CN101758476A - 具有转矩限制单元的手持式工具机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有转矩限制单元(2)的手持式工具机，通过该转矩限制单元可由操作者调整最大转矩，该最大转矩由电机输出端(4)传递到刀具携动器(6)上。建议，设置有过载离合器，当所传递的转矩超过过载转矩时，该过载离合器中断电机输出端(4)与刀具携动器(6)之间的能量流，其中，该转矩限制单元具有一个带有两个离合器元件(20，22)的第一离合器，及该过载离合器具有一个带有两个离合器元件(10，20)的第二离合器，其特征在于，该过载离合器的所述一个离合器元件(20)是该转矩限制单元的一部分并且该过载离合器的另一个离合器元件(10)是一个行星齿轮传动装置的元件。

Description

具有转矩限制单元的手持式工具机

本案为申请日为2005年10月19日、申请号为200580041965.4、发明名称为“具有转矩限制单元的手持式工具机”的专利申请的分案申请。

现有技术

本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述的具有转矩限制单元的手持式工具机。

手持式工具机如蓄电池式旋拧机、蓄电池驱动的钻孔机或者蓄电池驱动的冲击钻，具有高的驱动转矩，转矩限制对于某些应用是值得期望的。通过可调整的转矩限制例如可以将多个螺栓以相同的拧紧力矩拧入工件中，其中，只要螺栓对电机输出端作用一定的阻力矩，转矩限制单元就脱开。为了使最大转矩适配于要执行的任务，可由操作者调整转矩限制单元。

由DE 10309057A1已知一种具有上述转矩限制的手持式工具机。通过操作者来调整要传递到刀具携动器上的最大转矩，其中当由电机产生的转矩超过所调整的最大转矩时，转矩限制单元脱开。为了关断或为了跨接转矩限制单元，设置一个钻孔位置，在该位置转矩限制单元不再能分开，由此即使在刀具强烈受阻时也保证电机输出端与刀具携动器之间无中断的能量流(Kraftfluss)。

本发明优点

本发明的出发点是一种具有转矩限制单元的手持式工具机，通过该转矩限制单元可由操作者调整由电机输出端传递到刀具携动器上的最大转矩。

在此建议，该手持式工具机具有过载离合器，当传递的转矩超过一个过载转矩时，该过载离合器中断电机输出端与刀具携动器之间的能量流。可以截住不期望出现的、非常高的转矩，例如45Nm以上的转矩，它们可能导致操作者受伤并导致手持式工具机中的损坏。

通常，可调整的最大转矩位于1Nm至15Nm之间，以便例如可以顺利地进行到木材中的旋拧，而不会有损螺栓或木材。在钻孔时必需部分地传递更大的转矩，由此设置一个钻孔位置，在该位置手持式工具机可一直使用到其功率极限并且不允许通过转矩限制单元中断转矩。在此尽管可以由操作者承受直到约45Nm的更大的工作转矩，但在突然卡住时，例如由于钻头在钻孔中歪斜，可能瞬时产生75Nm以上的转矩，它们直接传递给操作者。这样的转矩迄今在具有转矩限制单元的手持式工具机上不常见。为了可以截住这些高转矩，过载离合器中断电机输出端与刀具携动器之间在过载转矩以上的能量流。关于过载转矩理解为对于操作者隐含潜在危险的转矩。过载转矩适宜地在45Nm以上，尤其是55Nm以上。过载转矩以有利方式被预调整并且对于操作者来说是不可改变的，此外根据目的与转矩限制单元的最大转矩无关地预调整。

如果转矩限制单元在转矩超过最大转矩时中断电机输出端与刀具携动器之间的能量流，则能够实现可以可靠调整和快速脱开的转矩限制单元。有利的是转矩限制单元在第一离合器上中断电机输出端与刀具携动器之间的能量流，过载离合器在第二离合器上中断能量流。由于能量流独立地通过转矩限制单元和过载离合器分开，可以使手持式工具机构造得特别安全并且保持最大转矩可简单调整。

在本发明的一个有利的改进方案中，转矩限制单元具有一个跨接位置，在该位置，由它传递的转矩大于过载转矩。转矩限制单元可以与过载离合器无关地被调整或跨接，由此，与通过过载离合器带来的对于操作者的高度安全性相结合，达到转矩限制单元的可简单操作性。

