EP2465647A2 - Hand tool machine with air circulation element - Google Patents
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- EP2465647A2 EP2465647A2 EP11189463A EP11189463A EP2465647A2 EP 2465647 A2 EP2465647 A2 EP 2465647A2 EP 11189463 A EP11189463 A EP 11189463A EP 11189463 A EP11189463 A EP 11189463A EP 2465647 A2 EP2465647 A2 EP 2465647A2
- Authority
- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- air
- hand tool
- housing
- air intake
- surface contour
- 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.)
- Withdrawn
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-
- 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
Definitions
- the invention relates to a hand tool according to the preamble of claim 1, which has a housing wall and a fan device with an air intake means and an air outlet in the housing wall.
- the invention relates to a hand tool machine, in which an air guide element is additionally arranged between the housing wall and the air intake means, which delimits a diffuser-like outflow space.
- hand tool machine is meant, for example, an electrically operated hand tool machine, such as a diamond machine, a drill or chisel hammer, a screwdriver, a cordless drill and the like.
- Such a prior art hand tool is in Fig. 1 and in Fig. 2 shown schematically.
- the invention begins, whose task is to provide a hand tool with a streamlined air duct for discharging the sucked by the air intake and heated by the waste heat of the components to be cooled components of the power tool air.
- the invention is based on the consideration that in the previously known from the prior art hand tool no guidance of the air from the air intake to the air outlet out and so far there is Albertanströmungen the air outlet, which ultimately a rapid flow of sucked air to be cooled elements counteract the hand tool and therefore the cooling is impaired.
- an air guide element is additionally provided in the fan device, which laterally delimits a diffuser-like outflow space.
- the invention has recognized that the air flow impairment and concomitant refrigeration impairment presented above may be based on a variety of reasons.
- the drive unit and the output unit are connected to one another via screwed connections.
- These glands are arranged in the region of the gap between the fan, which is placed between the drive and output unit, and the housing wall.
- the fittings hinder, especially in a compact design, a quick and smooth escape of air from the gap.
- such fittings must be enclosed in a housing which can be provided with air outlets only in a partial area, because e.g. a drill stand or a handle abut directly or other ergonomic reasons do not allow further air outlets.
- the impairment of the air flow may be further affected by a particular design, which does not allow, for example, a round or asymmetrical housing shape.
- the air outlet may be designed so that it is not adapted to the direction of the air flowing out of the air intake means and it can come as far as a false flow.
- the invention has further recognized that a previously known from the prior art solution to compensate for the illustrated impairment of air flow, namely the provision of a stronger fan, not effective, since a stronger fan in a compact design, only a small gap of the housing wall with the air outlet and leaves the air intake and it can come in this small space to a pressure build-up, which preclude a rapid flow of air over the components to be cooled of the machine, especially since the small remaining gap is additionally reduced by the above-mentioned fittings again.
- a stronger fan would have a higher power consumption, which would adversely affect the efficiency of the power tool.
- the air guide element delimits a diffuser-like outflow space between the housing wall at the air outlet on the one hand and a downstream side of the air intake means on the other hand, in which the air flowing out of the air intake means provides a volume in all three spatial directions, which leads to the air outlet ,
- the air guide element can be designed such that the outflowing air emerging from the housing flows away from a user of the portable power tool and thus does not hinder him at work.
- the fan device Due to the improved outflow condition, the fan device achieves an improved cooling effect while maintaining the power consumption of the air intake means.
- the air guide element is a passive, one-piece or multi-piece physical component, which is placed in the space between the housing wall of the power tool and the generally axially arranged and usually radially Ausblasenden Gutansaugstoff and together with the housing wall and the downstream side of the air intake a streamlined, So limited diffuser-like outflow space, which leads the air flowing from the air intake and usually swirling air to the air outlet while avoiding flow losses due to friction and / or Albertanström.
- the air guide element Due to the orientation and shape of the air guide element so a particularly aerodynamic and effective air flow is achieved. Due to the continuous increase in area of the free cross-section approximately perpendicular to the outflow direction, it is possible to convert the kinetic energy of the air flow into usable static pressure. In addition, by virtue of its shape of the sides facing the direction of rotation of the air intake means and similar to a guide vane, the air guide element deflects the air counter to the direction of rotation of the air intake means. This also builds up static pressure and increases the volume flow.
- the air guide element is also a combination of the advantages of a vaned and a bladed diffuser, which despite a technically or ergonomically induced obstruction on the housing, the air over a full revolution, so can flow continuously over 360 ° of the circumference of the air intake without the Air flow is interrupted from the air intake.
- the first surface contour and the second surface contour respectively extend from the housing wall to the downstream side of the air intake means leaving a gap between the air guide element and the downstream side of the air intake.
- the air guide element thus preferably does not contact the air intake means on the downstream side, but approaches while leaving a gap to this and thus delimits the outflow fluidly from the remaining space between the air intake and the housing wall of the power tool.
- the air guide element thus approaches the air intake means, so that a fluidic limitation of the outflow space is ensured from the rest of the room. This type of fluidic demarcation is used for streamlined removal of the sucked air.
- the cross-sectional area transversely, preferably perpendicular to the outflow direction of the air intake means, is continuously increased, for example, by the shape of the air-guiding element, at least in a partial area of the outflow space.
- the air guide element is shaped such that the cross-sectional area has a first amount in a first area adjoining the air intake means and a second amount, which is greater than the first amount, in a second area adjoining the air outlet.
- the streamlined diffuser-like outflow space is limited by the first surface contour with respect to the outflow space forms a laterally outwardly curved course.
- the flow-favorable diffuser-like outflow space is further limited in that the second surface contour forms a curved course with respect to the outflow space with a laterally outwardly curved part and a laterally inwardly curved part.
- the second surface contour with the laterally inwardly curved graduation part extends from the housing wall in the direction of the air intake means and merges with the air intake means into the laterally outwardly curved graduation part.
- the first surface contour thus assumes a concave course viewed from the discharge space and the second surface contour, in each case viewed from the outflow space, has a substantially S-shaped profile with a convex course part adjoining the housing wall and a concave running part adjoining the outflow side of the air intake means.
