CN101730612A - 自动主轴锁定机构的消除噪声制动器 - Google Patents

自动主轴锁定机构的消除噪声制动器 Download PDF

Info

Publication number
CN101730612A
CN101730612A CN200880022165A CN200880022165A CN101730612A CN 101730612 A CN101730612 A CN 101730612A CN 200880022165 A CN200880022165 A CN 200880022165A CN 200880022165 A CN200880022165 A CN 200880022165A CN 101730612 A CN101730612 A CN 101730612A
Authority
CN
China
Prior art keywords
brake component
output shaft
power tool
rotary power
arbitrary
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN200880022165A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101730612B (zh
Inventor
C·H·梁
J·姚
E·H·陈
T·马蒂斯
O·泽特
D·布罗格利
A·施韦杰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of CN101730612A publication Critical patent/CN101730612A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101730612B publication Critical patent/CN101730612B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25FCOMBINATION OR MULTI-PURPOSE TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DETAILS OR COMPONENTS OF PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS NOT PARTICULARLY RELATED TO THE OPERATIONS PERFORMED AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B25F5/00Details or components of portable power-driven tools not particularly related to the operations performed and not otherwise provided for
    • B25F5/001Gearings, speed selectors, clutches or the like specially adapted for rotary tools

Abstract

一种旋转电动工具,包括:马达(12)、由马达驱动的马达轴(14)、通过自动主轴锁定机构(18)联接马达轴的输出轴、围绕输出轴的壳体部分和相对于壳体部分不可旋转的制动部件,其中当输出轴旋转时,所述制动部件在输出轴(20)上产生制动转矩。

