DE3546394A1

DE3546394A1 - Enclosed-ventilated electric motor

Info

Publication number: DE3546394A1
Application number: DE19853546394
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Metabowerke GmbH and Co
Current assignee: Metabowerke GmbH and Co
Priority date: 1985-12-31
Filing date: 1985-12-31
Publication date: 1987-07-02

Abstract

An enclosed-ventilated electric motor is arranged in a housing having at least one air inlet as well as an air outlet, and having an air-guidance path between them. It is intended to improve such an electric motor in that the dirt and dust particles (which are heavier than the air) are separated out from the cooling air flow, before they are drawn through the motor, by means of their mass inertia, using a centrifuge effect. For this purpose, a disc which extends over the entire flow cross-section of the air-guidance path, is driven in a rotating manner and has a multiplicity of through-openings is arranged in the region of said air-guidance path.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen durchzugsbelüfteten Elektro motor gemäß der im Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1 bezeichneten Art.The invention relates to a draft-ventilated electric motor according to that in the preamble of claim 1 designated Art.

Solche durchzugsbelüfteten Elektromotore werden vornehmlich in Elektrowerkzeugen verwendet, wozu Winkelschleifer, Schwing schleifer, Handkreissägen, Handhobel und dergleichen zählen. Mittels eines geeigneten Lüfters wird die Kühlluft am einen Ende des Motorgehäuses angesaugt, strömt dann im wesentlichen in axialer Richtung entlang der elektrischen Wicklungen durch den Motor hindurch und wird schließlich am anderen Motorende aus dem Gehäuse wieder ausgeblasen.Such ventilated electric motors are mainly in Power tools used, including angle grinder, vibrating Grinders, circular saws, hand planes and the like count. The cooling air is at one end by means of a suitable fan Sucked end of the motor housing, then flows essentially in the axial direction along the electrical windings through the engine and eventually ends up at the other end of the engine blown out of the housing again.

Es treten immer wieder Arbeitsvorgänge auf, bei denen die Um gebungsluft des Elektromotors bzw. des Elektrowerkzeugs stark verschmutzt ist, was durch das Arbeiten mit dem Werkzeug selbst bedingt sein kann und insbesondere beim Schleifen mit einem Winkelschleifer oder einem Schwingschleifer der Fall ist. Dann werden mit der Kühlluft auch Staub und Schleifpartikel angesaugt und durch den Motor hindurchgeblasen. Hierbei prallen ständig gröbere Partikel auf die im Motorinnern frei liegenden Wicklungs teile und können deren Isolation schon in kurzer Zeit zerstören, was einen Ausfall des Werkzeugs und eine teure Reparatur zur Folge hat. There are always operations in which the order ambient air of the electric motor or power tool strong what is dirty is caused by working with the tool itself can be conditional and especially when grinding with a Angle grinder or an orbital sander is the case. Then dust and abrasive particles are also sucked in with the cooling air and blown through the engine. Here bounce constantly coarser particles on the winding exposed inside the motor parts and can destroy their insulation in a short time, resulting in tool failure and expensive repair Consequence.

Es ist deshalb bekannt, bei Elektrowerkzeugen der genannten Art vor dem Lufteinlaß, insbesondere vor dafür vorgesehenen Lufteinlaßschlitzen im Motorgehäuse fein maschige Drahtnetze anzubringen. Diese Drahtnetze zur Aussiebung der groberen Luftverunreinigungen müssen relativ häufig abgenommen und gereinigt werden, weil sie bei Staubanfall verstopfen und den Kühlluftdurchzug durch den Motor beeinträchtigen, was zur Überhitzung des Motors führt. Außerdem können sie aufgrund ihrer lösbaren Anordnung leicht verloren gehen. Schließlich ist auch die Filter- oder Siebwirkung der bekannten Drahtnetze abhängig von der lichten Maschenweite, es können daher nur Verunreinigungen ausgefiltert werden, die größer als die lichte Maschenweite sind.It is therefore known in the case of power tools mentioned type in front of the air inlet, in particular before it provided air inlet slots in the motor housing fine attach mesh wire nets. These wire nets for Screening of the coarser air pollution must are removed and cleaned relatively often because they in case of dust clogging and the cooling air passage affected by the engine, causing the engine to overheat leads. They can also because of their detachable arrangement are easily lost. In the end is also the filter or sieve effect of the known Wire nets depending on the clear mesh size, it therefore only impurities can be filtered out, which are larger than the clear mesh size.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Elektro werkzeug mit durchzugsbelüftetem Motor der gattungsgemäßen Art zu verbessern, in dem aus dem Kühlluftstrom vor dem Durchzug durch den Motor die gegenüber der Luft schwereren Schmutz- und Staubpartikel aufgrund ihrer Massenträgheit infolge eines Schleudereffektes ausgesondert werden.The invention is based on the object of an electric Tool with a draft-ventilated motor of the generic type Kind of improve in which from the cooling air flow before Passage through the engine the heavier than the air Dirt and dust particles due to their inertia be discarded due to a skidding effect.

