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Technische Gebiet
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Die
Erfindung betrifft ein elektrisch betriebenes Handwerkzeug, insbesondere
ein Bohrgerät oder
einen Bohrhammer, mit einem Gehäuse,
in dem ein Motor mit einer Antriebswelle, ein, an der Antriebswelle
angeordnetes Lüftermittel
und ein, dem Motor nachgeordnetes Getriebe angeordnet sind. Das
Lüftermittel
saugt Kühlluft
durch zumindest zwei Ansaugöffnungen
in dem Gehäuse
an, wobei diese über
den Motor und das Getriebe geleitet und über wenigstens eine Ausblasöffnung in
dem Gehäuse wieder
ausgeblasen wird. Das Lüftermittel
beinhaltet ein Lüfterrad
mit Lüfterschaufeln.
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Zur
Kühlung
von Handwerkzeugen, insbesondere von Bohrgeräten oder Bohrhämmern, wird Kühlluft mittels
eines Lüftermittels
durch Ansaugöffnungen
in dem Gehäuse
des Handwerkzeuges angesaugt, mittels einer, im Gehäuse vorgesehenen Luftströmungsführung über den
Motor und das Getriebe zu deren Kühlung geführt und anschliessend durch
Ausblasöffnungen
in dem Gehäuse
ausgeblasen. Das Lüfterrad
des Lüftermittels
umfasst entweder eine Deckscheibe mit daran ausgebildeten Lüfterschaufeln
oder die Deckscheibe ist als feststehendes Teil, als so genanntes
Lagerschild, im Gehäuse direkt
neben dem Lüfterrad
ausgebildet.
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Handgeräte mit einem
Lagerschild weisen den Vorteil einer flexiblen und einfachen Montage auf.
Der Motor und das Getriebe werden getrennt von einander in jeweils
einem Gehäuseteil
des Handwerkzeuges eingebaut und auf deren Funktionsfähigkeit
getestet. Zumindest eines der Gehäuseteile wird mit einem Lagerschild
als Montageteil zum Zusammensetzen der beiden Teile zu dem Handwerkzeug versehen.
Damit lässt
sich ein so genannter Plattformgedanke umsetzen, bei dem in grosser
Zahl gefertigte unterschiedliche Motoren mit in grosser Zahl gefertigten,
unterschiedlichen Getrieben, beziehungsweise anderen Funktionselementen
zu den gewünschten
Handgeräten
zusammenfügen
lassen. Die Herstellungskosten für ein
Handwerkzeug werden dadurch wesentlich gegenüber einem nach einem üblichen
Herstellverfahren gefertigten Handwerkzeug gesenkt.
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Nachteilig
an der bekannten Lösung
ist jedoch, dass die für
die Kühlung
des Getriebes vorgesehene Kühlluft
durch den betriebswarmen Motor angewärmt wird und dadurch beim Getriebe
nur noch eine verminderte Kühlleistung
erreicht wird. Über
einen längeren
Zeitraum können
Schäden
an dem Getriebe auftreten, welche zu einer Funktionsunfähigkeit
des Handwerkzeuges und zu kostenintensiven Reparaturen führen.
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Zur
Verbesserung der Kühlung
des Getriebes kann beispielsweise ein Lüftermittel mit einem grösseren Lüfterrad
oder ein zusätzliches
Lüftermittel,
welches einen separaten Luftstrom von Kühlluft für das Getriebe erzeugt. Nachteilig
an diesen Lösungen
ist, dass der Energiebedarf für
das, beziehungsweise die Lüftermittel
stark zunimmt, so dass ein wesentlicher Anteil der Motorleistung
nicht mehr für
die Arbeitsfunktion des Handwerkzeuges zur Verfügung steht.
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Aus
der
DE 196 00 339
C1 ist ein Lüftermittel bekannt,
bei dem auf einer Tragscheibe auf beiden Seiten Lüfterschaufeln
angeordnet sind. Von dem Lüftermittel
werden aus zwei axialen Richtungen Kühlluft einerseits über den
Motor und andererseits über
das Getriebe durch Ansaugöffnungen
an zwei voneinander beabstandeten Bereichen an dem Gehäuse angesaugt
und über
den radialen Umfang durch Ausblasöffnungen wieder ausgeblasen.
Nachteilig an der bekannten Lösung
ist, dass zwischen dem Motor und dem Getriebe kein Lagerschild angeordnet
werden kann und somit der Plattformgedanke nicht umsetzbar ist.
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Darstellung
der Erfindung
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Handwerkzeug mit einem Lüftermittel
zu schaffen, das eine ausreichende Kühlung der im Gehäuse angeordneten
Bauteile bei Gewährleistung
einer einfachen Montage des Handwerkzeuges ermöglicht.
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Die
Aufgabe ist durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen dargelegt.