Description

自动主轴锁定机构的消除噪声制动器
技术领域
本发明涉及旋转电动工具并特别涉及那些配置有自动主轴锁定机构(ASLM)的电动工具。当马达处于停止状态时,ASLM响应于外部施加的转矩阻碍旋转工具输出轴的旋转,所述转矩例如来自于联接输出轴的工具卡盘的旋转。近年来,有多种不同的联接方式被使用,但通常所述结构使得马达轴的旋转驱动输出轴,而输出轴的旋转不驱动马达轴,替代地是导致ASLM的接合。
背景技术
所述具有ASLM的电动工具的马达轴和输出轴通常联接在一起但具有联接部分之间保留的一些旋转间隙。这种ASLM构造带来的不良的结果起因于在马达关闭之后当马达轴减慢时。因为输出轴的惯性,输出轴的速度趋向于超过减慢的马达轴的速度。相对来说,输出轴比马达轴更快地旋转将实际上试图驱动马达轴,而这将导致ASLM的接合。锁定动作触发减慢输出轴并使其脱离ASLM的反作用力。然而,马达轴继续更快地减慢直到其速度再一次小于输出轴的速度,这样上述过程重复进行。重复的接合、分离和再接合产生不良的振动噪声。
美国专利No.6311787描述了几种用于抑制这种现象的装置,包括自动制动器和自动拖曳系统。这些是通过各自与壳体联接部件或马达轴联接部件摩擦接触的输出轴联接部件而产生的解决方法。在上述两种情况中,其使输出轴相对马达轴的旋转减慢,这样振动噪声的发生次数得以减少或完全消除。
发明内容
现有技术的解决方法中的缺点是所述结构是完整的设计,其无法在不需要大范围重复设计的情况下方便地并入已有的旋转电动工具中。现所需要的是可以达到相似效果的简单和便宜的装置,并且特别是可以在已有的旋转电动工具上实施的方案,从而不需要重新设计动力系。如果本发明提供一种直观的和可预测的调整方式则也是就有优势的,这样优化特定旋转电动工具的方案的过程就被简化。
这些优点通过提供一种旋转电动工具来实现,所述电动工具包括马达、由马达驱动的马达轴、通过ASLM联接马达轴的输出轴、围绕输出轴的壳体部分和相对于壳体部分不可旋转的制动部件,其中当输出轴旋转时,所述制动部件在输出轴上产生制动转矩。本发明可以方便地改进到已有的旋转电动工具上而不需要复杂的重复设计。
如果输出轴被至少两个轴承部件稳定,那么装入制动部件的优选的和具有优点的位置是两个轴承部件之间,因为这将对制动部件在输出轴上施加的制动转矩量提供更好的一致性。
为了便于装配,环形的制动部件是具有优点的,这允许输出轴对其径向定位。这种形状也优选用于保证分别通过其内环面和外环面与输出轴和壳体部分的一致且均匀的接触。
具有优点的是,制动部件直接接触壳体部分以提供相对于旋转的输出轴来固定制动部件的手段。这种接触有利地通过干涉配合(即,摩擦配合)实现,因为这不需要额外的联接部分,在装配过程中提供一定的灵活性和公差并使装配和材料费用最小化。
具有优点的是,制动部件产生的制动转矩是足够大的,这样在缺乏促使输出轴旋转的外部转矩的情况下,输出轴的旋转速度总是小于或等于马达轴的旋转速度。当这种情况发生时,所有由ASLM产生的振动噪声都将被消除。
具有优点的是,优化设计以寻求既不太大又不太小的制动转矩以在移除振动噪声和避免浪费太多动力之间得到适当的平衡。一种可预知的优化摩擦力和粘附力的方法是通过使制动部件内表面具有斜面的形状来独立于总宽度而调节制动部件内表面的宽度。
使制动部件可保持与壳体部分无旋转接触的附加方法是通过使制动部件的外表面设有与壳体部分内表面互补的结构。
这样制动部件可以通过干涉配合容易地装配到壳体而不需要额外的部件以稳定制动部件而阻止其旋转,制动部件有利的是由柔性的、非金属材料构成,例如毡、塑料、橡胶或泡沫材料。相比于金属,这些材料可以具有更少的材料和加工费用。
附图说明
附图1是根据本发明所述的旋转工具的一部分的示意剖视图;
附图2是沿附图1中A-A线截取的局部示意剖视图;
附图3是根据本发明第一实施例的制动部件的透视图;
附图4是根据本发明第二实施例的制动部件的透视图。
具体实施方式
根据本发明所述的旋转电动工具(特别是钻/螺丝刀)的一部分在附图1中以示意形式被示出。此工具的动力源通常是交流电或直流电池。位于旋转电动工具壳体10内部的是马达12及其关联的马达轴14,该马达由该动力源驱动。通常,传动装置16调节马达轴14传递到动力系下游元件的速度和转矩。
自动主轴锁定机构(ASLM)18位于传动装置16的下游。ASLM是现有技术中公知的,其如何运转的细节将不会在本发明中详细描述。不同ASLM的例子,读者可以替代地参照美国专利No.6311787和No.2006/0131043A1,其在此处通过引用的方式并入本文。如在现有技术中的通常情况,传动装置16并不一定是与ASLM18分离的。也就是说,可以具有既用作传动装置16的部分又用作ASLM 18的部分的组件。ASLM 18的下游是输出轴20。输出轴20可以直接与ASLM 18相互作用或可以在两者之间联接一个或多个其它元件。
