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Dokumentenidentifikation DE102005007546A1 24.08.2006
Titel Elektrowerkzeugmaschine
Anmelder Robert Bosch GmbH, 70469 Stuttgart, DE
Erfinder Habel, Winfried, 70771 Leinfelden-Echterdingen, DE;
Fuchs, Frank, 71277 Rutesheim, DE;
Schlegel, Andreas, 70771 Leinfelden-Echterdingen, DE;
Frank, Holger, 72793 Pfullingen, DE
DE-Anmeldedatum 18.02.2005
DE-Aktenzeichen 102005007546
Offenlegungstag 24.08.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 24.08.2006
IPC-Hauptklasse B25F 5/00(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse H05K 7/20(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   
Zusammenfassung Die Erfindung geht aus von einer Elektrowerkzeugmaschine mit einem in einem Gehäuse (13) angeordneten Antriebsmotor (10), einer Elektronikeinheit (11) zur Steuerung und Regelung des Antriebsmotors (10) und einem Gebläse (13), wobei der Antriebsmotor (10) in einem Hauptluftkanal (14) zwischen einer Ansaugöffnung (15) und einer Austrittsöffnung (16) des Gehäuses (12) angeordnet ist und mit Kühlluft versorgbar ist.
Es wird vorgeschlagen, dass die Elektronikeinheit (11) über einen Kühlkörper (17) indirekt kühlbar ist.

Beschreibung[de]

Die Erfindung geht aus von einer Elektrowerkzeugmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei den bekannten Elektrowerkzeugmaschinen, beispielsweise bei Bohrhämmern, ist eine Elektronikeinheit zur Steuerung und/oder Regelung eines Antriebsmotors vorgesehen. Aufgrund der hohen Temperaturen, die beim Betrieb der Elektrowerkzeugmaschine entstehen, kann es zu Betriebsstörungen kommen. Zur Vermeidung dieses Problems ist üblicherweise eine Kühlvorrichtung vorgesehen, um die Lebensdauer des Antriebsmotors und der Elektronikeinheit zu erhöhen. Die Elektronikeinheit ist nach dem Stand der Technik direkt im Luftstrom angebracht und wird dabei direkt vom Luftstrom umspült und gekühlt. Problematisch dabei ist, dass die Elektronikeinheit in Kontakt mit Bohrstaub, Feuchtigkeit oder leitenden Partikeln kommt, die über eine Ansaugöffnung angesaugt werden. Bei Überkopfarbeiten ist dieses Problem besonders groß. Dadurch wird die Lebensdauer des Motors erheblich beeinträchtigt, da es zu einer Erosion am Rotor und Stator kommt, die durch Staub bzw. Bohrpartikel hervorgerufen wird.

In einer Weiterentwicklung der bekannten Elektrowerkzeugmaschine sind zwei getrennte Luftkanäle vorgesehen, wobei ein erster Luftkanal zur Kühlung für den Motor dient und ein zweiter Luftkanal zur Kühlung für die Elektronik.

In der europäischen Patentanmeldung EP 0 984 545 A2 beispielsweise wird kühle Umgebungsluft mittels eines Lüfterrades über zwei getrennte Luftkanäle angesaugt und gemeinsam vermischt aus dem Elektrowerkzeug ausgeblasen. Die ansaugseitig bis zum Lüfterrad hin getrennten Luftkanäle umspülen in einem ersten Luftkanal Schlagwerk und Getriebe und in einem zweiten Luftkanal Antriebsmotor und Elektronik. Nachteilig ist dabei, dass eine dem zweiten Luftkanal zugeordnete Ansaugöffnung im Luftkanal stromauf des Motors angeordnet ist, so dass zunächst die Elektronik, dann der Motor und schließlich der Rest der Maschine gekühlt wird, wodurch die Kühlleistung erheblich reduziert ist.

Vorteile der Erfindung

Bei einer erfindungsgemäßen Elektrowerkzeugmaschine ist eine Elektronikeinheit über einen Kühlkörper indirekt kühlbar. Vorteilhafterweise liegt dabei die sensible Elektronikeinheit selbst außerhalb des Hauptluftkanals und steht somit nicht in direktem Kontakt mit der Kühlluft, so dass die Elektronikeinheit auch nicht eventuell eindringenden Stahlspänen, Bohrklein oder sonstigen Staubpartikeln ausgesetzt ist und vor Umgebungseinflüssen und Schmutzpartikel geschützt ist. Durch das vorgeschlagene Kühlprinzip wird eine optimale Kühlung bei einem vorgegebenen Bauraum erzielt. Zudem zeichnet sich die erfindungsgemäße Elektrowerkzeugmaschine durch eine einfache und solide konstruktive Ausführung aus. Zudem hält sich der zeitliche Aufwand bei der Montage in Grenzen, und auch Reparaturarbeiten sind leicht durchführbar.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Kühlkörper von einem Nebenkühlstrom überströmt, wobei der Nebenkühlstrom zwischen dem Gebläse und dem Antriebsmotor in den Hauptluftkanal mündet, womit eine effektive Ableitung von Abwärme erreicht werden kann.

