РУЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ИНСТРУМЕНТ Российский патент 1997 года по МПК B24B23/02 B24B55/02 

Изобретение относится к ручному электрическому инструменту.

Уже известны такие ручные инструменты, как дрели, угловые шлифовальные машины или ручные дисковые пилы, с центробежными вентиляторами для охлаждения двигателя.

Из заявки ФРГ N 3503172, кл. В 25 D 11/12 известен ручной электрический инструмент, содержащий корпус, двигатель для привода инструмента и центробежный вентилятор для охлаждения двигателя, включающий колесо вентилятора для создания разности напора и выполненный в корпусе по меньшей мере один воздуховодный канал. Воздуховодные каналы таких машин расположены в форме более или менее круглого кольца вокруг колеса вентилятора и служат только для сбора и сфокусированного отвода воздуха. Этот воздух затем выходит через расположенные в корпусе прорези для охлаждающего воздуха. Не в последнюю очередь из-за имеющихся в ручных инструментах ограниченных возможностей в отношении места каналы выполнены в основном неблагоприятно в отношении потока воздуха, в частности, не используется частично очень высокая в зависимости от конструкции вентилятора динамическая составляющая напора. Это часто приводит, далее, из-за высокой скорости выходящего воздуха к повышенным нагрузкам на оператора.

В основе изобретения поставлена задача создать ручной электрический инструмент с улучшенной подачей воздуха вентилятором к двигателю при одновременном уменьшении шума и нагрузок на оператора.

Поставленная задача решается тем, что в ручном электрическом инструменте, содержащем корпус, двигатель для привода инструмента и центробежный вентилятор для охлаждения двигателя, включающий колесо вентилятора для создания разности напора и выполненный в корпусе по меньшей мере один воздуховодный канал, согласно изобретению воздуховодный канал выполнен с поперечным сечением, постоянно увеличивающимся в направлении его выходного отверстия, причем размер поперечного сечения входного отверстия воздуховодного канала в радиальном направлении меньше поперечного сечения выходного отверстия в том же направлении.

За счет этого произведенный колесом вентилятора динамический напор подаваемого воздушного потока в расширяющемся воздуховодном канале преобразуется в статический, следовательно, подающий воздух напор. Улучшенная подача воздуха центробежного вентилятора согласно изобретению может использоваться либо для улучшения поперечных сечений охлаждения, либо для уменьшения двигателя, либо для повышенной отдачи мощности двигателя. При меньшем увеличении количества охлаждающего воздуха может сильнее уменьшаться выделение шума.

В ручном электрическом инструменте согласно изобретению воздуховодный канал может быть выполнен с поперечным сечением, размер которого в направлении, параллельном оси колеса вентилятора, увеличивается по спирали.

В ручном электрическом инструменте согласно изобретению внутренний радиус поперечного сечения воздуховодного канала может уменьшаться от входного отверстия к выходному.

В ручном электрическом инструменте согласно изобретению внешний радиус поперечного сечения воздуховодного канала может увеличиваться от входного отверстия к выходному.

В ручном электрическом инструменте согласно изобретению соотношение входного и выходного отверстий в поперечном сечении воздуховодного канала может выбираться из условия от 1/4 до 1/16.

В ручном электрическом инструменте согласно изобретению соотношение радиусов входного и выходного отверстий в поперечном сечении воздуховодного канала может выбираться из условия: 1/6 1/10.

В ручном электрическом инструменте согласно изобретению в корпусе может быть выполнено три воздуховодных канала, проходящих через угол меньший 360^o, причем каждый канал может быть выполнен с поперечным сечением постоянно увеличивающимся в направлении его выходного отверстия.

В ручном электрическом инструменте согласно изобретению входные отверстия воздуховодных каналов могут быть ограничены козырьками, выполненными с наклоном в радиальном направлении.

В ручном электрическом инструменте согласно изобретению воздуховодные каналы могут охватывать угол равный 360^o.

