EP1970162A1 - Hand-werkzeugmaschine mit einem Kühlkörper - Google Patents

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EP1970162A1
EP1970162A1 EP07023723A EP07023723A EP1970162A1 EP 1970162 A1 EP1970162 A1 EP 1970162A1 EP 07023723 A EP07023723 A EP 07023723A EP 07023723 A EP07023723 A EP 07023723A EP 1970162 A1 EP1970162 A1 EP 1970162A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
machine tool
tool according
cooling
hand machine
air flow
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP07023723A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1970162B1 (de
Inventor
Paul Zimmermann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Festool GmbH
Original Assignee
Festool GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Festool GmbH filed Critical Festool GmbH
Publication of EP1970162A1 publication Critical patent/EP1970162A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1970162B1 publication Critical patent/EP1970162B1/de
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25F—COMBINATION OR MULTI-PURPOSE TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DETAILS OR COMPONENTS OF PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS NOT PARTICULARLY RELATED TO THE OPERATIONS PERFORMED AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B25F5/00—Details or components of portable power-driven tools not particularly related to the operations performed and not otherwise provided for
    • B25F5/008—Cooling means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B23/00—Portable grinding machines, e.g. hand-guided; Accessories therefor
    • B24B23/02—Portable grinding machines, e.g. hand-guided; Accessories therefor with rotating grinding tools; Accessories therefor
    • B24B23/028—Angle tools

Definitions

  • the invention relates to a hand-held power tool having a drive train, which comprises an electric drive motor for driving a fastened to a tool holder of the hand-held power tool, with a fan for generating a cooling air flow, and with a housing having an air inlet assembly through which the cooling air flow to Cooling can flow at least one drive component of the drive train, and an air outlet assembly through which the cooling air flow can flow out of the housing.
  • a fan wheel For cooling of manual power tool machines, a fan wheel is usually arranged on the electric motor, which generates a cooling air flow.
  • the cooling air flow enters an air inlet assembly, such as slots, in the housing of the machine tool, flows past the drive train and often also its electrical components, and finally flows out of an air outlet assembly from the housing.
  • suitable cooling air ducts for example between a housing wall and the respective drive component to be cooled, an attempt is made to achieve an optimum cooling result.
  • drive components that are not sufficiently coolable in this way such as high speed bearings or the like, can cause heat transfer to the housing of the hand machine tool. The case heats up and can no longer be grasped.
  • a heat sink for dissipating heat is disposed on the at least one drive component, which protrudes freely in the cooling air flow.
  • the heat sink optimally dissipates the heat from the drive component, for example a relatively hot armature bearing of the drive motor or the like.
  • the cooling air stream absorbs the heat and conveys it out of the housing through the air outlet arrangement, so that the housing is heated relatively little, even in the region of the at least one drive component cooled in accordance with the invention.
  • the heat sink is preferably designed so that it hardly obstructs the cooling air flow and forms little resistance.
  • the cooling air flow is guided so that it also cools grip areas of the hand-held machine tool, for example by the cooling air flow being guided along an inner side of the housing in the region of the grip areas.
  • air guide means such as guide projections, air outlets and the like, may be provided for optimized guidance of the cooling air flow.
  • the hand machine tool may be, for example, a surface treatment machine such as a polishing machine, a grinding machine or the like. But even with cutting tools, such as angle grinders, or other tools with relatively fast-rotating drive components, the invention is advantageous.
  • thermoelectric cooler It can also be provided a plurality of heat sink and / or a plurality of fan wheels. Furthermore, it is conceivable that a heat sink arrangement, that is to say a plurality of heat sinks which project into the cooling air flow, are provided on the drive component to be cooled.
  • the heat sink is advantageously arranged directly on the fan.
  • the heat sink can also form an air guide for the fan.
  • the heat sink can deflect the airflow that the fan generates.
  • the fan is preferably at least partially disposed in an interior of the heat sink.
  • an upper part of the fan is arranged next to the heat sink, while a lower part is away from the heat sink.
  • the fan may also be completely surrounded by the heat sink, so that it forms a kind of fan cage. Of course, then air inlets and outlets are required on the heat sink.
  • a peripheral wall portion of the heat sink advantageously surrounds at least a part of the outer circumference of the fan wheel.
  • the fan for example, inflates the peripheral wall section.
  • the fan is advantageously arranged in the region of the air outlet arrangement.
  • the fan preferably blows at least at a portion of the cooling air flow directly through the Heilauslassan extract from the housing.
  • the other part of the cooling air flow flows past the cooling body and cools it.
  • the heat sink is advantageously arranged so that it is flowed around during operation of the machine tool on a side facing away from the fan from the cooling air flow. It is advantageous if the cooling body is also flowed around on a side facing the fan wheel of the cooling air flow, so that the cooling body is flowed around on numerous surfaces, in particular on opposite sides of the cooling air flow.