Diese Aufgabe wird bei einem Elektrowerkzeug der gattungs gemäßen Art nach der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.This task is the generic type in a power tool in accordance with the invention by the characterizing Features of claim 1 solved.

Der besondere Vorteil eines erfindungsgemäßen Elektro werkzeugs liegt darin, daß einerseits der Durchzug der Kühlluft durch den Motor durch die in Umfangsrichtung drehende Rotor- oder Schleuderscheibe zumindest nicht merklich beeinträchtigt wird, weil offenbar die Luft den Weg durch die Durchgangsöffnungen hindurch findet, anderer seits aber die gegenüber der Luft schwereren Feststoff partikel von der Rotation der Schleuderscheibe mitgerissen und infolge der radial wirkenden Rotationskraft aus dem Kühlluftstrom heraus nach außen hin abgelenkt werden. Diese Aussonderung erfaßt auch feine Partikelchen, so daß ein hoher Filtergrad erreicht wird. Außerdem ist die gelochte Rotorscheibe wartungsfrei, lediglich muß dafür Sorge getragen werden, daß die ausgesonderten Partikel entweder dauernd aus dem Gehäuse herausgeleitet oder von Zeit zu Zeit aus einem darin befindlichen Sammelraum entfernt werden.The particular advantage of an electric according to the invention tool is that on the one hand the passage of the Cooling air through the engine through the circumferential direction at least not rotating rotor or centrifugal disc is noticeably impaired because apparently the air Finds way through the through openings, others on the other hand, the heavier solid compared to the air particles entrained by the rotation of the centrifugal disc and due to the radially acting rotational force from the Cooling air flow can be deflected outwards. This separation also detects fine particles, so that a high degree of filtering is achieved. Besides, that is perforated rotor disc maintenance-free, only necessary for it Care should be taken to ensure that the separated particles either continuously led out of the housing or by From time to time from a collection room inside be removed.

In bevorzugter Ausführung sitzt die Rotorscheibe in der Luftführungsstrecke auf einer Verlängerung der Motoranker welle, sofern es sich bei dem Elektromotor um ein Antriebs aggregat mit einem rotierenden Anker handelt. Die Drehzahl der Rotorscheibe ist dann die gleiche wie die Motordrehzahl.In a preferred embodiment, the rotor disk sits in the Air duct on an extension of the motor armature shaft, provided that the electric motor is a drive unit with a rotating anchor. The speed the rotor disc is then the same as the engine speed.

Da in der Regel auch der Lüfter auf der der Rotor scheibe gegenüberliegenden Motorseite auf der Ankerwelle angeordnet ist, ergibt sich in vorteilhafter Weise eine mit der jeweils durch den Motor hindurchströmenden Kühlluftmenge sich ändernde Drehzahl der Rotorscheibe.As a rule, the fan on the rotor disc opposite the motor side on the armature shaft is arranged, advantageously results in a the amount of cooling air flowing through the engine changing speed of the rotor disc.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further advantageous design features of the invention result from the subclaims.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel noch näher erläutert. Dabei zeigen:The invention is based on the drawing an embodiment explained in more detail. Here demonstrate:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Ansaugbereich eines durchzugsbelüfteten Elektromotors eines Elektrowerkzeugs und Fig. 1 shows a longitudinal section through the suction area of a ventilated electric motor of a power tool and

Fig. 2 eine Draufsicht auf die in der Luftführungs strecke des Elektromotors liegende Rotorscheibe. Fig. 2 is a plan view of the rotor disk lying in the air guide section of the electric motor.

Im einzelnen erkennt man in Fig. 1 ein Motorgehäuse 1 eines elektrisch betriebenen Handwerkzeugs, wie eines Winkelschleifers, wobei von den elektrisch aktiven Teilen des Motors der Anker 2, der Kollektor 3 und die den Kollektor beaufschlagenden Bürsten 4 dargestellt sind. Der Anker 2 sitzt auf einer Welle 5, die an dem darge stellten Motorende in einem zentral im Gehäuse 1 angeordneten Lager 6 aufgehängt ist, das hier an der Ansaugseite für die Kühlluft des durchzugsbelüfteten Elektromotors liegt. Der für die Motorbelüftung erforderliche Lüfter ist an dem in der Zeichnung nicht dargestellten, anderen Ende des Motors auf der Motorankerwelle 5 angeordnet.1 in detail can be seen in Fig. 1, a motor housing of an electrically driven hand tool such as an angle grinder, which are represented by the electrically active parts of the motor, the armature 2, the collector 3 and the collector acting brushes 4. The armature 2 sits on a shaft 5 which is suspended from the Darge presented motor end in a centrally arranged in the housing 1 bearing 6 , which is here on the suction side for the cooling air of the draft-ventilated electric motor. The required for the engine ventilation fan is disposed at the not shown in the drawing, the other end of the engine on the motor armature shaft. 5

