CN101181783B

CN101181783B - 锤钻

Info

Publication number: CN101181783B
Application number: CN2007101881393A
Authority: CN
Inventors: R·沃格勒; R·孔普弗
Original assignee: AEG Electric Tools GmbH
Current assignee: Techtronic Industries GmbH
Priority date: 2006-11-17
Filing date: 2007-11-12
Publication date: 2010-09-29
Anticipated expiration: 2027-11-12
Also published as: US20080115952A1; US7661485B2; CN101181783A; DE102006054288A1; EP1923176A1; DE502007001531D1; EP1923176B1

Abstract

本发明涉及一种锤钻，它具有驱动马达尤其是驱动电动机(1)、由该驱动电动机(1)驱动旋转的刀具主轴(2)、以及锤击机构(3)。该刀具主轴(2)和该锤击机构(3)分别借助一个单级传动装置(4，5)直接被该驱动电动机(1)的电动机轴(6)驱动。

Description

锤钻

技术领域

本发明涉及手动工具，尤其是锤钻，它具有驱动电动机、由驱动电动机驱动旋转的刀具主轴、以及锤击机构。

背景技术

按照已知的构造形式，用于手动作业的锤钻具有驱动马达、由驱动马达驱动旋转的刀具主轴、以及锤(冲)击机构。装夹在夹头中的钻头通过刀具主轴被驱动旋转。也驱动刀具主轴的驱动马达还操纵锤击机构，该锤击机构对钻头施加轴向冲(锤)击。当在岩石或类似材料中钻凿时，钻头在其旋转运动和轴向冲击的同时作用下钻孔。

为了产生旋转带冲击的运动，在现有技术的锤钻中，平行于刀具主轴地设有附加轴。刀具主轴通过两级传动装置被驱动马达驱动。驱动马达通过第一传动级驱动附加轴，该附加轴又通过第二传动级驱动刀具主轴。该中介的附加轴还用作锤击机构的驱动机构。

这两个轴即刀具主轴和锤击机构驱动轴的平行布置要求相应的安装空间。两级传动装置同样有这样的要求。因而，这种配置结构体积庞大、笨重并且费用高昂。

发明内容

本发明的任务是如此改进上述类型的锤钻，即它的结构体积被缩小。

为了完成上述任务，本发明提出一种锤钻，它具有驱动电动机、由该驱动电动机驱动旋转的刀具主轴、以及锤击机构，其特征是，该刀具主轴和该锤击机构分别借助一个单级传动装置直接被该驱动电动机的电动机轴驱动。本发明提议，锤击机构和刀具主轴分别借助一个单级传动装置直接被驱动电动机的电动机轴驱动。这种配置可以无间隙、结构紧凑、重量轻且成本低地制造。刀具主轴的从动齿轮接近刀具主轴的夹固端，甚至就在夹固端上。可以省掉中间轴，因而能比较细长地形成刀具附近区域内的传动装置壳体。这使得在空间狭小条件下的作业变得简单。在减少零件并且尤其减轻重量的情况下，锤钻重心更加移近向把手，这改善了作业时的人机工程学。

在优选的改进方案中，电动机轴的电动机轴线以及刀具主轴的主轴轴线以相互成一定角度的方式布置，在这里，该角度介于60度至120度的范围内(包括两个端点值)，尤其约等于90度，而且在电动机轴和刀具主轴之间的单级传动装置是圆锥齿轮传动机构，该圆锥齿轮传动机构由电动机轴的主动小齿轮和刀具主轴的、与该主动小齿轮啮合的盘形齿轮构成。

电动机轴线和主轴轴线相互成一定角度的布置允许获得短小的构造。在包括主动小齿轮和盘形齿轮的圆锥齿轮传动机构中，借助只是单级的传动就能将驱动电动机的转速充分降低到所期望的刀具主轴转速。

主动小齿轮和盘形齿轮可以具有适当的锥形。电动机轴的主动小齿轮优选具有圆柱齿，而盘形齿轮以冠状齿轮的形式构成。可以成本低廉地制成主动小齿轮的尤其呈直齿形的圆柱齿。尽管盘形齿轮以相对主动小齿轮成一定角度的方式布置，但盘形齿轮呈冠状齿轮的设计导致了相互咬合的齿工整且几乎没有摩擦地啮合。同时，在主动小齿轮上形成圆柱齿，这允许借助同一个主动小齿轮来附加驱动锤击机构。

