DE202004006553U1

DE202004006553U1 - Arbeitsgerät mit durchlüfteter Haube

Info

Publication number: DE202004006553U1
Application number: DE202004006553U
Authority: DE
Original assignee: Wacker Construction Equipment AG
Current assignee: WACKER NEUSON PRODUKTION GMBH & CO. KG, DE
Priority date: 2004-04-26
Filing date: 2004-04-26
Publication date: 2004-07-08
Anticipated expiration: 2014-04-27

Abstract

Arbeitsgerät, mit
– einem eine wärmeerzeugende Einrichtung umschließenden Gehäuse (1);
– einer das Gehäuse (1) wenigstens teilweise umschließenden Haube (2), wobei die Haube (2) relativ zu dem Gehäuse (1) bewegbar ist;
– einem zwischen der Haube (2) und dem Gehäuse (1) wenigstens in einem Teilbereich ausgebildeten Hohlraum (3); und mit
– spaltartigen Grenzbereichen (5), in denen eine Wandung der Haube (2) an das Gehäuse (1) herangeführt ist;
dadurch gekennzeichnet, dass
– die Grenzbereiche (5) derart gestaltet sind, dass der Hohlraum (3) weitgehend von der Umgebung abgetrennt ist; und dass
– in der Wandung der Haube (2) wenigstens eine den Hohlraum (3) mit der Umgebung verbindende Öffnung (4) vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Arbeitsgerät gemäß dem Oberbegriff von Schutzanspruch 1.
Arbeitsgeräte, wie z. B. motorisch betriebene Hämmer oder Stampfer, weisen üblicherweise eine wärmeerzeugende Einrichtung, z. B. einen Motor sowie weitere bewegliche und mechanisch belastete Teile, auf, die von einem Gehäuse umschlossen ist. Um den Bediener vor übermäßiger Wärmebelastung zu schützen, aber auch, um ihn z. B. von in dem Arbeitsgerät entstehenden Schwingungen zu isolieren, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, das meist aus Metall bestehende Gehäuse wenigstens teilweise durch eine z. B. aus Kunststoff bestehende Haube zu umgeben. Um eine Schwingungsentkopplung der Haube von den in dem Gehäuse entstehenden Schwingungen zu ermöglichen, ist die Haube relativ zu dem Gehäuse geführt bewegbar. Dementsprechend ist zwischen der Haube und dem Gehäuse wenigstens in einem Teilbereich ein Hohlraum ausgebildet, dessen Volumen sich in Abhängigkeit von der Relativstellung zwischen Haube und Gehäuse ändert.
Ein derartiges Arbeitsgerät ist aus der DE 34 47 401 C2 bekannt. Das dort gezeigte Gehäuse nimmt wesentliche Teile eines Antriebsmotors sowie einen Kurbeltrieb und andere mechanische Einrichtungen auf, die im Betrieb Wärme erzeugen. Das Gehäuse ist weitgehend von einer Haube umschlossen, die durch Parallelschwingen an dem Gehäuse befestigt ist. Im Betrieb ist die Haube somit relativ zu dem Gehäuse gegen die Wirkung einer Federeinrichtung bewegbar.
Der Motor im Inneren des Gehäuses besitzt üblicherweise einen eigenen Lüfter zur Kühlung. Die übrigen in dem Gehäuse untergebrachten Teile des Geräts müssen durch zusätzliche Luftführungskanäle an den von dem Lüfter erzeugten Luftstrom angeschlossen werden. Dabei ist zu beachten, dass bei benzingetriebenen Geräten auch noch ein Tank und ein Vergaser unterzubringen sind, die jedoch nur einer geringen Wärmebelastung ausgesetzt werden dürfen.
Selbst wenn der Bediener das Arbeitsgerät nur an der Haube halten muss, und die Haube aus einem wärmeisolierenden Kunststoffmaterial besteht, kann es insbesondere bei längeren Arbeitszeiten dazu kommen, dass sich auch die Haube stark erwärmt, so dass der Bedienungskomfort eingeschränkt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kühlung eines gattungsgemäßen Arbeitsgeräts zu verbessern.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Arbeitsgerät gemäß Schutzanspruch 1. Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Danach sind spaltartige Grenzbereiche, in denen eine Wandung der Haube an das Gehäuse herangeführt ist, derart gestaltet, dass der Hohlraum weitgehend von der Umgebung abgetrennt ist. Weiterhin ist in der Haube, d. h. in der Wandung der Haube, wenigstens eine den Hohlraum mit der Umgebung des Arbeitsgeräts verbindende Öffnung vorgesehen.