Die Ankerwelle 5 besitzt eine über das Lager 6 hinausragende Verlängerung 7, auf die eine Rotorscheibe 9 drehfest aufge setzt ist. Dazu ist die Rotorscheibe 9 mit der Verlängerung 7 der Ankerwelle 5 über eine stirnseitig eingeschraubte Schraube 8 verspannt.The armature shaft 5 has a protruding beyond the bearing 6 extension 7 , on which a rotor disc 9 is rotatably set. For this purpose, the rotor disk 9 is clamped to the extension 7 of the armature shaft 5 via a screw 8 screwed in at the end.

Die Rotorscheibe 9 erstreckt sich in radialer Richtung zur Verlängerung 7 der Ankerwelle 5, sie dreht sich daher mit dem Motoranker 2 in ihrer Umfangsrichtung.The rotor disk 9 extends in the radial direction to the extension 7 of the armature shaft 5 , it therefore rotates with the motor armature 2 in its circumferential direction.

Die Rotorscheibe 9 liegt in einer Luftführungsstrecke im Ansaugbereich der Kühlluft, deren Querschnitt sie zum Motor hin vollständig überdeckt. Die Luftführungsstrecke 10 führt zu Lufteinlässen 11 in Gestalt von Schlitzen, die in einer Außenwandung 19 des Gehäuses 1 rückwärtig angeordnet sind. Auf der Motorseite teilt die Rotorscheibe 9 einen Motorinnenraum 12 ab, in dem die elektrisch aktiven Teile des Motors angeordnet sind. Aus diesem Motorinnenraum 12 sollen die über die Luftführungsstrecke 10 in das Gehäuse 1 eingesaugten, in der Kühlluft mitgeführten Feststoff bzw. Staubpartikel ferngehalten werden. Dies geschieht durch die Drehung der Rotorscheibe 9, wodurch die Feststoff partikel an der Anströmseite dieser Scheibe 9 in radialer Richtung ausgetragen werden, während die Kühlluft durch Durchgangsöffnungen 16 hindurchtritt, die in die Rotorscheibe 9 eingearbeitet sind. Wie Fig. 2 dazu veranschaulicht, besitzt die Rotorscheibe 9 eine Vielzahl der Durchgangsöffnungen 16, welche die Gestalt von im Querschnitt kreisrunden Bohrungen haben, die achsparallel zur Rotationsachse der Rotor scheibe 9 angeordnet sind.The rotor disk 9 lies in an air duct in the intake area of the cooling air, the cross section of which completely covers it towards the engine. The air duct 10 leads to air inlets 11 in the form of slots which are arranged in the rear in an outer wall 19 of the housing 1 . On the motor side, the rotor disk 9 divides a motor interior 12 in which the electrically active parts of the motor are arranged. The solid or dust particles sucked into the housing 1 via the air duct 10 and carried in the cooling air are to be kept away from this engine interior 12 . This is done by the rotation of the rotor disk 9, are discharged so that the solid particles on the upstream side of this disc 9 in the radial direction, while the cooling air passes through through holes 16, which are incorporated in the rotor disk. 9 As illustrated in FIG. 2, the rotor disk 9 has a multiplicity of through-openings 16 , which have the shape of bores which are circular in cross section and are arranged axially parallel to the axis of rotation of the rotor disk 9 .

Grundsätzlich können die Durchgangsöffnungen 16 in der Rotorscheibe 9 eine beliebige geometrisch regelmäßige Gestalt haben. So sind insbesondere auch Öffnungen mit einem dreieckigen, quadratförmigen oder sonstigen polygon förmigen Querschnitt verwendbar. Die Durchgangsöffnungen 16 liegen senkrecht zur Radialebene der Rotorscheibe 9, sie sind somit in Dickenrichtung der Rotorscheibe 9 parallel zu deren Rotationsachse angeordnet. Besonders vorteilhaft ist, wenn an der Anströmseite der Rotorscheibe 9 der Übergang von der betreffenden Stirnseite der Rotorscheibe 9 zu den die Durchgangsöffnungen 16 begrenzenden Wandungen scharf kantig ist.In principle, the through openings 16 in the rotor disk 9 can have any geometrically regular shape. In particular, openings with a triangular, square or other polygonal cross section can also be used. The through openings 16 are perpendicular to the radial plane of the rotor disk 9 , and are thus arranged in the thickness direction of the rotor disk 9 parallel to its axis of rotation. It is particularly advantageous if, on the inflow side of the rotor disk 9, the transition from the relevant end face of the rotor disk 9 to the walls delimiting the through openings 16 is sharp-edged.

