CN101657301B - 手持式工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种手持式工具(1)，尤其是手持式电动工具，包括一驱动装置(5)、一刀具轴(3)、一第一过载离合器(14)及一带有一个第一及至少一个第二齿轮单元(7，8)的变速机构(6)，其中，这些齿轮单元(7，8)可择一地传递转矩地工作。按本发明设有至少一个第二过载离合器(18)，该第二过载离合器持续地及仅与所述第一齿轮单元(7)作用连接。

Description

手持式工具

技术领域

本发明涉及一种手持式工具，尤其手持式电动工具，优先为钻机、锤钻或充电式起子机。

背景技术

具有一个尤其构造成电动机的驱动装置的手持式工具已充分地公知。为了在不同的工件上和/或使用不同的刀具、尤其钻孔刀具工作，已公知了一种手持式工具，它装备有一个尤其构成两挡圆柱齿轮变速器的变速机构。为了保护使用者以免手持式工具的高的反作用转矩及为了保护变速机构以免过负荷，公知了在传动系统中设置一个过载离合器来作为转矩限制装置，借助它可限制传递到刀具轴上和/或旋转驱动的刀具上的最大转矩。当超过了最大转矩(分离转矩)时在驱动装置(电动机)与由刀具轴旋转地驱动的刀具之间的力传递将尽可能快地被中断，由此来保护操作人员、手持式工具及待加工的工件或产品。这种公知的手持式工具的缺点是：总是与传动装置速比的选择无关地传递相同的最大转矩。当在刀具主轴上设置过载离合器时，对于不同的传动装置速比在不同的最大转矩之间作出选择是不可能的。如果过载离合器位于中间轴上，则所传递的转矩可由传动装置速比确定。与此无关地选择分离转矩是不可能的。

除了公知的具有单个不可调节的过载离合器的手持式工具外还公知了具有可调节的过载离合器的手持式工具，借助该可调节的过载离合器可使待传递的最大转矩适配于需完成的任务。在此情况下为了改变转矩，将改变一个作用在过载离合器、尤其形锁合式锁止离合器上的闭合弹簧的弹簧力。这种手持式工具的缺点一方面在于，该可调节的过载离合器由于其相对复杂的结构易于受到干扰及另一方面在于，为了操作变速机构及为了选择分离转矩需操作两个不同的具有分开的转换杆的开关。

发明内容

本发明的任务在于，给出手持式工具的一种变换的结构形式，其中仅借助一个开关可在至少两个不同的、最大可传递的转矩之间可靠地选择。

按照本发明，提出了一种手持式工具，包括一驱动装置、一刀具轴、一第一过载离合器及一带有一个第一齿轮单元及至少一个第二齿轮单元的变速机构，其中，这些齿轮单元可被择一地传递转矩地驱动，其中，设有至少一个第二过载离合器，该第二过载离合器持续地及仅与所述第一齿轮单元作用连接，其中，所述第一齿轮单元的至少两个齿轮具有不同的直径，所述第二齿轮单元包括至少一个齿轮，该至少一个齿轮的直径近似等于或等于所述第一齿轮单元的这些齿轮之一的直径。

作为本发明的基础的构思在于，除了第一过载离合器外还设有至少一个第二过载离合器及该第二过载离合器仅配置给第一齿轮单元，以致当第一齿轮单元接入传动系统中时第二过载离合器为了传递转矩而自动地成为有效。换句话说第二过载离合器与第一齿轮单元构成一个功能单元，它仅作为整体地成为有效或无效。由此可以借助单一一个开关、尤其一个旋转开关转换到第一齿轮单元上，该第一齿轮单元带有与它相协调的、尤其不可调节的第二过载离合器。有利地，对于在过载离合器之间的转换，不需要一个单独的开关。如果借助所述单一一个开关由第一齿轮单元转换到第二齿轮单元，则第二过载离合器自动地无效或由传动系统中移出。在本发明的范围中，除第一及第二过载离合器外，还可以设有其它的过载离合器及优选每个过载离合器被配置给一个单独的齿轮。