  • the heat sink advantageously has at least one air passage opening for the cooling air flow.
  • the air passage opening is e.g. arranged on an end face of the heat sink and / or preferably on a radial peripheral wall portion of the heat sink.
  • the air passage openings between cooling fingers or cooling fins are provided, which extend parallel to the outer circumference of the fan along the impeller.
  • the fan wheel is arranged, for example, below the at least one air passage opening on the radial outer circumference of the heat sink.
  • the heat sink advantageously contains or forms guiding means for the cooling air flow.
  • the heat sink forms e.g. a Nachleitapparat for the fan. It is understood that the heat sink can also be a Vorleitapparat for the fan.
  • the heat sink converts the speed of the outflowing cooling air into usable pressure.
  • the air flow increases thereby, which improves the cooling.
  • the cooling air flow can overcome greater flow resistance due to the increased pressure.
  • the reduced outflow speed reduces the flow noise.
  • the at least one drive component may include, for example, a transmission, a bearing of the drive motor or the like.
  • the bearing is, for example, a driven-side bearing of the electric motor.
  • the heat sink advantageously forms or comprises a mount for the bearing.
  • the heat sink and a support for the bearing suitably form a one-piece unit. It is also possible that a bearing part is formed on the heat sink, e.g. a bearing ring for rolling elements of a rolling or ball bearing.
  • the heat sink forms part of a transmission housing or of the drive motor.
  • the gearbox or the motor housing at the same time advantageously also form the holder for the bearing.
  • the fan is arranged for example on an output shaft of the drive motor.
  • the heat sink and the fan are positioned between the drive motor and a gearbox of the machine tool.
  • a manual power tool 10 has a power train 11 with an electric drive motor 12.
  • the power tool 10 is, for example, a polishing machine.
  • the drive motor 12 drives via a gear 13, a tool 14, for example, a polishing plate, which is held by a tool holder 15 of the hand-held machine tool 10.
  • the drive motor 12 includes a collector 16 and is rotatably mounted on bearings 17, 18.
  • the bearing 18 is a bearing for an output shaft 19, which drives the schematically illustrated gear 13.
  • a pinion 20 at the front end of the output shaft 19 meshes with a gear 21, which is rotatably mounted together with a bevel gear 23 on a shaft 22.
  • the bevel gear 23 in turn drives a bevel gear 24 on a tool spindle 25.
  • the tool holder 15 is arranged.
  • the bevel gears 23, 24 form an angular gear, while the transmission components 20, 21 reduce the speed of the drive motor 12, which rotates relatively fast.
  • the bearing 18 can heat up strongly, for example in a range of about 40 to 60 °.
  • An additional heating can be given by the bearing 18, a seal is arranged, which protects the transmission 13 from environmental influences, such as dirt particles. Such a seal generates frictional heat. Then radiating heat could in itself lead to unwanted strong heating a housing 26 of the hand-held machine tool 10, in particular in a front handle portion 27 lead. This is not the case with the manual machine tool 10.
  • An operator may grasp the handheld power tool 10 with one hand at a rear handle portion 28 where a switch 29 for turning on and off the drive motor 12 is located.
  • the operator's other hand grips the machine tool 10 in front portions of the housing 26 closer to the tool 14, preferably at the front handle portion 27, to guide the hand machine tool 10.
  • a front handle portion 59 Before the handle portion 27 is above the tool spindle 25 and the gear 13 at the top of the housing 26, a front handle portion 59. There, an operator can run the machine tool 10 and exert a compressive force on the tool 14, for example. Between the handle regions 27 and 59, the machine tool 10 can also be gripped on a handle region 60 arranged on the upper side of the housing 26.
  • the housing 26 is not undesirably heated to the handle portions 27, 28 and especially to the handle portions 59 and 60 undesirably and further drive components 30, such as the drive motor 12, the bearings 17, 18 and / or the transmission 13, are cooled, If the cooling concept according to the invention is provided:
  • a fan 31 generates a cooling air flow 32, which flows through air slots 33 of an air inlet assembly 34 of the housing 26 into the housing 26.
  • the air inlet arrangement 34 is arranged in the region of the bearing 17, so that the cooling air flow 32 directly cools it.
  • the air inlet assembly 34 is disposed between the handle portions 27, 28.
  • the cooling air stream 32 flows past the drive motor 12 from the air inlet arrangement 34.
  • the cooling air flow 32 flows through a gap 35 between the housing 26 and the drive train 11.
  • the intermediate space 35 also extends below the front handle region 27, so that it is cooled. This is indicated by arrows 36.
  • the fan 31 is driven by the drive motor 12.
  • the fan 31 is disposed between the drive motor 12 and the transmission 13 on the output shaft 19.
  • the fan 31 sucks, so to speak, the cooling air flow 32 through the air inlet assembly 34.
  • On its side facing the gear 13, the fan 31 is closed and open to the drive motor 12.
