DE10305350A1

DE10305350A1 - Handgeführtes Elektrowerkzeug

Info

Publication number: DE10305350A1
Application number: DE10305350A
Authority: DE
Inventors: Heinz-Werner Faatz; Thomas Stanke; Ernst Staas; Robert Wache
Original assignee: Black and Decker Inc
Current assignee: Black and Decker Inc
Priority date: 2002-02-08
Filing date: 2003-02-10
Publication date: 2003-08-14
Also published as: US20080092363A1; GB0202956D0; US7308950B2; US20040226731A1; GB2385017A; GB2385017B; US8484827B2

Abstract

Bei einem handgeführten Elektrowerkzeug mit einem Werkzeuggehäuse und einer in diesem befestigten Werkzeugspindel, in deren vorderem Ende ein Werkzeugelement befestigt werden kann, wird eine Motor-Untereinheit mit einem Motor und einem Radiallüfter hergestellt, der an einer Seite mehrere Flügel aufweist und der unverdrehbar an dem an einem ersten Ende des Motors liegenden Ende der Ankerwelle befestigt wird, so dass seine Flügel vom Anker weggerichtet sind. Die Motor-Untereinheit wird ausgewuchtet und danach im Gehäuse befestigt, so dass die Längsachse der Ankerwelle sich unter einem Winkel, vorzugsweise rechtwinklig zur Längsachse der Werkzeugspindel erstreckt und das erste Ende des Motors der Spindelachse näher liegt als dessen zweites Ende. Auf diese Weise saugt der im Betrieb drehende Lüfter Luft durch Lufteinlässe im Gehäuse und drückt diese durch den Motor und aus Luftauslässen im Gehäuse heraus, die sich im Bereich des von der Spindelachse entfernteren zweiten Endes des Motors befinden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein handgeführtes Elektrowerkzeug, insbesondere ein Bohr- und/oder Hammerwerkzeug. Dabei betrifft die Erfindung ganz besonders Elektrowerkzeuge, bei denen die Längsachse des Motors unter einem Winkel, vorzugsweise rechtwinklig zur Längsachse der Werkzeugspindel verläuft.
Bei Elektrowerkzeugen der interessierenden Art ist es besonders erforderlich, den Motor zu kühlen, und hierzu wird im Allgemeinen von einem auf dem Anker des Elektrowerkzeugs befestigten Lüfter ein Luftstrom erzeugt. Im Gehäuse des Motors ist üblicherweise im vom Lüfter entfernten Ende eine Öffnung vorgesehen, durch die Luft eintreten kann. Wenn sich somit der Lüfter im Betrieb des Elektrowerkzeuges dreht, saugt er Luft durch die Öffnung und über die Motorbauteile. Diese Luft gelangt dann in den Lüfter und wird von diesem ausgestoßen, so dass sie das Motorgehäuse durch benachbart zum Lüfter vorgesehene Luftauslässe verlässt. Dabei kann sowohl ein Axiallüfter als auch ein Radiallüfter eingesetzt werden, wenngleich Radiallüfter bevorzugt werden, da sie einen höheren Druck erzeugen können. Es ist erwünscht, dass die Motorkühlluft nicht aus solchen Bereichen des Werkzeuggehäuses ausgestoßen wird, dass sie im Gebrauch des Werkzeugs auf das Gesicht des Benutzers auftrifft, da diese Luft staub- oder schmutzbeladen sein kann.
Für einen wirksamen Betrieb des Motors und für dessen lange Lebensdauer wird der Lüfter vorzugsweise auf dem Anker des Motors befestigt, bevor die Motor-Untereinheit ausgewuchtet wird. Durch dieses Auswuchten wird sichergestellt, dass die Masse der die Motor-Untereinheit bildenden Bauteile gleichförmig um die Längsachse des Motors verteilt ist. Bei einer üblichen Motorherstellung bedeutet dies, dass das Lüfterrad an dem entfernt vom Kollektor des Motors liegenden Ende des Ankers befestigt werden muss. Wenn nämlich der Lüfter am den Kollektor tragenden Ende des Ankers angebracht wird, kann er mit üblichen Herstellungsmitteln nicht auf dem Anker befestigt werden, bevor der Motor ausgewuchtet wird.
Bei bekannten sogenannten L-förmigen Bohr- und/oder Hammerwerkzeugen, bei denen der Motor unter einem Winkel, im Allgemeinen rechtwinklig, zur Achse der Werkzeugspindel angeordnet ist, befindet sich der Kollektor am von der Spindel entfernten Ende des Motors. Um daher in L-förmigem Werkzeug ein Auswuchten mit befestigten Lüfter zu ermöglichen, muss sich dieser am der Werkzeugspindel benachbarten Ende des Motors befinden. Dies bedeutet, dass Motorkühlluft am der Spindel entfernten Ende des Motors angesaugt und aus dem Motor am der Spindel benachbarten Ende ausgestoßen wird. Ausstoßen von Kühlluft am der Spindel nahen Ende des Motors führt jedoch leicht dazu, dass diese in das Gesicht des Benutzers geleitet wird.
Dieses Problem wurde bisher dadurch beseitigt, dass man nach dem Auswuchten der Motor-Untereinheit einen Radiallüfter am den Kollektor aufweisenden Ende des Motors befestigte, der dann einen Luftstrom erzeugte, der benachbart zum der Spindel entfernten Ende des Motors aus dem Motorgehäuse ausgestoßen wurde. Ein Luftausstoß aus diesem Teil des Gehäuses führt die Luft in praktisch allen Arbeitsstellungen des Werkzeugs vom Gesicht des Benutzers weg. Durch das fehlende Auswuchten verringerte sich jedoch die durchschnittliche Lebensdauer des Motors.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Elektrowerkzeug, insbesondere ein L-förmiges Hammer- und/oder Bohrwerkzeug unter Verwendung von üblicher Herstellungseinrichtung mit einer ausgewuchteten Motor- und Lüfteranordnung zu versehen, wobei ein wirksamer Kühlluftstrom für den Motor erzeugt und in einem solchen Bereich aus dem Werkzeug ausgestoßen wird, dass er nicht auf das Gesicht des Benutzers gerichtet wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein handgeführtes Elektrowerkzeug mit einem Werkzeuggehäuse ausgestattet mit

