DE2910845A1 - ELECTRICALLY DRIVED HAND TOOL, ESPECIALLY DRILLING MACHINE - Google Patents

ELECTRICALLY DRIVED HAND TOOL, ESPECIALLY DRILLING MACHINE

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DE2910845A1
DE2910845A1 DE19792910845 DE2910845A DE2910845A1 DE 2910845 A1 DE2910845 A1 DE 2910845A1 DE 19792910845 DE19792910845 DE 19792910845 DE 2910845 A DE2910845 A DE 2910845A DE 2910845 A1 DE2910845 A1 DE 2910845A1
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fan wheel
cooling
wheel
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Gernot Haensel
Martin Hoelzel
Karl Dipl Ing Dr Wanner
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • H02K9/04—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Abstract

The electric motor has a motor housing with cooling-air inlets and cooling-air outlets (25) and a rotor shaft (10) mounted in the motor housing and having a rotor (9) and a fan wheel (14). The fan wheel (14) is provided directly next to a rotor-shaft bearing (15) arranged in the motor housing. The rotor-shaft bearing (15) has cooling passages (19) which start from the outside of the motor housing and run in the direction of the fan wheel (14). The fan wheel (14) draws in a first cooling-air flow which cools the motor and a weaker second cooling-air flow which is opposed to the first cooling-air flow and passes through the cooling passages (19) of the rotor-shaft bearing (15). <IMAGE>

Description

Elektrisch angetriebenes Handwerkzeug, insbesondereElectrically powered hand tools, in particular

Bohrmaschine Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem elektrisch angetriebenen Handwerkzeug nach der Gattung des Hauptanspruchs. Durch die FR-PS 22 39 613 ist eine elektrische Bohrmaschine mit einem Kunststoffgehäuse bekannt geworden. In dem Gehäuse befindet sich eine Rotorwelle mit einem Lüfterrad und einem Kommutator. Die Rotorwelle ist in zwei Rotorwellenlagern gelagert, von denen das neben dem Kommutator befindliche Lager von parallel zur Rotorwelle ausgerichteten Kühlkanälen durchzogen ist. Das Lüfterrad befindet sich neben dem zweiten Lager und saugt Luft an durch im Kunststoffgehäuse befindliche Kühllufteinlässe, von denen die halbe Anzahl in eine Ventilationskammer mündet, an die das zuerst genannte, die Kühlkanäle aufweisende Lager dicht anschließt. Bei einer durch die GB-PS 14 43 098 bekannt gewordenen Bohrmaschine besteht das neben dem Kommutator befindliche Rotorwellenlager aus einer Lagerschale und einem von Kühlluft durchströmbaren Tragkörper.Drilling machine prior art The invention is based on an electrical powered hand tool according to the preamble of the main claim. Through the FR-PS 22 39 613 an electric drill with a plastic housing is known become. In the housing there is a rotor shaft with a fan wheel and a Commutator. The rotor shaft is mounted in two rotor shaft bearings, of which the bearings located next to the commutator of aligned parallel to the rotor shaft Cooling channels is traversed. The fan wheel is located next to the second bearing and sucks in air through cooling air inlets located in the plastic housing, of which half the number opens into a ventilation chamber to which the first mentioned, the bearing having cooling channels adjoins tightly. With one by the GB-PS 14 43 098 which has become known is the next to the commutator Rotor shaft bearing from a bearing shell and a support body through which cooling air can flow.