  • the cooling air flow 32 flows from the drive motor 12 ago in an interior 37 of the fan 31 and is blown through outlet openings 38 on the radially outer periphery of the fan 31 through radially outward.
  • the outlet openings 38 are e.g. provided between ribs of the fan 31.
  • a part 41 of the cooling air flow 32 flows out directly through air slots 39 of an air outlet arrangement 40 of the housing 26.
  • the air outlet assembly 40 is disposed at a lower portion of the housing 26, such as below the front end of the front handle portion 27. As a result, the blown, heated cooling air flows out of the housing 26 away from the handle regions 27, 28.
  • the cooling air flow part 42 serves to cool a heat sink 43.
  • the heat sink 43 projects freely into the cooling air flow 32.
  • the heat sink 43 essentially serves to cool the bearing 18. But also the transmission 13 can dissipate heat via the heat sink 43 in the cooling air stream 32 via the transmission housing 44.
  • the heat sink 43 forms part of a transmission housing 44 of the transmission 13.
  • the heat sink 43 is part of a transmission housing cover 45.
  • the bearing 18 is arranged in a bearing receptacle 46.
  • a counter support not shown in the drawing for the bearing 18, for example, a headband is bolted to retaining seats 47 of the gear housing 44.
  • the holding receptacles 47 are expediently tapered towards the bearing receptacle 46, so that the assembly and centering of the counter support, not shown, is simplified.
  • An end wall 48 of the heat sink 43 extends radially outward from the bearing receiver 46.
  • the fan 31 is arranged close to the bearing 18 on the output shaft 19.
  • the closed side of the fan 31 is the end wall 48 of the heat sink 43 opposite.
  • a peripheral wall portion 49 of the heat sink 43 projects in front of the end wall 48 to the fan 31.
  • the peripheral wall portion 49 surrounds a partial circumference of the fan wheel 31.
  • the end wall 48 and the peripheral wall portion 49 define an inner space 50 in which the fan 31 is at least partially disposed.
  • the heat sink 43 is disposed above the bearing receptacle 46 and thus in an upper region of the fan 31.
  • the part 42 of the cooling air flow 32 substantially cools the peripheral wall portion 49 of the heat sink 43.
  • the cooling air 32 flows out of the inner space 50 through air passage openings 51 of the heat sink 43.
  • the air passage openings 51 are provided between finger-like projections 52, in front of the Peripheral wall portion 49 project toward the fan 31 out.
  • the cooling air flow 32 flows through the air passage openings 51 radially outward through and then along a side facing away from the fan 31 31 of the heat sink 43 along.
  • the side 53 forms an outer side of the heat sink 43, so to speak.
  • the cooling air flow 32 on the one hand cools the inner side of the peripheral wall section 49 facing the fan 31 and, on the other hand, the outer side 53, so that an optimum cooling effect is achieved.
  • the cooling air flowing outside on the heat sink 43 is indicated by arrows 54 in FIG FIG. 1 indicated.
  • the cooling air flow 32 flows over the outer side 53 away to the air slots 39 of the air outlet assembly 40th
  • the geometric shape and arrangement of the heat sink 43 causes a deflection of the cooling air flow 32, so that it forms a total of air guide means for the cooling air flow 32.
  • the heat sink 43 may also be designed as a Nachleitapparat 55.
  • projections 56 may be provided which are obliquely set to the cooling air flow.
  • the projections 56 act spoiler-like and reduce the downstream speed of the cooling air flow 32.
  • the projections 56 are, for example, obliquely set radially outward.
  • the transmission housing 44 is secured to the housing 26 with brackets 57.
  • the holders 57 which are configured for example as recordings, not shown protrusions on the housing 26 before.
  • the housing 26 has, for example, two housing halves, of which the in FIG. 1 front housing half is partially cut open.
  • the housing components of the housing 26 are, for example, with fastening means 58, for example screws, connected together.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hand-Werkzeugmaschine (10) mit einem Antriebsstrang (11), der einen elektrischen Antriebsmotor (12) zum Antreiben eines an einer Werkzeugaufnahme (15) der Hand-Werkzeugmaschine (10) befestigbaren Werkzeugs um- ' fasst, mit einem Lüfterrad (31) zum Erzeugen eines Kühlluftstromes (32), und mit einem Gehäuse mit einer Lufteinlassanordnung (34), durch die der Kühlluftstrom zum Kühlen mindestens einer Antriebskomponente (30) des Antriebsstranges (11) einströmen kann, und einer Luftauslassanordnung (40), durch die der Kühlluftstrom (32) aus dem Gehäuse ausströmen kann. Bei der Hand-Werkzeugmaschine (10) ist vorgesehen, dass an der mindestens einen Antriebskomponente (30) ein Kühlkörper (43) zum Ableiten von Wärme angeordnet ist, der frei in den Kühlluftstrom (32) vorsteht.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Hand-Werkzeugmaschine mit einem Antriebsstrang, der einen elektrischen Antriebsmotor zum Antreiben eines an einer Werkzeugaufnahme der Hand-Werkzeugmaschine befestigbaren Werkzeugs umfasst, mit einem Lüfterrad zum Erzeugen eines Kühlluftstromes, und mit einem Gehäuse mit einer Lufteinlassanordnung, durch die der Kühlluftstrom zum Kühlen mindestens einer Antriebskomponente des Antriebsstranges einströmen kann, und einer Luftauslassanordnung, durch die der Kühlluftstrom aus dem Gehäuse ausströmen kann.
