CN102205535A - 手动操作的工作器械 - Google Patents

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Abstract

一种手动操作的工作器械具有由马达(21)驱动的至少一个工具。工作器械具有用于驱动该工具的蓄电池(6)以及引导管(3)。蓄电池(6)布置在引导管(3)的第一端(4)处而马达(21)和该工具布置在第二端(5)处。马达罩壳(12)的空气出口间隙(35)有利地构造成环状。至少一个导叶(38)突出到空气出口间隙(35)中。马达(21)弹性地支承在马达罩壳(12)中。

Description

手动操作的工作器械
技术领域
本发明涉及手动操作的工作器械，其包括由马达驱动的工具、用于驱动该工具的蓄电池以及引导管。
背景技术
对于这种手动操作的工作器械，例如自由切削器(Freischneider)、高位枝修剪器(Hochentaster)等等，使用蓄电池用于电马达的能量供应是已知的。对于已知的工作器械，使用简单的、机械整流的电刷马达(Buerstenmotor)。一种这样的工作器械在例如文件JP 06-062637A中公开。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种手动操作的工作器械，在其中，马达罩壳较不易受污染。
本发明的又一目的在于，提供具有坚固的结构的手动操作的工作器械。
这些目的通过具有权利要求1的特征的手动操作的工作器械和通过具有权利要求12的特征的手动操作的工作器械实现。
在操作中必须阻止污染物进入到马达罩壳中。同时，对于抽吸到马达罩壳中的冷却空气必须提供出口。对此设置成，在从动件与马达罩壳之间形成有环状的空气出口间隙，冷却空气通过空气出口间隙离开，并且设置有突出到环形间隙中的至少一个导叶。导叶由此减少空气出口间隙的自由横截面。有利地，导叶布置在从动件处。由于从动件的旋转，在邻近的导叶之间在周缘处可形成足够大的自由的分段，空气可通过这些分段离开。由于该旋转，异物通过邻近的导叶之间的分段进入到马达罩壳中是不可能的或者可能性仅仅很小，使得马达罩壳可保持基本免于污染物。通过空气出口间隙吹出的冷却空气将污染物颗粒吹离空气出口间隙而由此阻止污染物颗粒进入到马达罩壳中。
有利地设置有若干导叶。在此，导叶尤其大致径向对齐。如果空气出口间隙构造在从动件的横截面大致为U状的环形通道处，马达罩壳的罩壳棱边突出到空气出口间隙中，则形成有利的设计。由此，在罩壳棱边与环形通道之间形成带有若干转向部的迷宫式空气引导部，其进一步阻碍污染物侵入到马达罩壳中。导叶尤其布置在环形通道中。在此，罩壳棱边突出到导叶处附近。罩壳棱边与导叶之间的间隔有利地选取成使得在通常的操作中阻止罩壳棱边与导叶之间的接触。考虑到制造公差，罩壳棱边与导叶之间的间隔有利地选取得尽可能小。该间隔尤其为大约0.5mm至大约2mm。
在此，罩壳棱边可在马达轴的轴向方向上延伸到环形通道中。但也可设置成，环形通道在周向方向上位于罩壳棱边之外或之内，并且罩壳棱边径向于马达轴的纵向轴线向外或向内突出。也可设置成，罩壳棱边也在对于导叶的侧向方向上具有到环形通道仅仅很小的间隔，例如大约0.5mm至大约2mm的间隔。由此实现对污染物更好的密封。
有利地，工作器械具有承载旋转的工具(例如刀具或收割线(Maehfaden))的切削头(Schneidkopf)，其中，环形通道构造在与切削头抗扭地连接的盘处。由此形成简单的设计。盘有利地由塑料，尤其由玻璃纤维增强聚酰胺制成。盘和马达罩壳的材料有利地彼此协调，使得当罩壳棱边与马达罩壳接触时，能够不发生两个构件互相焊在一起的情况。
通过使用电子整流的、无刷的马达，用于马达的维护费用减少，这是因为不需要易于磨损的电刷。这种电子整流的马达以至少三相的旋转场进行操作。为了从由蓄电池提供的直流电中产生至少三相的旋转场，设置有控制部。为了使电磁辐射的放射保持尽可能少，设置成控制部布置在引导管的第二端处，即空间上直接邻近马达。由此，将控制部与马达相连接的导线(并且通过该导线提供三相的旋转场)很短，使得可保持电磁放射较少。从蓄电池到控制部的、通过引导管引导的导线输送脉冲的直流电。如果通过马达罩壳的适合的空气引导部和密封部能够尽可能保持马达罩壳免于污染物，则控制部布置在马达罩壳中是尤其可能的。