Bei einem durch die US-PS 26 85 042 bekannt gewordenen elektrischen Schleifwerkzeug ist ein Lüfterrad dem Kommutator gebenüberliegend neben dem Rotor vorgesehen, das eine zum Rotor gekehrte Radscheibe mit Luftdurchlässen und von dem Rotor abgekehrte Schaufeln aufweist, die unmittelbar neben einem Rotorwellenlager umlaufen. An den Rotor vorbei gesaugte Luft gelangt in erwärmtem Zustand durch die mit Luftdurchlässen versehene Scheibe des Lüfterrades und strömt am Rotorwellenlager vorbei zu den Schaufeln. Bei großer Belastung des Rotors wird die Luft stark erwärmt. Dadurch nimmt das Rotorwellenlager hohe Temperaturen an. Übliche Schmiermittel werden bei solch@hohen Temperaturen zu dünnflüssig und sickern oder kriechen aus dem Rotorwellenlager. Ein dieserart verursachter Mangel an Schmiermittel führt zur Zerstörung des Lagers.In an electrical known from US-PS 26 85 042 The grinding tool is a fan wheel on top of the commutator next to the rotor provided that a wheel disc facing the rotor with air passages and blades facing away from the rotor and immediately adjacent to a rotor shaft bearing circulate. Air sucked past the rotor passes through the heated state Disc of the fan wheel provided with air passages and flows on the rotor shaft bearing over to the shovels. When the rotor is heavily loaded, the air is heated up considerably. As a result, the rotor shaft bearing takes on high temperatures. Usual lubricants will be too thin at such high temperatures and seep or creep out of the rotor shaft bearing. A lack of lubricant caused in this way leads to the destruction of the bearing.

Ein durch die GB-PS 9 95 823 bekanntgewordenes Kratzwerkzeug hat einen Elektromotor und ein an diesen angesetztes Taumelscheibengetriebe. Der Motor hat ein eigenes Kühlsystem mit einem im zum Taumelscheibengetriebe zugekehrten ersten Motorende angeordneten Motorlüfterrad, mit benachbart zum Lüfterrad am Umfang des Motorgehäuses verteilt angeordneten Kühlluftauslässen und mit am zweiten, in einen Handgriff übergehenden Motorgehäuseende befindlichen Kühllufteinlässen. Das Taumelscheibengetriebe weist eine mit der Motorwelle in dessen Verlängerung verschraubte Taumelscheibenachse auf die von der Verschraubung ausgehend Kühlrippen, ein Getriebelüfterrad und eine Taumelscheibe trägt. Ein die Verschraubung umgreifendes Lager im Gehäuse des Taumelscheibengetriebes dient der Lagerung sowohl der Taumelscheibenachse, als auch der Motorwelle. Ein zweites Lager ist im Gehäuse des Taumelscheibengetriebes am Ende der Taumelscheibenachse neben der Taumelscheibe vorgesehen. Am Umfang des Taumelscheibengetriebegehäuses sind zwischen das zweite Lager und die Taumelscheibe zielende Kühllufteinlässe angeordnet. Kühlluftauslässe sind in radialer Verlängerung der Schaufeln des Getriebelüfterrads im Gehäuse vorgesehen. Angesaugte Kühlluft kühlt die Taumelscheibe und das benachbarte zweite Lager und entzieht über die Kühlrippen und die Taumelscheibenachse den Lagern Wärme. Im Vergleich zur Taumelscheibenachse weist die eingeschraubte Motorwelle einen bemerkenswert geringen Querschnitt auf. Dadurch bleibt die Temperatur des die Taumelscheibenachse und die Motorwelle umschließenden Lagers selbst dann niedrig, wenn die vom neben der Verschraubung umlaufenden Motorlüfterrad aus dem Motor angesaugte Kühlluft stark erwärmt sein sollte. Die Zufuhr frischer Kühlluft zu einem Motorlager, neben dem ein erwärmte Luft wegführendes Motorlüfterrad umläuft, ist zur Begrenzung der Lagertemperatur erwünscht. Jedoch wäre der technische Aufwand für ein besonderes Lüfterrad zur Kühlung eines beispielsweise in der US-PS 40 66 136 beschriebenen Rotorwellenlagers, in dessen Nähe sich bereits ein Lüfterrad zur Motorkühlung befindet, und die zusätzlich noch nötige KühlluStführungseinrichtung nachteilig hoch. Zudem würde die Bohrmaschine im Bereich des Motors in nachteiliger Weise größer werden.A scratching tool made known by GB-PS 9 95 823 has one Electric motor and a swash plate gear attached to it. The engine has its own cooling system with a first one facing the swash plate gear Motor fan wheel arranged at the end of the motor, with adjacent to the fan wheel on the circumference of the Motor housing distributed arranged cooling air outlets and with on the second, in one Handle passing the motor housing end located cooling air inlets. The swash plate gear has a swashplate axis screwed to the motor shaft in its extension on the cooling fins starting from the screw connection, a gear fan wheel and a Swashplate carries. A bearing encompassing the screw connection in the housing of the swash plate gear serves to support both the swashplate axis and the motor shaft. A The second bearing is in the housing of the swash plate gear at the end of the swash plate axis provided next to the swash plate. On the circumference of the swash plate gear case Targeting cooling air inlets are arranged between the second bearing and the swash plate. Cooling air outlets are in a radial extension of the blades of the gear fan wheel provided in the housing. Sucked in Cooling air cools the swash plate and the adjacent second bearing and withdraws over the cooling fins and the swashplate axis the camps warmth. Compared to the swashplate axis, the screwed in Motor shaft has a remarkably small cross-section. This keeps the temperature of the bearing surrounding the swash plate axis and the motor shaft even then low if the motor fan wheel rotating next to the screw connection is out of the The cooling air drawn in from the engine should be very warm. The supply of fresh cooling air to a motor bearing, next to which a heated air-dissipating motor fan rotates, is desirable to limit the storage temperature. However, the technical effort would be for a special fan wheel for cooling one, for example, in US-PS 40 66 136 described rotor shaft bearing, in the vicinity of which there is already a fan wheel for Engine cooling is located, and the additional cooling air ducting device that is still required disadvantageously high. In addition, the drilling machine would be disadvantageous in the area of the motor Way to get bigger.