- courses of the first surface contour and the second surface contour realize advantageously the enlargement of the cross-sectional area already shown above increasing distance from the air intake in the direction of the outflowing air, ie in the outflow direction and thus achieve the diffuser effect.
- more than just two curvatures of the second surface contour may be formed to promote a frictionless air flow.
- the air guide element has a first housing bulge and a second housing bulge which taper in each case from the housing wall to the air intake means, in particular forming an axial edge transverse to the outflow direction.
- a first side of the first housing bulge facing the outflow direction forms the first surface contour
- a side of the second housing bulge facing away from the outflow direction forms the second surface contour
- the air guide element is accordingly at least two parts in this development and preferably forms part of the housing of the power tool.
- the housing of the power tool accordingly has in a partial area, which surrounds the air intake means, on the one hand the air outlet and on the other the first inwardly directed housing bulge and the second inwardly directed housing bulge to limit the outflow space.
- the hand tool machine has a part proximal to the user, such as a motor part or drive part, and the user has a distal part, such as a gear part, which are connected to one another via a fastening means and between which the fan device is arranged, then it is in a further development variant preferred that the air guide element of the fan device includes the attachment means spatially at least on its side facing the air intake means.
- the fan device could also be positioned in a handle or elsewhere in the power tool and there spatially include fastening means with the air guide element.
- the fastening means has, for example, a first connection, such as screwed connections.
- the first surface contour passes the first connection in a fastening region, preferably tangentially.
- the first housing convexity forms the first surface contour on a side facing the outflow direction and the second surface contour on a side remote from the downstream side, wherein the first surface contour and the second surface contour tangentially pass the first connection in a fastening region.
- the air guide element thus conceals the fastening means in such a way that it delimits a first outflow space to one side and limits a second outflow space to the other side.
- a third housing bulge which tapers from the housing wall to the air intake means forming a transverse to the outflow axial edge and bounded together with the first Genzouseauswölbung and the second Gephaseauswölbung three outflow each side.
- Each of the outflow spaces leads over a number of openings distributed over the circumference of the housing to the outer environment of the housing of the power tool.
- the housing forms a multi-part volute casing in a partial area which encloses the air intake means, depending on the number of connection points between the proximal part and the distal part of the handheld power tool and the position and geometry of the openings of the air outlet and depending on the geometry of the air intake means inwardly facing housing bulges that limit a number of each diffuser-like and streamlined outflow spaces and lead the sucked air in the outflow from the air intake to the respective opening.
- the transition of the inwardly curved region of the second surface contour into the outwardly curved region takes place approximately at the widest point of the respective connection, which passes tangentially over the second surface contour.
- the air guide element rises above an obstruction.
- obstruction is meant a housing wall part, which is usually located in the lower part of the housing and which, for structural reasons, has no opening to the outside.
- air sucked in by the air intake means is conveyed past the obstruction by means of the air guide element in a streamlined manner and is guided into an outflow space with an air outlet.
- the air suction means may be, for example, a radial fan, and the air guide member is a multi-piece spiral case surrounding the radial fan circumferentially with a closed wall and a radial distance of the closed wall from an axis of the radial fan along a rotational direction of the radial fan.
- the outflow space is axially limited in one direction of an air guide wall and in the other direction of a bearing shield wall according to a preferred constructive development.
- Fig. 1 shows a longitudinal section and Fig. 2
- the previously known hand tool 10 has a drive unit 13, an output unit 11 and an air guide 13.
- the drive unit 13 and the output unit 11 are connected to each other via screw 19.
- the power tool 10 is a radial fan 15, which is also referred to as a centrifugal fan arranged.
- Between the fan 15 and the housing wall is usually a gap 17.
- the air sucked by the fan 15 passes through this gap 17 to openings in the housing and leaves above the interior of the power tool 10. In the lower part of the housing is due to there for manufacturing reasons arranged on reason obstruction 14 no opening.
- Fig. 3 shows a hand tool 100 according to the concept of the invention in a cross section and Fig. 4 the same hand tool 100 in a longitudinal section A - A '. Both figures will be referred to below.
- the handheld power tool 100 with a housing wall 110 has a part 104 which is proximal to the user (not shown) and a part 102 which is distal to the user and which are connected to one another via screw connections 151, 152, 153 and 154.
- the proximal part 104 is usually the drive part with an electric motor and the distal part 102 of the output part with a transmission. In Fig. 4 meet these two parts at the marked by a dashed line point.
- the fan device 118 could also be arranged in a handle or elsewhere in the power tool.
- the hand tool 100 has a fan 118, of which some components are in Fig. 4 and some components in Fig. 3 can be seen, for cooling the drive and / or output part.
- the fan device 118 has an air intake means 114 in the form of a radial fan wheel 120, which is arranged axially and blows out in approximately the radial direction.
- an air outlet 116 of the fan device 118 in the form of three openings 121, 122 and 123, via which the air sucked in and blown out by the fan wheel 120 leaves the interior of the hand tool 100.
- the fan device 118 further has an air guide element 130 in the form of three GeHouseauswölbungen 131, 132 and 133, which together define three downstream Abströmsammlung 141, 142 and 143, via which the fan 120 sucked and blown air streamlined to the respective openings 121, 122 and 123 of the air outlet 118 is guided.
- the outflow spaces 141, 142 and 143 are axially further by a in Fig. 4 illustrated air guide wall 126 and a bearing shield wall 128 limited.
- the three housing bulges 131, 132 and 133 each form a first surface contour 161 and a second surface contour 162, which extend from the housing wall 110 to an outflow side 124 of the fan wheel 120.
- the three housing bulges 131, 132, 133 each form an edge, as is clearly visible.
- Between the edges of the three housing bulges 131, 132 and 133 and outflow side 124 usually remains a gap which is dimensioned so that the three outflow chambers 141, 142 and 143 are each fluidically separated from each other as far as possible.
- the three edges each form a leading edge, which is approximately parallel to the longitudinal axis of the power tool 100 (axial edge).
- the outflow direction 127 of the fan wheel 120 or the air leaving the fan wheel 120 is characterized by a large number of short arrows on the fan wheel 120.