有利地，马达和控制部布置在马达罩壳中。为了实现控制部的良好冷却，设置成在马达罩壳中布置有使冷却空气从引导管转向到控制部的至少一个导流肋(Stroemungsleitrippen)。有利地，控制部在工作器械的通常的工作位置中布置在引导管的通入开口(Muendungsoeffnung)下方。通过该布置形成冷却空气流的有利的转向和涡流。同时，马达罩壳可构造得紧凑并且较低地构造在前面的区域(工具布置在该区域中)中。为了推动冷却空气，有利地设置有布置在马达罩壳中的、被旋转地驱动的风扇叶片，它们将冷却空气通过构造成空心的引导管抽吸到马达罩壳中。由通过引导管抽吸冷却空气确保，基本清洁的空气从引导管的第一端的区域中抽吸到马达罩壳中。
如果马达构造为外转子马达，则形成简单的结构，其中，在马达的转子处布置有用于推动冷却空气的至少一个风扇叶片。通过马达构造为外转子马达，可取消用于推动冷却空气的分离的风扇叶轮，使得所需要的构件的数目减少。也可设置成，分离的风扇叶轮抗扭地与转子相连接，例如形状配合地(formschluessig)安装在转子上。为了在操作中尽可能避免控制部的污染，设置成马达罩壳由壁划分成压力侧和抽吸侧，其中，风扇叶片布置在压力侧上而控制部布置在抽吸侧上。在此，抽吸侧有利地构造成明显大于压力侧，使得抽吸侧形成用于冷却空气的对流空间，而对流空间导致有效的冷却。
如果冷却空气通过在蓄电池与蓄电池罩壳之间的、形成在用于蓄电池的容纳开口处的间隙抽吸到引导管中，则实现简单的结构。由此可取消蓄电池罩壳中的附加的空气抽吸开口。有利地，在蓄电池罩壳处布置有用于引导工作器械的至少一个把手。如果工作器械具有尤其邻近蓄电池罩壳固定在引导管处的至少一个弓形把手，则能够进行符合人机工程学的操作。在此，弓形把手有利地构造成关于在纵向方向上划分引导管的镜像平面镜像对称，使得工作器械可由右手和左手以相同的方式进行操作。如果弓形把手在从引导管的第一端到第二端的方向上在工作器械的通常的工作位置中向下并且弯曲地伸延，则形成弓形把手的特别符合人机工程学的设计。在此，弓形把手的弯曲半径的中心有利地位于蓄电池罩壳上方并且位于弓形把手的面向蓄电池罩壳的侧面处。
对于已知的内转子马达，马达轴支承在它的端部的区域中。对于外转子马达，由于工具布置在马达轴的一端处，所以这是不可能的。马达轴仅仅可支承在它的上端处和支承在中间的区域中，由此在操作中在马达轴处产生很高的弯曲力矩。
为了阻止在操作中由于弯曲力矩马达轴的过度负载，设置成马达总体弹性地支承，使得马达在出现横向负载时能够偏移和摆动(Verkippen)并且不是全部的弯曲力矩被引入到马达轴中。这能够以简单的方式由此实现，即马达的固定凸缘插入马达罩壳的罩壳肋之间并且如此保持在马达罩壳中。罩壳肋尤其由塑料制成并且由此具有足够的固有弹性。在此，塑料优选地是基本形状稳定的塑料而不是弹性体。由此，在操作中可达到足够的强度。替代地也可设置成，马达通过具有限定的固有弹性的分离的构件(例如金属片)支撑在马达罩壳中。为了阻止马达轴的过度运动，设置成当负载横向于马达轴的纵向方向时从动件支撑在马达罩壳的罩壳棱边处。在此，罩壳棱边尤其限制形成在旋转的从动件与马达罩壳之间的、用于冷却空气的空气出口间隙。如果马达罩壳由塑料，尤其由ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)制成，则形成高稳定性。在此也可设置成，罩壳棱边与导叶之间的挡块形成在空气出口间隙处。
附图说明
以下根据附图描述本发明的实施示例。其中：
图1显示自由切削器的透视图，
图2显示图1中的自由切削器的剖面图，
图3显示从图2中的箭头III的方向看去的侧视图，
图4显示自由切削器的马达罩壳和切削头的部分剖开的透视图，
图5显示穿过自由切削器的马达罩壳和切削头的剖面图，
图6显示马达罩壳的空气出口间隙的放大的视图，
图7显示自由切削器的实施示例的示意性侧视图，
图8显示穿过自由切削器的转动关节的剖面图，
图9显示沿图7中的线IX-IX的剖面图。
附图标记清单
1     自由切削器
2     蓄电池罩壳
3     引导管
4     3的第一端
5     3的第二端
6     蓄电池
7     蓄电池锁止部
8     把手
9     加速杆(Gashebel)