Besonders bevorzugt ist die Elektronikeinheit wärmeleitend mit dem außerhalb des Hauptluftkanals angeordneten Kühlkörper verbunden. Es kann dann der Kühlkörper selbst gekühlt werden, während die Elektronikeinheit keinen direkten Kontakt zur Kühlluft hat. Der Kühlkörper kann beispielsweise aus einem Kühlblech oder einem sonstigen wärmeleitenden Material gebildet sein.

Vorzugsweise ist die Elektronikeinheit in einem vor Verschmutzung geschützten Bereich des Gehäuses angeordnet, um bereits durch ihre Anordnung einen zusätzlichen Schutz vor Verunreinigungen zu bieten. Zusätzlich kann eine dem Hauptluftkanal zugeordnete Ansaugöffnung in Form von mehreren parallel nebeneinander angeordneten Schlitzen ausgebildet sein. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Ansaugöffnung entgegen einer Bearbeitungsrichtung offen und staubgeschützt ausgebildet ist.

Erfindungsgemäß ist der Kühlkörper in einem Unterdruckbereich eines Nebenkühlstroms des Hauptluftkanals angeordnet und wird von einem Kühlluftstrom gekühlt. Die Elektronikeinheit wird somit vorteilhafterweise über den Kühlkörper stets mit kühler Ansaugluft aus einem Nebenkühlstrom versorgt.

Eine bevorzugte Ansaugstelle befindet sich in einem Unterdruckbereich zwischen einer Kommutierungseinheit des Antriebsmotors und einem Luftleitelement. Als Luftleitelement kann beispielsweise ein Luftleitring oder ein Luftleitgitter vorgesehen sein. Vorteilhafterweise erfolgt die Kühlung der Elektronikeinheit bevorzugt auf einer Ansaugseite des Motors, wodurch mehr Wärmeleistung abgeführt werden kann als bei Geräten mit Abluftkühlung, bei welchen die zu kühlenden Bauteile mit warmer Abluft angeblasen werden.

Bevorzugt leitet der Kühlkörper die Abwärme der Elektronikeinheit in einen abströmseitigen Bereich des Hauptluftkanals, wodurch die warme Abluft rasch nach außen abgegeben werden kann. Abströmseitig des Antriebsmotors kann ein Lüfterrad angeordnet sein, das die Abgabe der Abwärme nach außen verbessert. Dadurch kann günstigerweise die Kühlleistung erhöht werden.

Zeichnungen

Weitere Ausführungsformen, Aspekte und Vorteile der Erfindung ergeben sich auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in Ansprüchen, ohne Beschränkung der Allgemeinheit aus nachfolgend anhand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung.

Im Folgenden zeigt die einzige Figur eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Elektrowerkzeugmaschine im Schnitt.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In der Figur ist schematisch eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Elektrowerkzeugmaschine dargestellt. In einem Gehäuse 12 ist ein Antriebsmotor 10, eine Elektronikeinheit 11 zur Steuerung und Regelung des Antriebsmotors 10 und ein Gebläse 13 angeordnet. Der Antriebsmotor 10 umfasst einen Stator 22 und einen mit einer Motorwicklung versehenen Rotor 23. Bei einem Netzgerät kann anstelle des Stators 22 z.B. auch ein Polschuh vorgesehen sein. Der Antriebsmotor 10 ist in einem Hauptluftkanal 14 zwischen einer Ansaugöffnung 15 und einer Austrittsöffnung 16 des Gehäuses 12 angeordnet. Durch die Ansaugöffnung 15 wird kalte Ansaugluft 24 angesaugt. Die Ansaugluft 24 gelangt dann in den Hauptluftkanal 14, umspült dort den Antriebsmotor 10 und wird über das aus einem Lüfterrad gebildete Gebläse 12 wieder ausgeblasen, so dass abströmseitig heiße Ausblasluft 25 nach außen gelangt.