Vorteile der Erfindung Das erfindungsgemäße Handwerkzeug mit Elektromotor und mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß ein neben dem angewärmte Kühl luft angsaugendenLüfterrad befindliches Rotorwellenlager von frischer Kühlluft auf einer solch niedrigen Temperatur gehalten wird, daß sich in dem Lager befindlicher Schmierstoff von üblicher Art nicht in unzulässiger Weise erwärmt und das Lager verläßt. Diese Gestaltung der Kühlung des Motors und seines nahe dem Lüfterrad gelegenen Rotorwellenlagers ist billig in der Herstellung und hat den zusätzlichen Vorteil, daß kein zusätzlicher Bauraum benötigt wird. Außerdem macht die wirksame Kühlung des Rotorwellenlagers eine besondere Schutzvorrichtung, die üblicherweise den Benutzer des Werkzeugs vor Verbrennung zu schützen hat, unnötig.Advantages of the Invention The hand tool according to the invention with an electric motor and with the characterizing features of the main claim has the advantage over this that a rotor shaft bearing located next to the heated cooling air sucking fan wheel is kept at such a low temperature by fresh cooling air that The usual type of lubricant in the bearing is not inadmissible warmed up and leaves the warehouse. This design of the cooling of the engine and his rotor shaft bearing located near the fan wheel is cheap to manufacture and has the additional advantage that no additional space is required. aside from that makes the effective cooling of the rotor shaft bearing a special Protection device that usually protects the user of the tool from burns has to protect unnecessarily.

Die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen nennen besonders zweckmäßige Ausbildungen des im Hauptanspruch angegebenen Handwerkzeugs mit Elektromotor.The measures listed in the subclaims name particularly Appropriate training of the hand tool specified in the main claim with an electric motor.