- the direction of rotation of the fan wheel 120 is indicated by the curved arrow.
- the first surface contour 161 is shaped such that a tangent of the first surface contour 161 at the leading edge of the first housing bulge 131 with a straight line passing through a screw center 151.1 of the first screw 151 and the leading edge forms an angle ⁇ which is approximately between 0 degrees and 45 degrees.
- the first surface contour 161 has a concave profile viewed from the respective outflow space and the second surface contour 162, again viewed from the respective outflow space, a part close to the housing wall which is convex and a downstream part which is concave.
- the concave parts of the surface contours 161, 162 of the first housing bulge 131 and the second housing bulge 132 pass tangentially through the first screw connection 151 and the second screw connection 152, respectively.
- the first screw 151 and the second screw 152 are thus included by the first housing bulge and the second housing bulge 131/132, respectively, and as a result, cause no disturbance in the execution of the sucked air.
- the third screw 153 and the fourth screw 154 are encompassed by the third housing bulge 133, so that these also do not obstruct the air flow.
- the third housing bulge 133 also rises above an obstruction 112, in which for manufacturing reasons usually no opening can be provided.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Handwerkzeugmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, die eine Gehäusewand und eine Lüftereinrichtung mit einem Luftansaugmittel und einem Luftauslass in der Gehäusewand aufweist. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Handwerkzeugmaschine, bei der zwischen der Gehäusewand und dem Luftansaugmittel zusätzlich ein Luftführungselement angeordnet ist, das einen diffusorartigen Abströmraum begrenzt.The invention relates to a hand tool according to the preamble of claim 1, which has a housing wall and a fan device with an air intake means and an air outlet in the housing wall. In particular, the invention relates to a hand tool machine, in which an air guide element is additionally arranged between the housing wall and the air intake means, which delimits a diffuser-like outflow space.
Mit dem Begriff Handwerkzeugmaschine ist beispielsweise eine elektrisch betriebene Handwerkzeugmaschine gemeint, wie ein Diamantgerät, ein Bohr- oder Meißelhammer, ein Schrauber, ein Akkubohrer und dergleichen.By the term hand tool machine is meant, for example, an electrically operated hand tool machine, such as a diamond machine, a drill or chisel hammer, a screwdriver, a cordless drill and the like.
Aus der Veröffentlichung
Eine derartige vorbekannte Handwerkzeugmaschine ist in
Wünschenswert ist es, eine ausreichende Kühlung der zu kühlenden Komponenten der Handwerkzeugmaschine auch bei kompakter Bauweise der Handwerkzeugmaschine sicherzustellen.It is desirable to ensure sufficient cooling of the components to be cooled of the power tool even with a compact design of the power tool.
An dieser Stelle setzt die Erfindung an, deren Aufgabe es ist, eine Handwerkzeugmaschine mit einer strömungsgünstigen Luftführung zum Abführen der von dem Luftansaugmittel angesaugten und durch die Abwärme der zu kühlenden Komponenten der Handwerkzeugmaschine erwärmten Luft anzugeben.At this point, the invention begins, whose task is to provide a hand tool with a streamlined air duct for discharging the sucked by the air intake and heated by the waste heat of the components to be cooled components of the power tool air.
Diese Aufgabe wird durch die Erfindung mittels einer Handwerkzeugmaschine der eingangs genannten Art gelöst, bei der erfindungsgemäß die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 vorgesehen sind.This object is achieved by the invention by means of a hand tool of the type mentioned, in which the features of the characterizing part of claim 1 are provided according to the invention.
Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass bei der aus dem Stand der Technik vorbekannten Handwerkzeugmaschine keine Führung der Luft vom Luftansaugmittel zum Luftauslass hin erfolgt und es insofern dort zu Fehlanströmungen des Luftauslasses kommt, die letztlich einem zügigen Volumenstrom von angesaugter Luft über zu kühlende Elemente des Handwerkzeuges entgegenstehen und von daher das Kühlen beeinträchtigt wird.The invention is based on the consideration that in the previously known from the prior art hand tool no guidance of the air from the air intake to the air outlet out and so far there is Fehlanströmungen the air outlet, which ultimately a rapid flow of sucked air to be cooled elements counteract the hand tool and therefore the cooling is impaired.
In Abkehr von der aus dem Stand der Technik bekannten Handwerkzeugmaschine ist somit bei der Lüftereinrichtung zusätzlich ein Luftführungselement vorgesehen, das einen diffusorartigen Abströmraum seitlich begrenzt.In departure from the hand tool known from the prior art, an air guide element is additionally provided in the fan device, which laterally delimits a diffuser-like outflow space.
Die Erfindung hat erkannt, dass die oben dargestellte Beeinträchtigung der Luftströmung und der damit einhergehenden Beeinträchtigung des Kühlens auf verschiedenen Gründen basieren kann. Beispielsweise werden bei der vorbekannten Handwerkzeugmaschine die Antriebs- und die Abtriebseinheit über Verschraubungen miteinander verbunden. Diese Verschraubungen sind im Bereich des Zwischenraums zwischen Lüfter, welcher zwischen Antriebs- und Abtriebseinheit platziert ist, und der Gehäusewand angeordnet. Die Verschraubungen behindern, insbesondere bei kompakter Bauweise, einen schnellen und reibungsfreien Austritt der Luft aus dem Zwischenraum. Darüberhinaus müssen derartige Verschraubungen in einem Gehäuse eingefasst sein, das nur in einem Teilbereich mit Luftauslässen versehen werden kann, weil z.B. ein Bohrständer oder ein Handgriff unmittelbar anliegen oder sonstige ergonomische Gründe weitere Luftauslässe nicht zulassen.The invention has recognized that the air flow impairment and concomitant refrigeration impairment presented above may be based on a variety of reasons. For example, in the previously known hand-held power tool, the drive unit and the output unit are connected to one another via screwed connections. These glands are arranged in the region of the gap between the fan, which is placed between the drive and output unit, and the housing wall. The fittings hinder, especially in a compact design, a quick and smooth escape of air from the gap. In addition, such fittings must be enclosed in a housing which can be provided with air outlets only in a partial area, because e.g. a drill stand or a handle abut directly or other ergonomic reasons do not allow further air outlets.