В ручном электрическом инструменте согласно изобретению, по меньшей мере, одно из выходных отверстий воздуховодных каналов может иметь участок в форме диффузора.

В ручном электрическом инструменте согласно изобретению участок в форме диффузора может быть выполнен по касательной.

В ручном электрическом инструменте согласно изобретению выходное отверстие воздуховодного канала в осевом направлении может быть смещено относительно его входного отверстия.

В ручном электрическом инструменте согласно изобретению козырек своей задней стороной может ограничивать в осевом или радиальном направлении участок в форме диффузора.

Изобретение поясняется с помощью изображенных на чертежах примеров исполнения.

На фиг. 1 показан инструмент с частичным разрезом; на фиг.2 вид сверху воздуховодного корпуса со стороны колеса вентилятора; на фиг.3 вид в перспективе воздуховодного канала; на фиг. 4 продольный разрез второго примера осуществления; на фиг.5 разрез согласно линии V-V на фиг.4.

На фиг.1 в качестве примера исполнения ручного электрического инструмента изображена угловая шлифовальная машина 1, содержащая корпус 2, в котором помещен электрический двигатель 3. Его вал 4 служит также в качестве вала для колеса 5 центробежного вентилятора 6. Этот вентилятор помещен в воздуховодном корпусе 7, примыкающем к корпусу двигателя 3. Вращательное движение двигателя 3 передается от вала 4 через непоказанную угловую передачу на инструмент шлифовальный круг 9. Шлифовальный круг 9 частично закрыт защитным кожухом 10.

В воздуховодном корпусе 7 находится частично изогнутый в форме спирали в плоскости, лежащей приблизительно перпендикулярно по отношению к валу 4 колеса вентилятора, воздуховодный канал 12, охватывающий угол 360^o (см.фиг.2). Этот канал выполнен в форме спирали в осевом направлении вала 4. Он встроен в воздуховодный корпус 7, причем его наружная стенка выполнена в форме образующей поверхности цилиндра. В осевом направлении воздуховодный канал 12 ограничивается вначале предпочтительно резко заостряющимся языком 13, проходящим его свободной кромкой в радиальном направлении по отношению к оси вала 4 колеса вентилятора (см. также фиг.3). На языке 13 находится входное отверстие 14 воздуховодного канала 12. Его поперечное сечение в радиальном направлении является малым как в осевом, так и в радиальном измерении.

На первом, проходящем приблизительно через 120 градусов участке А воздуховодный канал 12 расширяется в радиальном направлении в форме спирали вовнутрь. Кроме того, он расширяется в осевом направлении в сторону от колеса вентилятора. На участке В, следующем за первым участком А, воздуховодный канал 12 имеет в радиальном направлении постоянную ширину, тогда как в осевом направлении от непрерывно последовательно расширяется. В конце участка В находится выходное отверстие 15 поперечным сечением большим по сравнению с входным отверстием 14, измеренным радиальном направлении, преимущественно на коэффициент от 6 до 10. В зависимости от конструкции вентилятора соотношение поперечных сечений входного и выходного отверстий находится между 1:4 и 1: 16. Выходное отверстие 15 расположено со смещением в осевом направлении с большим удалением от колеса вентилятора 5 по сравнению с входным отверстием 14, так что начало и конец воздуховодного канала 12 могут перекрываться по оси. К выходному отверстию 15 примыкает вход 16 в форме диффузора, образованный участком канала, направленным приблизительно по касательной в сторону от воздуховодного канала 12 в форме спирали, и расположенный, если смотреть от колеса вентилятора 5, по оси частично за участком А воздуховодного канала 12. Также вход 16 постепенно и непрерывно расширяется до его конца 17. Из соображений защиты при работе этот конец может снабжаться узкими ребрами 18 для того, чтобы предотвратить попадание пальца в воздуховодный канал 12 и связанную с этим опасность травмы.

