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Stand der Technik
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Es ist bereits eine Handwerkzeugmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 vorgeschlagen worden.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Erfindung geht aus von einer Handwerkzeugmaschine, insbesondere Winkelschleifer, mit einer Antriebseinheit, mit einer Elektronikeinheit, mit einer zumindest teilweise metallischen Funktionseinheit und mit einer Kühlvorrichtung, die zumindest teilweise zu einer Kühlung der Antriebseinheit und/oder der Elektronikeinheit vorgesehen ist.
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Es wird vorgeschlagen, dass die Kühlvorrichtung zumindest eine Kopplungseinheit umfasst, die zumindest teilweise zu einer thermischen Kopplung der Antriebseinheit und/oder der Elektronikeinheit mit der Funktionseinheit vorgesehen ist. Unter einer „Antriebseinheit“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Einheit verstanden werden, die in einem Betriebszustand zumindest teilweise zu einem Antrieb eines mit der Handwerkzeugmaschine gekoppelten Einsatzwerkzeugs vorgesehen ist. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell ausgestaltet, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Die Antriebseinheit umfasst vorzugsweise zumindest einen Elektromotor. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Antriebseinheit zumindest teilweise pneumatisch und/oder auf eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Weise antreibbar ausgebildet ist. Unter einer „Elektronikeinheit“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Einheit verstanden werden, die zumindest in einem Betriebszustand der Handwerkzeugmaschine zumindest teilweise zu einer Steuerung und/oder zu einer Regelung, insbesondere der Antriebseinheit der Handwerkzeugmaschine, vorgesehen ist. Vorzugsweise umfasst die Elektronikeinheit zumindest eine Motorsteuerung der Antriebseinheit. Die Elektronikeinheit weist vorzugsweise Elektronikkomponenten wie insbesondere zumindest einen Transistor, zumindest einen Kondensator, zumindest einen Prozessor, besonders bevorzugt zumindest einen Feldeffekttransistor (MOSFET) und/oder zumindest einen Bipolartransistor, insbesondere mit isolierter Gate-Elektrode, (IGBT) auf.
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Unter einer „metallischen Funktionseinheit“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Einheit verstanden werden, die zumindest teilweise dazu vorgesehen ist, eine für einen Betrieb der Handwerkzeugmaschine unterstützende und/oder notwendige Funktion und/oder zumindest eine für einen Betriebszustand zumindest teilweise wesentliche Handwerkzeugmaschinenfunktion zur Verfügung zu stellen und die zumindest teilweise, vorzugsweise zumindest zu einem Großteil und besonders bevorzugt zumindest nahezu vollständig aus zumindest einem Metall und/oder einer Metalllegierung gebildet ist.
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Unter einer „Kühlung“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine zumindest teilweise Abführung thermischer, insbesondere in einem Betriebszustand der Handwerkzeugmaschine entstehender und/oder abgegebener Energie, insbesondere von zumindest einer wärmekritischen Komponente der Handwerkzeugmaschine, verstanden werden. Unter einer „wärmekritischen Komponente“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Element, eine Einheit und/oder ein Bereich der Handwerkzeugmaschine verstanden werden, deren Betrieb und/oder deren Funktion durch die insbesondere in einem Betriebszustand der Handwerkzeugmaschine entstehende thermische Energie negativ beeinflusst und/oder durch die insbesondere in einem Betriebszustand der Handwerkzeugmaschine entstehende thermische Energie zumindest teilweise zerstört werden kann/können. In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst insbesondere die Antriebseinheit und/oder die Elektronikeinheit die zumindest eine wärmekritische Komponente der Handwerkzeugmaschine. Die Kühleinheit kann, alternativ oder zusätzlich, zumindest teilweise auch zu einer Kühlung einer anderen, einem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Einheit und/oder eines anderen, einem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Elements und/oder Bereichs der Handwerkzeugmaschine, wie insbesondere eines Griffbereichs, vorgesehen sein.
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Unter einer „thermischen Kopplung“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Verbindung zwischen zumindest zwei Komponenten der Handwerkzeugmaschine verstanden werden, die zumindest teilweise zu einem Transport von thermischer Energie zwischen den zumindest zwei Komponenten vorgesehen ist, und/oder die zu einem Ausgleich einer Temperaturdifferenz zwischen den zumindest zwei Komponenten vorgesehen ist, und/oder die zumindest teilweise als eine Körperwärmeleitung ausgebildet ist. Die Kopplungseinheit weist vorzugsweise zumindest teilweise eine Wärmeleitfähigkeit auf, die insbesondere zumindest 0,3 W/m·K, vorzugsweise zumindest 30 W/m·K, besonders vorzugsweise zumindest 50 W/m·K, bevorzugt zumindest 80 W/m·K und besonders bevorzugt zumindest 100 W/m·K beträgt.