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Gemäss der Erfindung
weist das Lüftermittel an
der, dem Getriebe zugewandten Seite des Lüfterrades zusätzlich ein
Lagerschild auf, das mehrere, zueinander beabstandete Schlitze und
eine Durchführöffnung für die Durchführung der
Antriebswelle aufweist.
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Durch
die Strömungsdifferenz
an den beiden Seiten des Lagerschildes ergibt sich auf der, dem
Getriebe zugewandten Seite des Lagerschildes im Betrieb des Handgerätes ein
Unter druck. Der Unterdruck sorgt für eine Luftströmung durch
eine der Ansaugöffnungen
an dem Gehäuse
und die Schlitze im Lagerschild zu dem Lüfterrad, was die Kühlung des Getriebes
mit unerwärmter
Kühlluft
sicherstellt. Gleichzeitig saugen die Lüfterschaufeln des Lüfterrades
durch die zumindest eine weitere Ansaugöffnung Kühlluft zur Kühlung des
Motors an. Die erwärmte Kühlluft wird
mittels des Lüfterrades
durch die Ausblasöffnungen
an dem Gehäuse
ausgeblasen. Das Lüfterrad
ist vorzugsweise als Radiallüfterrad
ohne Deckscheibe ausgebildet. Der Getrieberaum wird aktiv und ohne
Anordnung eines zweiten oder grossen Lüfterrades gekühlt, so
dass der Leistungsbedarf für das
Lüftermittel
nicht wesentlich höher
als bei den bekannten Handwerkzeugen ist. Des Weiteren kann mit
der Ausgestaltung des Lüftermittels
des Handgerätes
der Plattformgedanke zur Herstellung des Handgerätes umgesetzt werden. In der
Durchführöffnung ist
vorteilhafterweise für
die Lagerung der Antriebswelle ein Lager, bevorzugt ein Kugellager
angeordnet.
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Ist
in dem erfindungsgemässen
Handgerät eine
Elektronik, beispielsweise für
die Motor- und/oder
Getriebesteuerung angeordnet, kann der von dem Lüftermittel erzeugte Unterdruck
zur Erzeugung einer weiteren Luftströmung zur Kühlung der Elektronik, beispielsweise
durch eine zusätzliche
Ansaugöffnung
und den Schlitzen im Lagerschild, verwendet werden.
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Vorzugsweise
sind die Schlitze im Lagerschild konzentrisch zum Zentrum der Durchführöffnung verlaufend
angeordnet, wobei vorteilhafterweise alle Schlitze im Wesentlichen
den gleichen Abstand zum Zentrum der Durchführöffnung aufweisen. Der Wirkungsgrad
von als Kreisringabschnitte ausgebildeten Schlitzen ist höher als
von Schlitzen mit gerade ausgebildeten Rändern, da die als Kreisringabschnitte
ausgebildeten Schlitze ein besseres Strömungsverhalten des Luftstroms
aufweisen.
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Bevorzugt
ist an der, dem Lüfterrad
zugewandten Seite des Lagerschildes zumindest bereichsweise ein
Lüfterlabyrinth
angeordnet, dessen radiale Erstreckung bezüglich dem Zentrum der Durchführöffnung durch
einen Labyrinthring begrenzt ist. Mittels des Lüfterlabyrinths an dem Lagerschild kann
mit dem gleichen Typ von Lüfterrad
und einem gleichen Leistungsbedarf des Lüftermittels eine höhere Strömungsdifferenz
an den beiden Seiten des Lagerschildes erzeugt werden. Des Weiteren
verhindert das Lüfterlabyrinth
ein Entstehen eines Unterdrucks im Bereich eines allfällig angeordneten
Lagers, der das Schmiermittel des Lagers aus diesem herausaugen
könnte.
Die Lebensdauer des Lagers wird durch die Anordnung eines Lüfterlabyrinthes
wesentlich erhöht.
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Vorteilhafterweise
ist der minimale radiale Abstand der Schlitze im Lagerschild zum
Zentrum der Durchführöffnung grösser als
der Aussenradius des Labyrinthringes. Diese Anordnung der Schlitze vermeidet
einen möglichen
negativen Einfluss der Schlitze auf das Strömungs verhalten der Kühlluftströme und somit
auf den Aufbau der Strömungsdifferenz
an den beiden Seiten des Lagerschildes.
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Vorzugsweise
ist der maximale radiale Abstand der Schlitze im Lagerschild zum
Zentrum kleiner als der Aussenradius des Lüfterrades. Damit wird gewährleistet,
dass die Schlitze in der Axialprojektion des Lüfterrades liegen, womit die
Kühlluftströme im Gerät in der
gewünschten
Art und Weise geführt
werden und sich weitgehend nicht gegenseitig behindern können. Zudem
wird das Ausblasen der erwärmten Kühlluft mittels
des Lüfterrades
sichergestellt.
