CN101176970A - 具有自动平衡装置的工具机和工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种工具机(1)和一种工具(2)。本发明提出，工具机(1)或者工具(2)具有一自动的平衡装置(4)，该平衡装置具有一相对于工具机(1)的轴(3)可在所有径向方向和在圆周方向上运动地设置的以及通过轴(3)的旋转可被置成旋转的第一平衡质量(5)，该第一平衡质量在旋转时将一力沿径向方向施加到轴(3)上。

Description

具有自动平衡装置的工具机和工具

技术领域

本发明涉及一种工具机、优选一种电动工具机，用于旋转地驱动一种优选盘形的工具例如角磨机、抛光机或圆锯。另外本发明还涉及一种用于工具机的工具、优选一种盘形工具。

背景技术

在用工具机、尤其是用电动手持式工具机工作时产生强烈程度或大或小的振动。这种振动由工具机或者工具的以较高转速旋转的质量的不平衡产生。如今采用的盘形工具例如磨削盘、粗加工盘或者抛光盘具有由过程引起的相当大的不平衡或者不平衡的高度分散并且从而在高的转速时引起工具机的强烈振动。这种振动经由把手传递给操作者并且在用该工具机长时间工作的情况下甚至会导致损害健康并且因此在标准规程和工作规程中设有临界值。对于最大许可的不平衡物的通过标准化许可的临界值是过高的，以便满足操作者的提高的舒适要求。另外归因于不平衡的振动导致快速的疲倦以及尤其是驱动装置和工具机的轴承的提高的磨损。

理论上可考虑的是，所使用的工具或者工具机通过固定平衡重物或者通过局部的材料去除进行平衡。但是这种方式是费时费钱的。

发明内容

因此本发明的目的在于，提出一种工具机和一种工具，其中在低成本的情况下以简单的方式降低由不平衡导致的振动。

根据本发明，提出了一种工具机、尤其是电动工具机，具有一用于旋转驱动一工具的轴，其中，该工具机具有一自动的平衡装置，该平衡装置具有一相对于该轴可在所有径向方向和在圆周方向上运动地设置的以及通过该轴的旋转可被置成旋转的第一平衡质量，该第一平衡质量在旋转时将一力沿径向方向施加到轴上。

根据本发明，还提出了一种工具，它可设置在工具机、尤其是电动工具机的轴上，其中，该工具具有一自动的平衡装置，该平衡装置具有一相对于该轴可在所有径向方向和在圆周方向上运动地设置的以及通过该轴的旋转可被置成旋转的第一平衡质量，该第一平衡质量在旋转时将一力沿径向方向施加到轴上。

本发明的有利的进一步方案在其他描述中给出。此外，由至少两个在说明书、附图和/或其他申请文件中公开的特征的所有组合落在本发明的范围内。

本发明的构思在于，对工具机和/或直接对最好可在磨损之后更换的工具配置一个自动平衡装置。根据本发明，该自动平衡装置具有至少一个、最好至少两个平衡质量，所述平衡质量彼此无关地自由地绕工具机的轴(主轴)旋转并且可有限度地在所有径向方向上相对于该轴运动。在此，至少一个平衡质量必须这样设置，使得它通过轴的旋转同样被置成旋转。这例如可以通过所述至少一个平衡质量和一个与该轴无相对转动地连接的构件之间的(最好小的)摩擦来实现。通过所述至少一个平衡质量被置成旋转，一个离心力作用到该平衡质量上。这允许平衡质量的自动定向并且从而允许工具机和/或工具自动地进行平衡。