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Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann auf bevorzugt einfache Weise eine vorteilhafte Verteilung von thermischer Energie, eine bevorzugt gute Kühlung und somit insbesondere eine vorteilhaft hohe Leistungsdichte der Handwerkzeugmaschine erreicht werden.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die Kopplungseinheit zumindest ein Wärmeleitelement umfasst, das zumindest teilweise zu einem wesentlichen Transport thermischer Energie vorgesehen ist. Unter einem „wesentlichen Transport“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass zumindest ein Teil der Energie insbesondere als thermische Energie und/oder in einer abweichenden Energieform, zumindest im Wesentlichen verlustfrei entlang einer Strecke von insbesondere zumindest 1 cm, vorzugsweise von zumindest 2 cm und besonders bevorzugt von zumindest 5 cm geleitet wird. Unter „zumindest im Wesentlichen verlustfrei“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass zumindest 60 %, vorzugsweise zumindest 70 %, bevorzugt zumindest 80 % und besonders bevorzugt zumindest 90 % der transportierten Energie an einem Ende des Transports, insbesondere an die Kühlvorrichtung und/oder die Funktionseinheit abgegeben wird. Dadurch kann eine bevorzugt flexible und vorteilhaft ergonomische und kompakte Anordnung der Funktionseinheit und/oder der Elektronikeinheit und/oder der Antriebseinheit erreicht werden.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das zumindest eine Wärmeleitelement zu einem Transport der thermischen Energie zwischen der Antriebseinheit und der Funktionseinheit und/oder zwischen der Elektronikeinheit und der Funktionseinheit vorgesehen ist. Das zumindest eine Wärmeleitelement ist vorzugsweise zu einem wesentlichen Transport der thermischen Energie zwischen der Antriebseinheit und der Funktionseinheit und/oder zwischen der Elektronikeinheit und der Funktionseinheit vorgesehen. Dadurch kann eine vorteilhafte Verteilung von thermischer Energie erreicht werden.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass das zumindest eine Wärmeleitelement zumindest teilweise von einer Heat Pipe gebildet ist. Unter einer „Heat Pipe“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Element verstanden werden, das zumindest einen zumindest im Wesentlichen geschlossen ausgebildeten Kühlmittelkreislauf umfasst, wobei das Kühlmittel zumindest teilweise dazu vorgesehen ist, thermische Energie insbesondere durch einen Phasenübergang und/oder durch eine Aggregatszustandsänderung aufzunehmen und vorzugsweise die Energie insbesondere selbsttätig, besonders bevorzugt durch eine Kapillarwirkung, entlang einer Haupterstreckungsrichtung der Heat Pipe zu transportieren. Dadurch kann eine vorteilhaft hohe Wärmestromdichte und somit eine bevorzugt kompakte Ausgestaltung der Kopplungseinheit erreicht werden.