在本发明的意义上，对于齿轮单元既可理解为一个单独的、尤其构成圆柱齿轮的传动齿轮，也可理解为多个彼此无相对转动地联接的齿轮，这些齿轮被设置成仅可一起转动。在此情况下有利的是，一个齿轮单元的不同齿轮具有不同的直径，以致过载离合器可在不同传动比时起作用。

有利地，所述至少两个过载离合器具有不同的参数，以致可传递不同大小的最大转矩。优选地，第一过载离合器的最大待传递的转矩、即分离转矩大于第二过载离合器的分离转矩。

有利的是一种结构，其中，第一齿轮单元的至少两个齿轮具有不同的直径及第二齿轮单元的至少一个齿轮具有与第一齿轮单元的这些齿轮中的至少一个齿轮相同的直径。由此可作到用两个齿轮单元来实现相同的传动装置速比，其中，各个有效的分离转矩则不同。例如一方面可以，在刀具轴上低转速及同时小的分离转矩时，使用大直径的金刚石钻头。另一方面，通过齿轮单元的转换，而在有效的齿轮的直径保持相同的情况下可实现带有高的分离转矩的同样低的转速，由此例如可毫无问题地旋拧长的木螺钉。

对于第一过载离合器的设置具有不同的可能性。例如第一过载离合器持续地及仅与第二齿轮单元形成作用连接。在这种设置中，两个过载离合器仅择一地被使用。当通过所述单一一个开关选择了第一齿轮单元时，第二过载离合器自动地成为有效，其中，通过转换到第二齿轮单元，使得仅与第二齿轮单元构成一个功能单元的第一过载离合器为有效。

此外可考虑，第一过载离合器被配置给所有的齿轮单元，即该过载离合器优选这样地布置在传动系统中，以致该过载离合器对转矩的传递始终有效。必要时也可对该第一过载离合器设置一个跨接装置。在设有作用于所有齿轮单元的第一过载离合器的实施形式中，非常有利的是，第一过载离合器构造得比第二过载离合器硬。在此情况下例如第一过载离合器构造成形锁合式锁止离合器及第二过载离合器构造成摩擦锁合式离合器。

如果第一过载离合器被配置给所有的齿轮单元或配置给这些齿轮单元中的一组，则优选的是：仅当第一过载离合器有效时，第二齿轮单元才传递转矩地工作。如果通过所述单一一个开关转换到第一齿轮单元，则附加地使与第一齿轮单元形成作用连接的第二过载离合器自动有效，以致总体上作为最大转矩仅可传递较弱的第二过载离合器的分离转矩。在所述构型中对第二齿轮单元不单独地配置过载离合器。

但也可考虑这样的实施形式，其中，第二过载离合器限制转矩地作用在所有的齿轮单元上，以及多个齿轮单元各设有自己的过载离合器。

出于制造技术及装配技术的原因，有利的是，在不同时间上传递转矩的齿轮单元被设置在一个马达轴上或设置在一个在传动系统中被设在马达轴与刀具轴之间的一个中间轴上。该中间轴优选由马达轴通过一个圆柱齿轮传动装置来驱动。在最后所述的实施形式中有利的是，第一齿轮单元配置给该圆柱齿轮传动装置，即第一齿轮单元作用在所有的设置在该中间轴上的齿轮单元上。

有利的是，所述第一过载离合器在传动系统中被设置在所述驱动装置与所述刀具轴之间，尤其是设置在一由所述驱动装置驱动的马达轴与一中间轴之间，所述第二齿轮单元被构造成无过载离合器的或设有一第三过载离合器，这些齿轮单元设置在一中间轴上。

