[发明专利]用于动力工具的冷却装置和方法

说明书

一种动力工具(500)，其具有冷却装置，所述冷却装置包括冷却动力工具的电动马达单元(510)的热管(520)。所述热管填充有工作流体，该工作流体在液相与气相之间转换，用于将热能传输离开马达单元(510)。热管的第一端(521)定位成与电动马达单元(510)热接触并从所述马达单元收集热量。然后将热量传输到热管的第二端(522)，该第二端(522)与冷却装置(530)热接触，所述冷却装置(530)布置成通过环境空气冷却，典型地为借助于风扇(532)。

技术领域

本发明涉及一种具有冷却装置的电动动力工具，所述冷却装置用于冷却工具的电动马达。

背景技术

在包括电动马达单元的动力工具中，例如紧固工具，例如为不连续的驱动工具或脉冲工具，在电动马达单元中产生热能，即热量。图1示意性地显示这样的动力工具100的示例。动力工具100包括本体/壳体101以及输出轴102。电动马达单元用于驱动输出轴102。输出轴102设置为围绕旋转轴线旋转。电动马达通常由电池104驱动，但是也能由其它电源驱动，例如提供电力的电缆。如图1中所示，电池能够安装于动力工具的手柄103上，但是也能够安装于动力工具100的其它部件上。在动力工具100的壳体101之内设置有电动马达和齿轮传动装置。

常规的电动马达单元包括定子和转子；所述定子布置成与工具100的壳体101形成固定关系；所述转子布置成围绕旋转轴线相对于定子旋转，该旋转轴线优选地与输出轴102的旋转轴线是共用的。通过定子与转子之间的感应磁场而使转子相对于定子旋转。磁场可以由布置在定子和/或转子上的绕组中流通的电流感应生成。在电动马达的常用配置中，定子包括绕组，而转子是永磁体。

当电动马达单元被致动以使转子旋转时，在电动马达单元中产生为热量形式的热能。动力工具通常需要较大的电流，在短时间内产生高功率，以驱动工具的轴102旋转，即用于驱动转子旋转，并提供足够的扭矩。例如，不连续的驱动工具可以例如在有限的时间段内(例如，在紧固螺母等时)消耗1000W。

电动马达单元的部件(即定子、转子和绕组)对过热敏感。过热可能缩短马达部件的使用寿命。根据定子的材料和配置，通常在超过约80℃-140℃的温度下可认为对定子是过热的。如果定子反复地暴露于这样的温度，那么其性能将会下降且其使用寿命时间将大大缩短。因此，工具必须在使用之后和/或之间休息和冷却，或者应该对电动马达单元主动且连续地冷却以防止过热。通常，工具要求并且需要高生产率，使得可以执行大量连续动作，例如，紧固或松开操作。因此，需要对电动马达进行冷却。

现有技术解决方案中提供的冷却效果通常是不充分的。作为示例，已经使用一个或更多个风扇来提供经过电动马达单元的空气流。这种风扇通常可以布置成吹送和/或吸入空气以经过定子、转子和/或绕组以从电动马达单元引出热能。然而，这些现有技术的解决方案提供较差的冷却效果，这可能无法防止随时间发生的过热并由此导致工具的生产率降低。

特别地，对于封装的电动马达单元和具有位于转子内部的定子的电动马达单元，现有技术的解决方案导致非常差的冷却性能，这是因为使用空气流对于引导这种电动马达单元的热能是低效的。因此，造成了工具的不可接受的低生产率。封装的马达单元对于在脏乱的环境中使用的工具是常见的。

在EP2754535A2中公开一种空气冷却手持工具的示例，其中设置有单独的风扇以独立于所述马达的操作而冷却马达。即使使用风扇，在连续操作期间冷却效果也会随着时间而不能充分冷却手持工具。

由DE4230379已知另一种装置，其中热管布置在动力工具的电动马达的转子内。此外，在转子上设置风扇，以便既冷却热管又为转子的绕组提供空气冷却。热管提供有效的冷却，但是DE4230379的装置适用于具有同轴地布置在管形定子内的转子的特定实施方案。例如，电绕组布置在转子上，并且布置滑环以向转子提供电能。