DE2432204A1

DE2432204A1 - Luftleitelement fuer ein einen elektromotor aufnehmendes gehaeuse, insbesondere einer tragbaren werkzeugmaschine, sowie verfahren zur bildung von stroemungswegen fuer kuehlluft

Info

Publication number: DE2432204A1
Application number: DE19742432204
Authority: DE
Inventors: Jun Francis Joseph Rosenthal
Original assignee: Black and Decker Manufacturing Co
Current assignee: Black and Decker Corp
Priority date: 1973-07-30
Filing date: 1974-07-05
Publication date: 1975-02-13
Also published as: DE2432204C2; CA971212A; JPS5821501B2; JPS5043405A; GB1443098A; AU7018574A; IT1015627B; BR7406153D0

Description

Luftleitelement für ein einen Elektromotor aufnehmendes Gehäuse, insbesondere einer tragbaren Werkzeugmaschine, sowie Verfahren zur Bildung von Strömungswegen für Kühlluft

Die Erfindung bezieht sich auf ein Luftleitelement für ein einen Elektromotor aufnehmendes Gehäuse, insbesondere einer tragbaren Werkzeugmaschine, sowie auf ein Verfahren zur Bildung und Abdichtung von Strömungswegen für Kühlluft.

Es wird weiterhin versucht, die Benutzer von elektrisch angetriebenen Geräten, etwa tragbaren Werkzeugmaschinen durch verbesserte Isolierungen gegen elektrische Schläge zu schützen. Üblicherweise tragen die Anker- oder Rotorwellen derartiger Geräte ein Gebläse, um Luft durch Öffnungen im Gehäuse zu saugen oder zu drücken, wie dies beispielsweise in der US-PS 3 432 7O3 beschrieben ist. Dabei werden im allgemeinen Luftleitelemente verwendet, um sicherzustellen, daß die Luft denjenigen Bereichen zugeleitet wird, die gekühlt werden sollen, die Luft also durch den Anker oder Rotor und über die Lager der Welle strömt. Wenn Luftleitelemente aus Kunststoff im Spritzgußverfahren hergestellt werden, so bleiben nach diesem

509807/0289

- 2 - 24322(H

Spritzgußvorgang häufig am Umfang verlaufende Grate oder zugespitzte Kanten zurück, üblicherweise wird dieser Grat nach dem Spritzgußvorgang vom Element abgeschliffen, was einen Zeit- und Werkzeugaufwand und damit erhöhte Kosten erfordert.

Im Gebrauch eines elektrisch angetriebenen Gerätes schleifen sich die Bürsten, die im allgemeinen aus Graphit bestehen, ab, und ein feines Graphitpulver (ein elektrischer Leiter) wird, mit der Kühlluft durch das Motorgehäuse bewegt. Man erkennt, daß dieser Graphit unter Umständen Stromleitwege bilden kann,. beispielsweise von der Feldwicklung zu einem vorn liegenden Metallgehäuse der Werkzeugmaschine oder zu Luftöffnungen im Gehäuse, falls dagegen keine Vorsorge getroffen wird. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, daß Luft zwischen der Kante des Luftleitelementes und dem zugehörigen Teil des Gehäuses hindurchtritt, falls nicht der Umfang des Luftleitelementes genau eine kritische Entwurfsabmessung hat, um eine Dichtung zwischen sich und dem Gehäuse zu bilden. Dies kann zu "Nebenschlüssen" für die Kühlluft und damit zu einer weniger wirksamen Motorkühlung führen.

Mittels der Erfindung soll daher ein Luftleitelement geschaffen werden, das zwischen sich und dem Gehäuse eine sichere Dichtung bewirkt und das verhindert, daß durch Graphitablagerungen eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen verschiedenen Elementen des Gerätes hergestellt wird.

509807/0289

Hierzu wird im wesentlichen ein Luftleitelement benutzt, das einen Grat aufweist, der nicht vor dem Einbau entfernt wird, sondern sich beim Einbau in das Gehäuse verformt und so in dichtenden Eingriff mit dem zugehörigen Bereich des Gehäuses kommt.

Wie ohne weiteres klar ist, läßt sich auf diese Weise ohne zusätzliche Kosten eine bessere Dichtung erreichen und auch die Ablagerung von Graphitstaub an unerwünschten Stellen verhindern.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der ein Ausführungsbeispiel zeigenden Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch eine elektrisch angetriebene, tragbare Werkzeugmaschine gemäß der Erfindung.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 2-2 aus Fig. 1.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 3-3 aus Fig. 2, wobei das Feldgehäuse entfernt ist.

Fig. 4 zeigt eine Ansicht des Luftleitelementes von hinten.

Fig. 5 zeigt eine Seitenansicht des Luftleitelementes.

509807/0289

Fig. 6 zeigt vergrößert eine Teildarstellung eines Umfangsbereiches des Luftleitelementes, wie durch die Pfeile in Fig. 5 angedeutet.