Во втором примере осуществления в соответствии с фиг.4 и 5 показана ручная дисковая пила. В корпусе 20 помещены двигатель 21 с установленным на вал двигателя 22 колесом вентилятора 23, а также дисковая пила 24. Также здесь центробежный насос 26 образуется колесом вентилятора 23 и воздуховодным корпусом 27, интегрированным в корпус 20. Воздуховодный корпус 27 ограничен в его размерах в пространстве редуктором 28 между валом двигателя 22 и валом дисковой пилы 24. Поэтому воздуховодный канал 30 здесь также не является осуществимым в виде взаимосвязанной, постепенно расширяющейся через угол 360^oС спирали. Вместо этого образованы три примыкающих друг к другу участка канала 31-33, из которых каждый отдельный постоянно расширяется от своего входного отверстия 34, или 35, или 36 до своего большего по поперечному сечению выходного отверстия 37, или 38, или 39. Первый участок канала 31 проходит через зону угла, приблизительно равного 160^o, от своего входного отверстия 34 в осевом направлении до своего выходного отверстия 37 и входит сбоку в защитный корпус 25. Второй, проходящий приблизительно через 90^o участок канала 32 также расширяется в осевом направлении и имеет вход 41 в форме диффузора. Третий участок канала 33 расширяется в форме спирали приблизительно через 110^o и имеет в осевом направлении относительно малую постоянную глубину. Воздух выходит по касательной через выходное отверстие 39 в воздуховодном корпусе 27. Входные отверстия 34, 35, 36 соответственно ограничены языками 42, 43, 44, стоящими частично под наклоном в радиальном направлении.

Оптимальное соотношение поперечных сечений входного и выходного отверстий уменьшается по сравнению с первым примером осуществления в соотношении перекрытого угла и полного угла 360^o. При проходящих, например, через 90^o участках канала соотношение составляет, следовательно, преимущественно от 1: 1,5 до 1:2,5.

Устройство согласно изобретению работает следующим образом.

Центробежный вентилятор 6 через двигатель 3 всасывает охлаждающий воздух, поступающий центрально со стороны двигателя в колесо вентилятора 5. В колесе вентилятора 5 повышается как динамический, так и статический напор поданного воздуха. Охлаждающее действие возрастает вместе с величиной воздушного объемного потока. Величина воздушного объемного потока определяется разностью статического напора центробежного вентилятора 6. Изобретение основывается на том, что динамическую составляющую напора, вызываемую повышенной скоростью подаваемой среды, за счет уменьшения скорости преобразуют в статический, т.е. подающий воздух, напор. Это происходит за счет постоянно расширяющегося в направлении потока, т.е. становящегося больше в поперечном сечении или по меньшей мере остающегося неизменным, воздуховодного канала 12, который не только лишь собирает воздух, как в случае прежних вентиляторов, но также целенаправленно приводит к снижению скорости подаваемого воздуха. Это лучше всего достигается в непрерывно расширяющемся канале. Эффект может достигаться как с помощью радиального расширения в форме спирали, так и с помощью осевого расширения в форме спирали, а также с помощью комбинации из обоих этих мероприятий. В зависимости от условий в отношении места в инструменте воздуховодный канал может, например, расширяться также радиально вовнутрь.

Функция центробежного вентилятора 26 во втором примере исполнения на фиг.4 и 5 соответствует функции вентилятора в первом примере осуществления с тем лишь отличием, что участок пути, на котором уменьшается динамический напор, разделен на несколько частичных участков. С помощью комбинации из соответствующих по длине, предпочтительно охватывающих совместно угол 360^o участков канала может достигаться максимальный объемный расход. При подходящем расположении расширяющихся по возможности в радиальном и/или осевом направлении участков, которые также могут перекрываться в осевом направлении, каждый центробежный вентилятор ручного инструмента может выполняться таким образом, что с его помощью достигается максимальное охлаждающее действие.