此外建议，过载离合器包括一个元件，它是行星齿轮传动装置的一个元件。具有行星齿轮传动装置的手持式工具机通常很紧凑。通过使用行星齿轮传动装置的一个元件作为过载离合器的元件可以进一步提高手持式工具机的紧凑性。

同样有助于手持式工具机紧凑性的是使用一个元件，该元件是转矩限制单元的一个元件并且也是过载离合器的一个元件。此外可以节省附加的元件，由此使手持式工具机保持经济性。所述元件根据目的是这样的元件，在其上，从电机输出端到刀具携动器上的能量流通过转矩限制单元或过载离合器中断，尤其是不仅通过转矩限制单元而且通过过载离合器中断。

如果转矩限制单元和过载离合器包括在相同方向上作用的弹簧元件，则可以达到手持式工具机的简单且因此经济的装配。附加可以实现紧凑的手持式工具机。也有助于手持式工具机紧凑性的是所述方向是轴向方向。

通过将弹簧元件布置在一个弹簧组中，手持式工具机同样保持很紧凑。

如果至少转矩限制单元的弹簧元件是不同长度的螺旋弹簧，则可实现在大的转矩范围中特别是动态调整最大转矩。通过不同的长度可以以特别简单的方式在相同压缩弹簧组时进一步提高最大转矩。

过载离合器在弹簧组中比转矩限制单元包括更短的螺旋弹簧。这些更短的螺旋弹簧可以构造得非常结实并且由此在弹簧组压缩很多的范围内负责该组的很高的弹簧力，该弹簧力对于过载转矩是决定性的。过载离合器和转矩限制单元可以通过这种方式非常紧凑地一起制成。

在本发明的另一扩展结构中，转矩限制单元包括一个具有控制曲线的调整元件，该控制曲线用于调整最大转矩的第一段和在控制作用上与第一段不同的、用于在没有可调整的转矩限制的情况下调整钻孔运行的第二段。该控制曲线的第二段例如可以比第一段更陡地构成，由此通过调整元件的短距离操作可实现转矩从最大转矩到跨接位置的大的转矩变化或者过载转矩。也可以是，第二段非常平坦或者没有转矩变化，由此可以防止调整元件不期望地从钻孔运行调整中被压出来。

如果过载离合器具有一个组件，该组件具有多个元件和一个预加载的弹簧元件，其中预加载保持在组件内部，则可以实现过载离合器元件的小的机械负荷。在此该组件符合目的地由至少两个元件限制边界，这些元件保持预加载地相互固定，尤其是相互固定在对方上。可以节省位置地通过一个盘形弹簧达到高的预加载力。

附图说明

由下面的附图描述中得出其它优点。在附图中示出本发明的实施例。附图、说明书和权利要求包括大量的特征组合。专业人员也可以根据目的单个考察这些特征和组成有意义的其它组合。

附图示出：

图1一个蓄电池式旋拧机的前部分的分解图，具有转矩限制单元和过载离合器，

图2图1中的前部分的剖视图，

图3图1中的导向套的立体图，

图4转矩限制单元和过载离合器的元件的可选择的布置。

具体实施方式

图1和2以分解图(图1)和剖视图(图2)示出一个构造为蓄电池式旋拧机的手持式工具机的前部分。该手持式工具机包括一个转矩限制单元2、一个电机输出端4和一个刀具携动器6。为了驱动刀具携动器6，转矩从电机输出端4传递到包括行星齿轮8的三级行星齿轮传动装置，因此这些行星齿轮绕其自身轴线旋转。行星齿轮8支承在行星齿轮架10上，该行星齿轮架在正常工作模式中不一起旋转，即位置固定地与手持式工具机的壳体12连接。行星齿轮8驱动一个空心齿轮14，该空心齿轮的内齿部啮合在一个携动器16周围并驱动该携动器。携动器16驱动一个星形轮18并且该星形轮通过一个内四角驱动刀具携动器6。