在本体旋转时如果其质量不是旋转对称地分布的话，或者换言之，如果旋转轴线不穿过轴的和/或工具的重心延伸(静态不平衡)或者轴的和/或工具机的主惯性轴线相对于旋转轴线(动态不平衡)倾斜的话，可称之为不平衡。加载离心力的所述至少一个平衡质量在此力求建立力的平衡，即补偿作用到轴上的由不平衡导致的剪力。所述至少一个平衡质量相对于旋转的轴和/或旋转的工具的重心这样定向，使得在轴上产生补偿力或平衡力，该补偿力或者平衡力反作用于轴上的作用在轴和/或工具的质心中的基于不平衡的力。在使用多个平衡质量时，它们通常彼此具有一个角度，即彼此沿不同的径向方向定向，使得建立合成的补偿力，该补偿力在方向上和量值上反作用于由不平衡导致的力。结果由轴、工具和平衡质量构成的总系统的质心向着给定旋转轴线、即轴的纵向中间轴线的方向移动，因此改变振动。

最好所述至少一个平衡质量、尤其是所有平衡质量这样设置在工具机、尤其是轴上或者设置在工具上，使得它们不能或者仅可有限地沿轴向方向移动。尤其是可通过在轴向方向上的一个可克服的(容易的)压紧力在轴或者工具与这个或这些平衡质量之间实现用于将平衡质量置成旋转必需的摩擦。

按本发明的一种优选的进一步方案提出，平衡质量构成为环形盘。所述环形盘设有一个最好处于中间的开口，该开口优选以有间隙地接收所述轴，使得沿所有径向方向的相对运动是可能的。在此，开口的圆周边缘同时限定平衡质量沿径向方向的最大偏移。也可使用一个实心盘作为平衡质量来代替环形盘，该实心盘不被轴穿过。但是在这种构型中必须保证，沿圆周方向的最大偏移例如通过(一个平衡质量壳体的)圆周壁来限定。该圆周壁在径向内部有径向间隙地接收所述盘，使得最好设置在工具端侧上的盘可在圆周壁内径向自由地运动。

附加地或者有选择地，所述至少一个平衡质量可以构成为液体量和/或颗粒量，其中液体量和/或颗粒量的最大的径向偏移同样必需被限定，其方式最好是将液体量和/或颗粒量设置在一个在轴旋转时被置成旋转的容器或者壳体内。在此为了保证沿所有径向方向的径向运动必须保证，容器的容积大于液体量和/或颗粒量的容积。

附加地或者有选择地，所述至少一个平衡质量构成为球，所述球沿所有径向方向可运动地设置，其方式例如是将球接收在保持架或者容器内，该保持架或者容器同时在轴旋转时限定球的最大的径向偏移。优选在这种保持架或者容器内容纳至少两个球，该保持架或容器例如可以直接连接在轴上或者与轴无相对转动地连接的构件上或者工具上。

在自动平衡装置设置在工具机上的情况下，平衡装置例如可以直接设置在轴上，或者也可以集成到轴内。附加地或者有选择地，也可考虑的是，一个平衡装置设置在用于固定工具的固定法兰上和/或设置在一个固定螺母上或者该固定螺母内。

在所述至少一个可沿所有径向方向移动的平衡质量设置在工具上的情况下，该平衡质量最好设置在工具的至少一个端侧上，其中所述至少一个平衡质量沿旋转方向和径向方向相对于工具可运动地设置，所述工具可借助于工具机的轴置成旋转。在此，最好平衡质量沿轴向方向的运动自由度至少是受限制的。