Die durch die Verschraubungen bedingte Beeinträchtigung der Luftströmung bei der vorbekannten Handwerkzeugmaschine tritt auch dann ein, wenn der Lüfter zwischen einem Handgriff der vorbekannten Handwerkzeugmaschine und der Antriebseinheit der vorbekannten Handwerkzeugmaschine positioniert ist, da auch der Handgriff und die Antriebseinheit über Schraubverbindungen miteinander verbunden werden und ein zwischen Handgriff und Antriebseinheit positionierter Lüfter durch diese beim Ausblasen der Luft behindert wird.The conditional by the fittings deterioration of the air flow in the prior art hand tool occurs even when the fan between a handle of the prior art hand tool and the drive unit of Prior handheld power tool is positioned, as well as the handle and the drive unit are connected to each other via screw and a positioned between the handle and drive unit fan is hindered by this when blowing the air.
Die Beeinträchtigung der Luftströmung kann ferner durch ein bestimmtes Design beeinträchtigt sein, welches beispielsweise eine runde oder asymmetrische Gehäuseform nicht zulässt. Außerdem kann der Luftauslass so gestaltet sein, dass er nicht an die Richtung der aus dem Luftansaugmittel ausströmenden Luft angepasst ist und es insofern zu einer Fehlanströmung kommen kann.The impairment of the air flow may be further affected by a particular design, which does not allow, for example, a round or asymmetrical housing shape. In addition, the air outlet may be designed so that it is not adapted to the direction of the air flowing out of the air intake means and it can come as far as a false flow.
Die Erfindung hat ferner erkannt, dass eine aus dem Stand der Technik vorbekannte Lösung zur Kompensation der dargestellten Beeinträchtigung der Luftströmung, nämlich das Bereitstellen eines stärkeren Lüfters, nicht zielführend ist, da ein stärkerer Lüfter bei kompakter Bauweise nur einen kleinen Zwischenraum der Gehäusewand mit dem Luftauslass und dem Luftansaugmittel belässt und es in diesem kleinen Zwischenraum zu einem Druckaufbau kommen kann, der einem schnellen Luftstrom über die zu kühlenden Komponenten der Maschine entgegenstehen, zumal der kleine verbleibende Zwischenraum zusätzlich durch die bereits oben erwähnten Verschraubungen abermals reduziert wird. Im Übrigen hätte ein stärkerer Lüfter eine höhere Leistungsaufnahme, was den Wirkungsgrad der Handwerkzeugmaschine negativ beeinträchtigen würde.The invention has further recognized that a previously known from the prior art solution to compensate for the illustrated impairment of air flow, namely the provision of a stronger fan, not effective, since a stronger fan in a compact design, only a small gap of the housing wall with the air outlet and leaves the air intake and it can come in this small space to a pressure build-up, which preclude a rapid flow of air over the components to be cooled of the machine, especially since the small remaining gap is additionally reduced by the above-mentioned fittings again. Incidentally, a stronger fan would have a higher power consumption, which would adversely affect the efficiency of the power tool.
Bei der Handwerkzeugmaschine gemäß dem Konzept der Erfindung begrenzt das Luftführungselement einen diffusorartigen Abströmraum zwischen der Gehäusewand am Luftauslass einerseits und einer Abströmseite des Luftansaugmittels andererseits, bei der sich der aus dem Luftansaugmittel abströmenden Luft ein sich in alle drei Raumrichtungen vergrößerndes Volumen bietet, welches zum Luftauslass führt. Dadurch ist die Abströmungsbedingung am Luftauslass im Gehäuse verbessert, insbesondere im Hinblick auf eine Verringerung von Strömungsverlusten und in Hinblick auf einen Druckrückgewinn. Außerdem lässt sich das Luftführungselement derart gestalten, dass die aus dem Gehäuse tretende Abströmluft von einem Nutzer der Handwerkzeugmaschine weg strömt und ihn insofern bei der Arbeit nicht behindert.In the hand-held power tool according to the concept of the invention, the air guide element delimits a diffuser-like outflow space between the housing wall at the air outlet on the one hand and a downstream side of the air intake means on the other hand, in which the air flowing out of the air intake means provides a volume in all three spatial directions, which leads to the air outlet , As a result, the outflow condition at the air outlet in the housing is improved, in particular with regard to a reduction of flow losses and with regard to a pressure recovery. In addition, the air guide element can be designed such that the outflowing air emerging from the housing flows away from a user of the portable power tool and thus does not hinder him at work.
Durch die verbesserte Abströmungsbedingung erzielt die Lüftereinrichtung bei gleichbleibendem Leistungsbedarf des Luftansaugmittels eine verbesserte Kühlwirkung. Einige der damit einhergehenden Vorteile liegen auf der Hand: beispielsweise kann die Lüftereinrichtung kleiner dimensioniert sein und/oder einen geringeren Energiebedarf aufweisen, was gleichzeitig zu einer verbesserten Energiebilanz der gesamten Handwerkzeugmaschine führt.Due to the improved outflow condition, the fan device achieves an improved cooling effect while maintaining the power consumption of the air intake means. Some of the associated benefits are obvious: for example, the Lüftereinrichtung be dimensioned smaller and / or have a lower power consumption, which also leads to an improved energy balance of the entire hand tool.
Das Luftführungselement ist ein passives, ein- oder mehrstückiges körperliches Bauteil, welches im Zwischenraum zwischen der Gehäusewand der Handwerkzeugmaschine und dem in der Regel axial angeordneten und in der Regel radial ausblasenden Luftansaugmittel platziert ist und gemeinsam mit der Gehäusewand und der Abströmseite des Luftansaugmittels einen strömungsgünstigen, also diffusorartigen Abströmraum begrenzt, der die aus dem Luftansaugmittel strömende und in der Regel drallbehaftete Luft zum Luftauslass führt und dabei Strömungsverluste durch Reibung und/oder Fehlanströmungen vermeidet.The air guide element is a passive, one-piece or multi-piece physical component, which is placed in the space between the housing wall of the power tool and the generally axially arranged and usually radially Ausblasenden Luftansaugmittel and together with the housing wall and the downstream side of the air intake a streamlined, So limited diffuser-like outflow space, which leads the air flowing from the air intake and usually swirling air to the air outlet while avoiding flow losses due to friction and / or Fehlanströmungen.