Die Haube kann dabei derart ausgebildet sein, dass sie größere Teile des Gehäuses, z. B. also mehrere Seiten des Gehäuses umschließt. Andererseits kann die Haube aber auch als nur einseitig abdeckender Deckel ausgestaltet sein.
Die weitgehende Abtrennung des Hohlraums von der Umgebung ermöglicht es, dass im Zuge der vorzugsweise einachsigen Relativbewegung zwischen Haube und Gehäuse und einer daraus resultierenden Volumenänderung des Hohlraums in dem Hohlraum ein Über- oder Unterdruck gegenüber der Umgebung erzeugbar ist. Aufgrund dieses Druckunterschieds zwischen dem Inneren des Hohlraums und der Umgebung findet über die in der Haube vorgesehene Öffnung ein weitgehend definierbarer Luftaustausch statt. Das bedeutet, dass bei jeder Kompression, d. h. bei einem Annähern der Haube an das Gehäuse und einer damit einhergehenden Verkleinerung des Volumens des Hohlraums, Luft aus dem Hohlraum gepresst wird. Diese Luft hat sich vorher in dem Hohlraum erwärmt und transportiert daher Wärme aus dem Hohlraum heraus und von dem Gerät weg. Die mittlere Lufttemperatur ist wegen der gezielten Durchlüftung niedriger als ohne diese Maßnahme.
Der Luftaustausch kann sowohl für die Kühlung von in dem Hohlraum oder an den Hohlraum angrenzend angeordneten Bauelementen, aber auch außerhalb genutzt werden. Z. B. kann die Luftströmung so geführt werden, dass sie entlang einer Wand z. B. eines Kraftstofftanks geführt wird, sodass sich der Tank weniger aufheizt.
Bei einer Gegenbewegung der Haube vergrößert sich das Volumen des Hohlraums wieder, so dass in dem Hohlraum ein Unterdruck entsteht. Frische, kühle Luft wird aus der Umgebung eingesaugt und führt den Kühlvorgang fort.
Die Geometrie der Öffnung, insbesondere ihr Querschnitt, ist vorteilhafterweise derart bemessen, dass die Luft nach dem Durchströmen der Öffnung die Öffnung als Freistrahl verlässt. Somit tritt die Luft beim Einströmen in den Hohlraum als Freistrahl-Strömung ein und kann auch entlegenere Bereiche des Hohlraums, die von der Öffnung weiter entfernt sind, erreichen. Beim Ausströmen verlässt die Luft den Hohlraum über die Öffnung als Potenzialströmung. Die Potenzialströmung gewährleistet, dass die Luft aus verschiedenen Bereichen des Hohlraums ausgepresst und über die Öffnung an die Umgebung abgegeben wird.
Da die Luft wiederum beim Ausströmen aus der Öffnung in die Umgebung als Freistrahl-Strömung eintritt, wird die erwärmte Luft relativ weit von der Öffnung weggebracht. Somit kann sichergestellt werden, das beim nächsten Einströmungs-Zyklus nicht wieder dieselbe, erwärmte Luft in den Hohlraum einströmt, sondern frische, kühlere Luft aus der näheren Umgebung der Öffnung, die wiederum als Potenzialströmung in die Öffnung eintritt und diese dann – wie oben beschrieben – als Freistrahl-Strömung verlässt, um in den Hohlraum einzudringen.
Zur Verbesserung des Wärmeübergangs zwischen dem erwärmten Gehäuse und der Luft in dem Hohlraum ist es zweckmäßig, die dem Hohlraum zugewandte Außenwandung des Gehäuses mit Kühlelementen, z. B. Kühlrippen, zu versehen, so das die wärmeübertragende Oberfläche vergrößert werden kann.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Öffnung in der Wandung der Haube unabhängig von der Relativstellung zwischen dem Gehäuse und der Haube im Wesentlichen konstant. Dadurch ist es möglich, eine ungestörte Luftströmung praktisch zu jedem Zeitpunkt im Betrieb des Arbeitsgeräts zu erreichen.
Dabei sollte der Querschnitt der Öffnung wesentlich kleiner sein, als ein Gesamtquerschnitt eines in den Grenzbereichen verlaufenden Spalts. Nur bei einer relativ kleinen Öffnung nämlich werden in der Öffnung ausreichend hohe Strö mungsgeschwindigkeiten erreicht, um die Luftströmung auch in entlegeneren Bereichen des Hohlraums wirken zu lassen.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist die Öffnung als sich an einen der Grenzbereiche anschließenden Einschnitt ausgebildet. Die Öffnung kann somit als schmales Segment bzw. als Einschnitt in einem normalerweise umlaufenden Rand der Haube ausgebildet sein. Da sich der entlang der Grenzbereiche verlaufende Rand der Haube relativ zu dem darunter bzw. dahinter liegenden Gehäuse bewegt, besteht bei dieser Lösung die Möglichkeit, dass sich der Querschnitt der Öffnung in Abhängigkeit von der Relativstellung ändert.
