具有电子换向的电动机和所集成的电子装置的手持式工具机的制作方法_2

文档序号:8531288阅读:来源:国知局
式工具机10具有驱动单元12和设备壳体14。所述设备壳体14具有电动机壳体16和传动机构壳体18。所述传动机构壳体18容纳了传动机构20,该传动机构在这种实施方式中代表着锥齿轮传动装置。所述驱动单元12包括所述传动机构20和电子换向的电动机22。所述电动机壳体16构造为手柄24,并且朝着一种背向所述传动机构壳体18的方向延伸。在另一种结构形式中,手柄也可以连接到所述电动机壳体上。从所述传动机构壳体18中伸出一主轴26,在该主轴上可以固定一种加工工具28。所述加工工具28可以是砂轮、切割轮或者抛光轮。所述加工工具28通过所述传动机构20由所述电子换向的电动机22来被驱动而旋转。
[0022]用于给所述电子换向的电动机22通电的电子装置30布置在所述设备壳体14中。所述电子装置30在所述实施例中布置在所述电动机壳体16中。但是也可以设想,所述电子装置30布置在所述电动机壳体16的外部,比如布置在传动机构壳体18中或者布置在自身的壳体件中。电动机线路32将信号从所述电子装置30传送给所述电子换向的电动机22。处于所述电动机壳体16中的开关元件34接通并且/或者切断所述电子换向的电动机22。在图1中的实施例中,所述开关元件34是具有棘轮爪36的、机械的开关。在操纵所述开关元件34时,通过在机械上闭合的触头来引起给所述驱动单元12及电子装置30的通电。
[0023]一种最佳的、在对于所述手持式工具机10的操纵的方面的设计方案正如在图2中示出的那样通过以下方式来实现:最佳地选择了所述手持式工具机10的重量相对于所述额定功率的比例。在图2中关于所述额定功率示出了所述手持式工具机10的重量。所述手持式工具机10的重量从该手持式工具机20的、所有组件的总重中产生。没有考虑到电源连接导线38的重量,也没有考虑到加工工具28、防护罩、可能装入的附加手柄和/或其它附件的重量,如果存在这些部件的话。在此,从所述额定功率相对于在所述主轴28上的所输出的功率的商数中以百分比%来算出所述效率。如果所述手持式工具机10的重量在相对于所述额定功率的比例中太大,那么所述手持式工具机10握在操作者的手中就比较重。后果是,操作者快速疲劳。所述手持式工具机10的重量Mhwzm相对于其额定功率Pn的最佳比例也取决于功率范围,在该功率范围内安排了(ansiedeln)所述手持式工具机10。对于1200W之内的额定功率来说,所述手持式工具机10的重量Mhwzm相对于其额定功率Pn的最佳比例为最大0.75g/W*PN+1200g。对于超过1200W的额定功率来说,所述手持式工具机10的重量相对于其额定功率的最佳比例最大为2. 2g/W*PN-540g。对于所有在所说明的比例之上的比例来说,所述手持式工具机10都变得太重,并且由此变得太不便于使用。
[0024]图3示出了另一种优选的、在对于所述手持式工具机10的操纵的方面的设计方案。关于额定功率示出了所述电子换向的电动机22的重量。在此清楚地看出,所述电子换向的电动机22的重量Mekm相对于所述额定功率P N处于最佳的比例中。
[0025]一般来说,对于电子换向的电动机来说,转子40包括一具有永久磁体的转子叠片41。固定的定子44包括多个线圈,所述线圈由所述电子装置30在时间上错开地操控,用于产生一种旋转场。所述旋转场在所述转子40上引起了转矩,所述转子40通过所述永久磁体持久地受到了激励。所述转子40以能够旋转的方式布置在所述定子44中。所述转子叠片41被安置在转子轴42上。
[0026]所述电子换向的电动机22的重量Mekm从以下组件的重量中产生,其中可能存在偏差:
