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Dokumentenidentifikation DE3546394A1 02.07.1987
Titel Durchzugsbelüfteter Elektromotor
Anmelder Metabowerke GmbH & Co, 7440 Nürtingen, DE
Vertreter Thielking, B., Dipl.-Ing.; Elbertzhagen, O., Dipl.-Ing., Pat.-Anw., 4800 Bielefeld
DE-Anmeldedatum 31.12.1985
DE-Aktenzeichen 3546394
Offenlegungstag 02.07.1987
Veröffentlichungstag im Patentblatt 02.07.1987
IPC-Hauptklasse H02K 9/02
IPC-Nebenklasse H02K 9/26   

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf einen durchzugsbelüfteten Elektromotor gemäß der im Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1 bezeichneten Art.

Solche durchzugsbelüfteten Elektromotore werden vornehmlich in Elektrowerkzeugen verwendet, wozu Winkelschleifer, Schwingschleifer, Handkreissägen, Handhobel und dergleichen zählen. Mittels eines geeigneten Lüfters wird die Kühlluft am einen Ende des Motorgehäuses angesaugt, strömt dann im wesentlichen in axialer Richtung entlang der elektrischen Wicklungen durch den Motor hindurch und wird schließlich am anderen Motorende aus dem Gehäuse wieder ausgeblasen.

Es treten immer wieder Arbeitsvorgänge auf, bei denen die Umgebungsluft des Elektromotors bzw. des Elektrowerkzeugs stark verschmutzt ist, was durch das Arbeiten mit dem Werkzeug selbst bedingt sein kann und insbesondere beim Schleifen mit einem Winkelschleifer oder einem Schwingschleifer der Fall ist. Dann werden mit der Kühlluft auch Staub und Schleifpartikel angesaugt und durch den Motor hindurchgeblasen. Hierbei prallen ständig gröbere Partikel auf die im Motorinnern frei liegenden Wicklungsteile und können deren Isolation schon in kurzer Zeit zerstören, was einen Ausfall des Werkzeugs und eine teure Reparatur zur Folge hat.

Es ist deshalb bekannt, bei Elektrowerkzeugen der genannten Art vor dem Lufteinlaß, insbesondere vor dafür vorgesehenen Lufteinlaßschlitzen im Motorgehäuse feinmaschige Drahtnetze anzubringen. Diese Drahtnetze zur Aussiebung der groberen Luftverunreinigungen müssen relativ häufig abgenommen und gereinigt werden, weil sie bei Staubanfall verstopfen und den Kühlluftdurchzug durch den Motor beeinträchtigen, was zur Überhitzung des Motors führt. Außerdem können sie aufgrund ihrer lösbaren Anordnung leicht verloren gehen. Schließlich ist auch die Filter- oder Siebwirkung der bekannten Drahtnetze abhängig von der lichten Maschenweite, es können daher nur Verunreinigungen ausgefiltert werden, die größer als die lichte Maschenweite sind.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Elektrowerkzeug mit durchzugsbelüftetem Motor der gattungsgemäßen Art zu verbessern, in dem aus dem Kühlluftstrom vor dem Durchzug durch den Motor die gegenüber der Luft schwereren Schmutz- und Staubpartikel aufgrund ihrer Massenträgheit infolge eines Schleudereffektes ausgesondert werden.

Diese Aufgabe wird bei einem Elektrowerkzeug der gattungsgemäßen Art nach der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Der besondere Vorteil eines erfindungsgemäßen Elektrowerkzeugs liegt darin, daß einerseits der Durchzug der Kühlluft durch den Motor durch die in Umfangsrichtung drehende Rotor- oder Schleuderscheibe zumindest nicht merklich beeinträchtigt wird, weil offenbar die Luft den Weg durch die Durchgangsöffnungen hindurch findet, andererseits aber die gegenüber der Luft schwereren Feststoffpartikel von der Rotation der Schleuderscheibe mitgerissen und infolge der radial wirkenden Rotationskraft aus dem Kühlluftstrom heraus nach außen hin abgelenkt werden. Diese Aussonderung erfaßt auch feine Partikelchen, so daß ein hoher Filtergrad erreicht wird. Außerdem ist die gelochte Rotorscheibe wartungsfrei, lediglich muß dafür Sorge getragen werden, daß die ausgesonderten Partikel entweder dauernd aus dem Gehäuse herausgeleitet oder von Zeit zu Zeit aus einem darin befindlichen Sammelraum entfernt werden.