Durch die Orientierung und Formgebung des Luftführungselementes ist also eine besonders strömungsgünstige und effektive Luftführung erzielt. Durch den stetigen Flächenzuwachs des freien Querschnitts etwa senkrecht zur Abströmrichtung bietet sich die Möglichkeit, kinetische Energie der Luftströmung in nutzbaren statischen Druck umzuwandeln. Zusätzlich lenkt das Luftführungselement durch seine Form der einer Drehrichtung des Luftansaugmittels zu- und abgewandten Seiten, ähnlich einer Leitschaufel, die Luft entgegen der Drehrichtung des Luftansaugmittels um. Auch hierdurch wird statischer Druck aufgebaut und der Volumenstrom erhöht.Due to the orientation and shape of the air guide element so a particularly aerodynamic and effective air flow is achieved. Due to the continuous increase in area of the free cross-section approximately perpendicular to the outflow direction, it is possible to convert the kinetic energy of the air flow into usable static pressure. In addition, by virtue of its shape of the sides facing the direction of rotation of the air intake means and similar to a guide vane, the air guide element deflects the air counter to the direction of rotation of the air intake means. This also builds up static pressure and increases the volume flow.
Insgesamt stellt das Luftführungselement auch eine Kombination der Vorzüge eines unbeschaufelten und eines beschaufelten Diffusors dar, das trotz einer technisch oder ergonomisch bedingten Versperrung am Gehäuse die Luft über eine vollständige Umdrehung, also über 360° des Umfangs des Luftansaugmittels kontinuierlich abströmen lassen kann, ohne dass der Luftstrom aus dem Luftansaugmittel unterbrochen wird.Overall, the air guide element is also a combination of the advantages of a vaned and a bladed diffuser, which despite a technically or ergonomically induced obstruction on the housing, the air over a full revolution, so can flow continuously over 360 ° of the circumference of the air intake without the Air flow is interrupted from the air intake.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen und geben im Einzelnen vorteilhafte Möglichkeiten an, das oben erläuterte Konzept im Rahmen der Aufgabenstellung sowie hinsichtlich weiterer Vorteile zu realisieren.Advantageous developments of the invention can be found in the dependent claims and specify in particular advantageous ways to realize the above-described concept within the scope of the problem and with regard to further advantages.
Im Rahmen einer besonders bevorzugten konstruktiven Weiterbildung verlaufen die erste Flächenkontur und die zweite Flächenkontur jeweils von der Gehäusewand zu der Abströmseite des Luftansaugmittels unter Belassen eines Spaltes zwischen dem Luftführungselement und der Abströmseite des Luftansaugmittels. Das Luftführungselement kontaktiert somit das Luftansaugmittel bevorzugt nicht an der Abströmseite, sondern nähert sich unter Belassen eines Spaltes diesem an und grenzt somit den Abströmraum strömungstechnisch vom übrigen Raum zwischen dem Luftansaugmittel und der Gehäusewand der Handwerkzeugmaschine ab. Das Luftführungselement nähert sich somit dem Luftansaugmittel an, so dass eine strömungstechnische Begrenzung des Abströmraumes vom übrigen Raum sichergestellt ist. Diese Art einer strömungstechnischen Abgrenzung dient dem strömungsgünstige Abführen der angesaugten Luft.In the context of a particularly preferred structural development, the first surface contour and the second surface contour respectively extend from the housing wall to the downstream side of the air intake means leaving a gap between the air guide element and the downstream side of the air intake. The air guide element thus preferably does not contact the air intake means on the downstream side, but approaches while leaving a gap to this and thus delimits the outflow fluidly from the remaining space between the air intake and the housing wall of the power tool. The air guide element thus approaches the air intake means, so that a fluidic limitation of the outflow space is ensured from the rest of the room. This type of fluidic demarcation is used for streamlined removal of the sucked air.
Die Querschnittsfläche quer, bevorzugt senkrecht zur Abströmrichtung des Luftansaugmittels vergrößert sich beispielsweise durch die Form des Luftführungselements wenigstens in einem Teilbereich des Abströmraumes kontinuierlich.The cross-sectional area transversely, preferably perpendicular to the outflow direction of the air intake means, is continuously increased, for example, by the shape of the air-guiding element, at least in a partial area of the outflow space.
Beispielsweise ist das Luftführungselement derart geformt, dass die Querschnittsfläche in einem ersten, an das Luftansaugmittel angrenzenden Bereich einen ersten Betrag aufweist und in einem zweiten, am Luftauslass angrenzenden Bereich einen zweiten Betrag, der größer ist als der erste Betrag.For example, the air guide element is shaped such that the cross-sectional area has a first amount in a first area adjoining the air intake means and a second amount, which is greater than the first amount, in a second area adjoining the air outlet.
Vorteilhaft wird der strömungsgünstige diffusorartige Abströmraum begrenzt, indem die erste Flächenkontur in Bezug auf den Abströmraum einen seitlich nach außen gekrümmten Verlauf ausbildet.Advantageously, the streamlined diffuser-like outflow space is limited by the first surface contour with respect to the outflow space forms a laterally outwardly curved course.
Vorteilhaft wird der strömungsgünstige diffusorartige Abströmraum weiter so begrenzt, indem die zweite Flächenkontur in Bezug auf den Abströmraum einen geschwungenen Verlauf mit einem seitlich nach außen gekrümmten Verlaufsteil und einem seitlich nach innen gekrümmten Verlaufsteil ausbildet. Hier ist es bevorzugt, dass sich die zweite Flächenkontur mit dem seitlich nach innen gekrümmten Verlaufsteil von der Gehäusewand in Richtung des Luftansaugmittels erstreckt und zum Luftansaugmittel hin in den seitlich nach außen gekrümmten Verlaufsteil übergeht.Advantageously, the flow-favorable diffuser-like outflow space is further limited in that the second surface contour forms a curved course with respect to the outflow space with a laterally outwardly curved part and a laterally inwardly curved part. Here, it is preferred that the second surface contour with the laterally inwardly curved graduation part extends from the housing wall in the direction of the air intake means and merges with the air intake means into the laterally outwardly curved graduation part.
