CN101347936B - 动力驱动手持设备 - Google Patents

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Abstract

一种动力驱动手持设备，包括驱动轴(12)以驱动工具(62)绕其纵向轴线(13)振动，该工具(62)可被锁定元件(48)固定到驱动轴的保持部分(19)，该设备还包括使锁定元件(48)在释放位置和夹紧位置之间移动的移动装置(25)，在释放位置处锁定元件可从驱动轴上释放，在夹紧位置处锁定元件被弹簧元件(58)夹持在保持部分(19)上，该锁定元件包括适合于插入该锁定元件的夹持轴(49)，该锁定元件轴向地固定在驱动轴(12)内用于把工具夹持在锁定位置，并且该锁定元件在释放位置时能够被拆卸。设置弹簧卡盘(66)用于夹持工具(62)，弹簧卡盘通过夹紧位置的锁定元件被夹持在保持部分(19)上，并且和保持部分以外形锁止接合方式连接在一起。

Description

动力驱动手持设备
技术领域
本发明涉及到一种动力驱动的手持设备，该设备包括马达控制的驱动轴，该驱动轴适合于驱动被锁定元件固定在其保持部分上的工具。该手持设备包括移动装置使锁定元件在释放位置和夹紧位置之间移动，在所述释放位置处锁定元件可从驱动轴上释放，在所述夹紧位置处锁定元件被弹簧元件夹持在保持部分上，该锁定元件包括适合于插入该锁定元件的夹持轴，在夹紧位置时沿轴向方向固定在驱动轴上以夹持工具，并且在释放位置时可以被拆卸。
背景技术
一种类似的动力驱动手持设备可以从专利WO 2005/102605A1中获得。
就该已知的手持设备而言，锁定元件能穿过工具的装配口插入驱动轴，并被固定在其上，从而以外形锁止接合的方式把工具固定在驱动轴的保持部分上。
该种夹持装置在许多应用场合中能有效地固定工具。然而，使用该种已知的夹持装置能够获得的夹持力被发现在大荷载的情况下通常是不足以承担应用所需的极大荷载，尤其是锯和切割工具这类振动型驱动所产生的巨大荷载。
其他的为了不通过任何辅助装置而在动力驱动手持设备上固定工具的夹持装置可从专利DE 41 22 320 A1和EP 0152 564 B1获得。以上专利中描述的设计包含中空设计的驱动杆件，轴体安装于该杆件内部并且包含移动装置和夹持点，该夹持点由中央锁定元件或者可被移动装置夹持在驱动杆件上的边角所组成。在这种设计中，锁定元件和驱动杆件可被设计成以外形锁止接合的方式来连接以防止两者因为减速效应而脱离。
然而，该种所描述的夹持装置是专为旋转驱动的电动工具而设计。振动型电动工具不能被夹持。
发明内容
由以上背景可见，本发明的目的是提供一种以上所述的动力驱动手持设备，该设备的驱动轴能沿其纵轴向振动驱动，并且能保证工具在没有辅助装置的情况下安全地夹持在驱动轴上，同时工具能轻易拆卸以便更换。其夹持装置应该适合于承担工具在振动驱动中可能遇到的最大荷载。
本发明关于以上所述动力驱动手持设备的目标得到了实现。具体做法是设置弹簧卡盘把工具固定在保持部分，该弹簧卡盘被处在夹紧位置的锁定元件夹持在保持部分上，并且该弹簧卡盘的外表面具有适用于将工具通过其装配口区域以外形锁止接合的方式支撑在弹簧卡盘上的设计，优选地，为多边形设计有设计。
本发明的目标通过这种方式理想的达到了。
通过使用弹簧卡盘把工具固定在保持部分上，并且因为弹簧卡盘和工具之间的外形锁止接合，本发明获得了比传统的夹持系统明显更高的夹持力。此外，弹簧卡盘和工具之间的外形锁止接合保证了即使是高负荷的机器在振动驱动时扭矩也能安全的传递。
根据本发明将来有利的发展，锁定元件和弹簧卡盘的接合有一定的设计，从而在夹紧位置时弹簧卡盘上的锁止元件被锁定元件朝驱动轴上相对应的锁止元件所挤压。
