DE102017211007A1 - Hand tool - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Handwerkzeugmaschine mit einem Gehäuse, in welchem ein Motor aufgenommen ist, mit einer Elektronik, die zur Regelung oder Steuerung der Handwerkzeugmaschine ausgebildet ist, mit einer Kühleinheit, die zur Kühlung des Motors und/oder der Elektronik ausgebildet ist, wobei die Handwerkzeugmaschine ein Wärmetransportelement aufweist, das dazu ausgebildet ist, die Wärme innerhalb der Handwerkzeugmaschine zu transportieren, wobei der Wärmetransport zwischen der Elektronik und der Kühleinheit erfolgt. Es wird vorgeschlagen, dass das Wärmetransportelement als ein Nanoröhrchen, insbesondere als ein Kohlenstoff-Nanoröhrchen, ausgebildet ist.The invention relates to a hand tool with a housing in which a motor is accommodated, with electronics, which is designed for controlling or controlling the power tool with a cooling unit, which is designed for cooling the motor and / or the electronics, wherein the hand tool a heat transport element adapted to transport the heat within the hand tool, wherein the heat transfer between the electronics and the cooling unit takes place. It is proposed that the heat transport element is designed as a nanotube, in particular as a carbon nanotube.
Description
Stand der TechnikState of the art
Handwerkzeugmaschinen mit Kunststoffgehäusen werden in der Regel mit Glasfasern verstärkt. Hieraus ergibt sich eine sehr geringe Wärmeleitfähigkeit des Gehäuses, was wiederum zu einem Wärmestau an Stellen innerhalb der Handwerkzeugmaschine führen kann, die nicht oder nicht ausreichend von einer Luftströmung entwärmt werden können.Hand tool machines with plastic housings are usually reinforced with glass fibers. This results in a very low thermal conductivity of the housing, which in turn can lead to heat accumulation at locations within the power tool, which can not be sufficiently or not sufficiently cooled by an air flow.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die Erfindung betrifft eine Handwerkzeugmaschine mit einem Gehäuse, in welchem ein Motor aufgenommen ist, mit einer Elektronik, die zur Regelung oder Steuerung der Handwerkzeugmaschine ausgebildet ist, mit einer Kühleinheit, die zur Kühlung des Motors und/oder der Elektronik ausgebildet ist, wobei die Handwerkzeugmaschine ein Wärmetransportelement aufweist, das dazu ausgebildet ist, die Wärme innerhalb der Handwerkzeugmaschine zu transportieren, wobei der Wärmetransport zwischen der Elektronik und der Kühleinheit erfolgt. Es wird vorgeschlagen, dass das Wärmetransportelement als ein Nanoröhrchen, insbesondere als ein Kohlenstoffnanoröhrchen, oder als eine Graphenfaser ausgebildet ist. Vorteilhaft kann dadurch ein sehr effektiver und kostengünstiger Wärmetransport realisiert werden.The invention relates to a hand tool with a housing in which a motor is accommodated, with electronics, which is designed for controlling or controlling the power tool with a cooling unit, which is designed for cooling the motor and / or the electronics, wherein the hand tool a heat transport element adapted to transport the heat within the hand tool, wherein the heat transfer between the electronics and the cooling unit takes place. It is proposed that the heat transport element is designed as a nanotube, in particular as a carbon nanotube, or as a graphene fiber. Advantageously, thereby a very effective and cost-effective heat transfer can be realized.
Die Handwerkzeugmaschine kann beispielhaft als ein Schrauber, ein Winkelschleifer, ein Gartenwerkzeuggerät, wie beispielsweise eine Heckenschere, eine Bohrmaschine, ein Bohrhammer, ein Multi-Tool, ein Exzenterschleifer, etc. ausgebildet sein. Die Handwerkzeugmaschine umfasst eine Werkzeugaufnahme, in der ein Einsatzwerkzeug lösbar verbindbar ist und die über den Motor rotatorisch und/oder linear oszillierend antreibbar ist. Der Motor kann über ein Getriebe und/oder ein Schlagwerk mit der Werkzeugaufnahme verbunden sein. Da mit dem Betrieb des Motors eine große Wärmeerzeugung einhergeht, ist die Kühlungseinheit vorzugsweise im Bereich des Motors angeordnet, insbesondere angrenzend an den Motor angeordnet.The hand tool may be exemplified as a screwdriver, an angle grinder, a garden tool device, such as a hedge trimmer, a drill, a hammer drill, a multi-tool, an orbital sander, etc. may be formed. The hand tool comprises a tool holder, in which an insert tool is detachably connectable and which is rotationally driven via the motor and / or linearly driven. The motor can be connected via a gear and / or a striking mechanism with the tool holder. Since the operation of the engine involves a large heat generation, the cooling unit is preferably arranged in the region of the engine, in particular arranged adjacent to the engine.