在正常运行中行星齿轮架10位置固定地相对于壳体12静止。该行星齿轮架通过两个卡锁盘20，22、六个弹簧元件24和两个压件26，28不相对转动地与导向套30连接，该导向套又不相对转动地固定在手持式工具机的壳体12上。该不相对转动的连接通过行星齿轮架10的凸块32实现，它们嵌入到第一卡锁盘20的凸块中，其中第一卡锁盘20本身通过凸块34与第二卡锁盘22连接，凸块34与第二卡锁盘22的凸块36啮合。第二卡锁盘22又通过压件26的臂38保持住，这些臂嵌入到第二卡锁盘22的凸起40之间。两个压件26，28通过成形部42在导向套30的内槽44(图3)中保持住。

在传动装置侧在行星齿轮架10的后面设置一个盘形弹簧46，它置入到保持架48中。保持架48用臂50包围盘形弹簧46和行星齿轮架10并且嵌入到第一卡锁盘20的凹槽52中。臂50通过加厚部54保持在这些凹槽52中，其中保持架48在应力下保持在卡锁盘20上并且使行星齿轮架10夹紧在盘形弹簧46与卡锁盘20之间，盘形弹簧46通过该应力压缩一段。保持架48、盘形弹簧46、行星齿轮架10和卡锁盘20形成一个处于应力下的组件56。由盘形弹簧46施加到行星齿轮架10或固定轮58上的压力通过臂50和凹槽52保持在组件56内部并因此不必通过固定轮58和金属丝环64支承在导向套30中。固定轮58安置在保持架48后面，它以成形部60嵌入在导向套30的内槽62中并且与该内槽不相对转动地连接以及通过金属丝环64在轴向上固定在导向套30中。

为了调整传递到刀具携动器6上的最大转矩，可以借助于调整机构66改变弹簧元件24对第二卡锁盘22的弹簧压力。为此该调整机构66具有一个操作机构68、一个曲线环70、一个孔盘72、一个销钉74和一个弹簧76。一个成形部78和一个槽80使曲线环70及孔盘72不相对转动地固定在操作机构68中。在操作机构68旋转时曲线环70被带动旋转，其中在曲线环70的控制曲线82上滑动的臂84负责使第二压件28在轴向方向86上运动。臂84穿过导向套30的空隙88并且通过弹簧元件24的弹簧力加载压在控制曲线82上。当第二压件28在轴向方向86上运动时弹簧元件24的弹簧压力变化，第二卡锁盘22以该压力压到第一卡锁盘20上。通过将四个较短的弹簧元件24布置在两个较长的弹簧元件24之间可以在调整同样曲线环70时逐步调整最大转矩，如下面针对图4所描述的那样。孔盘72通过其小孔防止在手持式工具机运行期间不期望地调节操作机构68，销钉74卡锁地嵌入到这些小孔中。

在手持式工具机正常运行中，其中转矩在所调定的最大转矩之下传递到刀具携动器6上，行星齿轮架10相对于壳体12静止。如果传递到刀具携动器6上的转矩达到所调定的最大转矩，则第二卡锁盘22通过凸块34，36的倾斜侧面朝向弹簧元件24偏移，第一卡锁盘20以及整个组件56随着它可以向第二卡锁盘22扭转。行星齿轮架10与导向套30之间的不相对转动的连接在两个卡锁盘20，22之间的第一离合器上中断。

为了跨接转矩限制单元2，曲线环70除同样上升的第一段90外在控制曲线82内部还包括一个更陡地上升的第二段92和一个平坦的第三段94用于实现钻孔运行，该钻孔运行在曲线环70扭转时不导致弹簧元件24的弹簧压力改变。在调整跨接位置时，臂84接触在第三段94上并且在手持式工具机的电机输出端4的方向上偏移最远。弹簧元件24被这样程度地压缩，以致保持弹簧元件24的销子96，98相互接触，使得卡锁盘22在轴向方向86上不能偏移地保持在卡锁盘20与压件28之间。第一卡锁盘20不再能够在第二卡锁盘22上克服卡锁，因此不能通过第一离合器分离能量流。此外臂38插入卡锁盘20的凹槽52之间，由此使卡锁盘20不相对转动地与导向套30连接。