10    加速杆锁
11    弓形把手(Buegelgriff)
12    马达罩壳
13    线收割头(Fadenmaehkopf)
14    收割线
15    操纵钮
16    保护盖
17    开关
18    连接导线
19    控制部
20    19处的冷却肋
21    马达
22    马达轴
23    定子
24    励磁线圈
25    电路板(Platine)
26    转子
27    26处的风扇叶片
28    固定凸缘
29    罩壳肋
30    13中的导流肋
31    控制导线
32    33与34之间的12中的壁
33    压力侧
34    抽吸侧
35    空气出口间隙
36    环形通道
37    11处的罩壳棱边
38    导叶
39    13处的盘
40    22的第一轴承
41    22的第二轴承
43    3的通入开口
44    用于6的容纳开口
45    44处的间隙
46    镜像平面
47    39处的挡块
48    转动关节
49    操纵杆
M     中心
F     横向力
50    48的摆动轴线
53    48中的通道
54    49处的凹口(Raste)
55    48处的止动槽(Rastvertiefung)
56    筒状分段
57    容纳部
58    53的侧壁
59    53的侧壁
具体实施方式
图1显示作为对于手动操作的工作器械的实施示例的自由切削器1。自由切削器1具有蓄电池罩壳2，在其中布置有在图2中显示的蓄电池6。蓄电池6通过在图1中显示的蓄电池锁止部7保持在蓄电池罩壳2中。如图1所示，在蓄电池罩壳2处构造有把手8，在把手8处布置有用于操作工作机械的加速杆9和加速杆锁10。蓄电池罩壳2通过空心的引导管3与马达罩壳12相连接。在此，蓄电池罩壳2布置在引导管3的第一端4处而马达罩壳12布置在引导管3的第二端5处。在马达罩壳12处布置有被旋转地驱动的线收割头13。线收割头13具有用作切削工具的两个收割线14。为了调节收割线14在线收割头13的下侧处布置有操纵钮15。邻近蓄电池罩壳2在引导管3处布置有弓形把手11。
如图2中的剖面图所示，蓄电池6布置在形成在蓄电池罩壳2中的容纳开口44中。在马达罩壳12中布置有驱动线收割头13的马达21。马达21具有马达轴22。马达21构造为电子整流的、无刷的马达。马达21是外转子马达。为了操作马达21设置有控制部19，其将由蓄电池6提供的直流电转换成至少三相的旋转场。控制部19邻近马达21布置在马达罩壳12中。在马达罩壳12处固定有保护盖16。如图2所示，加速杆9作用于开关17。蓄电池6通过连接导线18与控制部19相连接，连接导线18通过引导管3引导并且来自蓄电池6的直流电通过连接导线18传输。
图3显示尤其构造为蓄电池组的蓄电池6在容纳开口44中的布置。如图3所示，在蓄电池6与容纳开口44之间构造有环绕的间隙45，冷却空气通过间隙45抽吸到蓄电池罩壳2中并且从此处通过引导管3抽吸到马达罩壳12中。还如图3所示，弓形把手11关于在纵向方向上划分引导管3的镜像平面46对称。如图2所示，弓形把手11从把手8向上、朝向马达罩壳12弯曲地伸延。在垂直于镜像平面46的观察方向上，弓形把手11的弯曲半径的中心M位于引导管3上方或者蓄电池罩壳2的前面的区域上方、弓形把手11的面向蓄电池罩壳2的侧面处。
图4详细显示马达罩壳12的结构。引导管3利用通入开口43通到马达罩壳12中。导流肋30邻近通入开口43一体地形成(anformen)在马达罩壳12处，导流肋30使从引导管3离开进入到马达罩壳12中的冷却空气转向下。在图4中所显示的自由切削器1的通常的工作位中，控制部19布置在通入开口43下方。在控制部19处构造有许多冷却肋20，其有利地是金属的，以便能够有良好的散热。控制部19布置在马达罩壳12的底部处在马达21旁边。马达罩壳12由壁32划分成压力侧33和抽吸侧34。壁32构造为马达罩壳12中的肋并且形成在在马达罩壳12处。抽吸侧34的体积明显大于压力侧33的体积。引导管3通到抽吸侧34上。在抽吸侧34上除了控制部19之外还布置有马达21的电路板25。电路板25通过图4中示意性显示的控制导线31与控制部19相连接。马达21具有同样布置在抽吸侧34上的固定凸缘28。固定凸缘28插入马达罩壳12的彼此平行伸延的、邻近的罩壳肋29之间并且保持在它们之间。固定凸缘28不拧紧在马达罩壳12处。马达罩壳12由塑料尤其由ABS制成。由此，罩壳肋29略微有弹性。马达21的弹性支承形成。固定凸缘28在马达轴22的轴向方向上和在周向方向上支撑在罩壳肋29之间。
