DE102013206952A1 - Hand tool - Google Patents
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- B25F5/008—Cooling means
Abstract
Die Erfindung geht aus von einer Handwerkzeugmaschine, insbesondere Winkelschleifer, mit einer Antriebseinheit (10), mit einer Elektronikeinheit (12) und mit einer Kühleinheit (14, 114), die zumindest teilweise zu einer Kühlung der Antriebseinheit (10) und/oder der Elektronikeinheit (12) vorgesehen ist. Es wird vorgeschlagen, dass die Kühleinheit (14, 114) zumindest ein Verwirbelungselement (16, 18, 116) aufweist, das zu einer gezielten Verwirbelung eines Kühlstroms der Kühleinheit (14, 114) vorgesehen ist.The invention is based on a hand-held power tool, in particular an angle grinder, with a drive unit (10), with an electronics unit (12) and with a cooling unit (14, 114) which at least partially cool the drive unit (10) and / or the electronics unit (12) is provided. It is proposed that the cooling unit (14, 114) have at least one turbulence element (16, 18, 116) which is provided for a targeted turbulence of a cooling flow of the cooling unit (14, 114).
Description
Stand der TechnikState of the art
Es ist bereits eine Handwerkzeugmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 vorgeschlagen worden.It has already been proposed a hand tool according to the preamble of claim 1.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die Erfindung geht aus von einer Handwerkzeugmaschine, insbesondere Winkelschleifer, mit einer Antriebseinheit, mit einer Elektronikeinheit und mit einer Kühleinheit, die zumindest teilweise zu einer Kühlung der Antriebseinheit und/oder der Elektronikeinheit vorgesehen ist.The invention relates to a hand tool, in particular angle grinder, with a drive unit, with an electronics unit and with a cooling unit, which is provided at least partially for cooling the drive unit and / or the electronic unit.
Es wird vorgeschlagen, dass die Kühleinheit zumindest ein Verwirbelungselement aufweist, das zu einer gezielten Verwirbelung eines Kühlstroms der Kühleinheit vorgesehen ist. Unter einer „Antriebseinheit“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Einheit verstanden werden, die in einem Betriebszustand zumindest teilweise zu einem Antrieb eines mit der Handwerkzeugmaschine gekoppelten Einsatzwerkzeugs vorgesehen ist. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell ausgestaltet, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Die Antriebseinheit umfasst vorzugsweise zumindest einen Elektromotor. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Antriebseinheit zumindest teilweise pneumatisch und/oder auf eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Weise antreibbar ausgebildet ist.It is proposed that the cooling unit has at least one swirling element which is provided for a specific swirling of a cooling flow of the cooling unit. A "drive unit" is to be understood in this context, in particular a unit which is provided in an operating state at least partially to a drive of a coupled with the power tool insertion tool. "Provided" is to be understood in particular to be specially designed, designed and / or equipped. The drive unit preferably comprises at least one electric motor. However, it is also conceivable that the drive unit is designed to be drivable at least partially pneumatically and / or in another manner that appears appropriate to a person skilled in the art.
Unter einer „Elektronikeinheit“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Einheit verstanden werden, die zumindest in einem Betriebszustand der Handwerkzeugmaschine zumindest teilweise zu einer Steuerung und/oder zu einer Regelung, insbesondere der Antriebseinheit der Handwerkzeugmaschine, vorgesehen ist. Vorzugsweise umfasst die Elektronikeinheit zumindest eine Motorsteuerung der Antriebseinheit. Die Elektronikeinheit weist vorzugsweise Elektronikkomponenten wie insbesondere zumindest einen Transistor, zumindest einen Kondensator, zumindest einen Prozessor, besonders bevorzugt zumindest einen Feldeffekttransistor (MOSFET) und/oder zumindest einen Bipolartransistor, insbesondere mit isolierter Gate-Elektrode, (IGBT) auf.In this context, an "electronic unit" is to be understood as meaning, in particular, a unit which, at least in one operating state of the handheld power tool, is provided at least partially for control and / or regulation, in particular the drive unit of the handheld power tool. The electronic unit preferably comprises at least one motor controller of the drive unit. The electronic unit preferably has electronic components such as in particular at least one transistor, at least one capacitor, at least one processor, particularly preferably at least one field effect transistor (MOSFET) and / or at least one bipolar transistor, in particular with an insulated gate electrode (IGBT).