- einem Gehäuse und
- einer im Gehäuse angeordneten Werkzeugspindel, an deren vorderem Ende ein Werkzeugelement befestigt werden kann,
- einer ausgewuchtete Motor-Untereinheit mit einem Motor und einem Radiallüfter, der an seiner einen Seite mehrere Flügel aufweist und der unverdrehbar an einem an einem ersten Ende des Motors liegenden Ende der Ankerwelle des Motors befestigt ist, so dass die Flügel vom Anker weggerichtet sind, wobei die Untereinheit im Gehäuse mit der Längsachse der Ankerwelle unter einem Winkel bezüglich der Längsachse der Werkzeugspindel und mit dem ersten Ende des Motors näher zu dieser befestigt ist,
- im Gehäuse vorgesehenen Lufteinlässen zur Verbindung mit einem Einlass zum Lüfter und Luftauslässen, die sich im Gehäusebereich des dem ersten Ende gegenüberliegenden zweiten Ende des Motor befinden, um über sich durch den Motor erstreckende Kanäle mit der Auslassseite des Lüfters in Verbindung zu stehen, wobei
- die genannten Bauteile so angeordnet sind, dass der Lüfter im Gebrauch des Werkzeugs durch die Lufteinlässe Luft zu seinem Einlass saugt und diese von seinem Auslass durch die Kanäle durch den Motor und aus den Luftauslässen im Bereich des von der Spindelachse weiter entfernten zweiten Endes des Motors zu drückt.