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Bevorzugt
ist das Getriebe ein Riemengetriebe. Insbesondere bei so genannten
Riemengetrieben dürfen
bestimmte Maximaltemperaturen im Getrieberaum nicht überschritten
werden, da sonst die Riemen Schaden nehmen. Der Verschleiss der
Riemen wird durch das erfindungsgemässe Lüftermittel massgeblich reduziert,
was eine längere
Lebensdauer des Riemens und somit eine längere Gebrauchsdauer des gesamten
Handwerkzeuges ergibt.
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Aus
der nachfolgenden Detailbeschreibung und der Gesamtheit der Patentansprüche ergeben sich
weitere vorteilhafte Ausführungsformen
und Merkmalskombinationen der Erfindung.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es
zeigen:
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1 Eine
Seitenansicht auf ein Bohrgerät;
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2 einen
Teilaufschnitt des in 1 gezeigten Bohrgerätes;
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3 einen
Querschnitt entlang der Linie III-III in 1, bzw. 2;
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4 eine
Ansicht auf das Lagerschild entlang der Linie IV-IV in 1,
bzw. 2; und
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5 eine
Ansicht auf das Lüftermittel
entlang der Linie V-V in 1, bzw. 2.
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Grundsätzlich sind
in den Figuren gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Wege zur Ausführung der
Erfindung
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In
der 1 sind anhand eines Ausführungsbeispiels eines Bohrhammers 1 die
von dem Lüftermittel 21 erzeugten
Luftströme
dargestellt. An dem Gehäuse 2 sind
erste Ansaugöffnungen 11,
durch welche der Kühlluftstrom 12 zur
Kühlung
des Motors 3 dem Lüfterelement 21 zuströmt, zweite
Ansaugöffnungen 13,
durch welche der Kühlluftstrom 14 zur Kühlung des
Getriebes 5 dem Lüfterelement 21 zuströmt, und
dritte Ansaugöffnungen 15,
durch welche der Kühlluftstrom 16 zur
Kühlung
der Elektronik 6 dem Lüfterelement 21 zuströmt, sowie
Ausblasöffnungen 17 angeordnet,
durch welche die erwärmte Kühlluft 18 radial
ausgeblasen wird.
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Das
Lüftermittel 21 umfasst
ein Lagerschild 22 und ein als Radiallüfter ausgebildetes Lüfterrad 23 mit
Lüfterschaufeln 24,
wobei das Lüftermittel 21 zwischen
dem Motor 3 und dem Getriebe 5 an der Antriebswelle 4 angeordnet
ist.
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Durch
die Grösse
und Ausgestaltung der Ansaugöffnungen 11, 13 und 15 sowie
der Ausgestaltung des Lüftermittels 21 wird
die Menge der in das Gehäuse 2 angesaugten
Kühlluft
bestimmt. Für
einen Bohrhammer 1 der mittleren Leistungsklasse reicht
zur Kühlung
des Motors 3 ein Kühlluftstrom 12 von
ca. 15 l/s, zur Kühlung
des Getriebes 5 ein Kühlluftstrom 14 von
ca. 4 l/s und zur Kühlung
der Elektronik 6 ein Kühlluftstrom 16 von
ca. 1 l/s aus, so dass von dem Lüfterrad 23 20
l/s erwärmte
Kühlluft
ausgeblasen werden müssen.
Dazu benötigt
das Lüftermittel 21 einen
Leistungsbedarf von etwa 160 W.
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Der
Bohrhammer 1 weist als Getriebe 3 ein Riemengetriebe
auf, welches durch den Kühlluftstrom 12 derart
gekühlt
wird, dass die Temperaturen 70° C
im Bereich des Getriebes 3 nicht überschreiten. Das Lagerschild 22 weist
mehrere, zueinander beabstandete Schlitze 26 und eine Durchführöffnung 27 für die Antriebswelle 4 auf.
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In
der 4 ist das Lagerschild 22 von dem Motor 3 aus
betrachtet ohne und in 5 mit dem angeordneten Lüfterrad 23 dargestellt.
Die als Kreisringabschnitte ausgebildeten Schlitze 26 sind
konzentrisch zum Zentrum der Durchführöffnung 27 im radialen
Abstand R1 verlaufend angeordnet. Um die Durchführöffnung 27 ist ein
Lüfterlabyrinth 28 im
Wesentlichen als schalenförmige
Vertiefung angeordnet, dessen radiale Erstreckung bezüglich des
Zentrums der Durchführöffnung 27 durch
einen Labyrinthring 29 begrenzt ist. Der minimale radiale
Abstand R1 zum Zentrum der Durchführöffnung 27 ist grösser als der
Aussenradius A1 des Labyrinthrings 29. Der maximale radiale
Abstand R2 der Schlitze 26 ist kleiner als der Aussenradius
A2 des Lüfterrades 23.