  • Zur Kühlung von Hand-Elektrowerkzeugmaschinen ist üblicherweise am Elektromotor ein Lüfterrad angeordnet, das einen Kühlluftstrom erzeugt. Der Kühlluftstrom strömt an einer Lufteinlassanordung, beispielsweise Schlitzen, in das Gehäuse der Werkzeugmaschine ein, strömt am Antriebsstrang und häufig auch deren elektrischen Komponenten vorbei, um schließlich aus einer Luftauslassanordnung aus dem Gehäuse auszuströmen. Durch geeignete Kühlluftführungen, beispielsweise zwischen einer Gehäusewandung und der jeweils zu kühlenden Antriebskomponente, wird versucht, ein optimales Kühlergebnis zu erzielen. Antriebskomponenten, die nicht in ausreichendem Maße auf diesem Wege kühlbar sind, beispielsweise schnelldrehende Lager oder dergleichen, können jedoch eine Wärmeübertragung auf das Gehäuse der Hand-Werkzeugmaschine bewirken. Das Gehäuse heizt auf und kann nicht mehr ergriffen werden.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Kühlung bei einer Hand-Werkzeugmaschine der eingangs genannten Art zu verbessern.
  • Zu Lösung der Aufgabe ist bei Hand-Werkzeugmaschine der eingangs genannten Art vorgesehen, dass an der mindestens einen Antriebskomponente ein Kühlkörper zum Ableiten von Wärme angeordnet ist, der frei in den Kühlluftstrom vorsteht.
  • Der Kühlkörper leitet die Wärme von der Antriebskomponente, beispielsweise einem verhältnismäßig heißen Ankerlager des Antriebsmotors oder dergleichen, optimal ab. Der Kühlluftstrom nimmt die Wärme auf und fördert sie durch die Luftauslassanordnung aus dem Gehäuse heraus, sodass das Gehäuse auch im Bereich der mindestens einen erfindungsgemäß gekühlten Antriebskomponente verhältnismäßig wenig erwärmt wird. Der Kühlkörper ist vorzugsweise so ausgestaltet, dass er den Kühlluftstrom kaum behindert und wenig Widerstand bildet.
  • Zweckmäßigerweise wird der Kühlluftstrom so geführt, dass er auch Griffbereiche der Hand-Werkzeugmaschine kühlt, beispielsweise indem der Kühlluftstrom an einer Innenseite des Gehäuses im Bereich der Griffbereiche entlanggeführt wird.
  • Ferner können auch weitere Luftführungsmittel, beispielsweise Führungsvorsprünge, Luftdurchlässe und dergleichen, zur optimierten Führung des Kühlluftstromes vorgesehen sein.
  • Die Hand-Werkzeugmaschine kann beispielsweise eine Maschine zur Oberflächenbehandlung sein, beispielsweise eine Poliermaschine, eine Schleifmaschine oder dergleichen. Aber auch bei Trennwerkzeugen, beispielsweise Winkelschleifern, oder sonstigen Werkzeugen mit verhältnismäßig schnelldrehenden Antriebskomponenten ist die Erfindung vorteilhaft.
  • Es können auch mehrere Kühlkörper und/oder mehrere Lüfterräder vorgesehen sein. Ferner ist es denkbar, dass an der zu kühlenden Antriebskomponente eine Kühlkörperanordnung, das heißt mehrere Kühlkörper, die in den Kühlluftstrom vorstehen, vorgesehen sind.
  • Der Kühlkörper ist vorteilhafterweise unmittelbar an dem Lüfterrad angeordnet.
  • Der Kühlkörper kann auch eine Luftleiteinrichtung für das Lüfterrad bilden. Beispielsweise kann der Kühlkörper den Luftstrom, den das Lüfterrad erzeugt, umlenken.
  • Das Lüfterrad ist vorzugsweise zumindest zum Teil in einem Innenraum des Kühlkörpers angeordnet. Beispielsweise ist ein oberer Teil des Lüfterrads neben dem Kühlkörper angeordnet, während ein unterer Teil abseits des Kühlkörpers ist.
  • Das Lüfterrad kann auch vollständig von dem Kühlkörper umgeben sein, sodass dieser eine Art Lüfterkäfig bildet. Selbstverständlich sind dann Lufteinlässe und Luftauslässe an dem Kühlkörper erforderlich.