Die erste Flächenkontur nimmt somit einen vom Abströmraum aus betrachteten konkaven Verlauf und die zweite Flächenkontur, jeweils vom Abströmraum aus betrachtet, einen im wesentlichen S-fömigen Verlauf mit einem an die Gehäusewand angrenzenden konvexen Verlaufsteil und einem an die Abströmseite des Luftansaugmittels angrenzenden konkaven Verlaufsteil.The first surface contour thus assumes a concave course viewed from the discharge space and the second surface contour, in each case viewed from the outflow space, has a substantially S-shaped profile with a convex course part adjoining the housing wall and a concave running part adjoining the outflow side of the air intake means.
Diese Verläufe der ersten Flächenkontur und der zweiten Flächenkontur realisieren in vorteilhafter Weise die bereits oben dargestellte Vergrößerung der Querschnittsfläche mit zunehmendem Abstand vom Luftansaugmittel in Richtung der abströmenden Luft, also in Abströmrichtung und erzielen damit die Diffusorwirkung.These courses of the first surface contour and the second surface contour realize advantageously the enlargement of the cross-sectional area already shown above increasing distance from the air intake in the direction of the outflowing air, ie in the outflow direction and thus achieve the diffuser effect.
Auch mehrere als nur zwei Krümmungen der zweiten Flächenkontur können zur Förderung einer reibungsfreien Luftführung ausgebildet sein.Also, more than just two curvatures of the second surface contour may be formed to promote a frictionless air flow.
Im Rahmen einer weiteren besonders bevorzugten Weiterbildung weist das Luftführungselement eine erste Gehäuseauswölbung und eine zweite Gehäuseauswölbung auf, die jeweils von der Gehäusewand zum Luftansaugmittel sich verjüngend, insbesondere unter Ausbilden einer zur Abströmrichtung querliegenden Axialkante verlaufen.In the context of a further particularly preferred development, the air guide element has a first housing bulge and a second housing bulge which taper in each case from the housing wall to the air intake means, in particular forming an axial edge transverse to the outflow direction.
Dabei bildet bevorzugt eine der Abströmrichtung zugewandte erste Seite der ersten Gehäuseauswölbung die erste Flächenkontur aus und eine der Abströmrichtung abgewandte Seite der zweiten Gehäuseauswölbung die zweite Flächenkontur aus.Preferably, a first side of the first housing bulge facing the outflow direction forms the first surface contour, and a side of the second housing bulge facing away from the outflow direction forms the second surface contour.
Das Luftführungselement ist bei dieser Weiterbildung demnach wenigstens zweiteilig und bildet bevorzugt einen Teil des Gehäuses der Handwerkzeugmaschine. Das Gehäuse der Handwerkzeugmaschine weist demnach in einem Teilbereich, der das Luftansaugmittel ummantelt, zum einen den Luftauslass und zum anderen die erste nach innen gerichtete Gehäuseauswölbung und die zweite nach innen gerichtete Gehäuseauswölbung zur Begrenzung des Abströmraumes auf.The air guide element is accordingly at least two parts in this development and preferably forms part of the housing of the power tool. The housing of the power tool accordingly has in a partial area, which surrounds the air intake means, on the one hand the air outlet and on the other the first inwardly directed housing bulge and the second inwardly directed housing bulge to limit the outflow space.
Weist die Handwerkzeugmaschine einen zum Nutzer proximalen Teil, wie einen Motorteil oder Antriebsteil, und zum Nutzer einen distalen Teil, wie einen Getriebeteil, auf, welche über ein Befestigungsmittel miteinander verbunden sind und zwischen denen die Lüftereinrichtung angeordnet ist, so ist es in einer weiterbildenden Variante bevorzugt, dass das Luftführungselement der Lüftereinrichtung das Befestigungsmittel wenigstens auf seiner dem Luftansaugmittel zugewandten Seite räumlich umfasst. Die Lüftereinrichtung könnte aber auch in einem Handgriff oder anderswo in der Handwerkzeugmaschine positioniert sein und dort mit dem Luftführungselement Befestigungsmittel räumlich umfassen.If the hand tool machine has a part proximal to the user, such as a motor part or drive part, and the user has a distal part, such as a gear part, which are connected to one another via a fastening means and between which the fan device is arranged, then it is in a further development variant preferred that the air guide element of the fan device includes the attachment means spatially at least on its side facing the air intake means. The fan device could also be positioned in a handle or elsewhere in the power tool and there spatially include fastening means with the air guide element.
Damit wird vermieden, dass das Befestigungsmittel von dem Luftansaugmittel mit angesaugter Luft angeströmt wird. Somit kommt es nicht zu Verwirbelungen und Beeinträchtigungen der Luftströmung, sondern stattdessen wird das das Befestigungsmittel räumlich umfassende Luftführungselement angeströmt.This avoids that the fastening means is flown by the air intake with sucked air. Thus, there is no turbulence and impairments of the air flow, but instead the air flow element spatially enclosing the fastening means is flown.
Das Befestigungsmittel weist beispielsweise eine erste Verbindung, wie Verschraubungen, auf. In diesem Fall passiert die erste Flächenkontur die erste Verbindung in einem Befestigungsbereich bevorzugt tangential.The fastening means has, for example, a first connection, such as screwed connections. In this case, the first surface contour passes the first connection in a fastening region, preferably tangentially.
In einer weiteren besonders bevorzugten konstruktiven Weiterbildung bildet die erste Gehäuseauswölbung auf einer der Abströmrichtung zugewandten Seite die erste Flächenkontur aus und auf eine der Abströmseite abgewandten Seite die zweite Flächenkontur, wobei die erste Flächenkontur und die zweite Flächenkontur die erste Verbindung in einem Befestigungsbereich tangential passieren. Das Luftführungselement verdeckt demnach das Befestigungsmittel derart, dass es zu einer Seite einen ersten Abströmraum begrenzt und zur anderen Seite einen zweiten Abströmraum begrenzt.In a further particularly preferred structural development, the first housing convexity forms the first surface contour on a side facing the outflow direction and the second surface contour on a side remote from the downstream side, wherein the first surface contour and the second surface contour tangentially pass the first connection in a fastening region. The air guide element thus conceals the fastening means in such a way that it delimits a first outflow space to one side and limits a second outflow space to the other side.