在一个优选实施例中，锤击机构的旋转轴线基本上平行于电动机轴线，在电动机轴和锤击机构之间的单级传动装置通过圆柱齿轮传动机构构成。电动机轴的主动小齿轮适当地以圆柱齿不仅与刀具主轴的冠状齿轮啮合，而且与锤击机构的圆柱齿轮啮合。在电动机轴上或在电动机轴的主动小齿轮上，只安置唯一一个齿。这种配置结构省地而且成本低。

在优选的改进方案中，电动机轴的主动小齿轮就其轴向而言在相同高度上与刀具主轴的冠状齿轮以及与锤击机构的圆柱齿轮相啮合。尤其是，主动小齿轮与刀具主轴的冠状齿轮相啮合的啮合点以及主动小齿轮与锤击机构的圆柱齿轮相啮合的啮合点就电动机轴的轴向而言是径向对置的。作用于主动小齿轮上的、由盘形齿轮和对置的圆柱齿轮带来的载荷以对称的方式基本上没有偏心地作用于电动机轴。传动装置和电动机支承遇到较小载荷，因而能够相应小而轻地并且低成本地确定尺寸。

在一个适当的实施例中，驱动电动机、刀具主轴和锤击机构安置在两个由塑料制成的壳套之间，电动机轴的至少一个轴承和锤击机构的至少一个轴承被保持在一个共同的由轻合金构成的轴承座板中，该轴承座板被固定在上述两个壳套之间。这个共同的轴承座板产生了更高的支撑刚性，进而产生了更高的各构件相互对准的精度。尤其是，电动机轴和直接由电动机轴驱动的锤击机构的相互对准的精度得到改善。为了获得紧凑结构，可以缩小电动机轴和锤击机构之间的轴间距。此外，所需的支撑刚性只通过轴承座板获得，因而对于传动装置壳体来说，可以采用比较柔软的、抗冲击的塑料。轴承座板可以与其余构件如电动机电枢、刀具主轴、锤击机构、电气部件等一起被置入塑料壳套中并以形状配合或夹持的方式被固定在两个壳套之间。组装是简单且成本低廉的。组装不合格品减少。锤钻的使用寿命延长。

附图说明

以下，结合附图来详细说明本发明的实施例，其中：

图1是按照本发明构成的锤钻的纵截面图，在此概括示出了驱动马达、刀具主轴和锤击机构的相对配置；

图2是图1所示配置的、在刀具主轴和锤击机构的驱动装置区域内的局部放大图，在此示出了各自为之设置的单级传动装置。

具体实施方式

图1表示按照本发明构成的锤钻的纵截面图。锤钻具有驱动电动机1、被驱动电动机1驱动旋转的刀具主轴2以及锤击机构3。驱动电动机1以电源电压供电。用蓄电池等工作也可能是适当的。代替驱动电动机1，也可以采用内燃机。

锤钻如图所示地处于其通常的工作位置，在此工作位置上，使用者手持操控锤钻。在这种情况下，主轴轴线8大致处于水平状态，而驱动电动机1的电动机轴6的电动机轴线7是大致竖直的。在所示的实施例中，电动机轴线7和主轴轴线8相互成90度的角度α。角度α优选介于60度至120度的范围内(包括两个端点值)。

刀具主轴2通过一个单级传动装置4直接被驱动电动机1的电动机轴6驱动。为此，与电动机轴6成一体地形成主动小齿轮9，而盘形齿轮10与旋转支撑的刀具主轴2在刀具主轴的夹固端上或紧挨着该夹固端以抗旋转方式相互连接。主动小齿轮9和盘形齿轮10共同构成呈圆锥齿轮传动机构形式的单级减速器，其中电动机轴6的主动小齿轮9与刀具主轴10的盘形齿轮10直接啮合。电动机轴6的旋转借助单级传动装置4驱动刀具主轴2绕主轴轴线8旋转。单级传动装置4是减速器，在这里，驱动电动机1的工作转速被降低至刀具主轴2的低转速。