In bevorzugter Ausführung sitzt die Rotorscheibe in der Luftführungsstrecke auf einer Verlängerung der Motorankerwelle, sofern es sich bei dem Elektromotor um ein Antriebsaggregat mit einem rotierenden Anker handelt. Die Drehzahl der Rotorscheibe ist dann die gleiche wie die Motordrehzahl.

Da in der Regel auch der Lüfter auf der der Rotorscheibe gegenüberliegenden Motorseite auf der Ankerwelle angeordnet ist, ergibt sich in vorteilhafter Weise eine mit der jeweils durch den Motor hindurchströmenden Kühlluftmenge sich ändernde Drehzahl der Rotorscheibe.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel noch näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Ansaugbereich eines durchzugsbelüfteten Elektromotors eines Elektrowerkzeugs und

Fig. 2 eine Draufsicht auf die in der Luftführungsstrecke des Elektromotors liegende Rotorscheibe.

Im einzelnen erkennt man in Fig. 1 ein Motorgehäuse 1eines elektrisch betriebenen Handwerkzeugs, wie eines Winkelschleifers, wobei von den elektrisch aktiven Teilen des Motors der Anker 2, der Kollektor 3 und die den Kollektor beaufschlagenden Bürsten 4 dargestellt sind. Der Anker 2 sitzt auf einer Welle 5, die an dem dargestellten Motorende in einem zentral im Gehäuse 1 angeordneten Lager 6 aufgehängt ist, das hier an der Ansaugseite für die Kühlluft des durchzugsbelüfteten Elektromotors liegt. Der für die Motorbelüftung erforderliche Lüfter ist an dem in der Zeichnung nicht dargestellten, anderen Ende des Motors auf der Motorankerwelle 5 angeordnet.

Die Ankerwelle 5 besitzt eine über das Lager 6 hinausragende Verlängerung 7, auf die eine Rotorscheibe 9 drehfest aufgesetzt ist. Dazu ist die Rotorscheibe 9 mit der Verlängerung 7 der Ankerwelle 5 über eine stirnseitig eingeschraubte Schraube 8 verspannt.

Die Rotorscheibe 9 erstreckt sich in radialer Richtung zur Verlängerung 7 der Ankerwelle 5, sie dreht sich daher mit dem Motoranker 2 in ihrer Umfangsrichtung.

Die Rotorscheibe 9 liegt in einer Luftführungsstrecke im Ansaugbereich der Kühlluft, deren Querschnitt sie zum Motor hin vollständig überdeckt. Die Luftführungsstrecke 10 führt zu Lufteinlässen 11 in Gestalt von Schlitzen, die in einer Außenwandung 19 des Gehäuses 1 rückwärtig angeordnet sind. Auf der Motorseite teilt die Rotorscheibe 9 einen Motorinnenraum 12 ab, in dem die elektrisch aktiven Teile des Motors angeordnet sind. Aus diesem Motorinnenraum 12 sollen die über die Luftführungsstrecke 10 in das Gehäuse 1 eingesaugten, in der Kühlluft mitgeführten Feststoffbzw. Staubpartikel ferngehalten werden. Dies geschieht durch die Drehung der Rotorscheibe 9, wodurch die Feststoffpartikel an der Anströmseite dieser Scheibe 9 in radialer Richtung ausgetragen werden, während die Kühlluft durch Durchgangsöffnungen 16 hindurchtritt, die in die Rotorscheibe 9eingearbeitet sind. Wie Fig. 2 dazu veranschaulicht, besitzt die Rotorscheibe 9 eine Vielzahl der Durchgangsöffnungen 16, welche die Gestalt von im Querschnitt kreisrunden Bohrungen haben, die achsparallel zur Rotationsachse der Rotorscheibe 9 angeordnet sind.