这项特征提供了一个优点，即作为在操作因素上总是有相互作用的两方，弹簧卡盘和驱动轴的接合因为在夹紧位置时完全紧密地外形锁止接合被进一步的加强。在没有任何不利因素的影响下，例如打滑导致的工具加热，或者工具在装配口的膨胀，这一点保证了甚至更大的扭矩传递。
根据该实施例的进一步发展，锁定元件包含有一部分具备倾斜表面，该部分表面的所有范围都和弹簧卡盘相对应的适合的内表面接合。
为了这个目的，锁定元件和弹簧卡盘相接合的这部分截面可以设计成坚固的圆锥形。
这种措施导致了弹簧卡盘和驱动轴之间更加紧密地外形锁止接合，从而保证了在夹紧位置时完美的外形锁止接合。
根据本发明的另一项实施例，弹簧元件被设置在弹簧卡盘和锁定元件之间。
这项特征有助于移动装置运动到释放位置之后从弹簧卡盘释放锁定元件的操作。
根据本发明进一步的实施例，该弹簧卡盘能够和保持部分通过外形锁止接合的方式连接。
这项特征提高了高负荷工具振动驱动情况下对工具大扭矩的传导。
根据本发明的另一项实施例，弹簧卡盘被保持在锁定元件的夹持轴上，并且和锁定元件连接成一整体以方便其日常在处于释放位置时从驱动轴上拆卸。
这种将锁定元件和弹簧卡盘如此连接从而成为一体的情况使得在驱动轴上拆卸和安装的操作更加简便。
根据本发明的另一项实施例，锁定元件上设置有锁止元件，该所定单元与可移动的夹持件相互作用，从而确保锁定元件在处于夹紧位置时是处于外形锁止接合状态。
锁止元件的使用保证了夹持效应即使在高荷载情况下也不会放松，从而保证了更大的安全性。
根据本发明的另一项实施例，沿径向方向可移动的夹持件被设置。
该措施允许了更高的夹持力可被达到。
根据此实施例的进一步发展，驱动轴内包含套管，夹持件被保持在该套管上，可作沿径向方向的移动。
该项特征保证了由弹簧施加的沿径向的夹持力可以被转化为沿径向的夹持力，该夹持力以一种可靠而结实的方式将夹持轴固定在驱动轴上。
更优选地，这些夹持件被弹簧元件施加预应力，从而沿径向方向朝中心趋向锁止元件。
这一点再次帮助了在驱动轴上固定夹持轴。
根据本发明的另外一项实施例，夹持件被保持在套管的凹槽上。
这一点保证了夹持件的简便安装以及在夹紧位置和释放位置之间安全移动。
根据本发明的一项尤其优先的实施例，夹持件朝向工具的一端设置有倾斜表面，该倾斜表面与套管上的倾斜表面以一种方式相互作用，即套管相对夹持件倾斜表面的任何运动都会将夹持件向中心挤压。
这一点提供了有利的将弹簧产生的沿轴向的预应力朝向将锁定元件沿轴向方向固定的维持力的转化。
根据本发明的进一步的实施例，套管被朝闭合方向的弹簧元件沿轴向施加了预应力
根据本发明的另外一项实施例，为了限制夹持件沿轴向方向朝工具一端有任何移动，在驱动轴上沿轴向方向固定有一个套管形的排出器。
这一项特征在更换工具，锁定元件和弹簧卡盘在释放位置被一起从驱动轴中取出的情况下，保证了夹持件的安全打开。
同时，弹簧元件允许一个大的夹持力被传递到弹簧卡盘上。最优先地，弹簧元件的尺寸应该是保证在所有的应用条件下最大的可能的夹持力能够被达到。举例来说，该弹簧元件可以被设计成杯型弹簧组件，尽管其他种类的弹簧也能适用。
可以理解的是，本发明中之前已经提到的以及在下文中将要解释的那些特征，在没有离开本发明范围的条件下，不仅能够应用于所说明的分别各自组合，也能应用于其他的组合或者单独应用。
附图说明
参考附图，通过对优选实施例的描述，本发明进一步的特征和优点将会变得清楚。在图中：
图1描述的是本发明所述动力驱动手持设备工作头部分的振动驱动器在夹紧位置时简要的部分截面示意图。
具体实施方式