Die Elektronik der Handwerkzeugmaschine kann temperaturempfindliche Bauteile wie beispielsweise eine Leiterplatine, einen Microcontroller, einen Speicherchip, diverse Sensoren, wie beispielsweise einen GPS-Sensor, ein Beschleunigungs- oder Gyrosensor sowie Löt- oder Schweißstellen, die die Leiterplatte mit elektrischen Verbindungskabeln verbinden, etc. umfassen. Die Elektronik der Handwerkzeugmaschine kann in der Nähe des Motors oder auch weit vom Motor beabstandet im Gehäuse der Handwerkzeugmaschine angeordnet sein. Es ist beispielhaft denkbar, dass die Handwerkzeugmaschine mit einem Handwerkzeugmaschinenakkupack mit Energie versorgbar ist, und dass die Elektronik im Bereich der Schnittstelle der Handwerkzeugmaschine mit dem Handwerkzeugmaschinenakkupack angeordnet ist. Alternativ ist auch denkbar, dass die Elektronik im Bereich eines Betriebsschalters angeordnet ist, über den die Handwerkzeugmaschine ein- und ausgeschaltet werden kann.The electronics of the power tool may comprise temperature-sensitive components such as a printed circuit board, a microcontroller, a memory chip, various sensors such as a GPS sensor, an acceleration or gyro sensor and soldering or welding points that connect the circuit board with electrical connection cables, etc. , The electronics of the power tool can be arranged in the vicinity of the motor or even far from the motor spaced in the housing of the power tool. By way of example, it is conceivable that the handheld power tool can be supplied with energy using a handheld power tool battery pack, and that the electronics are arranged in the region of the interface of the handheld power tool with the handheld power tool battery pack. Alternatively, it is also conceivable that the electronics is arranged in the region of an operating switch, via which the power tool can be switched on and off.
Unter einem Wärmetransportelement soll im Kontext dieser Anmeldung insbesondere ein Feststoffelement verstanden werden, in welchem ein Wärmefluss aufgrund eines Temperaturunterschieds entsteht. Vorzugsweise erfolgt die Wärmeleitung unter einem sehr geringen Wärmeverlust, sodass die Wärme effektiv in einen Bereich mit einer Kühleinheit transportiert werden kann. Vorteilhaft kann über das Wärmetransportelement auch eine weit von der Kühleinheit beabstandete Elektronik effektiv durch die Kühleinheit gekühlt werden. Im Kontext mit dieser Anmeldung soll unter einer weiten Beabstandung insbesondere eine Entfernung von zumindest 50 % des Durchmessers des Motors, vorzugsweise zumindest dem Durchmesser des Motors, bevorzugt zumindest 200 % des Durchmessers des Motors und besonders bevorzugt zumindest 400 % des Durchmessers des Motors verstanden werden. Vorzugsweise ist das Wärmetransportelement stoffschlüssig mit der Elektronik und/oder der Kühleinheit verbunden.In the context of this application, a heat transport element should be understood to mean, in particular, a solid element in which a heat flow arises due to a temperature difference. Preferably, the heat conduction is carried out under a very small heat loss, so that the heat can be effectively transported in an area with a cooling unit. Advantageously, an electronics spaced far from the cooling unit can be effectively cooled by the cooling unit via the heat transport element. In the context of this application is to be understood by a wide spacing, in particular a distance of at least 50% of the diameter of the motor, preferably at least the diameter of the motor, preferably at least 200% of the diameter of the motor and more preferably at least 400% of the diameter of the motor. Preferably, the heat transfer element is integrally connected to the electronics and / or the cooling unit.
Das Wärmetranssportelement kann aus einem einwandigen oder einem mehrwandigen Kohlenstoffnanoröhrchen ausgebildet sein. Des Weiteren ist auch denkbar, dass das Wärmetransportelement aus einer Vielzahl von Kohlenstoffnanoröhrchen besteht, die in die gleiche Richtung, vorzugsweise parallel zueinander, verlaufen. Auch ist denkbar, dass das Wärmetransportelement aus einem Kunststoff, der zu einem gewissen Prozentteil, vorzugsweise unter 10 %, bevorzugt unter 1 %, aus Kohlenstoffnanoröhrchen besteht, ausgebildet ist.The Wärmranssportelement may be formed of a single-walled or a multi-walled carbon nanotube. Furthermore, it is also conceivable that the heat transport element consists of a plurality of carbon nanotubes which extend in the same direction, preferably parallel to one another. It is also conceivable that the heat transfer element is made of a plastic which consists to a certain percentage, preferably less than 10%, preferably less than 1%, of carbon nanotubes.