壳体部分28包括与输出轴20共轴并围绕输出轴20的壳体10的部分。输出轴20通过两个用来稳定轴的滚珠轴承22和24联接壳体部分28。输出轴20的末端是用于连接工具保持器(例如钻头卡盘或其它类似物)的输出连接体26。替代地,工具也可以直接连接到输出轴20本身。
包括毡环30的制动部件位于两个滚珠轴承22和24之间。其围绕输出轴20并优选地通过与壳体部分28的干涉(摩擦)配合而固定。毡环30和壳体部分28之间产生的摩擦远大于其与输出轴20之间的摩擦。因此,当输出轴20以400-1400RPM范围内的典型运转速度旋转时,制动部件将不会相对于壳体部分28旋转。这种摩擦可以是足够大的,这样保持制动部件在轴向方向上的位置的装置是不必要的。然而,即使制动部件可以沿轴向自由移动,轴承22和24也将限制制动部件位于围绕输出轴20的大体合适的轴向位置,所述位置优选地是两轴承间轴向方向上的任一点。制动部件和环形滚珠轴承22的侧面接触产生的任何摩擦与施加在输出轴20上的摩擦力相比是可以忽略不计的。
优选的是,制动部件位于轴承22和24之间的空间中,但其也可以替代地位于轴承外部,只要具有足够的轴向空间以容纳制动部件并且不与其它结构产生干涉即可。
毡环30独立显示在附图3中且其特征在于内径32、外径34和厚度36。内径32和外径34被选定以此来满足上述优选的摩擦条件。然而,需要特别关注的是调节内径34以控制毡环30的内表面38与输出轴20之间的摩擦力。在优选的设置中,制动转矩正好是精确充足的,这样输出轴20的惰行(down-coasting)速度减慢到与马达轴14的惰行速度精确相等的比率。当这种条件满足时,在通向马达的电源切断时ASLM 18将不会接合。
然而,这种优选的设置并不限定优选的实施方式,因为伴随着工具的重复使用,毡环30产生磨损,而这可能改变制动部件和输出轴20之间的摩擦的量。在我们的测试中,我们发现摩擦力随着重复使用而减少。因此,优选的实施方式具有足够的摩擦来补偿由于工具使用寿命中的磨损所带来的预期摩擦减少。在我们的测试中,其表现为在工具的使用寿命中摩擦力减少大约20%到45%。
虽然上文中没有明确的描述,但可以理解的是制动部件和输出轴20之间太多的摩擦是不期望的。众所周知的,摩擦使动力以热的形式被耗散而不能提供机械效益。这样就期望最小化摩擦力。而且,在需要紧固的摩擦配合时,太大的外径34使包括围绕制动部件的壳体部分28的壳体半部更加难于装配。
即使设计用来最小化摩擦的轴承都施加一些摩擦力到其支承的轴上,从而施加理论上的制动转矩到轴上。此处描述的制动部件并不意味着为输出轴20提供支撑。其意指一种便宜的结构,并且不是被设计为最小化摩擦,而是引入摩擦。其施加的制动转矩的量优选是可调节的,并且在下述的替代实施方式中提供了一种在工具的设计过程中控制该参数达到精度的方法。
在附图4中示出了制动部件的第二实施方式,其包括由柔软弹性材料制成的弹性环40。弹性材料可以是:橡胶,例如腈丁二烯橡胶(NBR);塑料,例如聚甲氧基乙缩醛(POM);或者多孔聚氨酯泡沫,例如Poron(Rogers公司的美国注册商标),上述每种都可具有合适的弹性和强度的结合来起到制动部件的作用。
注意到弹性环40的外表面41被构造有大致特征为突起42和凹槽44的结构。在这种情况下,这些特征意谓着分别与壳体部分28的内表面49上存在的互补凹槽46和突起48(如附图2所示)相配合。这种配合将潜在地减少弹性环40和壳体部分28之间必须的摩擦配合的范围。
用于防止制动部件旋转的替代装置包括使壳体部分28构造有销状结构(未示出),其将在壳体组装过程中穿破并深深地刺入制动部件。替代地,即使壳体部分28构造有凹槽46和突起48,没有配合特征的制动部件也可以被使用(如附图3所示),因为制动部件是由可适应的材料构成的。在任何情况下,通过不管什么手段,优选的是制动部件在旋转工具的工作过程中不旋转,因为这将导致制动部件和壳体部分28的磨损、热的产生并增加系统的可变性,这样在优化制动部件尺寸参数时做出预测是更加困难的。
突起和凹槽也可以设置在毡环30上。然而从制造的观点上与可以由多种适合于注模成型的材料制成的弹性环40相比,毡环可能是更复杂或昂贵的。因此当需要更复杂的表面轮廓时,制动部件优选由可模塑的材料制成。
通过改变弹性环40的内表面50来改变与输出轴20的接触区域是优化由制动部件提供的制动量的一种方法。弹性部件40的内表面50可以由斜切产生斜切表面52。替代地,这种表面虽然看起来仅仅是斜切的,但其可以通过注模成型得到。这种更简单的结构控制允许对调节制动转矩做出预测,因为摩擦力和/或粘附力表现为与制动部件和输出轴20之间的接触面积相关。