图1描述了本发明所述的动力驱动手持设备10的工作头区域的截面图。该手持设备10包含一个驱动轴12，工具62通过使用夹持单元被固定在驱动轴12的外端，该夹持单元将会在其后详细介绍。
驱动轴12被偏心驱动振动叉24激励从而产生振动，具体方式在此不加详述。如双箭头15所示，驱动轴12围绕其纵轴向轴线13以大约每分钟10000到25000个振动周期的高频率和大约0.5°到7°之间的小角度进行振动。
像这样被驱动产生振动的手持设备10在最近投入到许多特殊的使用用途中，例如用来切割机动车辆板材的振动切割机，用来切锯的振动锯刀，碾磨以及其他许多用途。
和旋转型驱动轴遇到的情况相对比，振动型驱动轴在旋转的两个方向都会遇到表现为动荷载的骤然极大的扭矩。因此，需要大的夹持力(同时耦合相对小尺寸)以及结实精密的机械结构来保证工具在所有工作条件下都能保持固定在驱动轴上。
这个独特的夹持系统同时保证了在没有任何辅助工具的条件下对工具62快速地夹持和释放。在此夹持系统的帮助下，本发明所述的手持设备10的各项要求已达到。
以上实施例中的驱动轴12有两部分设计，并且包括轴管18，该轴管18上刻螺纹并和轴末端20通过螺纹22相连接。驱动轴12的上端放置在轴末端20区域内的轴承14中，其下端放置在轴管18区域内的轴承16中。
为了在轴管18的外端装备工具62，设置有弹簧卡盘66，该弹簧卡盘66与工具62的装配口64以外形锁止接合的方式接合。此外，该弹簧卡盘66和轴管18以外形锁止接合的方式接合，并且在如图1所示的夹紧位置时，被锁定元件48夹持在驱动轴12上。这样，工具62就被弹簧卡盘66夹持在轴管18外端的保持部分19上。
锁定元件48包含有夹持轴49，当处于图1所示的夹紧位置时，通过使用锁定装置36的夹持件40，该夹持轴49可以通过外形锁止接合的方式被固定在轴管18内部的套管38中。
这种情况下的夹持力是由杯型的弹簧组58所提供的，该弹簧组处于轴管18的内部，并且位于嵌入环形槽60的锁紧垫圈59和锁定装置36之间。杯型弹簧组58的张力起到将工具62牢固地夹持在轴管18上的保持部分19和弹簧卡盘66之间的作用。
为了允许在没有任何辅助工具的条件下快速更换工具，如图1所示，锁定装置36可以沿轴向被放置在夹紧位置和释放位置之间。为此，该锁定装置36被顶推件26和杯型弹簧组58两者之间弹簧力所支撑。在夹紧位置时，顶推件26以外形锁止接合的方式和轴末端20内对应形状的凹槽接合在一起，通过其圆柱形杆件经轴末端20中间孔向下突出。
移动装置25包含围绕轴线31转动的偏心转子30，该偏心转子30被图1中的夹紧手柄28所偏心。
在图1所示的夹紧位置时，顶推件26的外端表面34和偏心转子30的对应施压表面32之间存在一定的距离。相应地，在夹紧位置时，顶推件26以及整个驱动轴12都是和移动装置25处于分离状态。因此，运转时没有摩擦力可以传递到驱动轴12上。
然而，当夹紧手柄28从图1所示的夹紧位置沿箭头33所示方向向前运转到释放位置时，偏心转子30的施压表面32将会和顶推件26的外端表面34接触，从而推动顶推件26顶着杯形弹簧组58的压力朝工具62移动，并导致锁定装置36移动到外侧释放锁定元件48，如同将要在之后详细介绍的那样。
锁定装置36中的套管38是环形，和轴管18的内表面以滑动的方式接触。套管38靠近工具端的表面作为杯形弹簧组的支撑，套管38的内表面被设计成倾斜的圆锥表面46。
套管38和三片被保持在套管相应形状凹槽上的夹持件40相互作用。每一个夹持件40面对工具62一侧都设置为倾斜表面，该倾斜表面和套管的倾斜表面46具有同样的倾斜度，从而夹持件40可以沿着套管38同时沿轴向和径向移动。夹持件40朝内部中心的表面都设置有齿圈44，该齿圈44和锁定元件48上夹持轴49对应形状的齿圈部分50相互作用。