Unter einer „Kühlung“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine zumindest teilweise Abführung thermischer, insbesondere in einem Betriebszustand der Handwerkzeugmaschine entstehender und/oder abgegebener Energie, insbesondere von zumindest einer wärmekritischen Komponente, insbesondere der Funktionseinheit, der Handwerkzeugmaschine, verstanden werden. Unter einer „wärmekritischen Komponente“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Element, eine Einheit und/oder ein Bereich der Handwerkzeugmaschine verstanden werden, deren Betrieb und/oder deren Funktion durch die, insbesondere in einem Betriebszustand der Handwerkzeugmaschine entstehende, thermische Energie negativ beeinflusst und/oder durch die insbesondere in einem Betriebszustand der Handwerkzeugmaschine entstehende thermische Energie zumindest teilweise zerstört werden kann/können. In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst insbesondere die Funktionseinheit die zumindest eine wärmekritische Komponente der Handwerkzeugmaschine. Die Kühlvorrichtung kann, alternativ oder zusätzlich, zumindest teilweise auch zu einer Kühlung einer anderen, einem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Einheit und/oder eines anderen, einem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Elements und/oder Bereichs der Handwerkzeugmaschine, wie insbesondere eines Griffbereichs, vorgesehen sein.In this context, "cooling" is to be understood as meaning, in particular, an at least partial removal of thermal energy, in particular arising and / or emitted in an operating state of the handheld power tool, in particular of at least one heat-critical component, in particular the functional unit, of the handheld power tool. In this context, a "heat-critical component" is to be understood as meaning, in particular, an element, a unit and / or a region of the handheld power tool whose operation and / or function is negatively influenced by the thermal energy, especially in an operating state of the handheld power tool, and / or or can be at least partially destroyed by the resulting in particular in an operating state of the power tool thermal energy. In a particularly preferred embodiment, in particular, the functional unit comprises the at least one heat-critical component of the portable power tool. The cooling device may, alternatively or additionally, also be provided, at least in part, for cooling another unit that appears appropriate to a person skilled in the art and / or another element and / or area of the handheld power tool, such as, in particular, a grip area, which appears expedient to a person skilled in the art.
Unter einer „Verwirbelung“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Umlenkung einer Strömungsrichtung des Kühlstroms verstanden werden, der zumindest teilweise durch einen Reibungswiderstand des zumindest einen Verwirbelungselements gegenüber dem, insbesondere zumindest nahezu einer laminaren Strömung entsprechenden, Kühlstrom und einen dadurch zumindest teilweise erzeugten Strömungsgeschwindigkeitsgradienten innerhalb des, insbesondere zumindest nahezu einer laminaren Strömung entsprechenden, Kühlstroms beeinflussbar und/oder erzeugbar ist. Vorzugsweise ist die Verwirbelung insbesondere gegenüber einer Abweichung einer idealen laminaren Strömung innerhalb eines Strömungskanals, insbesondere innerhalb eines Rohres, durch Reibungskräfte an einer Wandung und/oder durch eine Krümmung des Strömungskanals, insbesondere des Rohres, erhöht ausgebildet. Unter einer „Strömungsrichtung“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Richtung verstanden werden, in die der Fluidstrom innerhalb der Handwerkzeugmaschine zu einem Großteil, insbesondere zu zumindest 50 %, vorzugsweise zu zumindest 70 % und besonders bevorzugt zu zumindest 90 %, strömt.In this context, a "swirling" is to be understood as meaning, in particular, a deflection of a flow direction of the cooling flow, which is at least partially determined by a frictional resistance of the at least one swirling element with respect to the cooling flow corresponding to at least almost a laminar flow and a flow velocity gradient thereby generated at least partially , In particular, at least almost corresponding to a laminar flow, cooling flow can be influenced and / or generated. Preferably, the turbulence is formed in particular with respect to a deviation of an ideal laminar flow within a flow channel, in particular within a pipe, by friction forces on a wall and / or by a curvature of the flow channel, in particular of the tube, increased. In this context, a "flow direction" should be understood to mean, in particular, a direction into which the fluid flow within the handheld power tool flows to a large extent, in particular to at least 50%, preferably at least 70% and particularly preferably at least 90%.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann eine bevorzugt gute Kühlung und somit insbesondere eine vorteilhaft hohe Leistungsdichte der Handwerkzeugmaschine erreicht werden.The embodiment according to the invention makes it possible to achieve a preferably good cooling and thus, in particular, an advantageously high power density of the handheld power tool.