  • Ein Umfangswandabschnitt des Kühlkörpers umgibt vorteilhaft zumindest einen Teil des Außenumfangs des Lüfterrades. Das Lüfterrad bläst beispielsweise den Umfangswandabschnitt an.
  • Das Lüfterrad ist vorteilhaft im Bereich der Luftauslassanordnung angeordnet. Das Lüfterrad bläst vorzugsweise zumindest an einem Teil des Kühlluftstromes unmittelbar durch die Luftauslassanordnung aus dem Gehäuse aus.
  • Der andere Teil des Kühlluftstromes strömt an dem Kühlkörper vorbei und kühlt diesen.
  • Der Kühlkörper ist vorteilhafterweise so angeordnet, dass er im Betrieb der Werkzeugmaschine an einer dem Lüfterrad abgewandten Seite von dem Kühlluftstrom umströmt wird. Es ist vorteilhaft, wenn der Kühlkörper zudem auch an einer dem Lüfterrad zugewandten Seite von dem Kühlluftstrom umströmt wird, sodass der Kühlkörper an zahlreichen Oberflächen, insbesondere an einander entgegengesetzten Seiten, von dem Kühlluftstrom umströmt ist.
  • Der Kühlkörper hat vorteilhaft mindestens eine Luftdurchlassöffnung für den Kühlluftstrom. Die Luftdurchlassöffnung ist z.B. an einer Stirnseite des Kühlkörpers und/oder vorzugsweise an einem radialen Umfangswandabschnitt des Kühlkörpers angeordnet. Beispielsweise sind die Luftdurchlassöffnungen zwischen Kühlfingern oder Kühlrippen vorgesehen, die sich parallel zum Außenumfang des Lüfterrades entlang des Lüfterrades erstrecken. Das Lüfterrad ist beispielsweise unterhalb der mindestens einen Luftdurchlassöffnung an dem radialen Außenumfang des Kühlkörpers angeordnet.
  • Der Kühlkörper enthält oder bildet zweckmäßigerweise Leitmittel für den Kühlluftstrom.
  • Vorzugsweise bildet der Kühlkörper z.B. einen Nachleitapparat für das Lüfterrad. Es versteht sich, dass der Kühlkörper auch ein Vorleitapparat für das Lüfterrad sein kann.
  • Bei der Funktion als Nachleitapparat setzt der Kühlkörper die Geschwindigkeit der abströmenden Kühlluft in nutzbaren Druck um. Der Luftstrom vergrößert sich dadurch, was die Kühlung verbessert. Der Kühlluftstrom kann aufgrund des erhöhten Druckes auch größere Strömungswiderstände überwinden. Die verringerte Abströmgeschwindigkeit verringert das Strömungsgeräusch.
  • Die mindestens eine Antriebskomponente kann beispielsweise ein Getriebe, ein Lager des Antriebsmotors oder dergleichen umfassen. Das Lager ist beispielsweise ein abtriebsseitiges Lager des Elektromotors.
  • Der Kühlkörper bildet oder umfasst vorteilhafterweise eine Halterung für das Lager. Der Kühlkörper und eine Halterung für das Lager bilden zweckmäßigerweise eine einstückige Baueinheit. Es ist auch möglich, dass an dem Kühlkörper ein Lagerteil ausgebildet ist, z.B. ein Lagerring für Wälzkörper eines Wälz- oder Kugellagers.
  • Ferner ist es zweckmäßig, wenn der Kühlkörper einen Bestandteil eines Getriebegehäuses oder des Antriebsmotors bildet. Das Getriebe- oder das Motorgehäuse bilden zugleich vorteilhaft auch die Halterung für das Lager.
  • Das Lüfterrad ist beispielsweise auf einer Abtriebswelle des Antriebsmotors angeordnet. Zweckmäßigerweise sind der Kühlkörper und das Lüfterrad zwischen dem Antriebsmotor und einem Getriebe der Werkzeugmaschine positioniert.
  • Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1
    eine teilweise geschnittene perspektivische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Hand-Werkzeugmaschine,
    Figur 2
    einen Antriebsstrang der Werkzeugmaschine gemäß Figur 1,
    Figur 3
    eine Rückansicht eines Getriebegehäuses des Antriebsstranges gemäß Figur 2 mit einem Kühlkörper, und
    Figur 4
    eine Seitenansicht des Getriebegehäuses aus Figur 3.
  • Eine Hand-Werkzeugmaschine 10 hat einen Antriebsstrang 11 mit einem elektrischen Antriebsmotor 12. Die Hand-Werkzeugmaschine 10 ist beispielsweise eine Poliermaschine. Der Antriebsmotor 12 treibt über ein Getriebe 13 ein Werkzeug 14, beispielsweise einen Polierteller, an, das von einer Werkzeugaufnahme 15 der Hand-Werkzeugmaschine 10 gehalten wird.