Um den Hohlraum weitgehend von der Umgebung abzutrennen, ist vorteilhafterweise die Wandung der Haube in den Grenzbereichen dicht an das Gehäuse herangeführt. Soweit es technisch möglich ist, sollte dabei in den Grenzbereichen eine gewisse Dichtwirkung zwischen der Haube und dem Gehäuse erreicht werden, wobei zumindest bei einem Teil der Grenzbereiche die Wandung der Haube relativ zu dem Gehäuse bewegbar sein muss.
Die Grenzbereiche bilden wenigstens einen Spalt zwischen der Haube und dem Gehäuse, wobei bei einer bevorzugten Ausführungsform die jeweilige, zwischen der Haube und dem Gehäuse bestehende Breite des Spalts unabhängig von der Relativstellung von Haube und Gehäuse im Wesentlichen konstant ist. Dementsprechend ist es möglich, dass einander zugewandte, den Spalt bildende Grenzflächen der Haube und des Gehäuses sich im Zuge der einachsigen Relativbewegung im Wesentlichen parallel zueinander bewegen. Der Abstand der Grenzflächen bleibt somit gleich.
Dementsprechend ist es besonders vorteilhaft, wenn in den Grenzbereichen jeweils eine Spaltdichtung zwischen der Haube und dem Gehäuse ausgebildet ist. Die Spaltdichtung sollte vorzugsweise durch jeder Relativstellung von Haube und Gehäuse gewährleistet sein. Spaltdichtungen haben den Vorteil, dass sie aus Teilen bestehen können, die sich relativ zueinander bewegen (hier: Haube und Gehäuse), ohne dass die Teile sich berühren. Der hier zwischen der Haube und dem Gehäuse ausgebildete Spalt kann hinsichtlich seiner Breite (Abstand zwischen der Haube und dem gegenüberstehenden Gehäuse) und seiner Länge (Weglänge, die von der Luft zurückgelegt werden muss, um von der Umgebung über den Spalt in den Hohlraum gelangen zu müssen) derart dimensioniert sein, dass – insbesondere bei schneller Relativgeschwindigkeit zwischen Haube und Gehäuse – kein nennenswerter Luftaustausch über den Spalt erfolgt. Der größte Teil der Luft wird dann wie beabsichtigt über die wenigstens eine Öffnung ausgetauscht.
Als Alternative zu der Spaltdichtung ist es auch möglich, als Dichtmaßnahme in den Grenzbereichen schleifende Dichtungen oder eine elastische Membran (z. B. einen Balg) vorzusehen.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Öffnung in Bezug auf die Geometrie der Haube derart in der Wandung angeordnet, dass die Luft nach ihrem Eintritt durch die Öffnung in dem Hohlraum eine Drallströmung vollzieht. Dies lässt sich z. B. dadurch erreichen, dass die Öffnung in der Haubenwandung exzentrisch, d. h. unsymmetrisch zu dem Hohlraum angeordnet ist, so dass die Luft nach ihrem Eintritt in den Hohlraum umgelenkt wird, um auch in entlegene Bereiche des Hohlraums strömen zu können. Dadurch entsteht ein Drall, der eine verbesserte Durchmischung der einströmenden kalten Luft mit der bereits im Hohlraum vorhandenen warmen Luft gewährt. Gleichzeitig können dadurch auch Ecken erreicht und gekühlt werden, die relativ weit von der Öffnung entfernt sind.
Vorteilhafterweise ist wenigstens eine Innenseite der Wandung derart gestaltet, dass das Entstehen der Drallströmung unterstützt wird. Dementsprechend können an der Innenseite der Wandung, wie aber auch an der Außenseite des zu kühlenden Gehäuses Strömungsleitelemente vorgesehen sein, die die Luft nach ihrem Eintreten in den Hohlraum zu einer Drallbewegung leiten und die gewünschte Durchmischung verbessern.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Öffnung in Abhängigkeit von einer Strömungsrichtung für eine Ein- und eine Ausströmung unterschiedliche Strömungsbeiwerte auf. Dabei ist es insbesondere zweckmäßig, wenn wenigstens zwei Öffnungen in der Wandung der Haube vorgesehen sind, wobei die eine Öffnung, bezogen auf ein Einströmen der Luft in den Hohlraum, einen niedrigeren Strömungsbeiwert aufweist als die andere Öffnung, während die eine Öffnung, bezogen auf ein Ausströmen der Luft aus dem Hohlraum, einen höheren Strömungsbeiwert aufweist als die andere Öffnung. Das bedeutet, dass die Luft beim Einströmen leichter durch die eine Öffnung strömt als durch die andere, während sie beim Ausströmen bevorzugt durch die andere Öffnung ausströmt, während die an der einen Öffnung austretende Luftmenge reduziert ist. Dadurch lässt sich erreichen, dass die in den Hohlraum durch die eine Öffnung eintretende Luft zunächst durch den Hohlraum gefördert wird, bevor sie an einer anderen Stelle durch die andere Öffnung wieder ausströmt. Dementsprechend ist es anzustreben, dass die beiden Öffnungen möglichst weit entfernt voneinander angeordnet sind. Dann verbleibt die Luft relativ lange in dem Hohlraum und kann gut erwärmt werden, so dass sich die Wärme sehr effektiv aus dem Hohlraum transportieren lässt.