Die in Fig. 1 dargestellt, elektrisch angetriebene, tragbare Werkzeugmaschine 10 besteht aus einer Bohrmaschine mit einem geteilten Gehäuse, das auch ein im Spritzgußverfahren hergestelltes Feldgehäuse 12 aus Kunststoff aufweist. Ferner sind eine hintere Abdeckung mit Griff 14 und ein vorderes Getriebegehäuse 20 vorhanden, die mittels Schrauben 18 miteinander verbunden sind. Im Feldgehäuse 12 ist ein Motor 17 gehaltert, der eine Ankerwelle 36 hat, die über ein Getriebe 22 im Getriebegehäuse in Antriebsverbindung mit einer Ausgangswelle 24 steht.

Der Griff 14 hat einen Steuerschalter 30, der von einem Betätigungselement 31 betätigt wird und über eine Leitung 35 eine elektrische Verbindung zwischen einer Spannungsquelle (nicht gezeigt) und einer Feldwicklung 32 und dem Anker 34 herstellt, die einen Teil des Motors 17 bilden. Der Anker 34 hat einen Kommutator 35, mit dem unter Federdruck (nur eine Feder gezeigt) Graphitbürsten 37 in Berührung stehen. Die Bürsten 37 müssen in regelmäßigen Abständen ersetzt werden, da sie sich infolge der reibenden Berührung mit dem sich drehenden Kommutator 35 abschleifen.

509807/0289

Die Ankerwelle 36 hat ein rohrförmiges Isolierelement, das die Welle von den Ankerwicklungen isoliert, und die Ankerwelle 36 ist in einem im Feldgehäuse 12 gehalterten hinteren Lager 40 und einem im metallischen Getriebegehäuse 20 gehalterten Lager 42 gelagert. Auf der Ankerwelle 36 ist mittels einer Nabe 46 ein Gebläse 44 befestigt, das durch Einlaßöffnungen 26 Kühlluft aus der Umgebung ansaugt und sie über das Lager 44, entlang dem Kommutator 35 und der Bürsten 37 sowie zwischen dem Anker 34 und der Feldwicklung 32 hindurchführt. Diese Kühlluft wird mittels des Gebläses radial durch Austrittsöffnungen 28 im Feldgehäuse 12 herausbefördert.

Zwischen dem Gebläse 44 und der Feldwicklung 32 sowie dem Anker 34 befindet sich ein Luftleitelement 48, das erfindungsgemäß aufgebaut und in das Feldgehäuse 12 eingepaßt ist. Wie dargestellt, sitzt das Luftleitelement 48 stramm in einem entsprechend geformten Hohlraum, der von der Innenwand 45 des Feldgehäuses 12 sowie einem Steg 47 gebildet wird, der einstückig mit dem Feldgehäuse 12 hergestellt ist. Das Luftleitelement 48 hat eine im allgemeinen ebene Fläche 49 mit einer Mittelöffnung 50, die die Nabe 46 des Gebläses 44 umschließt. Das Luftleitelement dient zur Führung von von rechts nach links (Fig. 1) durch den Motor 17. strömender Kühlluft, die durch die öffnung 50 zur Achse des Gebläses 44 gelangt. Diese Kühlluft wird nach dem Passieren des Luft leite leinen tes

B09807/0289

48 vom Gebläse 44 durch öffnungen 28 radial nach außen abgeführt.

Man erkennt, daß ein Teil der Kühlluft, die vom Gebläse 44 durch das Feldgehäuse 12 gesäugt wird, zwischen dem Luftleitelement 48 und dem Feldgehäuse 12 hindurchströmen kann, falls zwischen dem Umfang des Luftleitelementes 48 und der benachbarten Fläche des Feldgehäuses kein dichtender Sitz vorhanden ist. Wie vorstehend bereits erwähnt, schleifen sich die Bürsten 37 im Betrieb des Motors 17 ab und geben kleine, leichte Graphitteilchen ab. Diese Graphitteilchen werden von der Kühlluft aufgenommen und mit dem Luftstrom durch das Feldgehäuse 12 transportiert. Da die Graphitteilchen schwerer sind als die Kühlluft, werden einige entlang der Innenfläche des Feldgehäuses 12 abgelagert. Das Luftleitelement 48 wirkt als Sperre für diese Kohlenstoffteilchen und verhindert, daß sich ein elektrisch leitfähiger Pfad zu den Austrittsöffnungen 28 und/oder zum metallischen Getriebegehäuse 20 bildet. Um sicherzustellen, daß zwischen dem Luftleitelement 48 und dem dieses umgebenden Feldgehäuse 12 eine gute Dichtung vorhanden ist, und somit Nebenschlüsse für die Kühlluft verringert werden, ist das Luftleitelement 48 auf neue Weise ausgebildet und wirkt neuartig mit dem Feldgehäuse zusammen.