  • Der Antriebsmotor 12 enthält einen Kollektor 16 und ist an Lagern 17, 18 drehbar gelagert. Das Lager 18 ist ein Lager für eine Abtriebswelle 19, die das schematisch dargestellte Getriebe 13 antreibt.
  • Ein Ritzel 20 am vorderen Ende der Abtriebswelle 19 kämmt mit einem Zahnrad 21, das zusammen mit einem Kegelrad 23 auf einer Welle 22 drehbar gelagert ist. Das Kegelrad 23 wiederum treibt ein Kegelrad 24 an einer Werkzeugspindel 25. Am vorderen Ende der Werkzeugspindel 25 ist die Werkzeugaufnahme 15 angeordnet. Die Kegelräder 23, 24 bilden ein Winkelgetriebe, während die Getriebebauteile 20, 21 die Drehzahl des Antriebsmotors 12 reduzieren, der verhältnismäßig schnell dreht. Dadurch kann sich das Lager 18 stark erwärmen, beispielsweise in einem Bereich von etwa 40 bis 60°. Eine zusätzliche Erwärmung kann dadurch gegeben sein, dass am Lager 18 eine Dichtung angeordnet ist, die das Getriebe 13 vor Umwelteinflüssen, beispielsweise Schmutzpartikeln, schützt. Eine solche Dichtung erzeugt Reibungswärme. Dann abstrahlende Wärme könnte an sich zu einer unerwünschten starken Erwärmung eines Gehäuses 26 der Hand-Werkzeugmaschine 10, insbesondere in einem vorderen Handgriffbereich 27, führen. Bei der Hand-Werkzeugmaschine 10 ist dies nicht der Fall.
  • Ein Bediener kann die Hand-Werkzeugmaschine 10 mit einer Hand an einem hinteren Handgriffbereich 28 ergreifen, wo ein Schalter 29 zum Ein- und Ausschalten des Antriebsmotors 12 angeordnet ist. Die andere Hand des Bedieners ergreift die Werkzeugmaschine 10 in vorderen Bereichen des Gehäuses 26 näher beim Werkzeug 14, vorzugsweise am vorderen Handgriffbereich 27, um die Hand-Werkzeugmaschine 10 zu führen.
  • Vor dem Handgriffbereich 27 befindet sich oberhalb der Werkzeugspindel 25 bzw. des Getriebes 13 an der Oberseite des Gehäuses 26 ein vorderer Handgriffbereich 59. Dort kann ein Bediener die Werkzeugmaschine 10 führen und beispielsweise eine Druckkraft auf das Werkzeug 14 ausüben. Zwischen den Handgriffbereichen 27 und 59 kann die Werkzeugmaschine 10 auch an einem an der Oberseite des Gehäuses 26 angeordneten Handgriffbereich 60 ergriffen werden.
  • Damit sich das Gehäuse 26 nicht an den Handgriffbereichen 27, 28 und besonders an den Handgriffbereichen 59 und 60 in unerwünschter Weise stark erwärmt und ferner Antriebskomponenten 30, beispielsweise der Antriebsmotor 12, die Lager 17, 18 und/oder das Getriebe 13, gekühlt werden, ist das erfindungsgemäße Kühlkonzept vorgesehen:
  • Ein Lüfterrad 31 erzeugt einen Kühlluftstrom 32, der durch Luftschlitze 33 einer Lufteinlassanordnung 34 des Gehäuses 26 in das Gehäuse 26 einströmt. Die Lufteinlassanordnung 34 ist im Bereich des Lagers 17 angeordnet, sodass der Kühlluftstrom 32 dieses unmittelbar kühlt. Die Lufteinlassanordnung 34 ist zwischen den Handgriffbereichen 27, 28 angeordnet.
  • Der Kühlluftstrom 32 strömt von der Lufteinlassanordnung 34 her an dem Antriebsmotor 12 vorbei. Dabei durchströmt der Kühlluftstrom 32 einen Zwischenraum 35 zwischen dem Gehäuse 26 und dem Antriebsstrang 11. Der Zwischenraum 35 erstreckt sich auch unterhalb des vorderen Handgriffbereiches 27, sodass dieser gekühlt wird. Dies ist durch Pfeile 36 angedeutet.
  • Das Lüfterrad 31 wird vom Antriebsmotor 12 angetrieben. Das Lüfterrad 31 ist zwischen dem Antriebsmotor 12 und dem Getriebe 13 auf der Abtriebswelle 19 angeordnet. Somit saugt das Lüfterrad 31 sozusagen den Kühlluftstrom 32 durch die Lufteinlassanordnung 34 an. An seiner dem Getriebe 13 zugewandten Seite ist das Lüfterrad 31 geschlossen und zum Antriebsmotor 12 hin offen. Der Kühlluftstrom 32 strömt vom Antriebsmotor 12 her in einen Innenraum 37 des Lüfterrades 31 ein und wird durch Auslassöffnungen 38 am radialen Außenumfang des Lüfterrades 31 hindurch nach radial außen ausgeblasen. Die Auslassöffnungen 38 sind z.B. zwischen Rippen des Lüfterrades 31 vorgesehen.