Die beiden Öffnungen können auch derart angeordnet werden, dass sie eine Drallströmung unterstützen. Dementsprechend sollte sich die zum Auslassen der Luft aus dem Hohlraum besonders geeignete Öffnung in einem Bereich der mit einem Drall im Hohlraum strömenden Luftströmung befinden.
Selbstverständlich können auch mehr als zwei Öffnungen vorgesehen sein, um die Durchlüftung des Hohlraums und damit die Kühlwirkung zu verstärken.
Bei einer vorteilhaften Weiterentwicklung sind in den beiden Öffnungen jeweils Rückschlagventile angeordnet, deren Durchlassrichtung jedoch entgegengesetzt ist. Das bedeutet, dass die Durchlassrichtung des Rückschlagventils in der einen Öffnung, bezogen auf ein Einströmen der Luft in den Hohlraum, der Durchlassrichtung des Rückschlagventils in der anderen Öffnung entgegenwirkt. Somit kann die Luft ausschließlich über die eine Öffnung in den Hohlraum eintreten und danach nur noch über die andere Öffnung den Hohlraum verlassen. Je nach Druckunterschied zwischen dem Hohlrauminneren und der Umgebung sperrt das eine Rückschlagventil, während das andere Rückschlagventil öffnet. Damit lässt sich die erzwungene Luftströmung im Hohlrauminneren noch verstärken.
Diese und weitere Merkmale der Erfindung werden nachfolgend anhand von Beispielen unter Zuhilfenahme der begleitenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:
1 schematisch einen Teilschnitt durch ein erfindungsgemäßes Arbeitsgerät;
2 schematisch einen Schnitt einer Haube in der Draufsicht bei einer anderen Ausführungsform;
3 einen schematischen Schnitt durch die Haube bei einer weiteren Ausführungsform;
4 schematisch einen Schnitt durch eine wiederum andere Ausführungsform der Erfindung; und
5 einen schematischen Schnitt durch die Haube bei einer weiteren Ausführungsform mit Kühlkörpern.
In 1 wird ein Teilbereich eines erfindungsgemäßen Arbeitsgeräts in Schnittdarstellung gezeigt. Bei dem Arbeitsgerät kann es sich z. B. um einen Stampfer zur Bodenverdichtung, um einen Hammer o. Ä. handeln.
In einem Gehäuse 1 ist wenigstens eine wärmeerzeugende Einrichtung, z. B. ein Elektro- oder Verbrennungsmotor, untergebracht. Selbstverständlich kann Wärme auch durch Reibung, z. B. in Lagern, entstehen. Da der technische Aufbau des Inneren des Gehäuses 1 für die Erfindung nicht von Bedeutung ist, beschränkt sich die 1 auf eine äußere Darstellung des Gehäuses 1. Entscheidend ist jedoch, dass in dem Gehäuse 1 Wärme entsteht, die über die Außenwandung des Gehäuses 1 an die Umgebung abgegeben werden muss.
Ein Teil des Gehäuses 1 ist von einer Haube 2 umschlossen. An der Haube 2 kann z. B. eine Griffeinrichtung vorgesehen sein, wie sie aus der DE 34 47 401 C2 bekannt ist. Für den Bediener hat das den Vorteil, dass er zur Bedienung des Arbeitgeräts lediglich die aus einem Kunststoffmaterial bestehende Haube 2 berühren und führen muss, nicht jedoch das meist aus Metall bestehende und sehr viel heißere Gehäuse 1. Zudem ist es möglich, die Haube 2 schwingungsmäßig von dem Gehäuse 1 zu trennen, wie in der DE 34 47 401 C2 gezeigt, um den Bediener vor stärkerer Schwingungseinwirkung zu schützen.