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Kühleinheit zumindest zwei Verwirbelungselemente aufweist, die zu einer gezielten Verwirbelung eines Kühlstroms der Kühleinheit vorgesehen sind. Dadurch kann eine bevorzugt gute und vorteilhaft effektive Kühlung erreicht werden.It is also proposed that the cooling unit has at least two turbulence elements, which are provided for a specific turbulence of a cooling flow of the cooling unit. As a result, a preferably good and advantageously effective cooling can be achieved.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das zumindest eine Verwirbelungselement zumindest teilweile quer zu einer Strömungsrichtung des Kühlstroms der Kühleinheit angeordnet ist. Unter „quer zu einer Strömungsrichtung“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass eine Hauptströmungsrichtung des Kühlstroms zumindest im Wesentlichen senkrecht zu einer Haupterstreckungsfläche des zumindest einen Verwirbelungselements angeordnet ist. Unter „zumindest im wesentlichen senkrecht“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass die Flächennormale der Haupterstreckungsfläche des zumindest einen Verwirbelungselements und die Hauptströmungsrichtung des Kühlstroms zusammen einen Winkel von insbesondere weniger als 25 °, vorteilhaft weniger als 15 °, bevorzugt weniger als 5 ° und besonders bevorzugt weniger als 2 ° einschließen. Dadurch kann auf konstruktiv einfache Weise eine Kontaktzeit zwischen dem zumindest einen Verwirbelungselement und dem Kühlstrom erhöht und eine bevorzugt hohe Abgabe thermischer Energie erreicht werden.Furthermore, it is proposed that the at least one swirling element at least part is arranged transversely to a flow direction of the cooling flow of the cooling unit. In this context, "transverse to a flow direction" should be understood in particular to mean that a main flow direction of the cooling flow is arranged at least substantially perpendicular to a main extension surface of the at least one swirling element. By "at least substantially perpendicularly" is to be understood in this context in particular that the surface normal of the main extension surface of the at least one swirling element and the main flow direction of the cooling flow together an angle of in particular less than 25 °, preferably less than 15 °, preferably less than 5 ° and more preferably less than 2 °. As a result, a contact time between the at least one swirling element and the cooling flow can be increased in a structurally simple manner, and a preferably high output of thermal energy can be achieved.
Zudem wird vorgeschlagen, dass das zumindest eine Verwirbelungselement einstückig mit der Antriebseinheit und/oder der Elektronikeinheit ausgebildet ist. Unter „einstückig“ soll insbesondere zumindest stoffschlüssig verbunden verstanden werden, beispielsweise durch einen Schweißprozess, einen Klebeprozess, einen Anspritzprozess und/oder einen anderen, einem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Prozess, und/oder vorteilhaft in einem Stück geformt verstanden werden, wie beispielsweise durch eine Herstellung aus einem Guss und/oder durch eine Herstellung in einem Einoder Mehrkomponentenspritzverfahren und vorteilhaft aus einem einzelnen Rohling. Dadurch kann eine bevorzugt einfache, kompakte und vorteilhaft Bauteil sparende Ausgestaltung der Kühleinheit erreicht werden.In addition, it is proposed that the at least one swirling element is formed integrally with the drive unit and / or the electronics unit. By "in one piece" is meant, in particular, at least materially bonded, for example, by a welding process, an adhesion process, an injection process and / or another process that appears expedient to a person skilled in the art, and / or advantageously shaped in one piece, such as by a Manufacture from a casting and / or by a production in a single or multi-component injection molding process and advantageously from a single blank. Thereby, a preferred simple, compact and advantageous component-saving design of the cooling unit can be achieved.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die zumindest zwei Verwirbelungselemente in Strömungsrichtung des Kühlstroms der Kühleinheit versetzt zueinander angeordnet sind. Unter „in Strömungsrichtung versetzt zueinander“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass die zumindest zwei Verwirbelungselemente, entlang der Hauptströmungsrichtung des Kühlstroms betrachtet, nacheinander angeordnet sind. Dadurch kann eine vorteilhaft effektive Kühlung erreicht werden.It is also proposed that the at least two swirling elements are arranged offset to one another in the flow direction of the cooling flow of the cooling unit. In this context, "offset in the direction of flow" is to be understood in particular to mean that the at least two turbulence elements, viewed along the main flow direction of the cooling flow, are arranged one after the other. As a result, an advantageously effective cooling can be achieved.
