ES2286564T3

ES2286564T3 - HAND TOOL.

Info

Publication number: ES2286564T3
Application number: ES04106415T
Authority: ES
Inventors: Bernd Ziegler
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 2003-12-11
Filing date: 2004-12-09
Publication date: 2007-12-01
Anticipated expiration: 2024-12-09
Also published as: DE10358027A1; DE502004003870D1; EP1541293A1; EP1541293B1

Abstract

En la carcasa 2 se disponen unas primeras aberturas de aspiración 11, a través de las cuales el flujo de aire refrigerante 12 afluye desde el elemento de ventilación 21 para el enfriamiento del motor 3; unas segundas aberturas de aspiración 13, a través de las cuales el flujo de aire refrigerante 12 afluye del elemento de ventilación 21 para el enfriamiento de la transmisión 5; y unas terceras aberturas de aspiración 15, a través de las cuales el flujo de aire refrigerante 12 afluye del elemento de ventilación 21 para el enfriamiento del sistema electrónico 6, así como aberturas de expulsión 17, a través de las cuales se expulsa radialmente el aire refrigerante caliente 18. El ventilador 21 comprende una placa de cojinete 22 y un rodete del ventilador 23, diseñado como ventilador radial, con álabes del ventilador 24, disponiéndose el ventilador 21 entre el motor 3 y la transmisión 5 en el eje de accionamiento 4.First suction openings 11 are disposed in the housing 2, through which the flow of cooling air 12 flows from the ventilation element 21 for cooling the motor 3; second suction openings 13, through which the flow of cooling air 12 flows from the ventilation element 21 for cooling the transmission 5; and third suction openings 15, through which the flow of cooling air 12 flows from the ventilation element 21 for cooling the electronic system 6, as well as ejection openings 17, through which the air is expelled radially hot coolant 18. The fan 21 comprises a bearing plate 22 and a fan impeller 23, designed as a radial fan, with fan blades 24, the fan 21 being arranged between the motor 3 and the transmission 5 on the drive shaft 4.

Description

Herramienta de mano.Hand tool.

La presente invención hace referencia a una herramienta de mano operada eléctricamente, del tipo citado en el término genérico de la Reivindicación 1. Gracias a la US 2.155.082 A se conoce una herramienta de mano de este tipo.The present invention refers to a electrically operated hand tool, of the type mentioned in the generic term of Claim 1. Thanks to US 2,155,082 A A hand tool of this type is known.

Para el enfriamiento de herramientas de mano, particularmente de equipos de perforación o martillos perforadores, se aspira aire refrigerante con un ventilador a través de aberturas de aspiración en la carcasa de la herramienta de mano, se guía a través de una conducción del flujo de aire prevista en la carcasa, a través del motor y la transmisión para su enfriamiento y, finalmente, se expulsa a través de las aberturas de expulsión de la carcasa. El rodete del ventilador comprende, o bien un disco ciego con álabes allí configurados o el disco ciego se diseña en la carcasa como pieza fija, como la llamada placa de cojinete, directamente al lado del rodete del ventilador.For the cooling of hand tools, particularly of drilling equipment or hammer drills, cooling air is sucked with a fan through openings suction in the hand tool housing, it guides through a conduction of the air flow provided in the housing, to through the engine and transmission for cooling and, finally, it is ejected through the ejection openings of the Case. The fan impeller comprises, or a blind disc with blades there configured or the blind disc is designed in the housing as a fixed part, such as the so-called bearing plate, directly next to the fan impeller.

Los equipos de mano con una placa de cojinete presentan la ventaja de un montaje flexible y sencillo. El motor y la transmisión se incorporan por separado, en cada caso, en una parte de la carcasa de la herramienta de mano y se comprueba su operabilidad. Al menos una de las piezas de la carcasa está provista de una placa de cojinete como pieza de montaje para la unión de ambas piezas a la herramienta de mano. Por tanto, se puede transformar un, así denominado, concepto de plataforma, en el que se pueden acoplar diferentes motores fabricados en mayor número con diferentes transmisiones fabricadas en mayor número, u otros componentes, a los deseados equipos de mano. Los costes de fabricación para una herramienta de mano se reducen de este modo considerablemente frente a una herramienta de mano fabricada según un procedimiento de fabricación habitual.Handheld equipment with a bearing plate they have the advantage of a flexible and simple assembly. The engine and the transmission are incorporated separately, in each case, in a part of the hand tool housing and its operability At least one of the housing parts is provided of a bearing plate as a mounting piece for joining Both pieces to the hand tool. Therefore, you can transform a so-called platform concept, in which they can couple different engines manufactured in greater numbers with different transmissions manufactured in greater numbers, or others components, to the desired handheld equipment. The costs of manufacturing for a hand tool are reduced in this way considerably compared to a hand tool manufactured according to A usual manufacturing procedure.

