DE102007038555A1

DE102007038555A1 - Elektrohandwerkzeuggerät

Info

Publication number: DE102007038555A1
Application number: DE102007038555A
Authority: DE
Inventors: Stefan Schmid; Holger Cecchin
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 2007-08-16
Filing date: 2007-08-16
Publication date: 2009-02-19
Also published as: EP2025476B1; DE502008001626D1; EP2025476A1; US20090044961A1

Abstract

Ein Elektrohandwerkzeuggerät (11) weist ein Außengehäuse (12) auf, in dem ein Motor (16), ein Getriebe (17), ein Schlagwerk (18) und eine Steuerungselektronik (19) sowie ein geschlossener Kühlkreislauf (21) für ein Kühlmedium zur Kühlung der vorgenannten Komponenten des Elektrohandwerkzeuggerätes (11) vorgesehen sind. Im Kühlkreislauf (21) ist zur Kühlung des Kühlmediums ein fest mit dem Elektrohandwerkzeuggerät (11) verbundener Wärmetauscher (26) vorgesehen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektrohandwerkzeuggerät mit einem Aussengehäuse, in dem ein Motor, ein Getriebe, ein Schlagwerk und eine Steuerungselektronik sowie ein geschlossener Kühlkreislauf für ein Kühlmedium zur Kühlung der vorgenannten Komponenten des Elektrohandwerkzeuggerätes vorgesehen ist.
Bei Elektrohandwerkzeuggeräten mit Schlagwerk, wie Bohr-, Kombi- oder Meisselhämmer, wird die vom Motor gelieferte mechanische Energie über das Getriebe und das Schlagwerk in eine Dreh- und/oder Schlagbewegung für das in dem Elektrohandwerkzeuggerät angeordnete Werkzeug umgewandelt.
Um die dabei entstehende Wärme abzuführen, sind durchzugsbelüftete Elektrohandwerkzeuggeräte bekannt, bei denen über einen Lüfter Kühlluft von aussen durch das Elektrohandwerkzeuggerät getrieben wird. Nachteilig an der bekannten Lösung ist, dass diese Elektrohandwerkzeuggeräte keinen oder nur mit grossem konstruktiven Aufwand einen Schutz der Schutzart „IPX4" oder „IPX5" hinsichtlich Feuchtigkeit bieten. Unter Schutzart wird in diesem Zusammenhang der Schutzstandard verstanden, wie er in den entsprechenden Normen dargelegt ist. IP steht gemäss DIN (Deutsche Industrienorm) für „International Protection" oder im englischen Sprachraum für „ingress Protection" (= Eindringschutz). Die Schutzart gibt die Eignung eines Gerätes für verschiedene Umgebungsbedingungen an.
Aus der DE 100 37 418 A1 ist ein Elektrohandwerkzeuggerät mit einem Aussengehäuse bekannt, in dem ein Motor, ein Getriebe, ein Schlagwerk und eine Steuerungselektronik sowie ein geschlossener Kühlkreislauf für ein flüssiges Kühlmedium zur Kühlung der vorgenannten Komponenten des Elektrohandwerkzeuggerätes vorgesehen sind. Durch den geschlossenen Kühlkreislauf kann das Elektrohandwerkzeuggerät vollständig nach aussen abgedichtet werden und weist daher ohne besonderen Aufwand eine Schutzart von IPX4 und mehr auf.
Nachteilig an der bekannten Lösung ist, dass das Kühlmedium im längeren Betrieb die aufgenommene Wärme nicht ausreichend an die Umgebung abgeben kann und sich daher aufheizt. Bis zum Erreichen eines ausreichend tiefen Temperaturniveaus des Kühlmediums muss der Einsatz des bekannten Elektrohandwerkzeuggerätes ausgesetzt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Elektrohandwerkzeuggerät mit einem geschlossenen Kühlkreislauf zur Kühlung der Komponenten zu schaffen, wobei das Elektrohandwerkzeuggerät eine Schutzart von IPX4 und höher aufweist und einen Dauerbetrieb des Elektrohandwerkzeuggerätes über einen längeren Zeitraum ermöglicht.
Die Aufgabe ist durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen dargelegt.
Gemäss der Erfindung ist im Kühlkreislauf zur Kühlung des Kühlmediums ein fest mit dem Elektrohandwerkzeuggerät verbundener Wärmetauscher vorgesehen.