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Zudem wird vorgeschlagen, dass das zumindest eine Wärmeleitelement zu einem Transport der thermischen Energie zwischen der Antriebseinheit und der Kühlvorrichtung und/oder zwischen der Elektronikeinheit und der Kühlvorrichtung vorgesehen ist. Das zumindest eine Wärmeleitelement ist vorzugsweise zu einem wesentlichen Transport der thermischen Energie zwischen der Antriebseinheit und der Kühlvorrichtung und/oder zwischen der Elektronikeinheit und der Kühlvorrichtung vorgesehen. Dadurch kann eine vorteilhafte Verteilung von thermischer Energie und somit eine bevorzugt gute Kühlung der Handwerkzeugmaschine erreicht werden.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die Handwerkzeugmaschine zumindest ein Getriebegehäuse und/oder Handwerkzeugmaschinengehäuse aufweist, wobei die Funktionseinheit das Getriebegehäuse und/oder das Handwerkzeugmaschinengehäuse zumindest teilweise umfasst. Vorzugsweise ist die Kühlvorrichtung zumindest teilweise einstückig mit der Funktionseinheit ausgebildet. Unter „zumindest teilweise einstückig ausgebildet“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere zumindest stoffschlüssig verbunden verstanden werden, beispielsweise durch einen Schweißprozess, einen Klebeprozess, einen Anspritzprozess und/oder einen anderen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Prozess, und/oder vorteilhaft in einem Stück geformt verstanden werden, wie beispielsweise durch eine Herstellung aus einem Guss und/oder durch eine Herstellung in einem Ein- oder Mehrkomponentenspritzverfahren und vorteilhaft aus einem einzelnen Rohling, und/oder dass die Einheiten zumindest ein, insbesondere zumindest zwei, vorteilhaft zumindest drei gemeinsame Elemente aufweisen, die zumindest teilweise ein Bestandteil, insbesondere zumindest teilweise ein funktionell wichtiger Bestandteil, beider Einheiten sind. Dadurch kann eine vorteilhaft einfache, bauteilsparende und kompakte Ausgestaltung der Kühlvorrichtung erreicht werden.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die Kühlvorrichtung zumindest teilweise zu einer passiven Kühlung vorgesehen ist. Unter einer „passiven Kühlung“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine zumindest teilweise, vorzugsweise zumindest nahezu vollständig, ungezwungene Kühlung, insbesondere eine vorzugsweise ungezwungene und/oder freie Konvektionskühlung, verstanden werden. Dadurch kann eine vorteilhaft einfache Ausgestaltung der Kühleinheit erreicht werden.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die Antriebseinheit zumindest einen EC-Motor umfasst. Unter einem „EC-Motor“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein bürstenloser, elektrisch kommutierter Motor verstanden werden. Dadurch kann eine bevorzugt leistungsstarke, vorteilhaft kompakte und kostengünstige Ausgestaltung der Antriebseinheit der Handwerkzeugmaschine erreicht werden.
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Die erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschine soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschine zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.
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Zeichnung
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Es zeigen:
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1 eine erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschine in einer perspektivischen Seitenansicht und
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2 die erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschine in einer schematischen Darstellung.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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In 1 ist eine Handwerkzeugmaschine dargestellt. Die Handwerkzeugmaschine ist von einem Winkelschleifer gebildet. Es sind jedoch auch andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Ausgestaltungen der Handwerkzeugmaschine wie beispielsweise als Bohrmaschine, Bohrhammer, Oszillationshandwerkzeugmaschine oder Schwingschleifer denkbar. Die Handwerkzeugmaschine umfasst ein Handwerkzeugmaschinengehäuse 24. Das Handwerkzeugmaschinengehäuse 24 ist aus einem Kunststoff gebildet. Das Handwerkzeugmaschinengehäuse 24 bildet einen Haupthandgriff 26, der dazu vorgesehen ist, von einer Bedienerhand eines Bedieners umfasst zu werden. In Haupterstreckungsrichtung 28 der Handwerkzeugmaschine betrachtet ist an einem Ende des Handwerkzeugmaschinengehäuses 24 ein Stromkabel 30 angeordnet. Das Stromkabel 30 ist zu einer Versorgung einer Antriebseinheit 10 der Handwerkzeugmaschine mit elektrischer Energie vorgesehen. Das Stromkabel 30 ist dazu vorgesehen, mit einem elektrischen Stromnetz verbunden zu werden. Hierzu weist das Stromkabel 30 ein nicht dargestelltes Steckerelement auf. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Handwerkzeugmaschine von einer Akkuhandwerkzeugmaschine gebildet ist. Die Handwerkzeugmaschine weist ferner ein Schaltelement 32 auf, das von einem Bediener betätigbar ausgebildet ist. Das Schaltelement 32 ist zu einer Aktivierung der Antriebseinheit 10 vorgesehen. Das Schaltelement 32 ist von einem Schaltschieber gebildet.
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Die Handwerkzeugmaschine weist ferner ein Getriebegehäuse 22 auf. Das Getriebegehäuse 22 ist an einem dem Stromkabel 30 gegenüberliegenden Ende des Handwerkzeugmaschinengehäuses mit dem Handwerkzeugmaschinengehäuse 24 verbunden. Das Getriebegehäuse 22 ist aus einem Metall gebildet. Das Getriebegehäuse 22 ist aus Aluminium gebildet. Die Handwerkzeugmaschine umfasst eine nicht näher dargestellte Werkzeugaufnahme 34, die dazu vorgesehen ist, ein Einsatzwerkzeug 36 aufzunehmen und verliersicher zu halten. Das Einsatzwerkzeug 36 ist von einer Schleifscheibe gebildet. Das Einsatzwerkzeug 36 ist lösbar mit der Werkzeugaufnahme 34 verbunden. Die Werkzeugaufnahme 34 ist, senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung 28 der Handwerkzeugmaschine betrachtet, an einem offenen Ende des Getriebegehäuses 22 angeordnet. Die Werkzeugaufnahme 34 ragt aus dem Getriebegehäuse 22 hinaus. Zudem ist mit der Werkzeugaufnahme 34 eine Schutzhaube 38 gekoppelt. Die Schutzhaube 38 ist lösbar mit der Handwerkzeugmaschine verbunden.