每个夹持件40在面对顶推件26的这一面都设置有沿轴向孔洞41以容纳设计的弹簧，例如推动夹持件40朝工具62方向运动的螺旋形弹簧。
套管38使用图中未显示的螺纹拧接到朝顶推件26。该螺纹通过顶推件26中的对应形状的孔拧接到套管38中的配合螺纹孔中。这个两部分设计有助于把顶推件26安装在套管38的匹配凹槽中。
锁定装置36和相关移动装置25的结构是已知的并且可以从专利WO2005/102605中获得。这些结构在本发明中完全是从参考文献中引用得来。
然而，和专利WO 2005/102605所不同的是，本弹簧元件58并没有设计成螺旋形，而是采用杯形弹簧组58。该弹簧朝向工具的这一端支撑在固定垫圈59上，而另一端与套管38相互接触。一个套管样式的排出器56被杯形弹簧组58所围绕，该排出器56面对工具一端的转角边缘部分57和固定垫圈59相接触。
和之前提到过已知的设计相反，本发明中锁定元件48不直接通过其顶部51接合在工具62上，而是通过其圆锥形部分53接合在弹簧卡盘66上对应形状的凹槽78中，这样，弹簧卡盘66就被直接夹持在工具62上，同时也通过边缘部分76被锁定元件48夹持在保持部分19上。
轴管18靠外侧部分的内表面设置有十二边形的多边形部分74。弹簧卡盘66包含一个六边形的多边形部分72靠近其边缘部分76，该多边形部分72和轴管18上的多边形部分74以外形锁止方式接合。
相应的，在图1所示的夹紧位置时，弹簧卡盘66将其多边形部分72保持在轴管18的多边形部分74中，以外形锁止方式接合。
现在，随着锁定元件48上的圆锥部分53嵌入弹簧卡盘66上对应形状的凹槽78，在杯形弹簧组58的强大作用下，弹簧卡盘66趋向稍稍朝外侧方向膨胀，其多边形部分72从而被挤压向轴管18上的多边形部分74。因此，任何可能需要的将弹簧卡盘66安装到轴管18上的操作都被消除。
从而，弹簧卡盘66和轴管18之间极其牢固的外形锁止接合能够获得。
同时，工具62上的装配口64有六边形的外形，该装配口通过外形锁止接合的方式被固定在弹簧卡盘66上的多边形部分72上。
这种方法通常为弹簧卡盘66、工具62和轴管18之间的连接提供了非常好的紧密的外形锁止接合。
因此，由杯形弹簧组58所提供的极大的夹持力可以被施加到工具62上，从而由振动驱动所产生的在交替方向的大扭转力矩可以被毫无问题的传递。
弹簧卡盘66包括一个中央圆柱形孔67，该圆孔67在锁定装置36被释放时被安装在夹持轴49上，但被允许沿轴向滑移一定距离。
锁定元件48和弹簧卡盘66连接成一个不可拆卸的整体，例如，通过能够插入弹簧卡盘66内表面凹槽70一定距离的0环68。
更换工具62时，夹紧手柄28沿箭头33所指示的方向移动。于是，锁定装置36被顶推件26转移到释放位置。和图1相比，在该释放位置时，顶推件26在朝工具62的方向占据了一定空间。因此，顶推件26向夹持件40挤压，导致后者沿径向向外让出位置，和排出器56相接触，并且放开齿圈50。最终导致锁定元件48被释放，并且可以和弹簧卡盘66一起从轴管18上被取下。
在完成工具62的更换时，锁定元件48和弹簧卡盘66所组成的单元可以被再次插入轴管18，并且由夹紧手柄28的操作被转移到夹紧位置。
进一步，一个轴垫圈形的弹簧元件54被设置在弹簧卡盘66上凹槽78的末端和锁定元件48上圆锥部分53之间两个相对排列的呈放射状的表面中间。该弹簧元件54有助于在前一个锁紧操作之后释放锁定元件48，使得锁定元件48能够轻易地在释放位置被取出。

Claims (14)