Zeichnungen Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel im Längsschnitt, Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Längsschnitt nach Fig. 1, Fig. 3 Einzelteile des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 in der Draufsicht, Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel im Längsschnitt, Fig. 5 Einzelteile des zweiten Ausführungsbeispiels nach Fig. 4 in der Draufsicht, Fig. 6 ein drittes Ausführungsbeispiel im Länggschnitt und Fig. 7 ein Einzelteil des Ausführungsbeispiels nach Fig. 6 in der Untersicht.Drawings Three embodiments of the invention are shown in the drawings and explained in more detail in the following description. It shows Fig. 1 shows a first embodiment in longitudinal section, FIG. 2 shows an enlarged detail from the longitudinal section according to FIG. 1, FIG. 3 individual parts of the exemplary embodiment according to Fig. 1 in plan view, Fig. 4 a second embodiment in longitudinal section, FIG. 5 individual parts of the second exemplary embodiment according to FIG. 4 in a top view, FIG. 6 shows a third exemplary embodiment in longitudinal section and FIG. 7 shows an individual part of the embodiment of FIG. 6 in the bottom view.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele Eine Bohrmaschine 2 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel hat ein Getriebe 3, eine aus dem Getriebe 3 herausragende Werkzeugaufnahme 4, einen an das Getriebe 3 angesetzten Motor 5 und einen Griff 6.Description of the exemplary embodiments A drilling machine 2 according to the The first exemplary embodiment has a transmission 3, one protruding from the transmission 3 Tool holder 4, an attached to the gear 3 motor 5 and a handle 6th

Der Motor 5 hat ein Motorgehäuse 7, einen in dem Motorgehäuse angeordneten, nicht dargestellten Feldmagnet mit Spulen 8, einen innerhalb des Feldmagnets drehbaren Rotor 9, eine den Rotor 9 tragende Rotorwelle 10 mit Enden 11, 12, mit einem Ritzel 13 sowie mit einem Lüfterrad 14 und zwei die Enden 115 12 umgreifende Rotorwellenlager 15, 16.The motor 5 has a motor housing 7, one arranged in the motor housing, Field magnet, not shown, with coils 8, one rotatable within the field magnet Rotor 9, a rotor shaft 10 carrying the rotor 9 with ends 11, 12, with a pinion 13 and with a fan wheel 14 and two rotor shaft bearings encompassing the ends 115 12 15, 16.

Das Rotorwellenlager 15 ist als Kugellager ausgebildet und mit einem aus Metall bestehenden Tragkörper 17 verschraubt, der in ein Endteil 18 des Motorgehäuses 7 eingeformt ist. Der Tragkörper 17 weist nahe am Kugellager 15 vorbeiführende Kühlkanäle 19 auf. Unmittelbar an das Rotorwellenlager 15 angrenzend ist zwischen diesem und dem Rotor 9 das Lüfterrad 14 auf der Rotorwelle 10 befestigt. Das Lüfterrad 14 hat eine Radscheibe 20 mit einer dicht neben dem Endteil 18 sich erstreckenden Seite 21 und eine zum Rotor 9 gerichtete Seite 22 mit Schaufeln 23.The rotor shaft bearing 15 is designed as a ball bearing and with a made of metal support body 17 screwed into an end part 18 of the motor housing 7 is molded. The support body 17 has cooling channels leading past the ball bearing 15 19 on. Immediately adjacent to the rotor shaft bearing 15 is between this and the rotor 9, the fan wheel 14 is attached to the rotor shaft 10. The fan wheel 14 has a wheel disc 20 having a side extending close to the end portion 18 21 and a side 22 facing the rotor 9 with blades 23.

Neben den Schaufeln 23 ist ein Luftleitring 24 in das Motorgehäuse 7 eingesetzt. Im Endteil 18 sind radial zum Lüfterrad 14 ausgerichtete Kühlluftauslässe 25 vorgesehen.In addition to the blades 23, there is an air guide ring 24 in the motor housing 7 used. In the end part 18 there are cooling air outlets oriented radially to the fan wheel 14 25 provided.

Die Radscheibe 20 weist Durchlässe 26 auf, die von der Rotorwelle 10 etwa gleich große Abstände aufweisen wie die neben dem Rotorwellenlager 15 verlaufenden Kühlkanäle 19.The wheel disk 20 has passages 26 leading from the rotor shaft 10 have approximately the same spacings as those running next to the rotor shaft bearing 15 Cooling channels 19.