Sin embargo, en la solución conocida, resulta desfavorable que el motor a temperatura de operación caliente el aire refrigerante previsto para el enfriamiento de la transmisión y, de este modo, se obtenga en la transmisión sólo un rendimiento de enfriamiento reducido. Tras un mayor periodo pueden aparecer daños en la transmisión, que conduzcan a una inoperabilidad de la herramienta de mano y a reparaciones extensivas en costes.However, in the known solution, it turns out unfavorable that the engine at operating temperature warms the cooling air intended for cooling the transmission and, in this way, only a yield of reduced cooling After a longer period damage may appear in transmission, which lead to an inoperability of the Hand tool and extensive cost repairs.

Para la mejora del enfriamiento de la transmisión puede emplearse, por ejemplo, un ventilador con un rodete de ventilador mayor o un ventilador adicional, que produzca un flujo independiente de aire refrigerante para la transmisión. Resulta desfavorable, en estas mencionadas soluciones, que la energía requerida para este propósito aumenta considerablemente, de forma que una gran proporción del rendimiento del motor no se mantenga disponible para la función de la propia operación de las herramientas de mano.For the improvement of the cooling of the transmission can be used, for example, a fan with a major fan impeller or an additional fan, which produces an independent flow of cooling air for transmission. It is unfavorable, in these mentioned solutions, that the energy required for this purpose increases considerably, from so that a large proportion of engine performance is not keep available for the function of the operation of the Hand tools.

Gracias a la DE 196 00 339 C1 se conoce un ventilador, en el que los álabes del ventilador se disponen por ambos lados de un disco soporte. El ventilador aspira aire refrigerante procedente de dos direcciones axiales, por un lado, a través del motor y, por otro lado, a través de la transmisión, a través de aberturas de aspiración, a dos zonas separadas de la carcasa y lo expulsa de nuevo a través de la extensión radial, mediante aberturas de expulsión. Resulta desfavorable en la solución conocida, que entre el motor y la transmisión no pueda disponerse ninguna placa de cojinete y, por consiguiente, no pueda transformarse el concepto de plataforma.Thanks to DE 196 00 339 C1, a fan, in which the fan blades are arranged by both sides of a support disk. The fan draws air refrigerant from two axial directions, on the one hand, to through the engine and, on the other hand, through the transmission, to through suction openings, to two separate areas of the housing and ejects it again through the radial extension, through ejection openings. It is unfavorable in the known solution, which between the engine and transmission cannot no bearing plate is arranged and therefore cannot Transform the platform concept.

Gracias a la US 2,155,082 A se conoce una herramienta de mano operada eléctricamente con una carcasa, en la que se encuentran un motor con un eje de accionamiento, un ventilador dispuesto en el eje de accionamiento y una transmisión dispuesta después del motor. El ventilador aspira aire refrigerante a través de las aberturas de aspiración en la carcasa, que se conduce a través del motor y la transmisión y se expulsa de nuevo a través de aberturas de expulsión de la carcasa. El ventilador contiene un rodete con álabes y presenta, por la cara del rodete del ventilador orientada a la transmisión, adicionalmente, una placa de cojinete, que muestra varias, ranuras separadas respectivamente y una abertura de paso para la puesta en marcha del eje de accionamiento.Thanks to US 2,155,082 A a known electrically operated hand tool with a housing, in the which are a motor with a drive shaft, a fan arranged on the drive shaft and a transmission arranged after the engine. The fan draws cooling air through the suction openings in the housing, which drives through the engine and transmission and is ejected back to through case ejection openings. The fan It contains an impeller with blades and presents, on the face of the impeller of the transmission-oriented fan, additionally, a plate bearing, showing several, separate slots respectively and a passage opening for the start-up of the shaft of drive

Es objetivo de la presente invención producir una herramienta de mano con un ventilador, que posibilite un enfriamiento suficiente de las piezas dispuestas en la carcasa con garantía de un sencillo montaje de la herramienta de mano.It is the objective of the present invention to produce a hand tool with a fan that allows a sufficient cooling of the parts arranged in the housing with guarantee of a simple assembly of the hand tool.