Durch Anordnen eines Radiallüfters mit seinen Flügeln vom Anker weggerichtet, also mit seiner Ansaugseite vom Anker abgewandt, kann der Lüfter am kollektorfreien Ende des Motors und benachbart zur Werkzeugspindel angeordnet werden, und es ist daher möglich, ihn als Teil einer Motor-Untereinheit auszuwuchten. Der Lüfter drückt Luft durch den Motor und kann somit dessen Kühlung bewirken. Die am Lüfterauslass austretende Luft wird durch Kanäle im Motor gedrückt, um diesen zu kühlen, und sie tritt am der Werkzeugspindel entfernten Ende des Motors aus, so dass es praktisch nicht möglich ist, dass diese austretende Luft in normaler Arbeitsstellung des Werkzeugs in das Gesicht des Benutzers geleitet wird.

Die Längsachse der Ankerwelle kann unter einem Winkel zwischen 40° und 140° zur Längsachse der Spindel, und vorzugsweise senkrecht zu dieser angeordnet sein. Vorzugsweise liegen die Längsachsen von Ankerwelle und Spindel in einer gemeinsamen Ebene. Die Motor-Untereinheit kann zwei Lager aufweisen, von denen jeweils eines an einem Ende der Ankerwelle befestigt ist, während sich der Lüfter zwischen den Lagern befindet. Auf diese Weise kann die ausgewuchtete Untereinheit mittels der beiden Lager im Gehäuse befestigt werden.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Montieren eines handgeführten Elektrowerkzeuges, etwa eines Bohr- und/oder Hammerwerkzeugs, mit einem Werkzeuggehäuse und einer in diesem befestigten Werkzeugspindel, an deren vorderem Ende ein Werkzeugelement befestigt werden kann, das die folgenden Schritte umfaßt:

- Herstellung einer Motor-Untereinheit mit einem Motor und einem Radiallüfter, der an seiner einen Seite mehrere Flügel aufweist und der unverdrehbar und mit seinen Flügeln vom Anker des Motors wegweisend an dem an einem ersten Ende des Motors liegenden Ende der Ankerwelle befestigt wird,
- Auswuchten der Motor-Untereinheit,
- Befestigen der Untereinheit im Gehäuse, so dass sich die Längsachse der Ankerwelle unter einem Winkel zur Längsachse (3) der Werkzeugspindel erstreckt und sich das erste Ende des Motors näher an der Spindelachse (3) befindet, wodurch der Lüfter Luft durch im Gehäuse vorgesehene Lufteinlässe (8a, 8b) ansaugt und diese Luft durch den Motor und aus Luftauslässen (10) im Gehäuse drückt, die sich im Bereich des von der Spindelachse (3) entfernteren zweiten oder Kollektorendes des Motors befinden.

