CH647448A5

CH647448A5 - Electrically driven portable tool

Info

Publication number: CH647448A5
Application number: CH1462/80A
Authority: CH
Inventors: Karl Dr Wanner; Gernot Haensel; Martin Hoelzel
Original assignee: Bosch Gmbh Robert
Priority date: 1979-03-20
Filing date: 1980-02-25
Publication date: 1985-01-31
Also published as: DE2910845A1

Description

Die Erfindung geht aus von einem elektrisch angetriebenen Handwerkzeug nach der Gattung des Patentanspruchs 1. Durch die FR-PS Nr. 2239613 ist eine elektrische Bohrmaschine mit einem Kunststoffgehäuse bekannt geworden. In dem Gehäuse befindet sich eine Rotorwelle mit einem Lüfterrad und einem Kommutator. Die Rotorwelle ist in zwei Rotorwellenlagern gelagert, von denen das neben dem Kommutator befindliche Lager von parallel zur Rotorwelle ausgerichteten Kühlkanälen durchzogen ist. Das Lüfterrad befindet sich neben dem zweiten Lager und saugt Luft an durch im Kunstoffgehäuse befindliche Kühllufteinlässe, von denen die halbe Anzahl in eine Ventilationskammer mündet, an die das zuerst genannte, die Kühlkanäle aufweisende Lager dicht anschliesst. Bei einer durch die GB-PS Nr. 1443098 bekanntgewordenen Bohrmaschine besteht das neben dem Kommutator befindliche Rotorwellenlager aus einer Lagerschale und einem von Kühlluft durchströmbaren Tragkörper. The invention is based on an electrically powered hand tool according to the preamble of patent claim 1. From FR-PS No. 2239613, an electric drill with a plastic housing has become known. A rotor shaft with a fan wheel and a commutator is located in the housing. The rotor shaft is mounted in two rotor shaft bearings, of which the bearing located next to the commutator is traversed by cooling channels aligned parallel to the rotor shaft. The fan wheel is located next to the second bearing and sucks air through cooling air inlets located in the plastic housing, half of which opens into a ventilation chamber to which the bearing mentioned above, which has the cooling channels, connects tightly. In the case of a drill known from GB-PS No. 1443098, the rotor shaft bearing located next to the commutator consists of a bearing shell and a support body through which cooling air can flow.

Bei einem durch die US-PS Nr. 2685042 bekanntgewordenen elektrischen Schleifwerkzeug ist ein Lüfterrad dem Kommutator gegenüberliegend neben dem Rotor vorgesehen, das eine zum Rotor gekehrte Radscheibe mit Luftdurchlässen und von dem Rotor abgekehrte Schaufeln aufweist, die unmittelbar neben einem Rotorwellenlager umlaufen. An dem Rotor vorbei gesaugte Luft gelangt in erwärmtem Zustand durch die mit Luftdurchlässen versehene Scheibe des Lüfterrades und strömt am Rotorwellenlager vorbei zu den Schaufeln. Bei grosser Belastung des Rotors wird die Lust stark erwärmt. Dadurch nimmt das Rotorwellenlager hohe Temperaturen an. Übliche Schmiermittel werden bei solch hohen Temperaturen zu dünnflüssig und sickern oder kriechen aus dem Rotorwellenlager. Ein dieserart verursachter Mangel an Schmiermittel führt zur Zerstörung des Lagers. In the case of an electrical grinding tool which has become known from US Pat. No. 2685042, a fan wheel is provided opposite the commutator next to the rotor, which has a wheel disk facing the rotor with air passages and blades facing away from the rotor and rotating directly next to a rotor shaft bearing. When heated, air drawn past the rotor passes through the vented disk of the fan wheel and flows past the rotor shaft bearing to the blades. When the rotor is heavily loaded, the desire is strongly warmed up. As a result, the rotor shaft bearing takes on high temperatures. Conventional lubricants become too thin at such high temperatures and seep or crawl out of the rotor shaft bearing. A lack of lubricant caused in this way leads to the destruction of the bearing.