1.一种动力驱动手持设备，该设备包括驱动轴(12)以驱动工具(62)绕其纵向轴线(13)振动，该工具(62)可被锁定元件(48)固定到驱动轴(12)的保持部分(19)上，该设备还包括移动装置(25)，该移动装置(25)用于使锁定元件(48)在释放位置和夹紧位置之间移动，在所述释放位置处锁定元件(48)能够从驱动轴(12)上释放，在所述夹紧位置处锁定元件(48)被第一弹簧元件(58)夹持在保持部分(19)上，该锁定元件(48)包括适合于插入该锁定元件(48)的夹持轴(49)，该夹持轴(49)轴向地固定在驱动轴(12)内用于把工具(62)夹持在锁定位置，并且该夹持轴(49)在释放位置时能够被拆卸，其特征在于，设置弹簧卡盘(66)用于将工具(62)夹持在保持部分(19)上，该弹簧卡盘(66)在夹紧位置通过锁定元件(48)被夹持在保持部分(19)上，并且该弹簧卡盘(66)的外表面具有适用于以外形锁止接合的方式将工具(62)支撑在其装配口(64)区域中的设计；
其中锁定元件(48)包括具有倾斜表面(52)的部分(53)，该具有倾斜表面(52)的部分(53)与弹簧卡盘(66)中的具有对应的适配内表面(78)的凹槽(78)接合；所述第一弹簧元件(58)为杯型弹簧元件。
2.根据权利要求1所述的手持设备，其特征在于，锁定元件和弹簧卡盘(66)接合的方式为：在夹紧位置时，锁定元件将弹簧卡盘(66)的外形锁止元件推压在驱动轴的外形锁止相对部件上。
3.根据权利要求1所述的手持设备，其特征在于，锁定元件(48)的与弹簧卡盘(66)接合的部分具有圆锥形。
4.按照上述权利要求中任一项所述的手持设备，其特征在于，在弹簧卡盘(66)和锁定元件(48)之间设置有第二弹簧元件(54)。
5.按照上述权利要求1-3中任一项所述的手持设备，其特征在于，弹簧卡盘(66)能够和保持部分(19)以外形锁止接合的方式连接。
6.按照上述权利要求1-3中任一项所述的手持设备，其特征在于，在夹紧位置时，弹簧卡盘(66)被保持在锁定元件(48)的夹持轴(49)上，并且与锁定元件(48)连接成一整体，用于在释放位置处从驱动轴(12)一同移除。
7.按照上述权利要求1-3中任一项所述的手持设备，其特征在于，在锁定元件(48)上设置有外形锁止元件(50)，该外形锁止元件(50)与可移动夹持件(40)相互作用，从而以外形锁止接合的方式把锁定元件(48)固定在夹紧位置。
8.根据权利要求7所述的手持设备，其特征在于，夹持件(40)可径向移动。
9.根据权利要求7所述的手持设备，其特征在于，在所述驱动轴(12)中容纳有套管(38)，夹持件(40)保持在该套管上用于径向移动。
10.根据权利要求7所述的手持设备，其特征在于，第一弹簧元件(58)在朝向中心的径向方向上将夹持件(40)偏压向外形锁止元件(50)。
11.根据权利要求9所述的手持设备，其特征在于，夹持件(40)被保持在套管(38)的凹槽中。
12.根据权利要求9所述的手持设备，其特征在于，夹持件(40)朝向工具(62)的侧面设置有倾斜表面(46)，该倾斜表面与套管(38)上的倾斜表面相互作用，从而使得套管(38)相对夹持件(40)的倾斜表面(46)的任何运动都会把夹持件(40)推向中心。
13.根据权利要求9所述的手持设备，其特征在于，第一弹簧元件(58)把套管(38)轴向偏压向闭合位置。
14.根据权利要求7所述的手持设备，其特征在于，在驱动轴(12)上设置有套管形的排出器(56)，该排出器沿轴向方向固定在驱动轴(12)上，用来限制夹持件(40)在工具侧上的任何轴向运动。
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