在刀具主轴2的自由工作端上安装有用于装夹未示出的钻头的夹头27。夹头27以抗旋转方式与刀具主轴2相连接并且将刀具主轴2的旋转运动传递给装夹上的钻头。

除了传动装置4外，还设有另一个单级传动装置5，借助这个单级传动装置5，锤击机构3直接被驱动电动机1的电动机轴6驱动。为此，锤击机构3具有偏心轮22，在该偏心轮上形成有圆柱齿轮14，该圆柱齿轮直接与电动机轴6的主动小齿轮9啮合。在电动机轴6和锤击机构3之间的单级传动装置5是圆柱齿轮减速传动机构，它由主动小齿轮9和圆柱齿轮14构成。

刀具主轴2呈空心管形状，在该空心管中，在主轴轴线8的方向上可纵向移动地在夹头27的下游装入撞杆26和锤砧25以及压缩活塞24。锤击机构3是气动锤(冲)击件，其中压缩活塞24借助连杆23并通过被驱动旋转的偏心轮22在主轴轴线8的方向上进行往复运动。通过在空心的刀具主轴中的空气垫，这种往复运动被传递给锤砧25，该锤砧在撞击撞杆26时将其冲击动能通过撞杆26传递给装夹上的未示出的钻头。钻头的冲击运动和旋转运动通过这两个单级传动装置4和5直接由驱动电动机1的共同的主动小齿轮9产生。

图2表示图1所示配置的、在两个传动装置4和5的区域内的局部放大图。可以看到，主动小齿轮9具有一直延续到自由端的圆柱齿11，在所示实施例中，该圆柱齿呈直齿形状。螺旋形斜齿也可能是适当的。刀具主轴2的盘形齿轮10以冠状齿轮13的形式构成，该冠状齿轮的齿在啮合点15与圆柱齿11相啮合。或者，主动小齿轮9在啮合点15的区域内呈锥齿轮形状，这也可能是适当的，此时，盘形齿轮10适当地呈锥齿轮形状。啮合点15位于电动机轴6的朝向夹头27(图1)的那侧。

圆柱齿轮14在其周面上具有未详细示出的直齿，该直齿在啮合点16与主动小齿轮9的圆柱齿11相啮合。圆柱齿轮14的直径和齿数等于主动小齿轮9的多倍，因而传动装置5是减速传动机构，其中驱动电动机1的工作转速被降低到锤击机构3的低工作转速。

锤击机构3连同其偏心轮22和一体形成在偏心轮上的圆柱齿轮14一起如此安置在电动机轴6的远离夹头27(图1)的那侧，即啮合点16就电动机轴线7的轴向而言处于与传动装置4的啮合点15一样的高度上。这两个单级传动装置4和5的两个啮合点15和16相对电动机轴线7是相互对置的。圆柱齿11此时不仅在啮合点15与冠转齿轮13相啮合，而且在啮合点16与圆柱齿轮14相啮合。

这样的实施形式也可能是有利的，主动小齿轮9在下部区域内具有圆柱齿11，在靠近自由端的上部区域内具有锥齿。于是在此情况下，呈锥齿轮形式的盘形齿轮10的啮合点15位于圆柱齿轮14的啮合点16的上方。

在偏心轮22上一体形成有套筒30，偏心轮22依靠该套筒在形成轴承20的情况下旋转支撑在轴颈29上。轴颈29的中心轴线构成锤击机构3的旋转轴线12，该旋转轴线平行于电动机轴6的电动机轴线7。在偏心轮22上装有示意表示的曲柄销32，该曲柄销插入连杆23的连杆孔31中。当驱动电动机驱动偏心轮22绕旋转轴线12旋转时，曲柄销32如箭头33所示完成圆形轨迹。就主轴轴线8的轴向而言，连杆孔31经历了在两个用31’和31”表示的终点位置之间的往复运动。这种往复运动将通过连杆23被传递给压缩活塞24，压缩活塞执行相应的往复轴向运动并且传递给锤砧25(图1)。