Ein durch die GB-PS Nr. 995823 bekanntgewordenes Kratzwerkzeug hat einen Elektromotor und ein an diesen angesetztes Taumelscheibengetriebe. Der Motor hat ein eigenes Kühlsystem mit einem im zum Taumelscheibengetriebe zugekehrten ersten Motorgehäuseende angeordneten Motorlüfterrad, mit benachbart zum Lüfterrad am Umfang des Motorgehäuses verteilt angeordneten Kühl-luftauslässen und mit am zweiten, in einen Handgriff übergehenden Motorgehäuseende befindlichen Kühllufteinlässen. Das Taumelscheibengetriebe weist eine mit der Motorwelle in dessen Verlängerung verschraubte Taumelscheibenachse auf, die von der Verschraubung ausgehend Kühlrippen, ein Getriebelüfterrad und eine Taumelscheibe trägt. Ein die Verschraubung umgreifendes Lager im Gehäuse des Taumelscheibengetriebes dient der Lagerung sowohl der Taumelscheibenachse, als auch der Motorwelle. Ein zweites Lager ist im Gehäuse des Taumelscheibengetriebes am Ende der Taumelscheibenachse neben der Taumelscheibe vorgesehen. Am Umfang des Taumelscheibengetriebegehäuses sind zwischen das zweite Lager und die Taumelscheibe zielende Kühllufteinlässe angeordnet. Kühlluftauslässe sind in radialer Verlängerung der Schaufeln des Getriebelüfterrads im Gehäuse vorgesehen. Angesaugte Kühlluft kühlt die Taumelscheibe und das benachbarte zweite Lager und entzieht über die Kühlrippen und die Taumelscheibenachse den Lagern Wärme. Im Vergleich zur Taumelscheibenachse weist die eingeschraubte Motorwelle einen bemerkenswert geringen Querschnitt auf. Dadurch bleibt die Temperatur des die Taumelscheibenachse und die Motorwelle umschliessenden Lagers selbst dann niedrig, wenn die von neben der Verschraubung umlaufenden Motorlüfterrad aus dem Motor angesaugte Kühlluft stark erwärmt sein sollte. Die Zufuhr frischer Kühlluft zu einem Motorlager, neben dem ein erwärmte Luft wegführendes Motorlüfterrad umläuft, ist zur Begrenzung der Lagertemperatur erwünscht. Jedoch wäre der technische Aufwand für ein besonderes Lüfterrad zur Kühlung eines beispielsweise in der US-PS Nr. 4066136 beschriebenen Rotorwellenlagers, in dessen Nähe sich bereits ein Lüfterrad zur Motorkühlung befindet, und die zusätzlich noch nötige Kühlluftführungseinrichtung nachteilig hoch. Zudem würde die Bohrmaschine im Bereich des Motors in nachteiliger Weise grösser werden. A scraping tool which has become known from GB-PS No. 995823 has an electric motor and a swashplate gear attached to it. The motor has its own cooling system with a motor fan wheel arranged in the first motor housing end facing the swashplate gearbox, with cooling air outlets arranged adjacent to the fan wheel on the circumference of the motor housing and with cooling air inlets located on the second motor housing end merging into a handle. The swash plate gear has a swash plate axis screwed to the motor shaft in its extension, which, starting from the screw connection, carries cooling fins, a geared fan wheel and a swash plate. A bearing encompassing the screw connection in the housing of the swashplate mechanism serves to support both the swashplate axis and the motor shaft. A second bearing is provided in the housing of the swash plate mechanism at the end of the swash plate axis next to the swash plate. On the circumference of the swash plate gear housing, cooling air inlets are arranged between the second bearing and the swash plate. Cooling air outlets are provided in the housing in a radial extension of the blades of the geared fan. Cooled air drawn in cools the swash plate and the adjacent second bearing and extracts heat from the bearings via the cooling fins and the swash plate axis. Compared to the swashplate axis, the screwed-in motor shaft has a remarkably small cross-section. As a result, the temperature of the bearing enclosing the swash plate axis and the motor shaft remains low even if the cooling air sucked in from the motor by the motor fan wheel rotating next to the screw connection should be strongly heated. The supply of fresh cooling air to an engine mount, around which a heated air fan motor rotates, is desirable to limit the temperature of the mount. However, the technical outlay for a special fan wheel for cooling a rotor shaft bearing described, for example, in US Pat. No. 4066136, in the vicinity of which there is already a fan wheel for motor cooling, and the cooling air guiding device additionally required would be disadvantageously high. In addition, the drill would disadvantageously increase in size in the area of the motor.