Nahe dem in der größeren Entfernung von dem Lüfterrad 14 befindlichen Rotorwellenlager 16 sind in einen Hauptteil 27 des Motorgehäuses 7 mündende Kühllufteinlässe 28 vorgesehen.Near the one located at the greater distance from the fan wheel 14 Rotor shaft bearings 16 are cooling air inlets which open into a main part 27 of the motor housing 7 28 provided.

Bei laufendem Rotor 9 beschleunigen die Schaufeln 23 des Lüfterrades 14 Kühlluft in Richtung der Kühlluftauslässe 25, derart, daß diese Kühlluft schließlich aus den Kühlluftauslässen 25 austritt. Dadurch strömt frische Kühlluft durch. die Kühllufteinlässe 28 in den Motor und in Richtung der Schaufeln 14. Zusätzlich strömt durch die in der Radscheibe 20 befindlichen Durchlässe 26 und durch die Kühlkanäle 19 frische Kühlluft, die das zwischen den Kühlkanälen 19 befindliche Rotorwellenlager 15 wirksam vor unerwünschter Erhitzung schützt. Es werden also ein erster Kühlluftstrom durch den Motor 5 zum Lüfterrad 14 und ein zweiter schwächerer Kühlluftstrom erzeugt, wobei der letztere lediglich zur Kühlung des Rotorwellenlagers 15 dient und dem zuerst genannten Strom entgegengerichtet ist.When the rotor 9 is running, the blades 23 of the fan wheel accelerate 14 cooling air in the direction of the cooling air outlets 25, such that this cooling air finally exits from the cooling air outlets 25. This means that fresh cooling air flows through. the Cooling air inlets 28 in the engine and in the direction of the blades 14. In addition, flows through the passages 26 located in the wheel disk 20 and through the cooling channels 19 fresh cooling air, which is located between the cooling channels 19 rotor shaft bearing 15 effectively protects against undesired heating. So there will be a first flow of cooling air generated by the motor 5 to the fan wheel 14 and a second weaker cooling air flow, the latter only being used to cool the rotor shaft bearing 15 and the first mentioned current is opposite.

Das zweite Ausführungsbeispiel weist ein Lüfterrad 14a auf, dessen Radscheibe 20a dicht ist und auf der zu dem Tragkörper 17 hin gerichteten Seite 21a zusätzliche, kleiner ausgebildete Schaufeln 29 trägt. Diese Schaufeln 29 erzeugen unabhängig von den ersten Schaufeln 23 einen Kühlluftstrom, der nur zur Kühlung des Rotorwellenlagers 15 bestimmt ist. Die Anordnung der zusätzlichen Schaufeln 29 anstelle von Durchlässen 26 in der Radscheibe 20 hat den Vorteil, daß die Spritzform für das Lüfterrad 14a billiger herstellbar ist und das Lüfterrad aus dieser Spritzform leichter zu entnehmen ist.The second embodiment has a fan wheel 14a, the Wheel disk 20a is tight and on the side facing the support body 17 21a carries additional, smaller blades 29. These blades 29 produce independent of the first blades 23 a cooling air flow, which is only used for cooling of the rotor shaft bearing 15 is determined. The arrangement of the additional blades 29 instead of passages 26 in the wheel disk 20 has the advantage that the injection mold is cheaper to manufacture for the fan wheel 14a and the fan wheel from this injection mold is easier to find.

Beim dritten Ausführungsbeispiel hat das Lüfterrad 14b anstelle der Schaufeln 29 des zweiten Ausführungsbeispiels eine in die Radscheibe 20b eingearbeitete Nut 30.In the third embodiment, the fan wheel 14b instead of the Blades 29 of the second exemplary embodiment are machined into the wheel disk 20b Slot 30.