为了使不同的齿轮单元起作用-其中至少一个齿轮单元持续地被单独配置了一个过载离合器，可以考虑：在刀具轴上对每个齿轮单元配置至少一个从动齿轮单元及至少各配置一个从动齿轮，其中，通过一个轴向上可移动的键的移动可在不同从动齿轮单元之间作出选择及由此在不同的齿轮单元之间作出选择。在此情况下，借助该键可在所选择的从动齿轮单元与刀具轴之间建立无相对转动的连接。未被选择的从动齿轮单元相对刀具轴可转动及由此不能传递转矩，即处在传动系统以外。在所述构型中，这些齿轮单元与中间轴无相对转动地连接。也可以考虑，将从动齿轮单元无相对转动地设置在刀具轴上及例如借助一个轴向上可移动的键直接在轴向上相邻的齿轮单元之间进行选择。

根据一个变换的实施形式可以考虑，设有至少一个与刀具轴无相对转动地连接的、但轴向上相对刀具轴可移动的从动齿轮单元。优选多个不同大小的从动齿轮作为从动齿轮单元彼此无相对转动地联接。通过这样构成的从动齿轮单元的轴向移动，可在不同的齿轮单元之间进行选择，其中对这些齿轮单元中的至少一个固定地配置了一个过载离合器。

附图说明

由以下借助附图对优选实施例的描述可得到本发明的其它优点，特征及细节；附图表示：

图1a：具有一个两挡变速机构及两个过载离合器的手持式工具的概要视图，

图1b：一个用于图1a中所示的手持式工具的同时调节传动装置速比与待传递的最大转矩的开关，

图2a：一个变换的具有一个变速机构及两个过载离合器的手持式工具，

图2b：属于根据图2a的手持式工具的一个操作开关，

图3a：一个变换的具有一个变速机构及两个过载离合器的手持式工具，及

图3b：用于根据图3a的手持式工具的一个开关。

具体实施方式

在附图中相同的部件及具有相同功能的部件用相同的标号来指示。

图1中概要地表示一个手持式工具1，例如一个电网供电的钻机。

手持式工具1的传动系统2包括一个刀具轴3，它在图面上其左端上携带一个刀具，例如带有一个钻头的钻头夹具(未示出)。与刀具轴3平行地设有一个构造成电动机的驱动装置5的马达轴4。马达轴4与刀具轴3之间的转矩传递通过一个变速机构6来实现，它具有一个由单个齿轮组成的第一齿轮单元7及一个轴向上隔开的第二齿轮单元8。其中对第一齿轮单元7配置了一个由单个齿轮组成的第一从动齿轮单元9及对第二齿轮单元8配置了一个也由单个齿轮组成的从动齿轮单元10。

借助一个在轴向上可移动的键11或使第一或使第二从动齿轮单元9，10与刀具轴3形成无相对转动的连接、即传递转矩的连接。借助键11及通过相应的携动滚珠12，13形成形锁合的连接。在图1a中第二从动齿轮单元10与刀具轴3无相对转动地连接，相反地第一从动齿轮单元9相对刀具轴9可转动。

对第二齿轮单元8单独配置了一个构造成摩擦锁合式离合器的第一过载离合器14，借助它可使转矩由马达轴传递到第二齿轮单元8上，其中第一过载离合器14将限制待传递的最大转矩。第一过载离合器14包括一个在轴向上相对马达轴4可移动的及与马达轴4无相对转动地连接的摩擦盘15，该摩擦盘通过弹簧16在向着第二齿轮单元8的方向上被加载弹簧力。仅当第二齿轮单元8传递转矩地工作时，第一过载离合器14才是对传递转矩或限制转矩是有效的。

为了在第二齿轮单元8与第一齿轮单元7之间转换，设有一个构造成旋转开关的开关17(参见图1b)。该开关可由所示的开关位置(K2，14)-在该开关位置中第一过载离合器14有效及实现了能量流K2(第二齿轮单元8有效)-转换到一个转过90°的开关位置(K1，18)中，由此(借助一个未示出的开关杆)使键11在图面中向左移动。在该转换位置中仅是第一从动齿轮单元9与刀具轴无相对转动地(形锁合地)连接，以致第一齿轮单元7与所属的第二过载离合器18在转矩传递上有效。第二过载离合器18也设有一个摩擦盘19，该摩擦盘借助弹簧20在轴向上向着第一齿轮单元7被弹簧力加载。也可变换地例如使第一或第二过载离合器(14，18)构成形锁合式锁止离合器。在第二开关位置中通过马达轴4，摩擦盘19，第一齿轮单元7，第一从动齿轮单元9及刀具轴3到未示出的刀具上的能量流K1为有效。