Vorteile der Erfindung Advantages of the invention

Das erfindungsgemässe Handwerkzeug mit Elektromotor und mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass ein neben dem angewärmte Kühlluft ansaugenden Lüfterrad befindliches Rotorwellenlager von frischer Kühlluft auf einer solch niedrigen Temperatur gehalten wird, dass sich in dem Lager befindlicher Schmierstoff von üblicher Art nicht in unzulässiger Weise erwärmt und das Lager verlässt. Diese Gestaltung der Kühlung des Motors und seines nahe dem Lüfterrad gelegenen Rotorwellenlagers ist billig in der Herstellung und hat den zusätzlichen Vorteil, dass kein zusätzlicher Bauraum benötigt wird. Ausserdem macht die wirksame Kühlung des Rotorwellenlagers eine besondere Schutzvorrichtung, die üblicherweise den Benützer des Werkzeugs vor Verbrennung zu schützen hat, unnötig. The hand tool according to the invention with an electric motor and with the characterizing features of patent claim 1 has the advantage that a rotor shaft bearing located next to the heated cooling air is kept at such a low temperature by fresh cooling air that lubricant of the usual type is not in the bearing warmed in an impermissible manner and leaves the warehouse. This design of the cooling of the motor and its rotor shaft bearing located near the fan wheel is inexpensive to manufacture and has the additional advantage that no additional installation space is required. In addition, the effective cooling of the rotor shaft bearing makes a special protective device, which usually has to protect the user of the tool against combustion, unnecessary.

Die in den abhängigen Patentansprüchen aufgeführten Massnahmen nennen besonders zweckmässige Ausbildungen des im Patentanspruch 1 angegebenen Handwerkzeugs mit Elektromotor. The measures listed in the dependent claims name particularly expedient training of the hand tool specified in claim 1 with an electric motor.

Zeichnungen drawings

Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel im Längsschnitt, Fig. 2 einen vergrösserten Ausschnitt aus dem Längsschnitt nach Fig. 1, Fig. 3 Einzelteile des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 in der Draufsicht, Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel im Längsschnitt, Fig. 5 Einzelteile des zweiten Ausführungsbeispiels nach Fig. 4 in der Draufsicht, Fig. 6 ein drittes Ausführungsbeispiel im Längsschnitt und Fig. 7 ein Einzelteil des Ausführungsbeispiels nach Fig. 6 in der Untersicht. Three embodiments of the invention are shown in the drawings and explained in more detail in the following description. 1 shows a first embodiment in longitudinal section, FIG. 2 shows an enlarged detail from the longitudinal section according to FIG. 1, FIG. 3 shows individual parts of the embodiment according to FIG. 1 in plan view, FIG. 4 shows a second embodiment in longitudinal section, 5 individual parts of the second exemplary embodiment according to FIG. 4 in plan view, FIG. 6 a third exemplary embodiment in longitudinal section and FIG. 7 an individual part of the exemplary embodiment according to FIG. 6 in bottom view.

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

647448 647448

Beschreibung der Ausführungsbeispiele Description of the embodiments

Eine Bohrmaschine 2 gemäss dem ersten Ausführungsbeispiel hat ein Getriebe 3, eine aus dem Getriebe 3 herausragende Werkzeugaufnahme 4, einen an das Getriebe 3 angesetzten Motor 5 und einen Griff 6. A drilling machine 2 according to the first exemplary embodiment has a gear 3, a tool holder 4 protruding from the gear 3, a motor 5 attached to the gear 3 and a handle 6.

Der Motor 5 hat ein Motorgehäuse 7, einen in dem Motorgehäuse angeordneten, nicht dargestellten Feldmagnet mit Spulen 8, einen innerhalb des Feldmagnets drehbaren Rotor 9, eine den Rotor 9 tragende Rotorwelle 10 mit Enden 11,12, mit einem Ritzel 13 sowie mit einem Lüfterrad 14 und zwei die Enden 11,12 umgreifende Rotorwellenlager 15,16. The motor 5 has a motor housing 7, a field magnet with coils 8, not shown, arranged in the motor housing, a rotor 9 rotatable within the field magnet, a rotor shaft 10 with ends 11, 12 carrying a rotor 9, with a pinion 13 and with a fan wheel 14 and two rotor shaft bearings 15, 16 encompassing the ends 11, 12.