Ergänzend wird darauf hingewiesen, daß neben der Nut 30 zusätzliche Nuten angeordnet sein können. Die Nut 30 bzw. die Nuten sind vorzugsweise nach Art einer Spirale verlaufend angeordnet. Da vergleichsweise geringe Frischluftmengen zur Kühlung des Rotorwellenlagers 15 genügen, kann es ausreichen, wenn die zum Rotorwellenlager 15 gekehrte Seite der Radscheibe rauh ausgebildet ist.In addition, it should be noted that in addition to the groove 30 additional Grooves can be arranged. The groove 30 or the grooves are preferably according to Art arranged to run in a spiral. Since comparatively small amounts of fresh air suffice for cooling the rotor shaft bearing 15, it may be sufficient if the rotor shaft bearing 15 facing side of the wheel disc is rough.

Claims (6)

Ansprüche Elektrisch angetriebenes Handwerkzeug, insbesondere Bohrmaschine, mit einem Motor, der ein Motorgehäuse mit Kühllufteinlässen und Kühlluftauslässen, einen in dem Motorgehäuse angeordneten Feldmagnet, eine Rotorwelle mit einem innerhalb dem Feldmagneten umlaufenden Rotor und mit einem Lüfterrad sowie mindestens ein von Kühlkanälen durchzogenes Rotorwellenlager aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Lüfterrad (14, 14a, 14b) zwei im wesentlichen parallel zur Rotorwelle (10), aber einander entgegengesetzt verlaufende Kühlluftströme ansaugt, von denen der eine durch die Kühlkanäle (19) im Rotorwellenlager (15, 17) verläuft.Requirements Electrically powered hand tools, especially drilling machines, with a motor that has a motor housing with cooling air inlets and cooling air outlets, a field magnet arranged in the motor housing, a rotor shaft with an inside the field magnet rotating rotor and with a fan wheel and at least one has rotor shaft bearings traversed by cooling channels, characterized in that that the fan wheel (14, 14a, 14b) has two essentially parallel to the rotor shaft (10), but sucks in opposing cooling air flows, of which the one runs through the cooling channels (19) in the rotor shaft bearing (15, 17). 2. Handwerkzeug mit Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aus einer Radscheibe (20) mit einseitig angesetzten Schaufeln (23) bestehende Lüfterrad (14) Durchlässe (26) aufweist, die die beschaufelte und nicht beschaufelte Seite (21 bzw. 22) der Radscheibe (20) miteinander verbinden.2. Hand tool with motor according to claim 1, characterized in that that this consists of a wheel disc (20) with blades (23) attached on one side Fan wheel (14) has passages (26), which are bladed and not bladed Connect sides (21 or 22) of the wheel disc (20) to one another. 3. Handwerkzeug mit Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lüfterrad (14a) eine beidseitig mit Schaufeln (23, 29) versehene Radscheibe (20a) aufweist.3. Hand tool with motor according to claim 1, characterized in that that the fan wheel (14a) has a wheel disk provided on both sides with blades (23, 29) (20a). Handwerkzeug mit Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Radscheibe (20a) des Lüfterrades auf der dem nächstliegenden Rotorwellenlager (15) zugekehrten Seite mit mindestens einer Nut (30) versehen ist.Hand tool with motor according to Claim 1, characterized in that the wheel disk (20a) of the fan wheel on the closest rotor shaft bearing (15) facing side is provided with at least one groove (30). 5. Handwerkzeug mit Motor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (30) nach Art einer Spirale verlaufend angeordnet ist.5. Hand tool with motor according to claim 4, characterized in that that the groove (30) is arranged to run in the manner of a spiral. 6. Handwerkzeug mit Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Radscheibe (20a) des Lüfterrades auf der dem nächstliegenden Rotorwellenlager (15) zugekehrten Seite rauh ausgebildet ist.6. Hand tool with motor according to claim 1, characterized in that that the wheel disk (20a) of the fan wheel on the closest rotor shaft bearing (15) facing side is rough.
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