  • Ein Teil 41 des Kühlluftstromes 32 strömt unmittelbar durch Luftschlitze 39 einer Luftauslassanordnung 40 des Gehäuses 26 aus. Die Luftauslassanordnung 40 ist an einem unteren Bereich des Gehäuses 26, etwa unterhalb des vorderen Endes des vorderen Handgriffbereiches 27, angeordnet. Dadurch strömt die ausgeblasene, erwärmte Kühlluft abseits der Handgriffbereiche 27, 28 aus dem Gehäuse 26 heraus.
  • Ein anderer Teil 42 des Kühlluftstromes 32, der von dem Lüfterrad 31 aus dessen Innenraum 37 nach radial außen ausgeblasen wird, ist durch Pfeile angedeutet. Der Kühlluftstrom-Teil 42 dient zum Kühlen eines Kühlkörpers 43. Der Kühlkörper 43 steht frei in den Kühlluftstrom 32 vor. Der Kühlkörper 43 dient im Wesentlichen zur Kühlung des Lagers 18. Aber auch das Getriebe 13 kann über das Getriebegehäuse 44 kann Wärme über den Kühlkörper 43 in den Kühlluftstrom 32 abführen.
  • Der Kühlkörper 43 bildet einen Bestandteil eines Getriebegehäuses 44 des Getriebes 13. Beispielsweise ist der Kühlkörper 43 Bestandteil eines Getriebegehäusedeckels 45. Das Lager 18 ist in einer Lager-Aufnahme 46 angeordnet. Eine in der Zeichnung nicht dargestellte Gegenhalterung für das Lager 18, beispielsweise ein Haltebügel, ist an Halteaufnahmen 47 des Getriebegehäuses 44 angeschraubt. Die Halteaufnahmen 47 sind zweckmäßigerweise zur Lager-Aufnahme 46 hin konisch schräg, sodass die Montage und Zentrierung der nicht dargestellten Gegenhalterung vereinfacht ist.
  • Eine Stirnwand 48 des Kühlkörpers 43 erstreckt sich von der Lager-Aufnahme 46 nach radial außen. Das Lüfterrad 31 ist nahe bei dem Lager 18 auf der Abtriebswelle 19 angeordnet. Die geschlossene Seite des Lüfterrades 31 liegt der Stirnwand 48 des Kühlkörpers 43 gegenüber.
  • Ein Umfangswandabschnitt 49 des Kühlkörpers 43 steht vor die Stirnwand 48 zum Lüfterrad 31 vor. Der Umfangswandabschnitt 49 umgibt einen Teilumfang des Lüfterrades 31. Die Stirnwand 48 und der Umfangswandabschnitt 49 begrenzen einen Innenraum 50, in dem das Lüfterrad 31 zumindest teilweise angeordnet ist. Der Kühlkörper 43 ist oberhalb der Lager-Aufnahme 46 und somit in einem oberen Bereich des Lüfterrades 31 angeordnet.
  • Der Teil 42 des Kühlluftstromes 32 kühlt im Wesentlichen den Umfangswandabschnitt 49 des Kühlkörpers 43. Die Kühlluft 32 strömt durch Luftdurchlassöffnungen 51 des Kühlkörpers 43 aus dem Innenraum 50 aus. Die Luftdurchlassöffnungen 51 sind zwischen fingerartigen Vorsprüngen 52 vorgesehen, die vor den Umfangswandabschnitt 49 zum Lüfterrad 31 hin vorstehen. Der Kühlluftstrom 32 strömt durch die Luftdurchlassöffnungen 51 nach radial außen hin durch und sodann an einer dem Lüfterrad 31 abgewandten Seite 53 des Kühlkörpers 43 entlang. Die Seite 53 bildet sozusagen eine Außenseite des Kühlkörpers 43. Somit kühlt der Kühlluftstrom 32 einerseits die dem Lüfterrad 31 zugewandte Innenseite des Umfangswandabschnittes 49 und andererseits die Außen-Seite 53, sodass eine optimale Kühlwirkung erzielt wird. Die außenseitig am Kühlkörper 43 strömende Kühlluft ist durch Pfeile 54 in Figur 1 angedeutet. Der Kühlluftstrom 32 strömt über die Außen-Seite 53 hinweg zu den Luftschlitzen 39 der Luftauslassanordnung 40.
  • Die geometrische Gestalt und Anordnung des Kühlkörpers 43 bewirkt eine Umlenkung des Kühlluftstromes 32, sodass er insgesamt Luftleitmittel für den Kühlluftstrom 32 bildet.