Claims (11)

1.一种旋转电动工具,包括:
马达(12);
由马达(12)驱动的马达轴(14);
通过自动主轴锁定机构(18)联接马达轴(14)的输出轴(20);
围绕输出轴(20)的壳体部分(28);和
相对于壳体部分(28)不可旋转的制动部件(30,40);
其特征在于当输出轴旋转时,制动部件(30,40)在输出轴(20)上施加制动转矩。
2.如权利要求1所述的旋转电动工具,其特征在于输出轴(20)被至少两个轴承部件(22,24)稳定,制动部件(30,40)位于所述至少两个轴承部件(22,24)之间。
3.如前述任一权利要求所述的旋转电动工具,其特征在于制动部件(30,40)是环形的且沿其内表面(38,50)接触输出轴(20)。
4.如前述任一权利要求所述的旋转电动工具,其特征在于制动部件(30,40)直接接触壳体部分(28)。
5.如前述任一权利要求所述的旋转电动工具,其特征在于制动部件(30,40)和壳体部分(28)通过干涉配合联接。
6.如前述任一权利要求所述的旋转电动工具,其特征在于所述制动部件的内表面(50)具有斜面形的表面(52)。
7.如前述任一权利要求所述的旋转电动工具,其特征在于制动部件(30,40)的外表面(41)具有与壳体部分(28)的内表面(49)互补的结构。
8.如前述任一权利要求所述的旋转电动工具,其特征在于制动转矩是足够大的,因此在缺乏促使输出轴(20)旋转的外部转矩的情况下,输出轴(20)的旋转速度总是小于或等于马达轴(14)的旋转速度。
9.如前述任一权利要求所述的旋转电动工具,其特征在于制动部件(30,40)由柔性非金属材料制成。
10.如前述任一权利要求所述的旋转电动工具,其特征在于制动部件(30)由毡构成。
11.如权利要求1至9中任一项所述的旋转电动工具,其特征在于制动部件(40)由塑料、橡胶或泡沫构成。
CN2008800221651A 2007-06-29 2008-05-30 一种旋转电动工具 Expired - Fee Related CN101730612B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP07111436.7 2007-06-29
EP07111436A EP2008773B1 (en) 2007-06-29 2007-06-29 Noise elimination brake for automatic spindle locking mechanism
PCT/EP2008/056658 WO2009003774A1 (en) 2007-06-29 2008-05-30 Noise elimination brake for automatic spindle locking mechanism

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101730612A true CN101730612A (zh) 2010-06-09
CN101730612B CN101730612B (zh) 2013-01-23

Family

ID=38740301

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008800221651A Expired - Fee Related CN101730612B (zh) 2007-06-29 2008-05-30 一种旋转电动工具

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20100224382A1 (zh)
EP (1) EP2008773B1 (zh)
CN (1) CN101730612B (zh)
DE (1) DE602007012222D1 (zh)
WO (1) WO2009003774A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103153549A (zh) * 2010-10-15 2013-06-12 罗伯特·博世有限公司 具有主轴锁定装置的手持式电动工具
CN104249346A (zh) * 2013-06-26 2014-12-31 罗伯特·博世有限公司 具有主轴锁定装置的手工工具机

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100992956B1 (ko) * 2008-10-07 2010-11-09 엘지이노텍 주식회사 스핀들 모터
DE102009054929B4 (de) * 2009-12-18 2022-08-11 Robert Bosch Gmbh Handwerkzeugmaschinenvorrichtung
US9481080B2 (en) 2011-07-29 2016-11-01 Black & Decker Inc. Multispeed power tool
USD899806S1 (en) * 2019-03-28 2020-10-27 San Jamar, Inc. Roll towel dispenser lockout
US11975436B2 (en) 2021-03-08 2024-05-07 Milwaukee Electric Tool Corporation Spindle lock for power tool