另外，本发明还涉及至少一个用于工具机或者工具的作为自动平衡装置的平衡质量的应用。

附图说明

由优选实施例的下述说明以及根据附图得出本发明的其他的优点、特征和细节，其中：

图1示出一个装配有工具的工具机的轴以及一个自动的平衡装置的示意图，该平衡装置具有两个设置在工具的侧部的环形盘，

图2示出有选择的平衡装置的示意图，其中两个环盘形的平衡质量彼此紧邻地设置在工具的背离轴的自由端的端侧上，

图3示出自动平衡装置的有选择的实施形式的示意图，与图2中示出的实施形式类似，其中平衡质量设置在工具的向着轴的自由端的端侧上，

图4示出自动平衡装置的有选择的实施形式的示意图，其中平衡质量构成为球，

图5示出自动平衡装置的另一实施形式的示意图，其中唯一的平衡质量构成为液体量，

图6示出自动平衡装置的有选择的实施形式的示意图，其中平衡装置直接设置在轴上，

图7示出有选择的平衡装置的示意图，其中平衡装置集成到用于固定工具的夹紧螺母内，

图8示出平衡装置的另一实施形式的示意图，其中自动平衡装置集成在用于固定工具的固定法兰内，

图9示出自动平衡装置的另一实施形式的示意图，其中在用于固定工具的固定法兰和固定螺母内分别设置了一个环盘形的平衡质量。

具体实施方式

在附图中相同的构件和具有相同功能的构件设有相同的附图标记。

在所有附图中剖视地示出一个作为工具机1的角磨机，它具有一个构造为磨削盘的工具2。为了清楚起见，未示出轴的电驱动装置。

工具2无相对转动地设置在一个可旋转的轴3(主轴)上。在此在图1中为了清楚起见未示出为此设置的固定机构。具有一第一平衡质量5和一第二平衡质量6的自动平衡装置4是工具2的一部分。两个平衡质量5、6分别设有一个中间的圆形开口7、8，所述圆形开口被轴3以大的径向间隙穿过。平衡装置4的套管形的套筒(Nabe)9无相对转动地配合在轴3上，在平衡质量5、6旋转时，相应的离心力直接作用到该平衡装置上，该离心力被直接传递到轴3上。

两个平衡质量5、6向着工具2的两个端侧10、11设置并且直接靠触在该工具上。为了防止平衡质量5、6的径向移动，构造有与套筒9一体构成的限制盘12、13，使得每个平衡质量5、6被接收在工具2的一个端侧10、11与一个轴向对置的限制盘12、13之间。在平衡质量5、6与在轴向方向上邻近的构件之间存在一个小的摩擦接触，因此平衡质量5、6在轴3旋转时同样被置成旋转。由此平衡质量5、6径向向外运动并且在中心以其开口7、8的圆周边缘直接靠触在套筒9上并且沿径向方向将力施加到该套筒上。由此导致的补偿力反作用于由工具2中的不平衡物14引起的、作用到轴3上的力，因此总系统的质心至少近似地与轴3的旋转轴线重合、也即移动并且因此减少振动。换言之，平衡质量5、6是旋转的总系统的一部分，该总系统的质心通过平衡质量5、6的定位来移动。

在图2的实施例中，平衡质量5、6与工具2的背离轴3自由端的端侧10紧邻地设置。平衡质量5、6沿轴向方向的运动通过限制盘12以及工具2的端侧10阻止，该工具又用端侧11靠触在外部的限制盘13上。在本实施例中，由于套筒9被大间隙地接收在平衡质量5、6的开口7、8中，因此平衡质量5、6可相对于轴3沿径向方向以及沿旋转方向或者说圆周方向运动。

图3的实施例基本上相应于图2的实施例，唯一的区别在于：两个平衡质量5、6设置在工具2的向着被电机驱动的轴3自由端的端侧11上，其中，外部的平衡质量5靠触在外部的限制盘13上并且内部的平衡质量6靠触在工具2的端侧11上。

在图4的实施例中，自动的平衡装置4也是可更换的工具2的一部分，其中，平衡质量5、6、15、16不是被构造为环形盘，而是被构造为球，所述球容纳在一个具有外部的圆周壁18的圆柱形保持架(Kfig)17中。外部的圆周壁18限定平衡质量5、6、15、16沿径向方向的运动。这些球形的平衡质量5、6、15、16可在保持架17的内部自由运动。保持架17被轴3和套筒9穿过。在整个系统旋转时，这些球形的平衡质量5、6、15、16靠触在圆周壁18上并且反作用于由不平衡造成的剪力。

