wenn nicht Mittel vorgesehen sind, um die Erregung" der Spulen zu verändern.

Durch den beschriebenen Steuerschalter ist es nun möglich, einen leichten und einen heftigen Schlag sowie Schläge jeder Stärke zwischen diesen Grenzen zu erhalten. Wird beispielsweise ein leichter Schlag verlangt, so drückt der Arbeiter den Schieber 57 nur so weit hinein, daß an den Blättern 49 Stromübergang ermöglicht wird, ohne aber das Kontaktstück 43 so weit zu bewegen, daß irgendeines der Bogenstücke 26 angeschlossen wird. Die Schlagstärke wird dann im Verhältnis zur Breite des Bogens 21 stehen. Wird dann ein starker Schlag verlangt, dann wird der Schieber 57 weiter hineingedrückt, so daß das Kontaktstück 43 mehrere oder sämtliche Bogenstücke 26 einschaltet, wodurch die Zeitdauer des Stromdurchganges durch die Spulen 60 und 61 und auf diese Art die magnetische Sättigung des Eisenkerns vergrößert wird; der Hammer wird stärker schlagen. Die Anzahl der Hilfsbogen 26, die an den Bogen 21 angeschlossen werden muß, um den stärksten Schlag zu erzeugen, hängt in einem gewissen Maße von der Impedanz der Spulen 60 und 61, von der Geschwindigkeit, mit der der Motor die Bürsten umtreibt, der Spannung der Stromquelle usw. ab. Dadurch, daß man die

⁴^ Schlagstärke durch Vergrößern oder Verkleinern der Zeitdauer des Stromdurchganges durch die Spulen bei jeder Umdrehung der Bürste verändert, wird eine Regelung ohne Einschaltung von Widerständen oder sonstigen, Energie verzehrenden Einrichtungen erreicht, und der Hammer ist deshalb für verschiedene Arten von Arbeiten mit verhältnismäßig-hoher Nutzleistung zu verwenden.
Der Drehschalter hat noch den Vorteil, daß durch das Arbeiten des Blattes 48 zwischen den Blättern 49 die Kontakte immer rein erhalten, werden.

Wenn der Zug an dem Seil 56 zur Bewegung des Schalters nachläßt, wird das Blatt 48 nicht sofort von den Blättern 49 freigegeben, sondern durch Reibung festgehalten. Wählend dann die Scheibe 46 durch die Feder 51 in ihre Anfangsstellung zurückgelangt, wird die leichte Feder 50 gespannt, bis der starre Finger 52 an der Scheibe 46 gegen die Unterkante des Blattes 48 stößt und es aus den Blättern 49 herausdrückt. Da die Feder 50 schwächer ist als die Feder 51, kann die Scheibe 46 einen erheblichen Weg beschreiben, ohne daß das Blatt 48 eine entsprechende Bewegung macht; schließlich wird der Strom praktisch augenblicklich unterbrochen, ohne erheblichen Lichtbogen und ohne Verbrennen der Kontakte.

Die besondere Wirkungsweise der A¥idcrstände 24 durch Herabmindern der Stärke des Stromes in den Spulen 60 und 61 vor dem Unterbrechen des Stromes bei jeder Umdrehung ergibt sich aus den Schaltungen der Fig. 1 und 3.

Wenn eine Bürste den stromführenden Bogen 21 verläßt und auf das benachbarte Bogenstück 22 gelangt, wird der Strom nichtunter Bildung eines Lichtbogens unterbrochen, sondern durch den die Isolation 23 überbrückenden ersten Widerstand geleitet und dadurch seine Stärke etwas verringert. Beim Weitergehen der Bürste über die anderen Stücke 22 wird zunehmend Widerstand in den Stromkreis eingeschaltet und die Stromstärke in steigendem Maße verringert, bis zu einem Betrage, der die vollständige Unterbrechung ohne schädliche Lichtbogenbildung erlaubt. In Wirklichkeit ist es vorteilhaft, die Einzelwiderstände 24 um so größer zu wählen, je weiter sie von dem Bogen 21 zur Wirkung kommen. Das ist zulässig, denn die Verringerung der Stromstärke an jedem Einzelwiderstande ermöglicht die Einschaltung eines noch größeren Einzelwiderstandes an dem nächsten Bogen, ohne daß die Umleitung des Stromes um die Isolation durch den Widerstand Schwierigkeiten macht oder ein Lichtbogen entsteht.

Im allgemeinen besteht die Aufgabe der Widerstände 24 darin, die Stärke des durch die bewegte Bürste fließenden Stromes so schnell als möglich und ohne Funkenbildung zu erniedrigen, so daß, wenn die Bürste das letzte Hilfsbogenstück 22 verläßt, um ihren Weg über die getrennten Teile des Bogens 25 zu nehmen, die Stärke des Stromes in der Bürste so gering ist, daß ein Überschlagen zwischen den Bogen ausgeschlossen ist und der Strom vollkommen ausgeschaltet wird.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1.. Steuerschalter für elektrische Hammer mit einer von einem Motor bewegten Bürste und einem aus stromführenden und blinden Bogenstücken gebildeten stillstehenden Ringkörper, über den die Bürste

schleift, gekennzeichnet durch eine mit einem Ende am strüniführcndcn Bogen leitend befestigte Blattfeder (43), deren anderes Ende vom Hammer aus (zum Beispiel durch einen Drücker 57) gesteuert wird, und die sich dabei gegen den Umfang einer beliebigen Anzahl blinder Bogen oder ihrer außerhalb der Bürstenbahn liegenden Verlängerungen legt, um diese Blindbogen oder ihre Verlängerungen zur Verbreiterung' des stromführenden liogenstückes an dieses leitend anzuschließen.

2. Steuerschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein vom Hammer aus bewegter, die Ein- und Ausschaltung des Arbeitsstromcs bewirkender Momentdrchschalter (vorzugsweise Mcsscrschalter) angeordnet ist, der zugleich auch zur Steuerung des freien Endes der Blattfeder (43) dient.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.