Erfindungsgemäß wird das Luftleitelement 48 aus geeignetem Kunststoff, etwa Polypropylen o.a. im Spritzgußverfahren her-

509807/0289

gestellt, so daß es sich dem benutzten Formhohlraum (nicht gezeigt) anpaßt und im allgemeinen eine der inneren Form des Feldgehäuses 12 entsprechende.Form hat. Üblicherweise ergibt sich bei einem derartigen Spritzgußverfahren innerhalb von Toleranzgrenzen ein Luftleitelement 48 der gewünschten Form. In einigen Fällen werden diese Luftleitelemente 48 mit einem Umfangsgrat hergestellt, der sich an der Formtrennlinie ergibt, und in den Figuren 2 bis 6 bei 56 dargestellt ist. In diesen Fällen war es bisher üblich, den Grat 56 nach dem Formen von dem Luftleitelement 48 abzuschneiden oder abzuschleifen, bevor der Zusammenbau mit dem Feldgehäuse 12 erfolgte. In anderen Fällen konnte das Luftleitelement 48 mit geringem oder gar keinem Grat hergestellt werden. In beiden Fällen waren jedoch zusätzliche Kosten erforderlich, nämlich entweder ein zusätzlicher Bearbeitungsschritt oder ein teurerer Spritzgußvorgang, wodurch die Gesamtkosten stiegen.

Erfindungsgemäß wird nunmehr ein Luftleitelement 48 mit Grat hergestellt, und dieser Grat wird beibehalten, d.h. nicht abgeschliffen oder abgeschnitten. Wenn somit das Luftleitelement 48 in das Feldgehäuse 12 eingesetzt wird, verbiegt sich der Grat 56, der etwas verformbar ist, und kommt in dichtenden Eingriff mit der Innenfläche des Feldgehäuses 12. Dadurch wird also nicht nur eine wirksame Dichtung im Verbindungsbereich zwischen dem Umfang des Luftlextelementes 48 und der

509807/0289

Innenfläche des Feldgehäuses 12 erreicht, die den Aufbau eines leitfähigen Pfades aus Graphitteilchen zu zugänglichen oder leitenden Bereiches des Gerätes verhindert, sondern es ergibt sich auch eine Kostenexnsparung, da der Umfangsgrat 56 nicht mehr abgeschnitten'oder abgeschliffen werden muß, wie dies bisher der Fall war. Darüber hinaus verbessert die Dichtung zwischen Luftleitelement 48 und Feldgehäuse 12 die Kühlwirkung des Gebläses 44, so daß die Lebensdauer des Gerätes erhöht wird.

Obwohl die Erfindung vorstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben wurde, ist es klar, daß sie nicht auf dieses beschränkt ist, sondern es sind weitere Änderungen, Abwandlungen und Ergänzungen möglich, die alle unter die Erfindung fallen.

509807/0289

Claims

Ansprüche

1. ) Luftleitelement für ein einen Elektromotor aufnehmendes Gehäuse, insbesondere einer tragbaren Werkzeugmaschine, gekennzeichnet durch eine Mittelöffnung und einen Umfangs-Dichtungsbereichf der einen Grat (56) zum dichtenden und verformbaren Eingriff mit entsprechend angepaßten •Bereichen eines Gehäuses (12) aufweist _B in das das Luftlei telement (48) einsetzbar ist»

Luftleitelement nach Anspruch 1 ₀ gekennzeichnet durch sich seitlich von einem im allgemeinen ebenen Bereich weg erstreckende Ansätze

Werkzeugmaschine mit einem Gehäuse„ das ein einen Elektromotor mit einer Feldwicklung ausschließendes Feldgehäuse aufweist0 mit einem im Gehäuse auf einer einen Kommutator aufweisenden Welle gelagerten hnker_B mit in Singriff mit dem Kommutator stehenden Bürsten sox-?ie mit einem auf der Welle befestigten Gebläse,, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Gebläse und dem Anker ein Luftleitelement vorgesehen ist, dessen Umfangsbereich den benachbarten Bereichen des Feldgehäuses angepaßt ist und einen Umfangsgrat aufweist„ der dichtend verformt in Eingriff mit dem Feldgehäuse steht=

509807/0289

4.. Werkzeugmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet/ daß das Luftleitelement eine Mittelöffnung hat, und daß eine Nabe des Gebläses sich teilweise in die Mittelöffnung erstreckt.»

5. Werkzeugmaschine nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet β daß das Luftleitelement sich seitlich erstreckende .Stützbereiche aufweist _e die zur Stabilisierung in Eingriff mit der Innenfläche des Gehäuses stehen₀

6. Verfahren zur Bildung vob Strömungswegen für Kühlluft im

Gehäuse eines elektrisch angetriebenen Gerätes _B das Lufteinlaß- und Luftauslaßöffnungen aufweist _B dadurch gekennzeichnet _B daß ein Luftleitelement hergestellt wird_ff dessen Querschnittsform der Ouerschnittsform des Gehäuses angepaßt ist und das einen überstellenden ümfangsgrat sur Bildung einer verformbaren Dicktaag aufweist. _s und daß das 'Luffcleitelement. in öas Gehäuse ©±mg<ssetst «ad der Grat in dichtende „ ver formend© Berüteisaag mit. dem inneren umfang des Gehäuses gebracht wird»

su:kö

509 8 07/028 9