图5实施例的基本结构相应于图4的实施例，但是在环形的保持架17的内部设置一种构成为液体量的平衡质量5来取代球形的平衡质量5、6、15、16，其体积小于保持架17的容积。图5实施例中的保持架17的容积小于图4实施例中的保持架的容积，这通过一个中心的填充环19实现。

在图6的实施例中，自动平衡装置4不是工具2的一部分而是工具机1的一部分。自动平衡装置4具有两个圆形的平衡质量5、6，它们分别具有一个中心的圆形开口7、8，轴3以径向间隙接收在该开口内。平衡质量5、6又设置在一个与轴3无相对转动地连接的保护壳体20内。保护壳体20直接靠触在用于固定工具2的固定法兰21上。一个用于将工具2固定在固定法兰21上的夹紧螺母22设置在工具2的与固定法兰21相反的端侧11上。如由图6可见的那样，保护壳体20用于限制平衡质量5、6沿轴向方向的运动，其中，微小的轴向运动是可能的。只要这些平衡质量5、6之一靠触在保护壳体20的径向壁上，则它在所述轴旋转时也被置成旋转并且因此径向向外压。

在图7的实施例中，自动的平衡装置也是工具机1的一部分。两个盘形的平衡质量5、6被接收在夹紧螺母22的内部并且在轴向方向上由该螺母固定。

图8的实施例基本上相应于图7的实施例，但是其中平衡装置4是集成在固定法兰21中的。

在图9的实施例中，盘形的平衡质量5、6分布在夹紧螺母22和固定法兰21上，因此它们俩是自动的平衡装置4的一部分。

Claims (10)

1.一种工具机(1)、尤其是电动工具机，具有一用于旋转驱动一工具(2)的轴(3)，其特征在于：该工具机(1)具有一自动的平衡装置(4)，该平衡装置具有一相对于该轴(3)可在所有径向方向和在圆周方向上运动地设置的以及通过该轴的旋转可被置成旋转的第一平衡质量(5、6、15、16)，该第一平衡质量在旋转时将一力沿径向方向施加到该轴(3)上。

2.一种工具，它可设置在工具机、尤其是电动工具机的轴上，其特征在于：该工具(2)具有一自动的平衡装置(4)，该平衡装置具有一相对于该轴(3)可在所有径向方向和在圆周方向上运动地设置的以及通过该轴的旋转可被置成旋转的第一平衡质量(5、6、15、16)，该第一平衡质量在旋转时将一力沿径向方向施加到该轴(3)上。

3.按上述权利要求任一项所述的工具机或者工具，其特征在于：设置有至少一个相对于该轴(3)可在所有径向方向和在圆周方向上运动的第二平衡质量(5、6、15、16)，该第二平衡质量在旋转时将一力沿径向方向施加到该轴(3)上。

4.按上述权利要求任一项所述的工具机或者工具，其特征在于：设置有用于防止平衡装置(4)轴向移动的固定机构(12、13)。

5.按上述权利要求任一项所述的工具机或者工具，其特征在于：所述第一和/或第二平衡质量(5、6、15、16)被构造为环形盘。

6.按上述权利要求任一项所述的工具机或者工具，其特征在于：设置有容纳在至少一个容器(17)内的液体量和/或颗粒量作为平衡质量(5、6、15、16)，其中该容器(17)的容积大于该液体量和/或颗粒量的体积。

7.按上述权利要求任一项所述的工具机或者工具，其特征在于：所述第一和/或第二平衡质量(5、6、15、16)被构造为球。

8.按权利要求1所述的工具机，其特征在于：该平衡装置(4)直接设置在轴(3)上。

9.按权利要求1所述的工具机，其特征在于：该平衡装置(4)是工具固定法兰(21)和/或固定螺母(22)的部分。

10.一个第一和/或至少一个第二平衡质量(5、6、15、16)作为工具机(1)的平衡装置(4)和/或用于工具机(1)的工具(2)的平衡装置(4)的应用，其中所述平衡质量(5、6、15、16)相对于工具机(1)的轴(3)在所有径向方向上设置。

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