Das Rotorwellenlager 15 ist als Kugellager ausgebildet und mit einem aus Metall bestehenden Tragkörper 17 verschraubt, der in ein Endteil 18 des Motorgehäuses 7 eingeformt ist. Der Tragkörper 17 weist nahe am Kugellager 15 vorbeiführende Kühlkanäle 19 auf. Unmittelbar an das Rotorwellenlager 15 angrenzend ist zwischen diesem und dem Rotor 9 das Lüfterrad 14 auf der Rotorwelle 10 befestigt. Das Lüfterrad 14 hat eine Radscheibe 20 mit einer dicht neben dem End teil 18 sich erstreckenden Seite 21 und eine zum Rotor 9 gerichtete Seite 22 mit Schaufeln 23. Neben den Schaufeln 23 ist ein Luftleitring 24 in das Motorgehäuse 7 eingesetzt. Im End teil 18 sind radial zum Lüfterrad 14 ausgerichtete Kühlluftaus-lässe 25 vorgesehen. Die Radscheibe 20 weist Durchlässe 26 auf, die von der Rotorwelle 10 etwa gleich grosse Abstände aufweisen wie die neben dem Rotorwellenlager 15 verlaufenden Kühlkanäle 19. Nahe dem in der grösseren Entfernung von dem Lüfterrad 14 befindlichen Rotorwellenlager 16 sind in einen Hauptteil 27 des Motorgehäuses 7 mündende Kühllufteinlässe 28 vorgesehen. The rotor shaft bearing 15 is designed as a ball bearing and is screwed to a support body 17 made of metal, which is molded into an end part 18 of the motor housing 7. The support body 17 has cooling channels 19 passing close to the ball bearing 15. Immediately adjacent to the rotor shaft bearing 15, the fan wheel 14 is fastened on the rotor shaft 10 between the latter and the rotor 9. The fan wheel 14 has a wheel disk 20 with a side 21 extending close to the end part 18 and a side directed toward the rotor 9 with blades 23. In addition to the blades 23, an air guide ring 24 is inserted into the motor housing 7. In the end part 18 radially aligned to the fan 14 cooling air outlets 25 are provided. The wheel disc 20 has passages 26 which are at approximately the same distance from the rotor shaft 10 as the cooling channels 19 which run next to the rotor shaft bearing 15. Close to the rotor shaft bearing 16, which is at a greater distance from the fan wheel 14, a main part 27 of the motor housing 7 opens out Cooling air inlets 28 are provided.

Bei laufendem Rotor 9 beschleunigen die Schaufeln 23 des Lüfterrades 14 Kühlluft in Richtung der Kühlluftauslässe 25, derart, With the rotor 9 running, the blades 23 of the fan wheel 14 accelerate cooling air in the direction of the cooling air outlets 25,

dass diese Kühlluft schliesslich aus den Kühlluftauslässen 25 austritt. Dadurch strömt frische Kühlluft durch die Kühllufteinlässe 28 in den Motor und in Richtung der Schaufeln 23. Zusätzlich strömt durch die in der Radscheibe 20 befindlichen Durchlässe 26 und 5 durch die Kühlkanäle 19 frische Kühlluft, die das zwischen den Kühlkanälen 19 befindliche Rotorwellenlager 15 wirksam vor unerwünschter Erhitzung schützt. Es werden also ein erster Kühlluftstrom durch den Motor 5 zum Lüfterrad 14 und ein zweiter schwächerer Kühlluftstrom erzeugt, wobei der letztere lediglich zur io Kühlung des Rotorwellenlagers 15 dient und dem zuerst genannten Strom entgegengerichtet ist. that this cooling air finally emerges from the cooling air outlets 25. As a result, fresh cooling air flows through the cooling air inlets 28 into the motor and in the direction of the blades 23. In addition, fresh cooling air flows through the passages 26 and 5 in the wheel disk 20 through the cooling channels 19, which effectively prevents the rotor shaft bearing 15 located between the cooling channels 19 from becoming undesirable Heating protects. A first cooling air flow is thus generated by the motor 5 to the fan wheel 14 and a second weaker cooling air flow, the latter only serving to cool the rotor shaft bearing 15 and is opposite to the current mentioned first.