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Die Handwerkzeugmaschine weist zudem einen Zusatzhandgriff 40 auf. Der Zusatzhandgriff 40 ist dazu vorgesehen, von einer weiteren Bedienerhand des Bedieners umfasst zu werden. Der Zusatzhandgriff 40 ist lösbar mit der Handwerkzeugmaschine gekoppelt. Eine Haupterstreckungsrichtung 42 des Zusatzhandgriffs 40 verläuft in einem an der Handwerkzeugmaschine montierten Zustand des Zusatzhandgriffs 40 senkrecht zu der Haupterstreckungsrichtung 28 der Handwerkzeugmaschine und parallel zu einer Haupterstreckungsebene des Einsatzwerkzeugs 36.
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Die Handwerkzeugmaschine weist die Antriebseinheit 10, eine Elektronikeinheit 12 und eine Kühlvorrichtung 16 auf (2). Das Handwerkzeugmaschinengehäuse 24 der Handwerkzeugmaschine umschließt die Antriebseinheit 10, die Elektronikeinheit 12 und die Kühlvorrichtung 16. Die Antriebseinheit 10 umfasst einen Elektromotor. Die Antriebseinheit 10 umfasst einen EC-Motor. Die Antriebseinheit 10 weist eine nicht dargestellte Abtriebswelle auf, die über eine nicht dargestellte Getriebeeinheit mit einer Antriebswelle 44 verbunden ist. Die Getriebeeinheit weist ein nicht dargestelltes Winkelgetriebe auf. Die Antriebswelle 44 ist zu einem Antrieb des Einsatzwerkzeugs 36, das mit der Werkzeugaufnahme 34 gekoppelt ist, vorgesehen. Die Antriebswelle 44 ist mit der Werkzeugaufnahme 34 verbunden. Die Antriebswelle 44 ist form- und/oder kraftschlüssig mit der Werkzeugaufnahme 34 gekoppelt. Die Antriebswelle 44 erstreckt sich senkrecht zu der Abtriebswelle. Die Antriebswelle 44 verläuft senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung 28 der Handwerkzeugmaschine.
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Die Antriebseinheit 10 ist wirkungsmäßig mit der Elektronikeinheit 12 verbunden. Die Antriebseinheit 10 ist elektronisch mit der Elektronikeinheit 12 verbunden. Die Elektronikeinheit 12 ist zu einer Steuerung oder Regelung der Antriebseinheit 10 vorgesehen. Die Elektronikeinheit 12 kann alternativ oder zusätzlich auch zu einer Steuerung oder Regelung einer weiteren, einem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Funktionseinheit vorgesehen sein. Die Elektronikeinheit 12 umfasst Feldeffekttransistoren. Die Elektronikeinheit 12 umfasst Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFET).
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Alternativ oder zusätzlich kann die Elektronikeinheit 12 auch andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Elektronikkomponenten wie beispielsweise einen Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode (IGBT) umfassen.
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Die Handwerkzeugmaschine weist eine metallische Funktionseinheit 14 auf. Die Funktionseinheit 14 umfasst das Getriebegehäuse 22 der Handwerkzeugmaschine. Alternativ oder zusätzlich kann die Funktionseinheit 14 das Handwerkzeugmaschinengehäuse 24 umfassen. Die Funktionseinheit 14 ist aus einem Metall gebildet. Die Funktionseinheit 14 ist aus Aluminium gebildet.
