DE102006000162A1

DE102006000162A1 - Elektrohandwerkzeugmaschine mit internem Kühlgebläse

Info

Publication number: DE102006000162A1
Application number: DE102006000162A
Authority: DE
Inventors: Oliver Ohlendorf
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 2006-04-06
Filing date: 2006-04-06
Publication date: 2007-10-11
Also published as: US20070237591A1; JP2007276108A; FR2899505A1

Abstract

Eine zumindest teilweise schlagende Elektrohandwerkzeugmaschine (1) mit einer in einem Außengehäuse (3) gelagerten werkzeugseitigen Baugruppe (2) mit einem internen Kühlgebläse (4) und zumindest einer Kühlluftleitung (5), welche sich zumindest zwischen dem werkzeugseitigen Ende der werkzeugseitigen Baugruppe (2) und dem Kühlgebläse (4) erstreckt sowie gebläseseitig mit einem Staumittel (7) verbunden ist, welches mit einer zum Kühlgebläse (4) hin offenen Stauöffnung den Staudruck der Luftströmung des Kühlgebläses (4) abgreifend diesem nahe angeordnet ist.

Description

Die Erfindung bezeichnet eine Elektrohandwerkzeugmaschine, wie einen Meisselhammer Kombihammer, Stichsäge, Säbelsäge usw., mit einem internen Kühlgebläse zur Erzeugung eines Kühlluftstromes für die Motorkühlung.
Bedarfsweise wird die bei der Kühlung des leistungsstarken Elektromotors anfallende Abluft einer weiteren Verwendung zugeführt, bspw. nach der US6126368 dem Freiblasen des Werkzeugs oder Werkstücks.
Nach der DE 196 26 254 wird die in einem Kühlluftkanal zwischen der Schlagwerksbaugruppe und dem Aussengehäuse geführte erwärmte Abluft bei niedrigem Luftüberdruck bis zu einer werkzeugseitig an der Antriebsspindel ausgebildeten Schlagwerkzeugaufnahme geleitet und dort zum Kühlen der Aussenfläche der Führungshülse benutzt, die sich durch die Gleitreibung des in dieser begrenzt axial beweglichen Schlagwerkzeuges stark erwärmt.
Gerade bei zum abrasiven Abbau von Gestein zweckentsprechend benutzten Elektrohandwerkzeugmaschinen weist die vom Kühlgebläse von aussen angesaugte Luft eine hohe Staubkonzentration auf, wodurch obige Verwendung der Abluft auf staubunempfindliche Baugruppen beschränkt ist. Insbesondere ist diese nicht ohne weitere Mittel geeignet, staubempfindliche Baugruppen wie den Döppervorraum oder die Innenfläche der Führungshülse mit relativ hohem Luftüberdruck zu spülen.
Zudem weist nach der EP1302281 eine schlagende Elektrohandwerkzeugmaschine eine im Aussengehäuse axial begrenzt beweglich gelagerte Schlagwerksbaugruppe mit einem Elektromotor und einem internen Kühlgebläse auf, wobei eine mit der Schlagwerksbaugruppe fest verbundene Kühlluftleitung, die sich zwischen Luftöffnungen nahe der Werkzeugaufnahme und dem Elektromotor erstreckt, für den Kühllufteintritt beim Elektromotor ausgebildet ist. Die erwärmte Abluft wird über Abluftöffnungen im Aussengehäuse abgeführt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Realisierung geeigneter Mittel zur Erzeugung staubarmer Abluft mit relativ hohem Luftüberdruck von einem internen Kühlgebläse des Elektromotors.
Die Aufgabe wird im Wesentlichen durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
So weist eine Elektrohandwerkzeugmaschine mit einer in einem Aussengehäuse gelagerten werkzeugseitigen Baugruppe und einem internen Kühlgebläse zumindest eine Kühlluftleitung auf, die sich zumindest zwischen dem werkzeugseitigen Ende der werkzeugseitigen Baugruppe und dem Kühlgebläse erstreckt sowie gebläseseitig mit einem Staumittel verbunden nahe dem Kühlgebläse angeordnet ist.
Indem das Staumittel mit einer zum Kühlgebläse hin offenen Stauöffnung, den Staudruck der Luftströmung des Kühlgebläses abgreifend, dem Kühlgebläse nahe angeordnet ist, ist der physikalisch zum Quadrat der Strömungsgeschwindigkeit proportionale Staudruck abgreifbar. Durch den von ihm innerhalb des Gesamtströmungsquerschnitts ausgebildeten Strömungswiderstand entsteht an seiner Stauseite ein relativ hoher Luftüberdruck bezüglich des gemittelten statischen Luftdrucks an der Druckseite des Kühlgebläses. Somit ist ein kleiner Teil des Kühlluftvolumens mit relativ hohem Luftüberdruck von einem internen Kühlgebläse des Elektromotors abgreifbar und steht einer weiteren Nutzung zur Verfügung, insbesondere zur Weiterleitung an das werkzeugseitige Ende der werkzeugseitigen Baugruppe mittels einer Kühlluftleitung.
Vorteilhaft ist ein zwischen dem Kühlgebläse und der Stauöffnung ausgebildeter Dichtspalt kleiner als die kleinste Öffnungsweite der Stauöffnung, wodurch über den Dichtspalt nur ein unwesentlicher Teil des Kühlluftstromes entweichen kann.