两个过载离合器14，18仅可择一地各与所属的齿轮单元7，8一起为有效。通过两个齿轮单元7，8之间的转换，将同时地在两个不同的最大转矩之间作出了选择，其中优选借助第一过载离合器14传递一个较高的最大转矩。

图2a中表示手持式工具1的一个变换的实施例。一个也构造成电动机的驱动装置5旋转地驱动马达轴4。在马达轴4上设有第一圆柱齿轮21，它与第二圆柱齿轮22形成传递转矩的配合作用。第二圆柱齿轮22相对一个中间轴23同轴线地布置，其中转矩由第二圆柱齿轮22通过一个构造成形锁合式锁止离合器的第一过载离合器14传递到中间轴23上。

在中间轴23上无相对转动地设有一个由单个齿轮组成的第二齿轮单元8及一个包括两个不同大小的彼此无相对转动地联接的齿轮7a，7b的第一齿轮单元。对第一齿轮单元7配置了一个第二过载离合器18(摩擦锁合式离合器)。

对第一齿轮单元7的每个齿轮7a，7b各配置了一个各由一个从动齿轮组成的从动齿轮单元9a，9b，这些从动齿轮单元可彼此无关地传递转矩地工作。对第二齿轮单元8配置了具有单个从动齿轮的一个从动齿轮单元10。通过一个未示出的键的移动可在三个从动齿轮单元9a，9b，10之间择一地选择。第一过载离合器14被设计得比第二过载离合器18硬。

在图2b所示的开关位置(K1，18)中，由驱动装置5经过圆柱齿轮21，22、第一过载离合器14、中间轴23、齿轮7a、从动齿轮单元9a及刀具轴3的能量流K1为有效。亦如由图2a看到的，第一过载离合器14配置给两个齿轮单元7，8、即持续地对传递转矩或限制转矩是有效的。

在所示的开关位置(K1，18)上，实现刀具轴3的带有小的分离转矩(第二过载离合器18)的高转速。该设置例如适合于使用小至中等直径的金刚石钻头来钻削。

在齿轮7a或7b、即第一齿轮单元7为有效时，两个过载离合器14，18累积地有效及由此仅是较弱的第二过载离合器18的分离转矩为有效。

在第二开关位置(K2，18)中，通过第一齿轮单元7的第二齿轮7b实现能量流K2。也就是实现刀具轴3的带有小的分离转矩的低转速。该设置例如适合于使用很大直径的金刚石钻头来钻削。

在第三开关位置(K3，14)中，能量流K3经过第二齿轮单元8及从动齿轮单元10延伸，其中第二齿轮单元8无过载离合器并无相对转动地配合在中间轴23上。在此情况下，仅具有高分离转矩的第一过载离合器14为有效。第一齿轮单元7的齿轮7b的直径相当于第二齿轮单元8的齿轮的直径。也就是能实现刀具轴3的带有高的分离转矩的低转速，这例如适于旋拧很大的、长的木螺钉。

在根据图3a及3b的实施例中，在刀具轴3上设有包括两个彼此无相对转动地联接的齿轮24，25的单个从动齿轮单元9。从动齿轮单元9借助图3b中所示的开关17及一个未示出的开关杆可轴向地在刀具轴3上移动及在每个调节位置上与刀具轴3无相对转动地连接。

在中间轴23上一方面配合着无自身的过载离合器的第二齿轮单元8及另一方面配合具有两个齿轮7a，7b的第一齿轮单元7，其中第一齿轮单元7的齿轮7a的直径相当于第二齿轮单元8的齿轮的直径。对第一齿轮单元7单独地配置了构造成摩擦锁合式离合器的过载离合器18。转矩从由驱动装置5驱动的马达轴4通过两个齿轮21，22及通过配置给第二齿轮22的第一过载离合器14传递到中间轴23上。