Zwischen der Haube 2 und dem Gehäuse 1 ist ein Hohlraum 3 ausgebildet. Da die Haube 2 relativ zu dem Gehäuse 1 bewegbar ist, wobei die Relativbewegung vorzugsweise einachsig sein sollte, ändert sich das Volumen des Hohlraums 3 in Abhängigkeit von der Relativstellung zwischen Haube 2 und Gehäuse 1 entsprechend. Verschiedene Relativstellungen sind durch gestrichelte Linien in 1 angedeutet. Der maximale Relativbewegungsweg der Haube 2 ist durch eine Strecke A gekennzeichnet.
In der Haube 2 ist wenigstens eine Öffnung 4 vorgesehen, über die der Hohlraum 3 mit der Umgebung des Arbeitsgeräts in Verbindung gebracht werden kann. Der Querschnitt der Öffnung 4 ist unabhängig von der Relativstellung zwischen dem Gehäuse 1 und der Haube 2 konstant, so dass stets Luft durch die Öffnung 4 strömen kann. Selbstverständlich können auch mehrere Öffnungen 4 in der Haube 2 vorgesehen sein, um die gewünschte Kühlwirkung zu verbessern.
Bei einer nicht dargestellten Variante ist die Öffnung 4 in Form eines tiefergezogenen Langlochs ausgebildet, sodass die Möglichkeit besteht, dass sie zumindest teilweise durch das Gehäuse 1 abgedeckt wird, wenn sich die Haube 2 relativ zu dem Gehäuse 1 bewegt. In diesem Fall ist der Querschnitt der Öffnung 4 nicht konstant.
Wiederum bei einer anderen, nicht dargestellten Ausführungsform ist die Öffnung 4 in Form eines vom Rand der Haube 2 eingezogenen Schlitzes ausgebildet. Der Schlitz muss zumindest so weit in der Wandung der Haube 2 hochgezogen sein, dass über weite Strecken der Relativbewegung der Haube 2 zum Gehäuse 1 eine Verbindung zwischen dem Hohlraum 3 und der Umgebung hergestellt werden kann.
Jedoch ist es wichtig, dass der Hohlraum 3 so gut von der Umgebung abgetrennt ist, dass im Zuge der Relativbewegung der Haube 2 gegenüber dem Gehäuse 1 in dem Hohlraum 3 ein Unter- und Überdruck ausgebaut werden kann.
Dementsprechend ist es anzustreben, dass in Grenzbereichen 5, in denen die Wandung der Haube 2 dicht an das Gehäuse 1 herangeführt ist, möglichst kein Luftaustausch stattfinden kann. Da in den Grenzbereichen 5 die Wandung der Haube 2 relativ zu dem Gehäuse 1 bewegbar sein muss, eignen sich besonders gut Spaltdichtungen 6, 7, um die gewünschte Dichtwirkung zu erzielen. Bei einer ersten Spaltdichtung 6 ist die Seite der Haube 2 gegenüber der restlichen Wandstärke der Haube 2 etwas verbreitert, um die Länge des Spaltes, durch den die Luft durchdringen müsste, zu vergrößern. Dadurch wird die Dichtwirkung der Spaltdichtung 6 verbessert.
Bei der anderen in 1 gezeigten Spaltdichtung 7 ist die Haube 2 in Form einer den Rand des Gehäuses 1 übergreifenden Schürze 8 ausgebildet. Dadurch ist ebenfalls sichergestellt, dass der Spalt der Spaltdichtung 7 relativ lang ist, um einen Luftdurchtritt zu erschweren.
Weiterhin sollte versucht werden, die Spaltbreite, d. h. den Abstand zwischen der Haube 2 und dem in den Grenzbereichen 5 gegenüberliegenden Gehäuse 1, so klein wie möglich zu halten. Unter Umständen kann sogar ein leichtes Berühren des Gehäuses 1 durch die Haube 2 toleriert werden.
Die Öffnung 4 kann in Form einer kreisrunden Bohrung, als Spalt oder auch mit anderer geeigneter Geometrie ausgeführt werden. Die Luft verlässt die Öffnung 4 beim Austreten aus dem Hohlraum 3 als in die Umgebung gerichteter Freistrahl, während sie beim Eintritt in den Hohlraum 3 als Potenzialströmung aus der Umgebung angesaugt wird. Dadurch ist sichergestellt, dass nicht mit jedem Strömungszyklus wieder die gleiche, bereits erwärmte Luft in das Innere des Hohlraums 3 gesaugt wird. Vielmehr wird stets kühle Luft aus der Umgebung abgesaugt, während die warme Luft durch die Freistrahlwirkung weit ausgeblasen wird.