Die Längsachse der Ankerwelle kann unter einem Winkel von 40° bis 140° und vorzugsweise rechtwinklig zur Längsachse der Spindel angeordnet werden, wobei die Längsachsen von Ankerwelle und Werkzeugspindel vorzugsweise in einer gemeinsamen Ebene liegen.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der ein Ausführungsbeispiel in Form eines teilweise im Schnitt dargestellten Bohr- oder Meißelhammers näher erläutert.
Der dargestellte handgeführte, elektrisch angetriebene, L-förmige Hammer hat einen Elektromotor 4, dessen Längsachse 5 rechtwinklig zur Längsachse 3 der nicht dargestellten Hammerspindel angeordnet ist. Die Längsachsen von Anker und Hammerspindel liegen in der gleichen Ebene, d. h. in der Zeichenebene. Der Kollektor 9 des Motors 4 befindet sich am von der Spindelachse 3 entfernten Ende des Motors. Am vorderen Ende der Spindel ist eine Werkzeugaufnahme 26 vorgesehen, in die ein Bohr- oder Meißelwerkzeug unverdrehbar und lösbar eingesetzt werden kann, so dass eine begrenzte Hin- und Herbewegung bezüglich dem Werkzeughalter möglich ist. Der Hammer weist einen hinteren Handgriff 18 auf, in dem sich ein Schalterbetätiger 20 zur Betätigung des Ein/Aus- Schalters 22 für die Aktivierung der Versorgungsspannung für den Motor 4 befindet. Der Anker des Motors hat an seinem Ende benachbart zur Spindelachse 3 ein Ritzel 24, das mit einer Zahnradanordnung zusammenwirkt, um die Drehbewegung in eine hin- und hergerichtete Antriebsbewegung für ein pneumatisches Schlagwerk umzuwandeln, wie dies für die Erzeugung von Schlägen auf das hintere Ende eines eingesetzten Meißels oder Hammerbohrers bekannt ist. Die Getriebeanordnung kann zusätzlich auch einen Drehantrieb für die Spindel und somit für den im vorderen Spindelende sitzenden Meißel bzw. Hammerbohrer aufweisen, wie dies ebenfalls bekannt ist. Die Getriebeanordnung sitzt in einem aus Metall bestehenden Getriebegehäuse (nicht dargestellt).
Der Hammer hat ein Gehäuse 1 mit Lufteinlässen 8a, 8b, wobei sich ein erster Satz von Lufteinlässen 8a im oberen Teil des Hammergehäuses oberhalb der Spindel und ein zweiter Satz von Lufteinlässen 8b seitlich im Hammergehäuse und seitlich von der Spindel befindet.
Durch unverdrehbare Befestigung eines Radiallüfters 2 auf dem Anker des Motors 4 an dem vom Kollektor 9 entfernten ersten Ende des Motors wird eine Motor-Untereinheit gebildet. Diese Untereinheit weist zwei Lager 28, 30 auf, von denen eines an jedem Ende der Ankerwelle vorgesehen ist, so dass sich der Lüfter 2 zwischen den Lagern 28 und 30 befindet. Der Lüfter 2 hat an einer Seite mehrere Flügel 16 und ist so an der Ankerwelle befestigt, dass diese Flügel 16 und damit die Ansaugseite des Lüfters vom Anker des Motors weggerichtet und der Spindelachse 3 zugewandt sind. Die Untereinheit, die den Motor 4, den Lüfter 2 und die Lager 28, 30 aufweist, wird ausgewuchtet, um sicherzustellen, dass ihre Masse gleichförmig um die Längsachse 5 des Motors verteilt ist. Danach wird die Untereinheit über die beiden Lager 28, 30 im Motorgehäuse 32 des Hammers befestigt. Das Motorgehäuse hat in seinem der Spindelachse 3 zugewandten Ende eine kreisförmige Öffnung 34; die mit den Flügeln 16 des Lüfters zusammenwirkt, um einen ringförmigen Lufteinlass zum Lüfter zu bilden. Ein Teil des die Öffnung 34 umgebenden Motorgehäuses bildet zusammen mit den Flügeln 16 einen Strömungsraum für den Lüfter 2. Am der Spindelachse 3 abgewandten zweiten Ende des Motorgehäuses, dem Kollektorende, weist das Motorgehäuse 32 Luftauslässe 10 auf. Diese leiten im Gebrauch des Hammers normalerweise keine Luft in das Gesicht des Benutzers.
Wird der Hammer über den Schalterbetätiger 20 aktiviert, treibt der Motor 4 den Lüfter 2 drehend an, und dieser saugt Luft durch die Lufteinlässe 8a, 8b in das Hammergehäuse 1. Diese Luft wird über das Getriebegehäuse gesaugt, um dies zu kühlen, bevor die Luft durch die Einlassöffnung 34 zum Radiallüfter 2 gelangt. Die in den Lüfter 2 eingesaugte Luft wird von dessen Flügeln 16 radial nach außen gedrückt. Diese Luftbewegung erzeugt im Motorgehäuse 32 einen Überdruck, durch den vom Lüfter 2 abgegebene Luft entlang Kanälen durch den Motor 4 und aus den Luftauslässen 10 herausgedrückt wird. Der so über den Motor 4 fließende Luftstrom kühlt den Motor während des Betriebes des Hammers wirksam.