由驱动电动机1、刀具主轴2、锤击机构3和其它未详细示出的构件组成的整个组件被安置在机器壳体中，该机器壳体包括两个由塑料构成的壳套17和18。为了一目了然起见，只示出一个被打开的壳套17的局部，而与壳套17基本对称地构成的另一个壳套18封装该组件。在两个壳套17和18的组装状态下，在两个壳套之间以形状配合方式或夹持方式固定一个示意表示的、由金属优选由轻合金且特别是由铝制成的轴承座板21。呈电动机1形式的驱动马达在其电动机轴6上具有电枢35，在电枢的朝向传动装置4和5的端面上，可一起转动地固定有风机叶轮34。轴承座板21安置在风机叶轮34的朝向传动装置4、5的那侧。

在轴承座板21上装有锤击机构3的轴承20的轴颈29。此外，呈滚动轴承形式且用于支撑电动机轴6的轴承19设置在主动小齿轮9附近，该轴承也被保持在轴承座板中。用轻合金构成轴承座板21保证了在相互径向距离小的情况下能承载且位置准确地相对固定轴承19和20。以下措施也可能是适当的，刀具主轴2的靠近传动装置的轴承和/或冠状齿轮13的轴向挡肩被固定在轴承座板21上。

Claims

1.一种锤钻，具有驱动电动机(1)、由该驱动电动机(1)驱动旋转的刀具主轴(2)、以及锤击机构(3)，其中该刀具主轴(2)和该锤击机构(3)分别借助一个单级传动装置(4，5)直接被该驱动电动机(1)的电动机轴(6)驱动，其特征在于，在该电动机轴(6)和该刀具主轴(2)之间的单级传动装置(4)是圆锥齿轮传动机构，该圆锥齿轮传动机构由该电动机轴(6)的、带圆柱齿(11)的主动小齿轮(9)和该刀具主轴(2)的、与该主动小齿轮(9)相啮合的冠状齿轮(13)构成，该锤击机构(3)的旋转轴线(12)基本上平行于电动机轴线(7)，在该电动机轴(6)和该锤击机构(3)之间的单级传动装置(5)由圆柱齿轮传动机构构成，以及所述电动机轴(6)的主动小齿轮(9)以圆柱齿(11)不仅与该刀具主轴(2)的冠状齿轮(13)相啮合，而且与该锤击机构(3)的圆柱齿轮(14)相啮合。

2.根据权利要求1所述的锤钻，其特征在于，该电动机轴(6)的电动机轴线(7)和该刀具主轴(2)的主轴轴线(8)按照相互成一定角度(α)的方式布置，该角度(α)介于60度至120度的范围内。

3.根据权利要求1或2所述的锤钻，其特征在于，该电动机轴(6)的主动小齿轮(9)的圆柱齿(11)是直齿。

4.根据权利要求1或2所述的锤钻，其特征在于，该电动机轴(6)的主动小齿轮(9)就该电动机轴的轴向而言在相同高度上与该刀具主轴(2)的冠状齿轮(13)以及与该锤击机构(3)的圆柱齿轮(14)相啮合。

5.根据权利要求1或2所述的锤钻，其特征在于，该主动小齿轮(9)与该刀具主轴(2)的冠状齿轮(13)以及与该锤击机构(3)的圆柱齿轮(14)相啮合的啮合点(15，16)就该电动机轴(6)的轴向而言是径向对置的。

6.根据权利要求1或2所述的锤钻，其特征在于，该驱动电动机(1)、该刀具主轴(2)和该锤击机构(3)安置在由塑料制成的两个壳套(17，18)之间，该电动机轴(6)的至少一个轴承(19)和该锤击机构(3)的至少一个轴承(20)被保持在一个共同的由轻合金制成的轴承座板(21)中，该轴承座板(21)被固定在所述两个壳套(17，18)之间。

7.根据权利要求1或2所述的锤钻，其特征在于，该锤击机构(3)是气动锤击件，它包括通过偏心轮(22)和连杆(23)被驱动的压缩活塞(24)。

8.根据权利要求2所述的锤钻，其特征在于，该电动机轴线(7)和该主轴轴线(8)相互所成的该角度(α)为90度。