Vorteilhaft ist die Stauöffnung spaltförmig ausgebildet und mit ihrer Längserstreckung quer zu einem Staubdichtegradienten innerhalb des Strömungsquerschnitts orientiert in einem Strömungsquerschnittsbereich niederer Staubdichte angeordnet, wodurch mittels dieser Filterwirkung nur Abluft mit verringertem Staubanteil in die Kühlluftleitung gelangt. Derartige Staubdichtegradienten bilden sich physikalisch bedingt nach jeder Krümmung im Kühlluftstrom aus (Zykloneffekt), so insbesondere auch bei einer Umlenkung des saugseitig axial zur Motorachse den Elektromotor kühlenden Kühlluftstroms in einen radial durch einen Radiallüfter strömenden, druckseitig verdichteten Kühlluftstrom.
Vorteilhaft ist zumindest die im Strömungsquerschnitt angeordnete Längskante der Stauöffnung entgegen der Strömungsrichtung scharfkantig ausgebildet, wodurch die Längskante selbst dem Kühlluftstrom nur einen minimalen Strömungswiderstand entgegensetzt und diesen somit nahezu ideal teilt (in ein kleines Kühlluftvolumen mit relativ hohem Luftüberdruck und in den grösseren Rest mit nur geringfügig überhöhten statischen Luftdruck).
Vorteilhaft ist das Staumittel radial beabstandet nahe einem als Radiallüfter ausgebildeten Kühlgebläse angeordnet und mit der offenen Stauöffnung nach radial Innen orientiert, weiter vorteilhaft werkzeugseitig, wodurch sich eine raumsparende Anordnung innerhalb des Aussengehäuses der Elektrohandwerkzeugmaschine ergibt.
Vorteilhaft sind in der Radiallüfterebene die Längskanten der Längserstreckung bogensegmentförmig ausgebildet, wodurch über diese Symmetrieanpassung ein gleich grosser Radialspalt erzielt wird.
Vorteilhaft ist der gesamte Querschnitt der bzw. aller Kühlluftleitungen grösser als der der Stauöffnung, wodurch die Strömungsgeschwindigkeit innerhalb der Kühlluftleitungen kleiner als im Staumittel ist und sich somit allfällig eingetragener Staub zumindest teilweise am Querschnittsübergang zur Kühlluftleitung niederschlägt und nicht weiter transportiert wird.
Obwohl die Kühlluftleitung jede beliebige Querschnittskontur aufweisen kann, ist vorteilhaft die Kühlluftleitung kreisrohrförmig ausgebildet, wodurch sich bei gegebener Querschnittsfläche, Leitungslänge und Druckdifferenz der maximale Luftdurchsatz ergibt, da bei laminarer Strömung insbesondere der Strömungsrand reibend wirkt, welcher bei einem Kreisquerschnitt gerade minimal ist.
Vorteilhaft sind mehrere Kühlluftleitungen vorhanden, wodurch das Kühlluftvolumen mit relativ hohem Luftüberdruck technologisch einfach an verschiedene Verbrauchsorte transportierbar ist.
Die Erfindung wird bezüglich eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels näher erläutert mit:
1 als Elektrohandwerkzeugmaschine im Längsschnitt
2 als Einzelheit im Längsschnitt
3 als Staumittel in perspektivischer Darstellung
Nach 1 weist eine zumindest teilweise längs einer Drehachse A schlagende Elektrohandwerkzeugmaschine 1 mit einer in einem Aussengehäuse 3 axial begrenzt beweglich gelagerten, werkzeugseitige Baugruppe 2 in Form einer Schlagwerksbaugruppe und einem internen Kühlgebläse 4 in Form eines Radiallüfters eine rohrförmige Kühlluftleitung 5 auf, die sich zwischen dem werkzeugseitigen Ende der werkzeugseitigen Baugruppe 2, an welchem eine Werkzeugaufnahme 6 befestigt ist, und dem Kühlgebläse 4 erstreckt sowie gebläseseitig mit einem Staumittel 7 verbunden ist. Ein kleiner Teil der vom Kühlgebläse 4 durch das Aussengehäuse 3 angesaugten und nach Kühlung des Elektromotors 8 zum restlichen Teil wieder ausgeblasenen Kühlluft 9 gelangt über das Staumittel 7, die rohrförmige Kühlluftleitung 5, einen luftdichten Ringraum 10 und Öffnungen 11 eines Führungsrohres 12 in den Vorraum 13 eines im Führungsrohr 12 axial begrenzt beweglich geführten Döppers 13 und schliesslich weiter in die Werkzeugaufnahme 6, welche diesen Teil der Kühlluft 9 wieder nach Aussen abgibt.
Nach der in 2 dargestellten Einzelheit greift das Staumittel 7 mit einer nach radial Innen zum rotierenden Kühlgebläse 4 hin offenen Stauöffnung 14 den Staudruck der Luftströmung der durch das Kühlgebläse 4 geleiteten Kühlluft 9 ab. Dazu ist das Staumittel 7 radial beabstandet nahe am Kühlgebläse 4 angeordnet, wobei ein zwischen dem radial äusseren Rand des Kühlgebläses 4 und der Stauöffnung 14 ausgebildeter Dichtspalt 15 wesentlich kleiner als die kleinste Öffnungsweite der spaltförmig ausgebildeten Stauöffnung 14 ist, also der Spaltweite 16. Die Stauöffnung 14 ist mit ihrer Längserstreckung quer (hier senkrecht zur Darstellungsebene) zu einem Staubdichtegradienten 17 innerhalb des gekrümmten Strömungsquerschnitts orientiert und in einem Strömungsquerschnittsbereich niederer Staubdichte (hier im oberen Teil der Darstellung) angeordnet. Die im Strömungsquerschnitt angeordnete Längskante 18 der Stauöffnung 14 ist entgegen der Strömungsrichtung scharfkantig ausgebildet.
Nach 3 sind beim Staumittel 7 in der Radiallüfterebene die Längskanten 18 der Längserstreckung der Stauöffnung 14 bogensegmentförmig ausgebildet. Zudem ist der gemeinsame Querschnitt 19 der beiden kreisrohrförmigen Kühlluftleitungen 5 grösser als der der spaltförmigen Stauöffnung 14.