Die Dichtwirkung in den Grenzbereichen 5 und der Querschnitt der Öffnung 4 sollten derart aufeinander abgestimmt werden, dass sich in dem Hohlraum 3 ein deutlicher Über- bzw. Unterdruck gegenüber der Umgebung ausbilden kann. Jedenfalls ist anzustreben, dass der überwiegende Luftaustausch durch die Öffnung 4 erfolgt. Dadurch wird erreicht, dass die Luft jeweils nach Austritt aus der Öffnung 4 in Form eines Freistrahls mit hoher Geschwindigkeit strömt. Die Freistrahl-Strömung kann zum einen – wie bereits erläutert – genutzt werden, um die warme Luft nach Verlassen des Hohlraums 3 möglichst weit weg von dem Gerät zu führen. Zum anderen aber kann die als Freistrahl-Strömung in den Hohlraum 3 eintretende Luft auch entlegenere, von der Öffnung 4 weiter entfernte Bereiche im Hohlraum 3 erreichen und dort für einen ausreichenden Luftaustausch sorgen. Wenn jedoch die Dichtwirkung in den Grenzbereichen 5 zu gering bzw. der Querschnitt der Öffnung 4 zu groß gewählt ist, ist auch die Freistrahl-Wirkung nur gering, so dass ein echter Luftaustausch nicht ausreichend unterstützt wird.
Der ein- bzw. ausströmende Luftstrom sollte in der Öffnung 4 die kritische Reynoldszahl von 2300 übersteigen, da sich sonst kein Freistrahl ausbilden kann. Der Freistrahl jedoch gewährt – wie bereits dargelegt – in besonders vor teilhafter Weise einen Luftaustausch auch in Bereichen, die von der Öffnung 4 weiter entfernt sind. Durch diese Ausgestaltung wird eine turbulente Strömung erreicht, die eine gute Kühlung ermöglicht.
Die für eine gute Kühlung erforderliche Relativ- bzw. Pumpbewegung zwischen der Haube 2 und dem Gehäuse 1 ist insbesondere bei stark schwingenden Arbeitsgeräten gegeben. Daher kann vor allem bei derartigen Geräten eine besonders effektive Kühlung erreicht werden.
In 2 wird eine Weiterentwicklung der Ausführungsform von 1 gezeigt. Die das Gehäuse 1 umgebende Haube 2 ist in der Draufsicht geschnitten dargestellt. Der Schnitt ist so geführt, dass das Gehäuse 1 hinter der Zeichenebene liegt, so dass ein zunächst als Freistrahl 10 einströmender Luftstrom 9 eine Oberseite des Gehäuses 1 kühlt.
In der Haube 2 ist die Öffnung 4 exzentrisch, also unsymmetrisch angeordnet, so dass dem eintretenden Luftstrom 9 (2a) ein Drall aufgezwungen wird. Die Drallströmung bewirkt, dass die Luft im Inneren der Haube 2, also im Hohlraum 3 zirkuliert und auch die entlegenen hinteren Ecken erreicht. Wenn die Luft in den Hohlraum 3 als Freistrahl 10 eintritt, weist sie eine hohe Geschwindigkeit auf, die die Erzeugung des Dralls unterstützt.
Beim Ausströmen (2b) wird der Hohlraum 3 wie durch eine Potenzialströmung entleert.
Alternativ oder auch ergänzend zu der Ausführungsform von 2 kann auch die in 3 gezeigte Gestaltung der Öffnungen 4 zweckmäßig sein. 3 zeigt in schematischer Schnittdarstellung Ausschnittsvergrößerungen der Haube 2 im Bereich von zwei in der Haube 2 anstelle der in den 1 und 2 gezeigten Öffnung 4 vorgesehenen Öffnungen 11, 12.
Eine erste Öffnung 11 weist, bezogen auf ein Einströmen der Luft in den Hohlraum 3, einen niedrigeren Strömungsbeiwert auf als eine zweite Öffnung 12. Andererseits weist die erste Öffnung 11, bezogen auf Ausströmen der Luft aus dem Hohlraum 3, einen höheren Strömungsbeiwert auf als die zweite Öffnung 12.
Dies wird dadurch erreicht, dass die Öffnungen 11, 12 z. B. jeweils in Form ei nes Röhrchens 13 ausgezogen sind. Durch den gerundeten Eintrittsbereich des Röhrchens 13 kann die Luft relativ ungehindert in das Röhrchen 13 einströmen. Möchte die Luft hingegen von der gegenüberliegenden Seite in das Röhrchen 13 einströmen, hindert der gegenüber dem Gehäuse 2 vorstehende Vorsatz 14 ein ungehindertes Einströmen; der Strömungsbeiwert ist in dieser Strömungsrichtung größer.