Aufgrund des im Kühlkreislauf angeordneten Wärmetauschers wird dem erwärmten Kühlmedium fortlaufend die von den Komponenten des Elektrohandwerkzeuggerätes aufgenommene Wärme entzogen und ein ausreichend tiefes Temperaturniveau des Kühlmediums zur Kühlung der Komponenten des Elektrohandwerkzeuggerätes gewährleistet. Das Kühlmedium ist vorteilhaft flüssig und umfasst beispielsweise Wasser. Das Elektrohandwerkzeuggerät kann wesentlich länger im Dauerbetrieb betrieben werden, als es mit zumindest teilweise schlagenden Elektrohandwerkzeuggeräten der bekannten Art möglich ist.
Unter einem Wärmetauscher wird in diesem Zusammenhang eine Einrichtung verstanden, welche die Oberfläche zwischen dem Kühlmedium, z. B. einem flüssigen Kühlmedium wie Wasser, und einem anderen Medium, z. B. ein gasförmiges Medium wie Luft, vergrössert. Vorteilhaft ist der Wärmetauscher aus einem Material gefertigt, das eine gute Wärmeleitung und grosse Oberfläche aufweist. Der Wärmetauscher weist beispielsweise Röhren oder Hohlplatten aus Metall auf, welche auf einem begrenzten Raum hin- und hergeführt sind und von dem Kühlmedium durchströmt werden. Damit steht eine grössere Oberfläche zur Übertragung von Wärme vom Kühlmedium auf das andere Medium zur Verfügung, als bei einer reinen Leitungsführung, wie sie beispielsweise aus der DE 100 37 418 A1 bekannt ist. Derartige Wärmetauscher werden auch als Wärmeübertrager bezeichnet. Der Wärmeaustausch erfolgt vorteilhaft durch freie Konvektion. Alternativ erfolgt der Wärmeaustausch durch eine erzwungene Konvektion, beispielsweise mittels eines an dem Wärmetauscher angeordneten Lüfters.
Aufgrund des im Aussengehäuse angeordneten geschlossenen Kühlkreislaufs und dem fest mit dem Elektrohandwerkzeuggerät verbundenen Wärmetauscher ist bei Gewährleistung einer ausreichenden Kühlung der Komponenten eine vollständige Kapselung der Komponenten des Elektrohandwerkzeuggerätes ermöglicht. Die Anforderungen für eine Schutzart von IPX4 und höher sind bei einer einfachen konstruktiven Ausgestaltung des Elektrohandwerkzeuggerätes erfüllbar. Der Anwender kann das Elektrohandwerkzeuggerät auch bei Regen im Freien oder unter feuchten Umgebungsbedingungen nutzen. Zudem ist das Elektrowerkzeuggerät vielseitig und ohne Behinderung durch von diesem abragende Elemente einsetzbar, da bei Gewährleistung einer ausreichenden Kühlung der Komponenten des Elektrohandwerkzeuggerätes kein externes Kühlaggregat oder ein externer Anschluss für das Kühlmedium mehr erforderlich ist.
Vorzugsweise ist der Wärmetauscher im Kühlkreislauf der Steuerungselektronik vorgeschaltet, was eine vorteilhafte Kühlung der Steuerungselektronik gewährleistet, da das vom Wärmetauscher abgekühlte Kühlmedium noch nicht wieder von einer anderen, wärmeabgebenden Komponente des Elektrohandwerkzeuggerätes vorgängig aufgeheizt wurde. Dies gewährleistet einen hohen Schutz der elektronischen Bauteile vor einer Überhitzung auch bei einem Dauerbetrieb des Elektrohandwerkzeuggerätes.
Bevorzugt ist der Wärmetauscher für eine direkte Wärmeübertragung mit der Umgebungsluft am Aussengehäuse des Elektrohandwerkzeuggerätes angeordnet. Dies gewährleistet eine vorteilhafte Wärmeübertragung von dem Kühlmedium an die das Elektrohandwerkzeuggerät umgebende Luft und ermöglicht eine einfache Ausgestaltung des Elektrohandwerkzeuggerätes.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Wärmetauscher für eine verbesserte Wärmeübertragung aussenseitig an dem Aussengehäuse angeordnet. Die Leitungen des Kühlkreislaufs sind durch das Aussengehäuse geführt, wobei die Durchführung vorteilhaft abgedichtet wird.