在(图3b)所示的开关位置(K1，14)中，能量流K1首先通过圆柱齿轮21，22及第一过载离合器14延伸到中间轴23上及从那里通过与中间轴23无相对转动地连接的第二齿轮单元8延伸到从动齿轮单元9的较大的第一齿轮24上及再由那里延伸到刀具轴3上。在该开关位置上，刀具轴3的低转速与高的分离转矩(第一过载离合器14)相组合。该设置例如适合于旋拧大且长的木螺钉。

在齿轮24与齿轮7a配合作用的第二开关位置(K2，18)中，也是实现刀具轴上的低转速，但是具有低的分离转矩(第二过载离合器18)。该设置例如适用于非常大的直径的金刚石钻头。

在第三开关位置(K3，18)中，刀具轴3的高转速与低的分离转矩相组合。该设置适合于小至中等直径的金刚石钻头。

Claims (13)

1.手持式工具(1)，包括一驱动装置(5)、一刀具轴(3)、一第一过载离合器(14)及一带有一个第一齿轮单元(7)及至少一个第二齿轮单元(8)的变速机构(6)，其中，这些齿轮单元(7，8)可被择一地传递转矩地驱动，其中，设有至少一个第二过载离合器(18)，该第二过载离合器持续地及仅与所述第一齿轮单元(7)作用连接，其特征在于：所述第一齿轮单元(7)的至少两个齿轮(7a，7b)具有不同的直径，所述第二齿轮单元(8)包括至少一个齿轮(8a，8b)，该至少一个齿轮的直径近似等于或等于所述第一齿轮单元(7)的这些齿轮(7a，7b)之一的直径。

2.根据权利要求1的手持式工具，其特征在于：这些过载离合器(14，18)被构造得传递不同大小的最大转矩。

3.根据以上权利要求中一项的手持式工具，其特征在于：所述第一过载离合器(14)持续地及仅与所述第二齿轮单元(8)作用连接。

4.根据权利要求1的手持式工具，其特征在于：所述第一过载离合器(14)被配置给所有的齿轮单元(7，8)或配置给齿轮单元(7，8)中的一组。

5.根据权利要求4的手持式工具，其特征在于：所述第一过载离合器(14)在传动系统(2)中被设置在所述驱动装置(5)与所述刀具轴(3)之间。

6.根据权利要求4或5的手持式工具，其特征在于：所述第二齿轮单元(8)被构造成无过载离合器的或设有一第三过载离合器。

7.根据权利要求1或2的手持式工具，其特征在于：这些齿轮单元(7，8)设置在一中间轴(23)上。

8.根据权利要求7的手持式工具，其特征在于：对这些齿轮单元(7，8)的每个配置了至少一个可与所述刀具轴(3)无相对转动地连接的从动齿轮单元(9，9a，9b，10)。

9.根据权利要求7的手持式工具，其特征在于：设有至少一个与所述刀具轴(3)无相对转动地连接的及轴向上可相对所述刀具轴(3)移动的从动齿轮单元(9，9a，9b，10)。

10.根据权利要求1的手持式工具，其特征在于：所述手持式工具是手持式电动工具。

11.根据权利要求2的手持式工具，其特征在于：所述第一过载离合器(14)构造得比所述第二过载离合器(18)传递的最大转矩大。

12.根据权利要求5的手持式工具，其特征在于：所述第一过载离合器(14)被设置在一个由所述驱动装置(5)驱动的马达轴(4)与一个中间轴(23)之间。

13.根据权利要求7的手持式工具，其特征在于：对这些齿轮单元(7，8)的每个配置了至少一个可借助一轴向上可移动的键(11)与所述刀具轴(3)无相对转动地连接的从动齿轮单元(9，9a，9b，10)。

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