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1904322A (en) * 1932-03-26 1933-04-18 Independent Pneumatic Tool Co Stud setting tool
US3419087A (en) * 1967-03-30 1968-12-31 Chicago Pneumatic Tool Co Torque controlled electric nut-runner with solenoid brake
SE398207B (sv) * 1975-02-11 1977-12-12 Atlas Copco Ab Sett att vid en skruv- eller mutterdragare reducera inverkan av ett skruvforbands styvhet pa det slutliga atdragningsmomentet samt skruv- eller mutterdragare for genomforande av settet
US4947939A (en) * 1989-11-20 1990-08-14 Wonder Hung Structure of motorized screw bolt driving tool
JP3675527B2 (ja) * 1995-08-03 2005-07-27 有限会社村技術綜合研究所 出力軸のロック装置
US6128984A (en) * 1995-09-25 2000-10-10 Haupt; Chett D. Micro-torque limiting, shock limiting tool and subassembly
US6497316B1 (en) * 2000-01-18 2002-12-24 Mobiletron Electronics Co., Ltd. Powered, unidirectional output controlling apparatus
US6311787B1 (en) * 2000-04-18 2001-11-06 Black & Decker Inc. Power driven rotary device
US7063201B2 (en) * 2001-11-27 2006-06-20 Milwaukee Electric Tool Corporation Power tool and spindle lock system
US6454020B1 (en) * 2002-01-29 2002-09-24 Jenn Feng Industrial Co., Ltd. Locking device for output shaft of electric tools
EP1631409A2 (en) * 2003-06-11 2006-03-08 Cambridge Consultants Limited Handwheel-operated device
US20060024141A1 (en) * 2004-07-30 2006-02-02 Hilti Aktiengesellschaft Power tool with an intermittent angular torque pulse
DE102004055237A1 (de) * 2004-11-16 2006-05-18 Robert Bosch Gmbh Mitnahme- und Blockiervorrichtung

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103153549A (zh) * 2010-10-15 2013-06-12 罗伯特·博世有限公司 具有主轴锁定装置的手持式电动工具
CN104249346A (zh) * 2013-06-26 2014-12-31 罗伯特·博世有限公司 具有主轴锁定装置的手工工具机
US10399217B2 (en) 2013-06-26 2019-09-03 Robert Bosch Gmbh Handheld machine tool having a spindle-locking device
CN104249346B (zh) * 2013-06-26 2019-11-26 罗伯特·博世有限公司 具有主轴锁定装置的手工工具机

Also Published As

Publication number Publication date
US20100224382A1 (en) 2010-09-09
EP2008773A1 (en) 2008-12-31
EP2008773B1 (en) 2011-01-26
WO2009003774A1 (en) 2009-01-08
CN101730612B (zh) 2013-01-23
DE602007012222D1 (de) 2011-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101730612B (zh) 一种旋转电动工具
JP5376279B2 (ja) 電動式直動アクチュエータおよび電動式ブレーキ装置
CN101305209B (zh) 有过载安全离合器的滚珠丝杠传动装置
US9702403B2 (en) Bearing assembly
US20180328472A1 (en) Ball screw drive
EP2543909B1 (en) Gear device
CN102649247A (zh) 具有仿形辊的加工设备
CN218845042U (zh) 一种rv减速机一体化模组
CA1167287A (en) Friction drive
CN215805912U (zh) 一种摩擦片组件、制动器组件以及数控转台
US6200220B1 (en) Flexible vane coupling
CN209838993U (zh) 离合器
JP2014214799A (ja) 遊星歯車機構および遊星歯車機構の組み立て方法
EP1426642A1 (en) Planetary gear type electro-magnetic clutch
JP2009275853A (ja) 減速機の出力部構造
KR20070014026A (ko) 피니언 장착 모터
CN115194498B (zh) 一种电主轴
CN211448788U (zh) 机油泵与平衡轴集成化结构
CN217463067U (zh) 蜗轮蜗杆传动机构和电驱动器
JP4759833B2 (ja) 減速機一体型原動機
JP2006242305A (ja) ギア取付構造
KR101627979B1 (ko) 자동변속기 케이스
JP4416549B2 (ja) 回転伝達装置
KR101745164B1 (ko) 자동변속기 케이스
US20200284296A1 (en) Gear train of an actuator

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20130123

Termination date: 20140530