Diesen Gedanken weiterverfolgend hat das Luftführungselement in einer weiter bevorzugten konstruktiven Weiterbildung eine dritte Gehäuseauswölbung, die von der Gehäusewand zum Luftansaugmittel unter Ausbilden einer zur Abströmrichtung querliegenden Axialkante sich verjüngend verläuft und gemeinsam mit der ersten Gehäuseauswölbung und der zweiten Gehäuseauswölbung drei Abströmräume jeweils seitlich begrenzt. Jeder der Abströmräume führt über eine Anzahl über den Gehäuseumfang verteilte Öffnungen zur äußeren Umgebung des Gehäuses der Handwerkzeugmaschine.Following up this idea, the air guide element in a further preferred constructive development, a third housing bulge, which tapers from the housing wall to the air intake means forming a transverse to the outflow axial edge and bounded together with the first Gehäuseauswölbung and the second Gehäuseauswölbung three outflow each side. Each of the outflow spaces leads over a number of openings distributed over the circumference of the housing to the outer environment of the housing of the power tool.
Bevorzug bildet das Gehäuse also in einem Teilbereich, der das Luftansaugmittel ummantelt, in Abhängigkeit der Anzahl von Verbindungspunkten zwischen dem proximalen Teil und dem distalen Teil der Handwerkzeugmaschine sowie der Lage und Geometrie der Öffnungen des Luftauslasses sowie in Abhängigkeit der Geometrie des Luftansaugmittels ein mehrteiliges Spiralgehäuse mit nach innen weisenden Gehäuseauswölbungen, die eine Anzahl jeweils diffusorartiger und strömungsgünstiger Abströmräume begrenzen und die die angesaugte Luft in Abströmrichtung aus dem Luftansaugmittel zur jeweiligen Öffnung führen. Bevorzugt findet dabei der Übergang des nach innen gekrümmten Bereichs der zweiten Flächenkontur in den nach außen gekrümmten Bereich in etwa an der breitesten Stelle der jeweiligen Verbindung statt, die die zweite Flächenkontur tangential passiert.Preferably, therefore, the housing forms a multi-part volute casing in a partial area which encloses the air intake means, depending on the number of connection points between the proximal part and the distal part of the handheld power tool and the position and geometry of the openings of the air outlet and depending on the geometry of the air intake means inwardly facing housing bulges that limit a number of each diffuser-like and streamlined outflow spaces and lead the sucked air in the outflow from the air intake to the respective opening. Preferably, the transition of the inwardly curved region of the second surface contour into the outwardly curved region takes place approximately at the widest point of the respective connection, which passes tangentially over the second surface contour.
Bevorzugt erhebt sich das Luftführungselement, beispielsweise in Gestalt der ersten, zweiten oder dritten Gehäuseauswölbung über eine Versperrung. Mit einer Versperrung ist ein Gehäusewandteil gemeint, das sich in der Regel im unteren Bereich des Gehäuses befindet und der aus konstruktiven Gründen keine Öffnung zum Außenbereich hat. Für eine zügige Luftströmung ist es vorteilhaft, dass eine solche Versperrung nicht angeströmt wird, sondern von dem Luftansaugmittel angesaugte Luft mittels des Luftführungselements strömungsgünstig an der Versperrung vorbeigeführt und in einen Abströmraum mit einem Luftauslass geführt wird.Preferably, the air guide element, for example in the form of the first, second or third housing bulge, rises above an obstruction. By obstruction is meant a housing wall part, which is usually located in the lower part of the housing and which, for structural reasons, has no opening to the outside. For a rapid flow of air, it is advantageous that such obstruction is not flowed, but air sucked in by the air intake means is conveyed past the obstruction by means of the air guide element in a streamlined manner and is guided into an outflow space with an air outlet.
Das Luftansaugmittel kann beispielsweise ein Radiallüfter sein und das Luftführungselement ein mehrstückiges Spiralgehäuse, dass das Radiallüfterrad entlang des Umfangs abschnittsweise mit einer geschlossenen Wand umgibt und ein radialer Abstand der geschlossenen Wand von einer Achse des Radiallüfterrades entlang einer Drehrichtung des Radiallüfterrades erhöht ist.The air suction means may be, for example, a radial fan, and the air guide member is a multi-piece spiral case surrounding the radial fan circumferentially with a closed wall and a radial distance of the closed wall from an axis of the radial fan along a rotational direction of the radial fan.
Zweckmäßigerweise ist der Abströmraum gemäß einer bevorzugten konstruktiven Weiterbildung axial in der einen Richtung von einer Luftführungswand und in der anderen Richtung von einer Lageschildwand begrenzt.Appropriately, the outflow space is axially limited in one direction of an air guide wall and in the other direction of a bearing shield wall according to a preferred constructive development.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Diese soll die Ausführungsbeispiele nicht notwendigerweise maßstäblich darstellen, vielmehr ist die Zeichnung, wo zur Erläuterung dienlich, in schematisierter und/oder leicht verzerrter Form ausgeführt. Im Hinblick auf Ergänzungen der aus der Zeichnung unmittelbar erkennbaren Lehren wird auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass vielfältige Modifikationen und Änderungen betreffend die Form und das Detail einer Ausführungsform vorgenommen werden können, ohne von der allgemeinen Idee der Erfindung abzuweichen. Die in der Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Weiterbildung der Erfindung wesentlich sein. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, der Zeichnung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale. Die allgemeine Idee der Erfindung ist nicht beschränkt auf die exakte Form oder das Detail der im folgenden gezeigten und beschriebenen bevorzugten Ausführungsform oder beschränkt auf einen Gegenstand, der eingeschränkt wäre im Vergleich zu dem in den Ansprüchen beanspruchten Gegenstand. Bei angegebenen Bemessungsbereichen sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart und beliebig einsetzbar und beanspruchbar sein. Der Einfachheit halber sind nachfolgend für identische oder ähnliche Teile oder Teile mit identischer oder ähnlicher Funktion gleiche Bezugszeichen verwendet.Embodiments of the invention will now be described below with reference to the drawing. This is not necessarily to scale the embodiments, but the drawing, where appropriate for explanation, executed in a schematized and / or slightly distorted form. With regard to additions to the teachings directly recognizable from the drawing reference is made to the relevant prior art. It should be noted that various modifications and changes may be made in the form and detail of an embodiment without departing from the general idea of the invention. The disclosed in the description, in the drawing and in the claims features of the invention may be essential both individually and in any combination for the development of the invention. In addition, all combinations of at least two of the features disclosed in the description, the drawings and / or the claims fall within the scope of the invention. The general idea of the invention is not limited to the exact form or detail of the preferred embodiment shown and described below or limited to an article which would be limited in comparison to the subject matter claimed in the claims. For the given design ranges, values within the stated limits should also be disclosed as limit values and be arbitrarily usable and claimable. For simplicity, the same reference numerals are used below for identical or similar parts or parts with identical or similar function.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigt in schematischer Darstellung in:
- Fig. 1
- eine aus dem Stand der Technik vorbekannte Handwerkzeugmaschine in einem Längsschnitt,
- Fig.