马达21构造为外转子马达。马达21具有转子26，其布置在压力侧33上并且承载从蓄电池罩壳2中抽吸冷却空气的风扇叶片27。
马达罩壳12具有罩壳棱边37，其限制对于转子26和与转子26抗扭地连接的构件的穿透开口(Durchtrittsoeffnung)。在转子26与线收割头13之间布置有盘39，其同样与转子26和线收割头13抗扭地连接。盘39由塑料尤其由玻璃纤维增强聚酰胺制成。盘39形成也在图6中放大显示的环形通道36。在环形通道36中布置有许多导叶38，它们在周向方向上布置成彼此隔开并且各自径向对齐。罩壳棱边37在马达轴22的轴向方向上延伸并且突出到导叶38的上边缘处附近。在导叶38与罩壳棱边37之间形成间隔，其显示在图6中并且有利地选取得尽可能小。间隔a选取成使得考虑到制造公差在通常操作中罩壳棱边37与导叶38之间不存在接触。间隔a有利地为大约0.5mm至大约2mm。由于离开的冷却空气在环形通道36中的转向，形成空气出口间隙35的迷宫式密封部。
如图4所示，压力侧33大致包括包围转子26的空间。
图5单独显示马达21的结构以及它的支承。马达轴22利用第一轴承40支承在固定凸缘28的区域中。在定子23的内部的马达轴22的中心区域中布置有第二轴承41。由此，马达轴22仅仅支承在它的上部区域中。马达21的定子23包括产生磁场的至少一个励磁线圈24。转子26径向地在定子23外部具有磁体，由至少一个励磁线圈24产生的磁场作用在磁体上并且因此使转子26旋转。马达轴22在操作中与转子26一起旋转并且与收割头13抗扭地连接。
由于马达21弹性地支承在罩壳肋29之间，马达在横向力F的作用下可能在线收割头13处摆动。为了限制这种摆动运动，在盘39处设置有挡块47，其与罩壳棱边37(图4和6)共同起作用并且因此限制马达21的和收割头13的摆动运动。马达轴22可以摆动的角度有利地是从大约1°至大约5°。
还为了改善在空气出口间隙35处的迷宫式密封部，可设置成在罩壳棱边37与环形通道36之间在径向方向上的间隔也选取得很小，例如对应于间隔a。由此，可限制马达的可能的摆动运动。也可设置成，环形通道36径向向外或者径向向内打开并且罩壳棱边37径向向内或径向向外延伸。在这种情况下可设置成，罩壳棱边37与导叶38形成对于马达21的摆动运动的挡块。
电子整流的、无刷的马达的控制部直接邻近马达在引导管3的第二端5处的布置、马达21在罩壳肋29之间的弹性支承以及带有导叶38的空气出口间隙的设计显示彼此独立的、自主的创造性构思，而它们有利地互相补充。
图7显示自由切削器的实施示例。对于图7中显示的自由切削器1，马达罩壳12通过转动关节48支承在引导管3的第二端5处。转动关节48具有操纵杆49，利用操纵杆49可松开转动关节48的止动位置或者可使引导管3和马达罩壳12的位置彼此固定。在此，马达罩壳12围绕摆动轴线50可旋转地支承在引导管3处。图7至图9中相同的附图标记与前面的图中一样指示对应的元件。
图8和9详细显示转动关节48的设计。转动关节48具有可旋转地支承在马达罩壳12的容纳部57中的筒状分段56。容纳部57环绕式接合多于筒状分段56的周缘的一半。如图8所示，在筒状分段56中构造有由两个彼此成角度伸延的侧壁58和59所限制的通道53。壁58和59彼此布置成使得在引导管3的每个可能的位置中形成通道53的相同的最小高度b。转动关节48由此显示对于通过引导管3流到马达罩壳12中的空气的节流位置，该节流位置总是同样大小而与转动关节48的位置无关。
如图8所示，在操纵杆49处构造有凹口54。筒状分段56具有若干止动槽55，凹口54卡入在其中并且因此可确定引导管三相对于马达罩壳12的位置。有利地，供应马达21以能量的连接导线18也通过通道53和引导管3引导。空气通过蓄电池罩壳2、引导管3以及转动关节48的通道53抽吸到马达罩壳12中。

Claims (16)