Es ist jedoch auch denkbar, dass die zumindest zwei Verwirbelungselemente senkrecht zur Strömungsrichtung des Kühlstroms der Kühleinheit versetzt zueinander angeordnet sind. Unter „senkrecht zur Strömungsrichtung versetzt zueinander“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass die zumindest zwei Verwirbelungselemente, senkrecht zur Hauptströmungsrichtung des Kühlstroms betrachtet, nacheinander angeordnet sind. Dadurch kann auf konstruktiv einfache Weise eine vorteilhaft effektive Kühlung erreicht werden.However, it is also conceivable that the at least two turbulence elements are arranged offset to one another perpendicular to the flow direction of the cooling flow of the cooling unit. In this context, the term "offset perpendicular to the flow direction" should be understood in particular to mean that the at least two turbulence elements, viewed perpendicularly to the main flow direction of the cooling flow, are arranged one after the other. As a result, an advantageously effective cooling can be achieved in a structurally simple manner.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die zumindest zwei der Verwirbelungselemente, die benachbart angeordnet sind, zumindest eine Strömungsschnelle des Kühlstroms der Kühleinheit bilden. Unter einer „Strömungsschnelle“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Bereich verstanden werden, in dem sich eine Strömungsgeschwindigkeit insbesondere von zumindest 50 %, vorzugsweise von zumindest 70 % und besonders bevorzugt von zumindest 90 % eines Volumenstroms des Kühlstroms zumindest aufgrund einer, insbesondere geometrisch bedingten, Abnahme und/oder Verengung eines Strömungsquerschnitts insbesondere um zumindest 10 %, vorzugsweise um zumindest 25 %, bevorzugt um zumindest 50 % und besonders bevorzugt um zumindest 75 % gegenüber einer Normalströmungsgeschwindigkeit erhöht. Dadurch kann auf konstruktiv einfache Weise ein Venturi-Effekt erzielt und dadurch eine bevorzugt hohe Kühlleistung erreicht werden.In addition, it is proposed that the at least two of the turbulator elements, which are arranged adjacently, form at least one flow velocity of the cooling flow of the cooling unit. In this context, a "flow velocity" is to be understood as meaning, in particular, a region in which a flow velocity of at least 50%, preferably at least 70% and particularly preferably at least 90%, of a volume flow of the cooling flow is at least due to one, in particular geometric, Decrease and / or narrowing of a flow cross-section, in particular by at least 10%, preferably by at least 25%, preferably increased by at least 50% and more preferably by at least 75% compared to a normal flow rate. As a result, a Venturi effect can be achieved in a structurally simple manner and thus a preferably high cooling capacity can be achieved.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Antriebseinheit zumindest einen EC-Motor umfasst. Unter einem „EC-Motor“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein bürstenloser, elektrisch kommutierter Motor verstanden werden. Dadurch kann eine bevorzugt leistungsstarke und vorteilhaft kompakte Ausgestaltung der Antriebseinheit der Handwerkzeugmaschine erreicht werden.In addition, it is proposed that the drive unit comprises at least one EC motor. An "EC motor" should be understood in this context in particular a brushless, electrically commutated motor. Thereby, a preferably powerful and advantageously compact design of the drive unit of the power tool can be achieved.
Des Weiteren wird eine Kühleinheit einer erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschine vorgeschlagen.Furthermore, a cooling unit of a hand tool according to the invention is proposed.
Des Weiteren wird ein Verfahren zu einer Kühlung einer Antriebseinheit und/oder Elektronikeinheit einer erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschine mittels einer Kühleinheit vorgeschlagen.Furthermore, a method is proposed for cooling a drive unit and / or electronics unit of a handheld power tool according to the invention by means of a cooling unit.
Die erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschine soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschine zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.The hand tool according to the invention should not be limited to the application and embodiment described above. In particular, the handheld power tool according to the invention may have a different number from a number of individual elements, components and units mentioned herein for performing a function described herein.
Zeichnungdrawing
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further advantages emerge from the following description of the drawing. In the drawing, two embodiments of the invention are shown. The drawing, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art expediently the features also consider individually and summarize to meaningful further combinations.
Es zeigen:Show it:
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
In
Die Handwerkzeugmaschine weist ferner ein Getriebegehäuse
Die Handwerkzeugmaschine weist zudem einen Zusatzhandgriff
Die Handwerkzeugmaschine weist die Antriebseinheit
Die Antriebseinheit
Die Kühleinheit
Die Kühleinheit
Die ersten Verwirbelungselemente
Die Kühleinheit
Die nachfolgenden Beschreibungen und die Zeichnungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleichbezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele, insbesondere der
In
Die Kühleinheit
Die Verwirbelungselemente
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102013206952.9A DE102013206952A1 (en) | 2013-04-17 | 2013-04-17 | Hand tool |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102013206952.9A DE102013206952A1 (en) | 2013-04-17 | 2013-04-17 | Hand tool |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102013206952A1 true DE102013206952A1 (en) | 2014-11-06 |
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ID=51727375
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE102013206952.9A Pending DE102013206952A1 (en) | 2013-04-17 | 2013-04-17 | Hand tool |
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2013
- 2013-04-17 DE DE102013206952.9A patent/DE102013206952A1/en active Pending
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