?具有转子轴42、绕组(如果所述转子40承载着绕组的话)、永久磁体(如果所述转子40承载着永久磁体的话)以及绝缘材料的转子40 ;
?转子轴42的支承结构;
?具有绕组(如果所述定子44承载着绕组的话)和绝缘材料的定子44 ;
?壳体件,该壳体件对于内装式电动机来说容纳着转子40和定子44,但是在分开安装转子40和定子44时,不计入所述电子换向的电动机22的重量。
[0027]事实已经表明,由于所述电动机的大小、重量和重心而仅仅获得一种得到平衡的手持式工具机10,如果对于600W以内的额定功率来说所述电子换向的电动机22的重量Mekm相对于所述额定功率的比例处于O. 4g/ff与O. 8g/ff之间。超过O. 8g/ff的数值的比例在所述电子换向的电动机22的重量方面是不利的。这对于下述的功率范围来说太大了 :在这种功率范围内安排了所述手持式工具机10。随着所述电动机的重量,所述手持式工具机10的重量也变大。由此所述手持式工具机10变重、不便于使用并且对使用者不友好。因为所述容纳着电子换向的电动机22的电动机壳体16构成了所述手柄24,所以所述电子换向的电动机22的重量落在操作者的手里。所述电子换向的电动机22的重量越高,在操作者手中的手持式工具机10就越重。所述重量相对于所述额定功率的最佳值在此也在对于手持式工具机10的符合人体工程学的操纵方面是有利的。对于大于600W的额定功率来说,所述电子换向的电动机22的重量Mekm相对于所述额定功率的最佳比例在O. 15g/W*PN+150g与O. 3g/W*PN+300g 之间。
[0028]所述手持式工具机10的另一种在人体工程学上较好的设计方案通过以下方式来实现:所述电子装置30的体积相对于所述电子换向的电动机22的体积的比例得到了优化。“所述电子装置30的体积”应该是指一种物体的体积,所述物体包围着所述电子装置30的所有组件。所述电子装置30通常包括线圈46、电容器48和功率终级50。所述容纳着电子装置30的物体的体积相应于在所述手持式工具机10中的结构空间。所述电子换向的电动机22的体积相应于一种包容体的体积,所述包容体包围着所述转子叠片41和所述定子44的板叠。所述电子装置30的体积相对于所述电子换向的电动机22的体积的最佳比例至少为O. 7,但是最大为I. 6。这一点尤其是适用的,如果所述手持式工具机10在与竞争对手进行的比较中考虑到其大小并且由人体工程学上的预先规定看来只能有限地提供结构空间的话。
[0029]对于比I. 6大的比例来说,所述电子装置30的体积相对于所述电子换向的电动机22的体积太大。所述电子换向的电动机22在相对于所述电子装置30的比例中太小,并且由此可能仅仅将一种有限的转矩输出给所述转子轴42。这会引起以下后果:会将一种有限的功率输出给所述主轴26。对于比O. 7小的比例来说,所述电子装置30对于所述电子换向的电动机22来说会变得太小,以至于不能向其提供足够的电流。也就是说,在给定的结构尺寸的情况下,所述手持式工具机10的效率不足。处于O. 7与I. 6之间的比例为最佳。所述电子装置30可以向所述电子换向的电动机22提供足够的电流/功率,并且相对于所述电子装置30最佳地设计了所述电子换向的电动机22的尺寸。
[0030]本发明以以下进一步的认识为基础:所述电子换向的电动机22的体积的、最佳的设计方案不仅仅取决于所述电子装置30的体积,而且也取决于所述电子换向的电动机22的体积相对于所述手持式工具机10的额定功率的比例。所述电子换向的电动机22的体积相对于所述手持式工具机10的额定功率的比例应该最大为100mm3/W。如果所述电子换向的电动机22的体积在相对于所述手持式工具机10的额定功率的比例中太
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