1.一种手动操作的工作器械，其带有由马达(21)驱动的至少一个工具，其中，所述工作器械具有用于驱动所述工具的蓄电池(6)以及引导管(3)，所述蓄电池(6)布置在所述引导管(3)的第一端(4)处而马达罩壳(12)和所述工具布置在第二端(5)处，在所述马达罩壳(12)处布置有旋转的从动件，其承载所述工具并且由所述马达(21)旋转地驱动，冷却空气通过所述引导管(3)抽吸到所述马达罩壳(12)中，
其特征在于，在所述从动件与所述马达罩壳(12)之间形成有环状的空气出口间隙(35)，所述冷却空气通过所述空气出口间隙(35)离开，并且，设置有突出到环形间隙(35)中的至少一个导叶(38)。
2.根据权利要求1所述的工作器械，其特征在于，所述导叶(38)布置在所述从动件处。
3.根据权利要求1所述的工作器械，其特征在于，设置有尤其是大致径向对齐的多个导叶(38)。
4.根据权利要求1所述的工作器械，其特征在于，所述空气出口间隙(35)构造在所述从动件的横截面大致为U状的环形通道(36)处，所述马达罩壳(12)的罩壳棱边(37)突出到所述空气出口间隙(35)中。
5.根据权利要求4所述的工作器械，其特征在于，所述导叶(38)布置在所述环形通道(36)中，而所述罩壳棱边(37)与所述导叶(38)之间的间隔(a)为大约0.5mm至大约2mm。
6.根据权利要求4所述的工作器械，其特征在于，所述工作器械具有承载旋转的工具的切削头，其中，所述环形通道(36)构造在与所述切削头抗扭地连接的盘(39)处。
7.根据权利要求1所述的工作器械，其特征在于，所述马达(21)是电子整流的、无刷的马达并且具有控制部(19)，其中，所述马达(21)和所述控制部(19)布置在所述马达罩壳(12)中。
8.根据权利要求7所述的工作器械，其特征在于，所述工作器械具有被旋转地驱动的风扇叶片(27)，其布置在所述马达罩壳(12)中并且将所述冷却空气通过构造成空心的所述引导管(3)抽吸到所述马达罩壳(12)中。
9.根据权利要求8所述的工作器械，其特征在于，所述马达(19)构造为外转子马达，其中，在所述马达(19)的转子(26)处布置有用于推动所述冷却空气的至少一个风扇叶片(27)。
10.根据权利要求8所述的工作器械，其特征在于，所述马达罩壳(12)由壁(32)划分成压力侧(33)和抽吸侧(34)，其中，所述风扇叶片(27)布置在所述压力侧(33)上而所述控制部(19)布置在所述抽吸侧(34)上。
11.根据权利要求7所述的工作器械，其特征在于，所述工作器械在所述引导管(3)的第一端(4)处具有带用于所述蓄电池(6)的容纳开口(44)的蓄电池罩壳(2)，其中，所述冷却空气通过在蓄电池(6)与蓄电池罩壳(2)之间的、形成在所述容纳开口(44)处的间隙(45)抽吸到所述引导管(3)中。
12.一种手动操作的工作器械，其带有由马达(21)驱动的至少一个工具，其中，所述工作器械具有用于驱动所述工具的蓄电池(6)以及引导管(3)，所述蓄电池(6)布置在所述引导管(3)的第一端(4)处并且所述马达(21)和所述工具布置在所述引导管(3)的第二端(5)处，所述马达(21)布置在马达罩壳(12)中，
其特征在于，所述马达(21)如此弹性地支承，使得当在所述工具处引入横向力(F)时所述马达(21)能够在所述马达罩壳(12)中摆动。
13.根据权利要求12所述的工作器械，其特征在于，所述马达(21)具有固定凸缘(28)，其插入所述马达罩壳(12)的罩壳肋(29)之间并且如此保持在所述马达罩壳(12)中。
14.根据权利要求12所述的工作器械，其特征在于，所述马达(21)具有利用第一轴承(40)和第二轴承(41)支承的马达轴(22)，其中，所述第一轴承(40)布置在它的背向所述工具的端部处而所述第二轴承(41)布置在它的中间区域中。
15.根据权利要求14所述的工作器械，其特征在于，当负载横向于所述马达轴(22)的纵向方向时，从动件支撑在所述马达罩壳(12)的罩壳棱边(37)处。
16.根据权利要求15所述的工作器械，其特征在于，所述罩壳棱边(37)限制形成在所述马达罩壳(12)与旋转的所述从动件之间的、用于所述冷却空气的空气出口间隙(35)。
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