Während die Rotorscheibe 9 den Motorinnenraum 12 an der ansaugseitigen Stirnseite begrenzt, umschließt eine Gehäuse innenwand 13 in radialer Richtung den Motorinnenraum 12. Die Gehäuseinnenwand 13 steht zur Rotorscheibe 9 hin frei vor und greift dort überlappend in eine Nut, die zwischen in Umfangsrichtung am Außenrand der Rotorscheibe 9 ver laufenden, achsparallel vorstehenden Dichtlippen 14 und 15 gebildet ist.While the rotor disk 9 delimits the engine interior 12 on the intake-side end face, a housing inner wall 13 encloses the engine interior 12 in the radial direction. The housing inner wall 13 projects freely towards the rotor disk 9 and engages there overlapping in a groove which is formed between sealing lips 14 and 15 projecting in the circumferential direction on the outer edge of the rotor disk 9 and projecting axially parallel.

Zwischen der Gehäuseinnenwand 13 und der Außenwand 19 des Gehäuses 1 befindet sich ein ringförmiger Sammelraum 17, der zur vorübergehenden Aufnahme der von der Rotorscheibe 9 radial weggeschleuderten Partikel dienen kann. Zudem ist in Richtung der Radialebene der Anströmseite der Rotorscheibe 9 eine Auswurföffnung 18 in der Gehäuseaußenwand 19 vorgesehen, durch die hindurch zum Teil unmittelbar schon während des Betriebes und zum anderen Teil nach Kippung des gesamten Gerätes die ausgesonderten Partikel aus dem Gehäuse 1 heraustreten können.Between the inner wall 13 of the housing and the outer wall 19 of the housing 1 there is an annular collecting space 17 , which can serve for the temporary reception of the particles thrown radially away from the rotor disk 9 . In addition, an ejection opening 18 is provided in the outer wall 19 of the housing in the direction of the radial plane of the inflow side of the rotor disk 9 , through which the separated particles can emerge from the housing 1 partly directly during operation and partly after the entire device has been tilted.

Claims

1. draft-ventilated electric motor, in particular for a power tool, which is arranged in a housing with at least one air inlet and an outlet and with an intermediate air duct, characterized in that in the region of the air duct ( 10 ) a cross section extending over its entire passage , Rotarily driven disc ( 9 ) with a plurality of Durchgangsöffnun gene ( 16 ) is arranged.

2. Electric motor according to claim 1, with one on a mounted on a shaft (5) rotor armature (2), characterized in that the rotor disk (9) is rotatably arranged on an extension (7) of the motor armature shaft (5).

3. Electric motor according to claim 2, characterized in that the rotor disc ( 9 ) within the housing ( 1 ) divides a motor interior ( 12 ) in which the electrically active parts of the motor are arranged, and on its outer edge at least one coaxially at the Motor interior ( 12 ) lying on the side projecting, circumferential lip ( 14 ) sealingly overlapping a housing inner wall ( 13 ) surrounding the motor interior ( 12 ) and projecting coaxially to the rotor disk ( 9 ).

4. Electric motor according to claim 3, characterized in that the rotor disc ( 9 ) has two coaxially projecting, spaced lips ( 14 , 15 ) which overlap the housing inner wall ( 13 ) on both sides.

5. Electric motor according to one of claims 1 to 4, characterized in that a collecting space ( 17 ) in the housing ( 1 ) adjoins in the radial direction outwards to the side of the rotor disk ( 9 ) lying towards the air inlet ( 11 ).

6. Electric motor according to one of claims 1 to 5, characterized in that at least one throw opening ( 18 ) is arranged in the radial direction of the side of the rotor disk ( 9 ) lying towards the air inlet ( 11 ) in the housing outer wall ( 19 ).

7. Electric motor according to one of claims 1 to 6, characterized in that the through openings ( 16 ) of the rotor disc ( 9 ) have a geometrically regular shape, each with a longitudinal axis extending over the thickness of the rotor disc ( 9 ), which is parallel to the axis of rotation of the Rotor disc ( 9 ) is.

8. Electric motor according to claim 7, characterized in that the through openings ( 16 ) are circular bores in cross section.