Dies führt dazu, dass bei der in 3 gezeigten Ausführungsform die Luft relativ ungehindert durch die erste Öffnung 11 in den Hohlraum 3 einströmen kann, wenn in dem Hohlraum 3 ein Unterdruck herrscht. Sobald – durch die entsprechende Relativbewegung zwischen Haube 2 und Gehäuse 1 – in dem Hohlraum 3 ein Überdruck erzeugt wird, wird ein großer Teil der Luft durch die zweite Öffnung 12 austreten, die bei der jetzt wirksamen Strömungsrichtung aus dem Hohlraum 3 heraus den niedrigeren Strömungsbeiwert aufweist. Über die erste Öffnung 11 wird nunmehr ein verhältnismäßig geringer Teil der Luft ausströmen. Bei entsprechender Verteilung der Öffnungen 11, 12 in der Haube 2 kann eine wirksame Durchlüftung des Hohlraums 3 erreicht werden. Die zunächst über die erste Öffnung 11 eintretende Luft wird gezwungen, den Hohlraum 3 weitgehend zu durchströmen, bis sie über die zweite Öffnung 12 wieder austreten kann.
Selbstverständlich ist es auch bei dieser Ausführungsform möglich, mehr als die beiden gezeigten Öffnungen 11, 12 in der Haube 2 vorzusehen.
Die vorbeschriebene Wirkung basiert auf den unterschiedlichen Strömungsbeiwerten der Öffnungen 11, 12 in Abhängigkeit von der Strömungsrichtung der Luft. Diese Wirkung kann noch verstärkt werden, wenn in den Öffnungen 11, 12 Rückschlagventile eingesetzt werden, bei denen ein Rückströmen der Luft grundsätzlich ausgeschlossen ist. Die Rückschlagventile können relativ einfach durch Ventilkörper aus einem elastischen Gummi- oder Kunststoffmaterial gebildet werden, die die jeweiligen Öffnungen 11, 12 abdecken.
4 zeigt schematisch eine derartige Anordnung.
Die erste Öffnung 11 wird durch ein elastisches, innen an der Haube 2 befestigtes Ventilelement 15 abgedeckt. Durch den Unterdruck im Inneren des Hohlraums 3 wird das Ventilelement 15 von der ersten Öffnung 11 abgehoben, so dass Luft in den Hohlraum 3 einströmen kann.
Umgekehrt saugt der Unterdruck in dem Hohlraum 3 ein die zweite Öffnung 12 abdeckendes elastisches Ventilelement 16 derart an, dass keine Luft durch die zweite Öffnung 12 in den Hohlraum 3 eintreten kann.
Wenn sich in dem Hohlraum 3 ein Überdruck aufbaut, wird die erste Öffnung 11 sofort durch das Ventilelement 15 verschlossen, während das elastische Ventilelement 16 von der zweiten Öffnung 12 abhebt und einen Luftaustritt durch die zweite Öffnung 12 ermöglicht.
5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der zur weiteren Verbesserung der Kühlwirkung Kühlkörper 17 (z. B. Kühlrippen) vorgesehen sind, die im Bereich der Ein- oder Ausströmung vorgesehen sind.
Insbesondere können die Kühlkörper 17 derart ausgestaltet sein, dass die Kühlluft durch einen oder mehrere Kanäle 18 durch sie hindurch strömen kann. Bei der in 2 gezeigten Ausführungsform können die Kühlkörper 17 vorteilhafterweise in der Öffnung 4 angeordnet werden, während sich bei der Ausführungsform gemäß 3 (analog zu 5) eine Anordnung der Kühlkörper 17 in oder in der Nähe der Öffnungen 11, 12 anbietet, also z. B. vor oder hinter der betreffenden Öffnung 11, 12. Wenn die Kühlkörper 17 mehrere Luftkanäle 18 aufweisen, durch die die Luft beim Ein- oder Austritt in oder aus dem Gehäuse strömt, lässt sich die wirksame Kühloberfläche vergrößern, wie in 5 gezeigt.
Der Kühlkörper 17 steht sinnvollerweise in Verbindung mit der wärmeerzeugenden Einrichtung, sodass ihm die entsprechende Wärme zuführbar ist, damit er sie an die ihn durchströmende Luft abgeben kann.