El objetivo se resuelve mediante las características de la Reivindicación independiente. En las subreivindicaciones se exponen perfeccionamientos favorables.The objective is solved by characteristics of the independent claim. In the Subclaims favorable improvements are set forth.

Conforme a la presente invención, por la cara de la placa de cojinete orientada hacia el rodete del ventilador se dispone, al menos por zonas, de un laberinto del ventilador, cuya extensión radial respecto al centro de la abertura de paso está limitada por un collar de laberinto.In accordance with the present invention, on the face of the bearing plate facing the fan impeller is It has, at least by areas, a fan maze, whose radial extension relative to the center of the passage opening is limited by a maze necklace.

Mediante la diferencia de flujo por ambas caras de la placa de cojinete, se origina una depresión sobre la cara de la placa de cojinete orientada a la transmisión, durante la operación del equipo de mano. La depresión proporciona un flujo de aire a través de una de las aberturas de aspiración a la carcasa y las ranuras de la placa de cojinete al rodete del ventilador, lo que garantiza el enfriamiento de la transmisión con aire refrigerante no calentado. Al mismo tiempo, los álabes del rodete del ventilador aspiran aire refrigerante para el enfriamiento del motor a través de, al menos, una abertura de aspiración adicional. El aire refrigerante caliente se expulsa mediante el rodete del ventilador a través de las aberturas de expulsión en la carcasa. El rodete del ventilador se configura preferentemente como rodete radial de ventilación sin disco ciego. La zona de la transmisión se enfría activamente y sin la disposición de un segundo rodete, o uno grande, del ventilador, de forma que la demanda de potencia para el ventilador no sea considerablemente mayor que en las herramientas de mano actualmente conocidas. Además, con la ordenación del ventilador del equipo de mano puede transformarse el concepto de plataforma para la construcción del equipo de mano. En la abertura de paso se dispone de forma más favorable un cojinete, preferentemente un cojinete de bolas, para el alojamiento del eje de accionamiento.Through the difference in flow on both sides of the bearing plate, a depression originates on the face of the transmission-oriented bearing plate, during Handheld equipment operation. Depression provides a flow of air through one of the suction openings to the housing and the grooves of the bearing plate to the fan impeller, what which guarantees the cooling of the transmission with air coolant not heated. At the same time, the impeller blades of the fan aspirate cooling air for cooling the engine through at least one additional suction opening. The hot cooling air is expelled by the impeller of the fan through the ejection openings in the housing. He fan impeller is preferably configured as impeller radial ventilation without blind disc. The transmission zone is cools actively and without the provision of a second impeller, or one large, fan, so that the power demand for the fan is not considerably larger than in tools currently known. In addition, with the management of handheld fan can transform the concept of platform for the construction of handheld equipment. In the opening a bearing is more favorably provided, preferably a ball bearing, for the shaft housing drive.

Por la cara de la placa de cojinete orientada hacia el rodete del ventilador, al menos por zonas, se dispone de un laberinto del ventilador, cuya extensión radial respecto al centro de la abertura de paso está limitada por un collar de laberinto. Por medio del laberinto del ventilador en la placa de cojinete puede producirse, con el mismo tipo de rodete del ventilador y una misma demanda de potencia del ventilador, una mayor diferencia de flujo por ambas caras de la placa de cojinete. Además, el laberinto del ventilador evita la formación de una depresión en la zona de un posible cojinete, que podría extraer, por succión, el lubricante del cojinete de éste. La vida útil del cojinete se eleva considerablemente mediante la disposición de un laberinto del ventilador.On the face of the bearing plate oriented towards the fan impeller, at least by areas, there is a labyrinth of the fan, whose radial extension with respect to the center of the passage opening is limited by a collar labyrinth. By means of the fan maze on the plate bearing can be produced, with the same type of impeller fan and the same fan power demand, greater flow difference on both sides of the bearing plate. In addition, the fan maze prevents the formation of a depression in the area of a possible bearing, which could be removed, by suction, the bearing lubricant of the latter. The shelf life of bearing rises considerably by arranging a fan maze.