- 2 eine aus dem Stand der Technik vorbekannte Handwerkzeugmaschine in einem Querschnitt,
- Fig. 3 das
- bevorzugte Ausführungsbeispiel einer Handwerkzeugmaschine in einem Querschnitt und
- Fig. 4 das
- bevorzugte Ausführungsbeispiel einer Handwerkzeugmaschine in einem Längsschnitt.
- Fig. 1
- a previously known from the prior art hand tool in a longitudinal section,
- FIG.
- FIG. 2 is a cross-sectional view of a prior art hand-held power tool of the prior art; FIG.
- Fig. 3 the
- preferred embodiment of a hand tool in a cross section and
- Fig. 4 the
- preferred embodiment of a hand tool in a longitudinal section.
Die Handwerkzeugmaschine 100 mit einer Gehäusewand 110 hat einen zum Nutzer (nicht dargestellt) proximalen Teil 104 und einen zum Nutzer distalen Teil 102, die über Verschraubungen 151, 152, 153 und 154 miteinander verbunden sind. Der proximale Teil 104 ist gewöhnlicherweise der Antriebsteil mit einem Elektromotor und der distale Teil 102 der Abtriebsteil mit einem Getriebe. In
Die Handwerkzeugmaschine 100 hat eine Lüftereinrichtung 118, von der einige Komponenten in
Die Lüftereinrichtung 118 hat ferner ein Luftführungselement 130 in Gestalt von drei Gehäuseauswölbungen 131, 132 und 133, die gemeinsam seitlich drei Abströmräume 141, 142 und 143 begrenzen, über die die vom Lüfterrad 120 angesaugte und ausgeblasene Luft strömungsgünstig zu den jeweiligen Öffnungen 121, 122 und 123 des Luftauslasses 118 geführt wird. Die Abströmräume 141, 142 und 143 sind axial ferner durch eine in
Die drei Gehäuseauswölbungen 131, 132 und 133 bilden jeweils eine erste Flächenkontur 161 und eine zweite Flächenkontur 162, die von der Gehäusewand 110 zu einer Abströmseite 124 des Lüfterrades 120 verlaufen. Dabei bilden die drei Gehäuseauswölbungen 131, 132, 133 jeweils, wie deutlich sichtbar ist, eine Kante aus. Zwischen den Kanten der drei Gehäuseauswölbungen 131, 132 und 133 und Abströmseite 124 verbleibt in der Regel ein Spalt, der so dimensioniert ist, dass die drei Abströmräume 141, 142 und 143 jeweils strömungstechnisch voneinander weitestgehend abgetrennt sind. Die drei Kanten bilden jeweils eine Anströmkante, die in etwa parallel zur Längsachse der Handwerkzeugmaschine 100 liegt (Axialkante).The three
Die Abströmrichtung 127 des Lüfterrades 120 bzw. der das Lüfterrad 120 verlassenden Luft ist durch Vielzahl kurzer Pfeile am Lüfterrad 120 gekennzeichnet. Die Drehrichtung des Lüfterrades 120 ist durch den geschwungenen Pfeil angedeutet.The
Die erste Flächenkontur 161 ist derart geformt, dass eine Tangente der ersten Flächenkontur 161 an der Anströmkante der ersten Gehäuseauswölbung 131 mit einer Geraden, die durch einen Verschraubungsmittelpunkt 151.1 der ersten Verschraubung 151 und durch die Anströmkante verläuft, einen Winkel α bildet, der in etwa zwischen 0 Grad und 45 Grad liegt.The
Die erste Flächenkontur 161 hat einen vom jeweiligen Abströmraum aus betrachteten konkaven Verlauf und die zweite Flächenkontur 162, wiederum vom jeweiligen Abströmraum aus betrachtet, einen gehäusewandnahen Teil, der konvex ist, und einen abströmseitigen Teil, der konkav ist. Die konkaven Teile der Flächenkonturen 161, 162 der ersten Gehäuseauswölbung 131 und der zweiten Gehäuseauswölbung 132 passieren die erste Verschraubung 151 bzw. die zweite Verschraubung 152 jeweils tangential. Die erste Verschraubung 151 und die zweite Verschraubung 152 werden somit von der ersten Gehäuseauswölbung bzw. der zweiten Gehäuseauswölbung 131/132 umfasst und verursachen im Ergebnis keine Störungen beim Ausführen der angesaugten Luft.The
Die dritte Verschraubung 153 und die vierte Verschraubung 154 werden von der dritten Gehäuseauswölbung 133 umfasst, so dass auch diese die Luftführung nicht behindern. Die dritte Gehäuseauswölbung 133 erhebt sich zudem über eine Versperrung 112, in der aus fertigungstechnischen Gründen in der Regel keine Öffnung vorgesehen sein kann.The
Aus der Querschnittszeichnung gemäß
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