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Die Kühlvorrichtung 16 ist zu einer Kühlung der Elektronikeinheit 12 vorgesehen. Alternativ oder zusätzlich ist es aber auch denkbar, dass die Kühlvorrichtung 14 zur Kühlung der Antriebseinheit 10 vorgesehen ist. Alternativ oder zusätzlich ist es zudem denkbar, dass die Kühlvorrichtung 14 zur Kühlung einer anderen, einem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Funktionseinheit der Handwerkzeugmaschine vorgesehen ist. Die Kühlvorrichtung 16 ist zu einer passiven Kühlung der Elektronikeinheit 12 vorgesehen ist. Die Kühlvorrichtung 16 weist ein Kühlelement 46 auf. Das Kühlelement 46 ist zu einer passiven Kühlung der Elektronikeinheit 12 vorgesehen. Das Kühlelement 46 ist aus einem Metall gebildet. Das Kühlelement 46 ist zu einer Konvektionskühlung vorgesehen. Die Funktionseinheit 14 umfasst das Kühlelement 46 der Kühlvorrichtung 16. Somit sind die Funktionseinheit 14 und die Kühlvorrichtung 16 teilweise einstückig ausgebildet.
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Die Kühlvorrichtung 16 umfasst zudem eine Kopplungseinheit 18, die zu einer thermischen Kopplung der Elektronikeinheit 12 mit der Funktionseinheit 14 vorgesehen ist. Alternativ oder zusätzlich ist es auch denkbar, dass die Kopplungseinheit 18 zu einer thermischen Kopplung der Antriebseinheit 10 mit der Funktionseinheit 14 vorgesehen ist. Die Kopplungseinheit 18 umfasst ein Wärmeleitelement 20, das zu einem wesentlichen Transport der von der Elektronikeinheit 12 abgegebenen thermischen Energie vorgesehen ist. Das Wärmeleitelement 20 ist zu einem Transport der thermischen Energie zwischen Elektronikeinheit 12 und der Funktionseinheit 14 vorgesehen. Alternativ oder zusätzlich ist es auch denkbar, dass das Wärmeleitelement 20 der Kopplungseinheit 18 zu einem Transport der thermischen Energie zwischen Antriebseinheit 10 und der Funktionseinheit 14 vorgesehen ist. Das Wärmeleitelement 20 ist zu einem Transport der thermischen Energie zwischen Elektronikeinheit 12 und der Kühlvorrichtung 14 vorgesehen. Alternativ oder zusätzlich ist es auch denkbar, dass das Wärmeleitelement 20 der Kopplungseinheit 18 zu einem Transport der thermischen Energie zwischen Antriebseinheit 10 und der Kühlvorrichtung 16 vorgesehen ist. Die Kopplungseinheit 18 ist zu einer thermischen Kopplung der Elektronikeinheit 12 mit dem Kühlelement 46 der Kühlvorrichtung 16 vorgesehen. Das Wärmeleitelement 20 der Kopplungseinheit 18 ist von einer Heat Pipe gebildet. Die Kopplungseinheit 18 weist zwei Wärmeleitelemente 20 auf.
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In einem Betriebszustand der Handwerkzeugmaschine erwärmt sich die Elektronikeinheit 12 und gibt thermische Energie an eine Umgebung der Elektronikeinheit 12 ab. Die Wärmeleitelemente 20 der Kopplungseinheit 18 kontaktieren die Elektronikeinheit 12 direkt und nehmen in einem Kontaktbereich thermische Energie von der Elektronikeinheit 12 auf. Die Wärmeleitelemente 20 transportieren die Energie in Haupterstreckungsrichtung von der Elektronikeinheit 12 weg. Die Haupterstreckungsrichtung der Wärmeleitelemente 20 verläuft entlang der Haupterstreckungsrichtung 28 der Handwerkzeugmaschine. Mit einem Ende der Wärmeleitelemente 20, das jeweils, in Haupterstreckungsrichtung betrachtet, der Elektronikeinheit 12 abgewandt angeordnet ist, kontaktieren die Wärmeleitelemente 20 das Kühlelement 46 der Kühlvorrichtung 16, das von der Funktionseinheit 14 umfasst ist. Die Wärmeleitelemente 20 geben in einem Kontaktbereich mit dem Kühlelement 46 Energie an das Kühlelement 46 ab. Die Wärmeleitelemente 20 geben thermische Energie an das Kühlelement 46 ab. Dadurch erwärmt sich das Kühlelement 46 der Kühlvorrichtung 16. Durch eine ungezwungene Konvektion gibt das Kühlelement 46 die thermische Energie an eine Umgebung der Handwerkzeugmaschine ab. Es ist auch denkbar, dass die Konvektionskühlung des Kühlelements 46 durch einen, von einem nicht dargestellten Lüfterelement erzeugten Kühlstrom unterstützt werden kann.