  • Der Kühlkörper 43 kann auch als Nachleitapparat 55 ausgestaltet sein. Beispielsweise können anstatt der korrelierend mit dem radialen Außenumfang des Lüfterrades 31 verlaufenden Finger-Vorsprünge 52 Vorsprünge 56 vorgesehen sein, die schräg zum Kühlluftstrom gestellt sind. Die Vorsprünge 56 wirken spoilerartig und verringern die abströmseitige Geschwindigkeit des Kühlluftstromes 32. Die Vorsprünge 56 sind beispielsweise schräg nach radial außen gestellt.
  • Das Getriebegehäuse 44 ist mit Halterungen 57 an dem Gehäuse 26 befestigt. In die Halterungen 57, die beispielsweise als Aufnahmen ausgestaltet sind, stehen nicht dargestellte Vorsprünge am Gehäuse 26 vor. Das Gehäuse 26 weist beispielsweise zwei Gehäusehälften auf, von denen die in Figur 1 vordere Gehäusehälfte teilweise aufgeschnitten ist. Die Gehäusebestandteile des Gehäuses 26 sind beispielsweise mit Befestigungsmitteln 58, zum Beispiel Schrauben, miteinander verbunden.

Claims (19)

  1. Hand-Werkzeugmaschine mit einem Antriebsstrang (11), der einen elektrischen Antriebsmotor (12) zum Antreiben eines an einer Werkzeugaufnahme (15) der Hand-Werkzeugmaschine (10) befestigbaren Werkzeugs umfasst, mit einem Lüfterrad (31) zum Erzeugen eines Kühlluftstromes (32), und mit einem Gehäuse mit einer Lufteinlassanordnung (34), durch die der Kühlluftstrom (32) zum Kühlen mindestens einer Antriebskomponente (30) des Antriebsstranges (11) einströmen kann, und einer Luftauslassanordnung (40), durch die der Kühlluftstrom (32) aus dem Gehäuse ausströmen kann, dadurch gekennzeichnet, dass an der mindestens einen Antriebskomponente (30) ein Kühlkörper (43) zum Ableiten von Wärme angeordnet ist, der frei in den Kühlluftstrom (32) vorsteht.
  2. Hand-Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (43) unmittelbar an dem Lüfterrad (31) angeordnet ist.
  3. Hand-Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Lüfterrad (31) teilweise in einem Innenraum (50) des Kühlkörpers (43) angeordnet ist.
  4. Hand-Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Umfangswandabschnitt (49) des Kühlkörpers (43) zumindest einen Teil eines Außenumfangs des Lüfterrads (31) umgibt.
  5. Hand-Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lüfterrad (31) im Bereich der Luftauslassanordnung (40) angeordnet ist, und dass Lüfterrad (31) einen Teil des Kühlluftstromes (32) unmittelbar durch die Luftauslassanordnung (40) ausbläst.
  6. Hand-Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (43) im Betrieb der Werkzeugmaschine an einer dem Lüfterrad (31) abgewandten Seite (53) von dem Kühlluftstrom (32) umströmt wird.
  7. Hand-Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (43) im Betrieb der Werkzeugmaschine an einander entgegengesetzten Seiten von dem Kühlluftstrom (32) umströmt wird.
  8. Hand-Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (43) mindestens eine Luftdurchlassöffnung (51) für den Kühlluftstrom (32) aufweist.
  9. Hand-Werkzeugmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Luftdurchlassöffnung (51) an einem radialen Umfangswandabschnitt (49) des Kühlkörpers (43) angeordnet ist.
  10. Hand-Werkzeugmaschine nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Lüfterrad (31) unterhalb der mindestens einen Luftdurchlassöffnung (51) an dem radialen Außenumfang des Kühlkörpers (43) angeordnet ist.
  11. Hand-Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (43) eine Luftleiteinrichtung für das Lüfterrad (31) bildet.
  12. Hand-Werkzeugmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (43) einen Nachleitapparat (55) für das Lüfterrad (31) bildet.
  13. Hand-Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (43) den Kühlluftstrom (32) nicht oder nur unwesentlich behindert.
  14. Hand-Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Antriebskomponente (30) ein Getriebe (13) und/oder ein Lager des Antriebsmotors (12) umfasst.
  15. Hand-Werkzeugmaschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (43) und eine Aufnahme (46) für das Lager eine einstückige Baueinheit bilden.
  16. Hand-Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (43) einen Bestandteil eines Getriebegehäuses (44) oder des Antriebsmotors (12) bildet.
  17. Hand-Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lüfterrad (31) auf einer Abtriebswelle des Antriebsmotors (12) angeordnet ist.
  18. Hand-Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (43) und das Lüfterrad (31) zwischen dem Antriebsmotor (12) und einem Getriebe (13) der Werkzeugmaschine angeordnet sind.
  19. Hand-Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Trennwerkzeug, insbesondere einen Winkelschleifer, oder eine Maschine zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken, insbesondere eine Poliermaschine, ist.
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