Claims

Zumindest teilweise schlagende Elektrohandwerkzeugmaschine (1) mit einer in einem Aussengehäuse (3) gelagerten werkzeugseitigen Baugruppe (2) mit einem internen Kühlgebläse (4) und zumindest einer Kühlluftleitung (5), dadurch gekennzeichnet, dass sich die Kühlluftleitung (5) zumindest zwischen dem werkzeugseitigen Ende der werkzeugseitigen Baugruppe (2) und dem Kühlgebläse (4) erstreckt sowie gebläseseitig mit einem Staumittel (7) verbunden mit einer zum Kühlgebläse (4) hin offenen Stauöffnung (14) nahe dem Kühlgebläse (4) angeordnet ist.
Elektrohandwerkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein zwischen dem Kühlgebläse (4) und der Stauöffnung (14) ausgebildeter Dichtspalt (15) kleiner als die kleinste Öffnungsweite der Stauöffnung (14) ist.
Elektrohandwerkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stauöffnung (14) spaltförmig ausgebildet und mit ihrer Längserstreckung quer zu einem Staubdichtegradienten (17) innerhalb des Strömungsquerschnitts orientiert in einem Strömungsquerschnittsbereich niederer Staubdichte angeordnet ist.
Elektrohandwerkzeugmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine im Strömungsquerschnitt angeordnete Längskante (18) der Stauöffnung (14) entgegen der Strömungsrichtung scharfkantig ausgebildet ist.
Elektrohandwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Staumittel (7) radial beabstandet nahe einem als Radiallüfter ausgebildeten Kühlgebläse (4) angeordnet und mit der offenen Stauöffnung (14) nach radial Innen orientiert ist.
Elektrohandwerkzeugmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Radiallüfterebene zumindest eine Längskante (18) der Stauöffnung (14) bogensegmentförmig ausgebildet sind.
Elektrohandwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt (19) der Kühlluftleitung (5) grösser als der der Stauöffnung (14) ist.
Elektrohandwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlluftleitung (5) kreisrohrförmig ausgebildet ist.
Elektrohandwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Kühlluftleitungen (5) vorhanden sind.