Si en el equipo de mano conforme a la invención se dispone un sistema electrónico, por ejemplo, para el motor y/o el control de la transmisión, la depresión producida por el ventilador puede utilizarse para la producción de un flujo adicional de aire para el enfriamiento del sistema electrónico, por ejemplo, a través de una abertura adicional de aspiración y de las ranuras de la placa de cojinete.If in the handheld device according to the invention an electronic system is provided, for example, for the engine and / or transmission control, depression produced by the fan can be used for the production of a flow additional air for cooling the electronic system, by for example, through an additional suction opening and the grooves of the bearing plate.

Las ranuras de la placa de cojinete se disponen preferentemente discurriendo concéntricas respecto al centro de la abertura de paso, presentando más favorablemente y esencialmente todas las ranuras la misma distancia hasta el centro de la abertura de paso. La eficiencia de las ranuras configuradas como secciones anulares es mayor que la de las ranuras con bordes configurados rectos, ya que las ranuras configuradas como secciones anulares presentan, respecto al flujo de aire, un mejor comportamiento como flujo en sí.The grooves of the bearing plate are arranged preferably running concentric with respect to the center of the passage opening, presenting more favorably and essentially all slots the same distance to the center of the opening on the way. The efficiency of the slots configured as sections annular is greater than that of grooves with configured edges straight, since the slots configured as annular sections they have a better behavior with respect to air flow flow itself.

La distancia radial mínima de las ranuras de la placa de cojinete hasta el centro de la abertura de paso es favorablemente mayor que el radio externo del collar de laberinto. Esta disposición de las ranuras evita una posible influencia negativa de las ranuras sobre el comportamiento de flujo de los flujos de aire refrigerante y, por consiguiente, sobre la estructura de la diferencia de flujo por ambas caras de la placa de cojinete.The minimum radial distance of the grooves of the bearing plate to the center of the passage opening is favorably larger than the outer radius of the maze collar. This arrangement of the grooves prevents a possible influence negative of the slots on the flow behavior of the cooling air flows and, consequently, on the structure of the flow difference on both sides of the plate bearing.

La distancia radial máxima de las ranuras de la placa de cojinete hasta el centro es preferentemente menor que el radio externo del rodete del ventilador. Por tanto, se asegura, que las ranuras se encuentren en la proyección axial del rodete del ventilador, con lo que los flujos de aire refrigerante se llevan al equipo del modo deseado y no se pueden obstaculizar mutuamente en gran medida. Además, con el rodete del ventilador se garantiza la expulsión del aire refrigerante calentado.The maximum radial distance of the grooves of the bearing plate to the center is preferably smaller than the external radius of the fan impeller. Therefore, it is ensured that the grooves are in the axial projection of the impeller of the fan, so that the cooling air flows are carried to the equipment in the desired way and cannot interfere with each other in big measure. In addition, the fan impeller guarantees the expulsion of heated cooling air.

La transmisión es preferentemente una transmisión de correas. Particularmente en el caso de las así denominadas transmisiones de correas, no deben superarse determinadas temperaturas máximas en la zona de la transmisión, ya que, de lo contrario, las correas sufrirían daños. El desgaste de las correas se reduce considerablemente mediante el ventilador conforme a la invención, lo que resulta en una mayor vida útil de la correa y, por consiguiente, una mayor duración de utilización de la herramienta de mano completa.The transmission is preferably a belt transmission Particularly in the case of called belt transmissions, they must not be exceeded certain maximum temperatures in the transmission zone, since that, otherwise, the straps would be damaged. Wear of The straps are greatly reduced by the fan according to the invention, resulting in a longer life of the belt and, consequently, a longer duration of use of the full hand tool.

De la siguiente descripción detallada y de la totalidad de las Reivindicaciones resultan otros modos favorables de ejecución y combinaciones de características de la invención.From the following detailed description and from the all claims are other favorable ways of execution and combinations of features of the invention.