Die Elektronikeinheit 11 ist in einem vor Verschmutzung geschützten Bereich 18 des Gehäuses 12 angeordnet. Die Elektronikeinheit 11 wird erfindungsgemäß über einen Kühlkörper 17 indirekt gekühlt. Der Kühlkörper 17 ist aus einem Kühlblech gebildet, mit dem die Elektronikeinheit 11 wärmeleitend, insbesondere festkörperwärmeleitend, verbunden ist. Der Kühlkörper 17 befindet sich außerhalb des Hauptluftkanals 14 und wird über einen Nebenkühlstrom 19 des Hauptluftkanals 14 mit kalter Ansaugluft 24 versorgt. Es ist jedoch kein separater, vom Hauptluftkanal 14 abgesetzter Luftkanal für die Aufnahme des Nebenkühlstroms 19 vorgesehen, sondern der Nebenkühlstrom 19 mündet vor dem Gebläse 13 in den Hauptluftkanal 14. Die Elektronikeinheit 11 wird somit gekühlt, ohne direkt mit Kühlluft angeströmt zu werden. Durch dieses Kühlprinzip wird ein günstiger Schutz vor Verschmutzungen durch Staubpartikel und dgl. gewährleistet. Gleichzeitig wird dadurch weitgehender Schutz vor anderen Umgebungseinflüssen wie beispielsweise Feuchtigkeit erzielt.

Der Kühlkörper 17 ist in einem Unterdruckbereich des Nebenkühlstroms 19 des Hauptluftkanals 14 angeordnet und kann so von einem Kühlluftstrom gekühlt werden. Eine Ansaugstelle 20 für den Nebenkühlstrom 19 befindet sich in dem Unterdruckbereich zwischen einer nicht näher dargestellten Kommutierungseinheit des Antriebsmotors 10 und einem Luftleitelement 21. Das Luftleitelement 21 weist eine spezielle Ansauggeometrie auf, die in der Figur nicht ersichtlich ist. Als Luftleitelement kann beispielsweise ein an sich bekannter Luftleitring oder ein an sich bekanntes Luftleitgitter vorgesehen sein. Um einen zusätzlichen Schutz vor in das Gehäuse 12 eindringende Staubpartikel zu bieten, kann das Gehäuse 12 zusätzlich im Bereich der Ansaugöffnung 15 Kühlschlitze aufweisen. Die Kühlschlitze sind in der Figur nicht gezeigt. Sie sind bevorzugt innenseitig im Bereich eines Handgriffs angeordnet.

Der Kühlkörper 17 leitet die Abwärme der Elektronikeinheit 11 in einen abströmseitigen Bereich des Hauptluftkanals 14, und die Abwärme wird zusammen mit der Abluft des Hauptluftkanals als Ausblasluft 25 über das Gebläse 13 nach außen abgegeben. Stromab des Antriebsmotors 10 und stromauf des Gebläses 13 ist ein zweites Luftleitelement 21' angeordnet, das für eine Optimierung eines Luftstroms der Ausblasluft 25 sorgen soll.


Anspruch[de]
  1. Elektrowerkzeugmaschine mit einem in einem Gehäuse (13) angeordneten Antriebsmotor (10), einer Elektronikeinheit (11) zur Steuerung und Regelung des Antriebsmotors (10) und einem Gebläse (13), wobei der Antriebsmotor (10) in einem Hauptluftkanal (14) zwischen einer Ansaugöffnung (15) und einer Austrittsöffnung (16) des Gehäuses (12) angeordnet ist und mit Kühlluft versorgbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronikeinheit (11) über einen Kühlkörper (17) indirekt kühlbar ist.
  2. Elektrowerkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (17) von einem zwischen dem Gebläse (13) und dem Antriebsmotor (10) in den Hauptluftkanal (14) mündenden Nebenkühlstrom (19) überströmt ist.
  3. Elektrowerkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronikeinheit (11) wärmeleitend mit dem Kühlkörper (17) verbunden ist.
  4. Elektrowerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (17) außerhalb des Hauptluftkanals (14) angeordnet ist.
  5. Elektrowerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronikeinheit (11) in einem vor Verschmutzung geschützten Bereich (18) des Gehäuses (12) angeordnet ist.
  6. Elektrowerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (17) von einem Kühlluftstrom kühlbar ist.
  7. Elektrowerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (17) über den Nebenkühlstrom (19) mit dem Hauptluftkanal (14) in Kontakt ist.
  8. Elektrowerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (17) die Abwärme der Elektronikeinheit (11) in einen abströmseitigen Bereich des Hauptluftkanals (14) leitet.
  9. Elektrowerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (17) in einem Unterdruckbereich eines Nebenkühlstroms (19) des Hauptluftkanals (14) angeordnet ist.
  10. Elektrowerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ansaugstelle (20) in dem Unterdruckbereich zwischen einer Kommutierungseinheit des Antriebsmotors (10) und einem Luftleitelement (21) angeordnet ist.
Es folgt ein Blatt Zeichnungen






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