Claims

1. Handgeführte elektrisch angetriebenes Werkzeug, insbesondere Bohr- und/oder Hammerwerkzeug, mit einem Gehäuse und
einer im Gehäuse angeordneten Werkzeugspindel, an deren vorderem Ende ein Werkzeugelement befestigt werden kann,
einer ausgewuchteten Motor-Untereinheit mit einem Motor (4) und einem Radiallüfter (2), der an seiner einen Seite mehrere Flügel (16) aufweist und der unverdrehbar an einem an einem ersten Ende des Motors liegenden Ende der Ankerwelle des Motors befestigt ist, so dass die Flügel (16) vom Anker weggerichtet sind, wobei die Untereinheit im Gehäuse mit der Längsachse der Ankerwelle unter einem Winkel bezüglich der Längsachse (3) der Werkzeugspindel und mit dem ersten Ende des Motors näher zu dieser befestigt ist,
im Gehäuse vorgesehenen Lufteinlässen (8a, 8b) zur Verbindung mit einem Einlass zum Lüfter (2) und Luftauslässen (10), die sich im Gehäusebereich des dem ersten Ende gegenüberliegenden zweiten Ende des Motors befinden, um über sich durch den Motor erstreckende Kanäle mit der Auslassseite des Lüfters in Verbindung zu stehen, wobei
die genannten Bauteile so angeordnet sind, dass der Lüfter (2) im Gebrauch des Werkzeugs durch die Lufteinlässe (8a, 8b) Luft zu seinem Einlass saugt und diese von seinem Auslass durch die Kanäle durch den Motor und aus den Luftauslässen (10) im Bereich des von der Spindelachse weiter entfernten zweiten Endes des Motors drückt.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachse (5) der Ankerwelle des Motors (4) unter einem Winkel von 40° bis 140° zur Längsachse (3) der Werkzeugspindel angeordnet ist.

3. Werkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachse (5) der Ankerwelle des Motors (4) im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse (3) der Werkzeugspindel angeordnet ist.

4. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Untereinheit zwei Lager (28, 30) aufweist, die an jeweils einem Ende der Ankerwelle auf dieser befestigt sind, wobei sich der Lüfter (2) zwischen den Lagern (28, 30) befindet.

5. Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Untereinheit über die Lager (28, 30) im Gehäuse befestigt ist.

6. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass benachbart zu den Flügeln (16) des Lüfters (2) vorgesehener Teil des Gehäuses einen Einlass für diesen bildet.

7. Verfahren zum Montieren eines handgeführten Elektrowerkzeuges, insbesondere eines Bohr- und/oder Hammerwerkzeugs, mit einem Werkzeuggehäuse und einer in diesem vorgesehenen Werkzeugspindel, an deren vorderem Ende ein Werkzeugelement befestigt werden kann, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

- Herstellung einer Motor-Untereinheit mit einem Motor (4) und einem Radiallüfter (2), der an seiner einen Seite mehrere Flügel (16) aufweist und der unverdrehbar und mit seinen Flügeln (16) vom Anker des Motors wegweisend an dem an einem ersten Ende des Motors liegenden Ende der Ankerwelle befestigt wird,

- Auswuchten der Motor-Untereinheit,

- Befestigen der Untereinheit im Gehäuse, so dass sich die Längsachse der Ankerwelle unter einem Winkel zur Längsachse (3) der Werkzeugspindel erstreckt und sich das erste Ende des Motors näher an der Spindelachse (3) befindet, wodurch der Lüfter Luft durch im Gehäuse vorgesehene Lufteinlässe (8a, 8b) ansaugt und diese Luft durch den Motor und aus Luftauslässen (10) im Gehäuse drückt, die sich im Bereich des von der Spindelachse entfernteren zweiten oder Kollektorendes des Motors befinden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Untereinheit mit der Längsachse (5) der Ankerwelle des Motors (4) unter einem Winkel von 40° bis 140° zur Längsachse (3) der Werkzeugspindel im Gehäuse befestigt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Untereinheit mit der Längsachse (5) der Ankerwelle des Motors (4) im Wesentlichen rechtwinklig zur Längsachse (3) der Werkzeugspindel im Gehäuse befestigt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Herstellung der Untereinheit an jedem Ende der Ankerwelle des Motors ein Lager (28, 30) befestigt wird, so dass sich der Lüfter (2) zwischen den Lagern befindet.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Untereinheit mittels der Lager (28, 30) im Gehäuse befestigt wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass durch einen Teil des Gehäuses benachbart zu den Flügeln (16) des Lüfters (2) für diesen ein Einlass ausgebildet wird.