Vorzugsweise ist eine druckerzeugende Pumpe für das Kühlmedium vorgesehen, wobei die Pumpe im Kühlkreislauf dem Wärmetauscher nachgeschaltet ist. Das Kühlmedium wird von der Pumpe permanent durch den Wärmetauscher gezogen und für eine ausreichende Kühlung der Komponenten des Elektrohandwerkzeuggerätes auf ein tiefes Niveau gebracht. Vorteilhaft ist die Pumpe zwischen der Steuerelektronik und dem Motor angeordnet und für ihren Antrieb mechanisch mit dem Motor gekoppelt.
Bevorzugt ist ein Bypass im Kühlkreislauf zur Umgehung des Wärmetauschers vorgesehen, der vorteilhaft temperaturgesteuert das Kühlmedium um den Wärmetauscher herumleitet.
Bei tiefen Umgebungstemperaturen lässt sich schnell eine optimale Betriebstemperatur des Elektrohandwerkzeuggerätes erreichen. Sobald die Betriebstemperatur erreicht ist, wird das Kühlmedium für eine ausreichende Kühlung der einzelnen Komponenten des Elektrohandwerkzeuggerätes wieder durch den Wärmetauscher geleitet. Vorteilhaft sind in Abhängigkeit der zur Anwendung kommenden Steuerung entsprechend ausgebildete Ventile an den Enden des Bypasses vorgesehen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine schematische Darstellung eines Elektrohandwerkzeuggerätes in Seitenansicht.
Das in der Figur dargestellte flüssigkeitsgekühlte Elektrohandwerkzeuggerät 11 weist ein Aussengehäuse 12 mit einem Handgriff 13 auf. Im Aussengehäuse 12 sind ein Motor 16, ein Getriebe 17, ein Schlagwerk 18 und eine Steuerungselektronik 19 angeordnet. Zur Kühlung der vorgenannten Komponenten des Elektrohandwerkzeuggerätes 11 ist weiter ein vollständig im Aussengehäuse 12 angeordneter, geschlossener Kühlkreislauf 21 mit einem Wärmetauscher 26 zur Kühlung des flüssigen Kühlmediums vorgesehen, wobei der Wärmetauscher 26 mit der Umgebung in Verbindung steht und dazu direkt an dem Aussengehäuse 12 angeordnet ist.
Der Wärmetauscher 26 ist im Kühlkreislauf 21 der Steuerungselektronik 19 vorgeschaltet. Für eine ausreichende Fliessgeschwindigkeit des Kühlmediums im Kühlkreislauf ist eine druckerzeugende Pumpe 31 vorgesehen, welche im Kühlkreislauf dem Wärmetauscher 26 nachgeschaltet ist.
Unter „vorgeschaltet" und „nachgeschaltet" wird in diesem Zusammenhang eine Anordnung vor beziehungsweise nach einer Komponente jeweils bezogen auf die Fliessrichtung des Kühlmediums verstanden. Die Fliessrichtung des Kühlmediums wird in dieser Darstellung durch die Pfeile 22 und 23 angedeutet.
Des Weiteren ist ein Bypass 24 im Kühlkreislauf 21 zur Umgehung des Wärmetauschers 26 vorgesehen, über den das Kühlmedium bis zum Erreichen der optimalen Betriebstemperatur des Elektrohandwerkzeuggerätes 11 um den Wärmetauscher 26 herum geleitet werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 10037418 A1 [0004, 0010]

Claims

Elektrohandwerkzeuggerät mit einem Aussengehäuse (12), in dem ein Motor (16), ein Getriebe (17), ein Schlagwerk (18) und eine Steuerungselektronik (19) sowie ein geschlossener Kühlkreislauf (21) für ein Kühlmedium zur Kühlung der vorgenannten Komponenten des Elektrohandwerkzeuggerätes (11) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass im Kühlkreislauf (21) zur Kühlung des Kühlmediums ein fest mit dem Elektrohandwerkzeuggerät (11) verbundener Wärmetauscher (26) vorgesehen ist.
Elektrohandwerkzeuggerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (26) im Kühlkreislauf (21) der Steuerungselektronik (19) vorgeschaltet ist.
Elektrohandwerkzeuggerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (26) am Aussengehäuse (12) angeordnet ist.
Elektrohandwerkzeuggerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine druckerzeugende Pumpe (31) für das Kühlmedium vorgesehen ist, wobei die Pumpe (31) im Kühlkreislauf dem Wärmetauscher (26) nachgeschaltet ist.
Elektrohandwerkzeuggerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bypass (24) im Kühlkreislauf (21) zur Umgehung des Wärmetauschers (26) vorgesehen ist.