Claims

Arbeitsgerät, mit – einem eine wärmeerzeugende Einrichtung umschließenden Gehäuse (1); – einer das Gehäuse (1) wenigstens teilweise umschließenden Haube (2), wobei die Haube (2) relativ zu dem Gehäuse (1) bewegbar ist; – einem zwischen der Haube (2) und dem Gehäuse (1) wenigstens in einem Teilbereich ausgebildeten Hohlraum (3); und mit – spaltartigen Grenzbereichen (5), in denen eine Wandung der Haube (2) an das Gehäuse (1) herangeführt ist; dadurch gekennzeichnet, dass – die Grenzbereiche (5) derart gestaltet sind, dass der Hohlraum (3) weitgehend von der Umgebung abgetrennt ist; und dass – in der Wandung der Haube (2) wenigstens eine den Hohlraum (3) mit der Umgebung verbindende Öffnung (4) vorgesehen ist.
Arbeitsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Öffnung (4) unabhängig von der Relativstellung zwischen dem Gehäuse (1) und der Haube (2) im Wesentlichen konstant ist.
Arbeitsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (4) als sich an einen der Grenzbereiche (5) anschließenden Einschnitt ausgebildet ist.
Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Öffnung (4) wesentlich kleiner ist als ein Gesamtquerschnitt eines in den Grenzbereichen (5) verlaufenden Spalts zwischen der Haube (2) und dem Gehäuse (1).
Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Relativbewegung zwischen Haube (2) und Gehäuse (1) im wesentlichen einachsig ist.
Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (3) derart gestaltet ist, dass sich sein Volumen in Abhängigkeit von der Relativstellung zwischen Haube (2) und Gehäuse (1) ändert.
Arbeitsgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von der Volumenänderung des Hohlraums (3) in dem Hohlraum (3) ein Über- oder Unterdruck gegenüber der Umgebung erzeugbar ist.
Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung der Haube (2) in den Grenzbereichen (5) dicht an das Gehäuse (1) herangeführt ist, um den dadurch von der Wandung umgebenen Hohlraum (3) weitgehend von der Umgebung abzutrennen.
Arbeitsgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in den Grenzbereichen (5) die Wandung der Haube (2) relativ zu dem Gehäuse (1) bewegbar ist.
Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzbereiche (5) wenigstens einen Spalt zwischen der Haube (2) und dem Gehäuse (1) bilden, und dass die jeweilige, zwischen der Haube (2) und dem Gehäuse (1) bestehende Breite des Spalts unabhängig von der Relativstellung im wesentlichen konstant ist.
Arbeitsgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass einander zugewandte, den Spalt bildende Grenzflächen der Haube (2) und des Gehäuses (1) sich im Zuge der Relativbewegung im wesentlichen parallel zueinander bewegen.
Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in den Grenzbereichen (5) jeweils eine Schleifdichtung oder eine Spaltdichtung (6, 7) zwischen der Haube (2) und dem Gehäuse (1) ausgebildet ist.
Arbeitsgerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifdichtung oder die Spaltdichtung (6, 7) in jeder Relativstellung von Haube (2) und Gehäuse (1) besteht.
Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (4) in Bezug auf die Geometrie der Haube (2) derart in der Wandung angeordnet ist, dass Luft nach ihrem Eintritt durch die Öffnung (4) in dem Hohlraum (3) eine Drallströmung vollzieht.
Arbeitsgerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Innenseite der Wandung derart gestaltet ist, dass das Entstehen der Drallströmung unterstützt wird.
Arbeitsgerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Innenseite der Wandung und/oder auf einer Außenseite des Gehäuses (1) Strömungsleitelemente vorgesehen sind, die das Entstehen der Drallströmung unterstützen.
Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (4) in Abhängigkeit von einer Strömungsrichtung für eine Ein- und eine Ausströmung unterschiedliche Strömungsbeiwerte aufweist.
Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass in der Wandung der Haube (2) wenigstens zwei Öffnungen (11, 12) vorgesehen sind, wobei die eine Öffnung (11), bezogen auf ein Einströmen der Luft in den Hohlraum (3), einen niedrigeren Strömungsbeiwert aufweist als die andere Öffnung (12), während die eine Öffnung (11), bezogen auf ein Ausströmen der Luft aus dem Hohlraum (3), einen höheren Strömungsbeiwert aufweist als die andere Öffnung (12).
Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass in der Wandung der Haube (2) wenigstens zwei Öffnungen (11, 12) vorgesehen sind, in denen jeweils ein Rückschlagventil (15, 16) angeordnet ist, wobei die Durchlassrichtung des Rückschlagventils (15) in der einen Öffnung (11), bezogen auf ein Einströmen der Luft in den Hohlraum (3), der Durchlassrichtung des Rückschlagventils (16) in der anderen Öffnung (12) entgegengesetzt ist.
Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass an der Haube (2) eine Griffeinrichtung vorgesehen ist.
Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass in oder im Bereich einer der Öffnungen (4; 11, 12) ein Kühlkörper (17) angeordnet ist, dem Wärme von der wärmeerzeugenden Einrichtung zuführbar ist.