Brief description of the designs

La presente invención se describe a continuación más a fondo en base a un ejemplo de ejecución. Muestran:The present invention is described below. more in depth based on an example of execution. They show:

Fig. 1 Una vista lateral de un equipo de perforación;Fig. 1 A side view of a computer drilling;

Fig. 2 La vista lateral acorde a la Fig. 1 con una sección parcial del equipo de perforación;Fig. 2 The side view according to Fig. 1 with a partial section of the drilling equipment;

Fig. 3 Una sección transversal a lo largo de la línea III-III de la Fig. 1, y/o Fig. 2;Fig. 3 A cross section along the line III-III of Fig. 1, and / or Fig. 2;

Fig. 4 Una vista de la placa de cojinete a lo largo de la línea IV-IV de la Fig. 1, y/o Fig. 2; yFig. 4 A view of the bearing plate at along the line IV-IV of Fig. 1, and / or Fig. 2; Y

Fig. 5 Una vista del ventilador a lo largo de la línea V-V de la Fig. 1, y/o Fig. 2.Fig. 5 A view of the fan along the V-V line of Fig. 1, and / or Fig. 2.

En principio, en las Figuras, las mismas piezas están provistas de los mismos símbolos de referencia.In principle, in the Figures, the same pieces They are provided with the same reference symbols.

Execution paths of the invention

En las Figuras 1 a 3 se representan en base a un ejemplo de ejecución de un martillo perforador 1 los flujos de aire producidos por el ventilador 21. En la carcasa 2 se disponen unas primeras aberturas de aspiración 11, a través de las cuales el flujo de aire refrigerante 12 afluye desde el elemento de ventilación 21 para el enfriamiento del motor 3; unas segundas aberturas de aspiración 13, a través de las cuales el flujo de aire refrigerante 12 afluye del elemento de ventilación 21 para el enfriamiento de la transmisión 5; y unas terceras aberturas de aspiración 15, a través de las cuales el flujo de aire refrigerante 12 afluye del elemento de ventilación 21 para el enfriamiento del sistema electrónico 6, así como aberturas de expulsión 17, a través de las cuales se expulsa radialmente el aire refrigerante caliente 18.In Figures 1 to 3 they are represented based on a Execution example of a hammer drill 1 air flows produced by the fan 21. In the housing 2 there are some first suction openings 11, through which the flow of refrigerant air 12 flows from the element of ventilation 21 for cooling the engine 3; a few seconds suction openings 13, through which the air flow refrigerant 12 flows from the ventilation element 21 for the cooling of transmission 5; and some third openings of suction 15, through which the flow of cooling air 12 flows from the ventilation element 21 for cooling the electronic system 6, as well as ejection openings 17, through from which hot coolant air is expelled radially 18.

El ventilador 21 comprende una placa de cojinete 22 y un rodete del ventilador 23, diseñado como ventilador radial, con álabes del ventilador 24, disponiéndose el ventilador 21 entre el motor 3 y la transmisión 5 en el eje de accionamiento 4.The fan 21 comprises a bearing plate 22 and a fan impeller 23, designed as a radial fan, with fan blades 24, the fan 21 being arranged between the engine 3 and the transmission 5 on the drive shaft 4.

Mediante el tamaño y ordenación de las aberturas de aspiración 11, 13 y 15 así como la ordenación del ventilador 21 se determina la cantidad del aire refrigerante aspirado en la carcasa 2. Para un martillo perforador 1 la clase de potencia media alcanza, para el enfriamiento del motor 3, un flujo de aire refrigerante 12 de aprox. 15 l/s; para el enfriamiento de la transmisión 5, un flujo de aire refrigerante 14 de aprox. 4 l/s; y, para el enfriamiento del sistema electrónico 6, un flujo de aire refrigerante 16 de aprox. 1 l/s, de forma que los 20 l/s de aire refrigerante calentados por el rodete del ventilador 23 tienen que expulsarse. A tal efecto, el ventilador 21 necesita una demanda de potencia de aproximadamente 160 W.Through the size and arrangement of openings of suction 11, 13 and 15 as well as the arrangement of the fan 21 the amount of refrigerant air drawn into the housing 2. For a hammer drill 1 the average power class reaches, for the cooling of the engine 3, an air flow refrigerant 12 of approx. 15 l / s; for cooling the transmission 5, a refrigerant air flow 14 of approx. 4 l / s; Y, for cooling the electronic system 6, an air flow refrigerant 16 of approx. 1 l / s, so that 20 l / s of air coolant heated by fan impeller 23 have to expel To this end, the fan 21 needs a demand for power of approximately 160 W.