Grundsätzlich können die Durchgangsöffnungen 16 in der Rotorscheibe 9 eine beliebige geometrisch regelmäßige Gestalt haben. So sind insbesondere auch Öffnungen mit einem dreieckigen, quadratförmigen oder sonstigen polygonförmigen Querschnitt verwendbar. Die Durchgangsöffnungen 16 liegen senkrecht zur Radialebene der Rotorscheibe 9, sie sind somit in Dickenrichtung der Rotorscheibe 9 parallel zu deren Rotationsachse angeordnet. Besonders vorteilhaft ist, wenn an der Anströmseite der Rotorscheibe 9 der Übergang von der betreffenden Stirnseite der Rotorscheibe 9 zu den die Durchgangsöffnungen 16 begrenzenden Wandungen scharfkantig ist.

Während die Rotorscheibe 9 den Motorinnenraum 12 an der ansaugseitigen Stirnseite begrenzt, umschließt eine Gehäuseinnenwand 13 in radialer Richtung den Motorinnenraum 12. Die Gehäuseinnenwand 13 steht zur Rotorscheibe 9 hin frei vor und greift dort überlappend in eine Nut, die zwischen in Umfangsrichtung am Außenrand der Rotorscheibe 9 verlaufenden, achsparallel vorstehenden Dichtlippen 14 und 15 gebildet ist.

Zwischen der Gehäuseinnenwand 13 und der Außenwand 19 des Gehäuses 1 befindet sich ein ringförmiger Sammelraum 17, der zur vorübergehenden Aufnahme der von der Rotorscheibe 9 radial weggeschleuderten Partikel dienen kann. Zudem ist in Richtung der Radialebene der Anströmseite der Rotorscheibe 9 eine Auswurföffnung 18 in der Gehäuseaußenwand 19 vorgesehen, durch die hindurch zum Teil unmittelbar schon während des Betriebes und zum anderen Teil nach Kippung des gesamten Gerätes die ausgesonderten Partikel aus dem Gehäuse 1 heraustreten können.


Anspruch[de]
  1. 1. Durchzugsbelüfteter Elektromotor, insbesondere für ein Elektrowerkzeug, der in einem Gehäuse mit zumindest einem Lufteinlaß sowie einem -auslaß und mit einer dazwischenliegenden Luftführungsstrecke angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Luftführungsstrecke (10) eine sich über deren gesamten Durchtrittsquerschnitt erstreckende, rotierend angetriebene Scheibe (9) mit einer Vielzahl von Durchgangsöffnungen (16) angeordnet ist.
  2. 2. Elektromotor nach Anspruch 1, mit einem auf einem auf einer Welle (5) angeordneten Rotoranker (2), dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorscheibe (9) an einer Verlängerung (7) der Motorankerwelle (5) drehfest angeordnet ist.
  3. 3. Elektromotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorscheibe (9) innerhalb des Gehäuses (1) einen Motorinnenraum (12), in dem die elektrisch aktiven Teile des Motors angeordnet sind, abteilt und an ihrem Außenrand zumindest eine koaxial an der zum Motorinnenraum (12) hin liegenden Seite vorstehende, umlaufende Lippe (14) hat, die eine den Motorinnenraum (12) umschließende, koaxial zur Rotorscheibe (9) vorkragende Gehäuseinnenwand (13) dichtend überlappt.
  4. 4. Elektromotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorscheibe (9) zwei koaxial vorstehende, in Abstand voneinander angeordnete Lippen (14, 15) hat, welche die Gehäuseinnenwand (13) beidseits übergreifen.
  5. 5. Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich in radialer Richtung nach außen hin an die zum Lufteinlaß (11) hin liegende Seite der Rotorscheibe (9) ein Sammelraum (17) im Gehäuse (1) anschließt.
  6. 6. Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in radialer Richtung der zum Lufteinlaß (11) hin liegenden Seite der Rotorscheibe (9) in der Gehäuseaußenwand (19) zumindest eine Auswurföffnung (18) angeordnet ist.
  7. 7. Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsöffnungen (16) der Rotorscheibe (9) eine geometrisch regelmäßige Gestalt mit je einer sich über die Dicke der Rotorscheibe (9) erstreckenden Längsachse haben, die parallel zur Drehachse der Rotorscheibe (9) liegt.
  8. 8. Elektromotor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsöffnungen (16) im Querschnitt kreisförmige Bohrungen sind.






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