Использование: в качестве ручного электрического инструмента для шлифовальных и других работ. Сущность изобретения: инструмент содержит корпус, в котором размещен двигатель. Вал двигателя служит и валом для колеса центробежного вентилятора. Вентилятор установлен в воздуховодном корпусе, примыкающем к корпусу инструмента. В воздуховодном корпусе выполнен воздуховодный канал, который охватывает угол 360^o. Воздуховодный канал выполнен в форме спирали в осевом направлении относительно оси вала. Воздуховодный канал постоянно расширяется в поперечном сечении в направлении от его входного отверстия к его выходному отверстию. Расширение воздуховодного канала может осуществляться как в форме спирали в радиальном направлении, так и в форме спирали в осевом направлении. К выходному отверстию воздуховодного канала примыкает вход в форме диффузора, образованный участком канала, направленным по касательной в сторону от воздуховодного канала в форме спирали. Вход в форме диффузора постепенно и непрерывно расширяется до его конца, на котором выполнены узкие ребра. Центробежный вентилятор через двигатель всасывает охлаждающий воздух, поступающий центрально со стороны двигателя в колесо вентилятора. В колесе вентилятора повышается как динамический, так и статический напор поданного воздуха. Охлаждающее действие возрастает вместе с величиной воздушного объемного потока. Величина воздушного объемного потока определяется разностью статического напора центробежного вентилятора. 12 з. п. ф-лы, 5 ил.

1. Ручной электрический инструмент, содержащий корпус, двигатель для привода инструмента и центробежный вентилятор для охлаждения двигателя, включающий колесо вентилятора для создания разности напора и выполненный в корпусе по меньшей мере один воздуховодный канал, отличающийся тем, что воздуховодный канал выполнен с поперечным сечением, постоянно увеличивающимся в направлении его выходного отверстия, причем размер поперечного сечения входного отверстия воздуховодного канала в радиальном направлении меньше поперечного сечения выходного отверстия в том же направлении. 2. Инструмент по п.1, отличающийся тем, что воздуховодный канал выполнен с поперечным сечением, размер которого в направлении, параллельном оси колеса вентилятора, увеличивается по спирали. 3. Инструмент по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что внутренний радиус поперечного сечения воздуховодного канала уменьшается от входного отверстия к выходному. 4. Инструмент по пп. 1-3, отличающийся тем, что внешний радиус поперечного сечения воздуховодного канала увеличивается от входного отверстия к выходному. 5. Инструмент по пп. 1 4, отличающийся тем, что соотношение входного и выходного отверстий в поперечном сечении воздуховодного канала выбирается из условия 1/4 1/16. 6. Инструмент по п.5, отличающийся тем, что соотношение радиусов входного и выходного отверстий в поперечном сечении воздуховодного канала выбирается из условия 1/6 1/10. 7. Инструмент по пп. 1 6, отличающийся тем, что в корпусе выполнено три воздуховодных канала, проходящих через угол, меньший 360^o, причем каждый канал выполнен с поперечным сечением, постоянно увеличивающимся в направлении его выходного отверстия. 8. Инструмент по п.7, отличающийся тем, что входные отверстия воздуховодных каналов ограничены козырьками, выполненными с наклоном в радиальном направлении. 9. Инструмент по п.7, отличающийся тем, что воздуховодные каналы охватывают угол, равный 360^o. 10. Инструмент по пп. 1 9, отличающийся тем, что по меньшей мере одно из выходных отверстий воздуховодных каналов имеет участок в форме диффузора. 11. Инструмент по пп. 1 10, отличающийся тем, что участок в форме диффузора выполнен по касательной. 12. Инструмент по пп. 1 11, отличающийся тем, что выходное отверстие воздуховодного канала в осевом направлении смещено относительно его входного отверстия. 13. Инструмент по пп. 1 12, отличающийся тем, что козырек своей задней стороной ограничивает в осевом или радиальном направлении участок в форме диффузора.