El martillo perforador 1 presenta como transmisión 5 una transmisión de correas, que se enfría mediante la flujo de aire refrigerante 14 de tal manera, que las temperaturas no superen los 70ºC en la zona de la transmisión 5. La placa de cojinete 22 muestra varias ranuras 26 respectivamente separadas y una abertura de paso 27 para el eje de accionamiento 4.The hammer drill 1 presents as transmission 5 a belt transmission, which is cooled by the refrigerant air flow 14 in such a way that temperatures do not exceed 70ºC in the transmission zone 5. The plate bearing 22 shows several slots 26 respectively separated and a passage opening 27 for the drive shaft 4.

En la Fig. 4 se representa la placa de cojinete 22 del motor 3 y en la Fig. 5 se representa con el rodete del ventilador 23. Las ranuras 26 configuradas como secciones anulares se disponen discurriendo concéntricamente respecto al centro de la abertura de paso 27 a la distancia radial R1. Alrededor de la abertura de paso 27 se instala un laberinto del ventilador 28 esencialmente como receso en forma de concha, cuya extensión radial respecto al centro de la abertura de paso 27 está limitada por un collar de laberinto 29. La distancia radial mínima R1 de las ranuras 26 hasta el centro de la abertura de paso 27 es mayor que el radio externo A1 del collar de laberinto 29. La distancia radial máxima R2 de las ranuras 26 es menor que el radio externo A2 del rodete del ventilador 23.The bearing plate is shown in Fig. 4 22 of the motor 3 and in Fig. 5 is shown with the impeller of the fan 23. Slots 26 configured as annular sections they are arranged running concentrically with respect to the center of the passage opening 27 at radial distance R1. Around of the step opening 27 a fan maze 28 is installed essentially as a shell-shaped recess, whose radial extension with respect to the center of the passage opening 27 is limited by a labyrinth collar 29. The minimum radial distance R1 of the slots 26 to the center of the passage opening 27 is larger than the external radius A1 of the labyrinth collar 29. The radial distance maximum R2 of slots 26 is smaller than the external radius A2 of the fan impeller 23.

Claims

1. Electrically operated hand tool, particularly a drilling apparatus or a hammer drill (1), with a housing (2), in which there is a motor (3) with a drive shaft (4), a fan (21 ) arranged on the drive shaft (4) and a transmission (5) arranged after the engine (3), the fan (21) sucking the cooling air through at least two suction openings (11, 13, 15) in the housing (2), this one being directed through the motor (3) and the transmission (5) and being ejected again through at least one ejection opening (17) of the housing (2), containing the fan (21) a fan impeller (23) with fan blades (24), the fan (21) presenting the fan impeller (23) facing the transmission (5), additionally, a bearing plate (22), which shows several, slots (26) respectively separated and a passage opening (27) for the start-up of the drive shaft to (4), characterized in that by the face of the bearing plate (22) oriented towards the fan impeller (23), at least by areas, a fan maze (28) is arranged, whose radial extension with respect to the center of the passage opening (27) is limited by a maze collar (29).

2. Hand tool according to Claim 1, characterized in that the grooves (26) of the bearing plate (22) are arranged concentrically with respect to the center of the passage opening (27).

3. Hand tool according to Claim 1, characterized in that the minimum radial distance (R1) of the grooves (26) of the bearing plate (22) to the center of the passage opening (27) is greater than the radius external (A1) of the maze collar (29).

4. Hand tool according to at least one of Claims 1 to 3, characterized in that the maximum radial distance (R2) of the grooves (26) of the bearing plate (22) to the center of the passage opening (27) it is smaller than the external radius (A2) of the fan impeller (23).

5. Hand tool according to at least one of Claims 1 to 4, characterized in that the transmission (5) is a belt transmission.