Unter einer Graphenfaser soll dabei insbesondere ein kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff verstanden werden. Die Graphenfasern können mittels eines Nassspinnverfahren aus Graphit oder Graphen hergestellt werden. Die Dicke der Graphenfasern beträgt vorzugsweise maximal wenige Zehntel Millimeter. Es ist denkbar mehrere Graphenfasern zu einem Wärmetransportelement miteinander zu verbinden.A graphene fiber is to be understood as meaning, in particular, a carbon-fiber-reinforced plastic. The graphene fibers can be made by a wet spinning process from graphite or graphene. The thickness of the graphene fibers is preferably at most a few tenths of a millimeter. It is conceivable to connect several graphene fibers together to form a heat transport element.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Kühleinheit ein passives Kühlelement aufweist. Vorteilhaft kann dadurch eine energiesparende Kühlung realisiert werden. Unter einem passiven Kühlelement soll dabei insbesondere ein Kühlkörper, vorzugsweise ein metallischer Kühlkörper, der eine Vielzahl von Kühlrippen, insbesondere zueinander parallelen Kühlrippen, aufweist, verstanden werden. Vorzugsweise weist der Kühlkörper zumindest vier Kühlrippen, bevorzugt zumindest zehn Kühlrippen auf.Furthermore, it is proposed that the cooling unit has a passive cooling element. Advantageously, an energy-saving cooling can be realized thereby. Under a passive cooling element is in particular a heat sink, preferably a metallic heat sink, which has a plurality of cooling fins, in particular parallel cooling fins, understood. The cooling body preferably has at least four cooling ribs, preferably at least ten cooling ribs.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Kühleinheit ein aktives Kühlelement aufweist. Vorteilhaft kann dadurch eine effektive Kühlung realisiert werden. Das aktive Kühlelement ist insbesondere als ein Ventilator ausgebildet. Der Ventilator ist vorzugsweise als ein Axialventilator ausgebildet, der von dem Motor angetrieben wird. Über das aktive Kühlelement wird ein Luftstrom erzeugt, über den der Elektromotor und die in dem Luftstrom angeordneten Bauteile gekühlt werden können. Vorzugsweise ist das passive Kühlelement im Bereich des Luftstroms, insbesondere in der Nähe des aktiven Kühlelements angeordnet. Alternativ oder zusätzlich ist auch denkbar, dass die Kühleinheit ein Peltier-Element aufweist.In addition, it is proposed that the cooling unit has an active cooling element. Advantageously, thereby an effective cooling can be realized. The active cooling element is designed in particular as a fan. The fan is preferably designed as an axial fan, which is driven by the motor. Via the active cooling element, an air flow is generated, via which the electric motor and the components arranged in the air flow can be cooled. Preferably, the passive cooling element is arranged in the region of the air flow, in particular in the vicinity of the active cooling element. Alternatively or additionally, it is also conceivable that the cooling unit has a Peltier element.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Wärmetransportelement mit dem passiven und/oder mit dem aktiven Kühlelement verbunden, insbesondere an dem passiven und/oder an dem aktiven Kühlelement befestigt, ist. Vorteilhaft kann dadurch die Wärme effizient zu dem Kühlelement transportiert werden. Die Befestigung des Wärmetransportelements mit dem Kühlelement erfolgt bevorzugt über eine stoffschlüssige Verbindung.Furthermore, it is proposed that the heat transfer element is connected to the passive and / or with the active cooling element, in particular attached to the passive and / or on the active cooling element is. Advantageously, the heat can thereby be efficiently transported to the cooling element. The attachment of the heat transfer element with the cooling element is preferably carried out via a cohesive connection.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass das Wärmetransportelement mit dem Gehäuse der Handwerkzeugmaschine verbunden ist. Das Wärmetransportelement kann im Gehäuse eingelassen sein und/oder in einem aus Kunststoff gefertigten Gehäuse eingearbeitet sein. Vorteilhaft kann dadurch die Kühlung der Handwerkzeugmaschine weiter verbessert werden. Des Weiteren kann durch die Kohlenstoffnanoröhrchen die Stabilität des Gehäuses der Handwerkzeugmaschine erhöht werden.Furthermore, it is proposed that the heat transfer element is connected to the housing of the power tool. The heat transfer element may be embedded in the housing and / or incorporated in a housing made of plastic. Advantageously, thereby the cooling of the power tool can be further improved. Furthermore, the stability of the housing of the handheld power tool can be increased by the carbon nanotubes.
Figurenlistelist of figures
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. Die Zeichnungen, 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.Further advantages emerge from the following description of the drawing. The drawings, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into meaningful further combinations.
Es zeigen:
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1 eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform einer Handwerkzeugmaschine mit einem Wärmetransportelement; -
2 eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform der Handwerkzeugmaschine mit einem Wärmetransportelement.
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1 a schematic view of a first embodiment of a power tool with a heat transport element; -
2 a schematic view of a second embodiment of the power tool with a heat transport element.
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
In der
Die Akkuschnittstelle
In der
Die Handwerkzeugmaschine
Alternativ ist auch denkbar, dass der hintere Bereich
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2017
- 2017-06-29 DE DE102017211007.4A patent/DE102017211007A1/en active Pending
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