Das zweite Ausführungsbeispiel weist ein Lüfterrad 14a auf, dessen Radscheibe 20a dicht ist und auf der zu dem Tragkörper 17 hin gerichteten Seite 21a zusätzliche, kleiner ausgebildete Schaufeln 15 29 trägt. Diese Schaufeln 29 erzeugen unabhängig von den ersten Schaufeln 23 einen Kühlluftstrom, der nur zur Kühlung des Rotorwellenlagers 15 bestimmt ist. Die Anordnung der zusätzlichen Schaufeln 29 anstelle von Durchlässen 26 in der Radscheibe 20 hat den Vorteil, dass die Spritzform für das Lüfterrad 14a billiger her-20 stellbar ist und das Lüfterrad aus dieser Spritzform leichter zu entnehmen ist. The second exemplary embodiment has a fan wheel 14a, the wheel disk 20a of which is tight and carries additional, smaller blades 15 29 on the side 21a facing the support body 17. Independently of the first blades 23, these blades 29 generate a cooling air flow which is only intended for cooling the rotor shaft bearing 15. The arrangement of the additional blades 29 instead of passages 26 in the wheel disk 20 has the advantage that the injection mold for the fan wheel 14a can be produced more cheaply and the fan wheel can be removed more easily from this injection mold.

Beim dritten Ausfiihrungsbeispiel hat das Lüfterrad I4b anstelle der Schaufeln 29 des zweiten Ausführungsbeispiels eine in die Radscheibe 20b eingearbeitete Nut 30. Ergänzend wird darauf hingewie-25 sen, dass neben der Nut 30 zusätzliche Nuten angeordnet sein können. Die Nut 30 bzw. die Nuten sind vorzugsweise nach Art einer Spirale verlaufend angeordnet. Da vergleichsweise geringe Frischluftmengen zur Kühlung des Rotorwellenlagers 15 genügen, kann es ausreichen, wenn die zum Rotorwellenlager 15 gekehrte 30 Seite der Radscheibe rauh ausgebildet ist. In the third exemplary embodiment, the fan wheel 14b has a groove 30 machined into the wheel disk 20b instead of the blades 29 of the second exemplary embodiment. In addition, it is pointed out that additional grooves 30 can be arranged next to the groove. The groove 30 or the grooves are preferably arranged in the manner of a spiral. Since comparatively small amounts of fresh air are sufficient to cool the rotor shaft bearing 15, it may be sufficient if the 30 side of the wheel disk facing the rotor shaft bearing 15 is rough.

R R

4 Blätter Zeichnungen 4 sheets of drawings

Claims

647448

1.Electrically powered hand tool with a motor which has a motor housing with cooling air inlets and cooling air outlets, a field magnet arranged in the motor housing, a rotor shaft with a rotor rotating within the field magnet and with a fan wheel and at least one rotor shaft bearing with cooling channels, characterized in that the fan wheel (14, 14 a, 14 b) sucks two cooling air flows which run essentially parallel to the rotor shaft (10), but run in opposite directions, one of which runs through the cooling channels (19) in the rotor shaft bearing (15, 17).

2. Hand tool with motor according to claim 1, characterized in that the fan wheel (14) consisting of a wheel disc (20) with blades (23) attached to one side has passages (26) which the bladed and non-bladed side (21 or 22 ) connect the wheel disc (20) with each other.

2nd

PATENT CLAIMS

3. Hand tool with motor according to claim 1, characterized in that the fan wheel (14a) has a wheel disk (20a) provided on both sides with blades (23, 29).

4. Hand tool with motor according to claim 1, characterized in that the wheel disc (20a) of the fan wheel is provided on the side facing the closest rotor shaft bearing (15) with at least one groove (30).

5. Hand tool with motor according to claim 4, characterized in that the groove (30) is arranged in the manner of a spiral.

6. Hand tool with motor according to claim 1, characterized in that the wheel disc (20a) of the fan wheel is rough on the side facing the closest rotor shaft bearing (15).

State of the art