通过转矩限制单元2可能在该位置将一个对于手持式工具机有损害并且对于操作者有危险的转矩传递到刀具携动器6上。为了防止传递这种转矩，在组件56内部设置一个过载离合器，它在超过过载转矩时中断去往刀具携动器6的能量流。如果对刀具携动器6传递一个达到过载转矩的转矩，则行星齿轮架10通过凸块32和卡锁盘20凸块的倾斜侧面向盘形弹簧46方向偏移并且盘形弹簧46逆着其预压力继续压缩。行星齿轮架10此时可以朝向卡锁盘20扭转，由此，从电机输出端4到刀具携动器6的能量流在行星齿轮架10与卡锁盘20之间的第二离合器上中断。卡锁盘20和保持架48不相对转动地相对于导向套30静止，而行星齿轮架10以及必要时盘形弹簧46随着它旋转。

因此，卡锁盘20作为组件56的组成部分是过载离合器的组成部分和转矩限制单元2的组成部分，该过载离合器正好由组件56构成，该转矩限制单元还附加包括压件26，28，弹簧元件24和卡锁盘22。

在图4中示出转矩限制单元2和过载离合器的元件的可选择的布置。原则上，基本相同的构件用相同的附图标记标注。此外关于相同的特征和功能参阅对于在图1至3中所示实施例的描述。

与图1中实施例的弹簧元件24一样，螺旋弹簧100，102，104以不同的长度构成。在通过曲线环70调整最小可能的最大转矩时，最长的螺旋弹簧100以小的预压力保持在卡锁盘22与压件26之间。最大转矩调整到1Nm。当曲线环70扭转时首先螺旋弹簧100被压缩，而次长的螺旋弹簧102还以小的间隙安置在卡锁盘22与压件26之间。从4Nm的最大转矩起在曲线环70继续旋转时螺旋弹簧102也被压缩，使得最大转矩在曲线环70均匀旋转时更快地增加，确切地说直到20Nm的值。最短的螺旋弹簧104在该位置也还带有间隙地安置在卡锁盘20与压件26之间并且对于由螺旋弹簧100，102和104组成的弹簧组的力还不起作用。

当曲线环70调整到臂84接触在第三段94上的钻孔位置时，很短且很结实的螺旋弹簧104才同样被压缩，但在销子96，98之间还保留小的间隙。最大转矩此时通过很结实的螺旋弹簧104调整到55Nm。在此由螺旋弹簧100，102，104的弹簧组引起的约400N的压力在导向套30内部被固定轮58及金属丝环64承受。

如果传递到刀具携动器6上的转矩达到过载转矩，则卡锁盘22通过凸块32，36的倾斜侧面向压件26方向偏移，凸块32，36脱开啮合。因此从电机输出端4到刀具携动器6的能量流在相同的位置上中断，当达到在钻孔位置之外调整的最大转矩时能量流也在该位置通过转矩限制单元2中断。

Claims (8)

1.手持式工具机，具有一个转矩限制单元(2)，通过该转矩限制单元可由操作者调整最大转矩，该最大转矩由电机输出端(4)传递到刀具携动器(6)上，并且该手持式工具机具有一个过载离合器，当所传递的转矩超过过载转矩时，该过载离合器中断电机输出端(4)与刀具携动器(6)之间的能量流，其中，该转矩限制单元(2)具有一个带有两个离合器元件(20，22)的第一离合器，及该过载离合器具有一个带有两个离合器元件(10，20)的第二离合器，其特征在于，该过载离合器的所述一个离合器元件(20)是该转矩限制单元(2)的一部分并且该过载离合器的另一个离合器元件(10)是一个行星齿轮传动装置的元件。

2.如权利要求1所述的手持式工具机，其特征在于，所述转矩限制单元(2)具有一个跨接位置，在该跨接位置，可由它传递的转矩大于过载转矩。

3.如上述权利要求之一所述的手持式工具机，其特征在于，所述转矩限制单元(2)包括在相同方向上作用的弹簧元件(24)。

4.如权利要求3所述的手持式工具机，其特征在于，所述弹簧元件(24)安置在一个弹簧组中。

5.如上述权利要求之一所述的手持式工具机，其特征在于，所述转矩限制单元(2)包括一个具有控制曲线(82)的调整元件，该控制曲线具有一个用于调整最大转矩的第一段(90)和一个在控制作用方面与第一段不同的、用于调整不带有可调整的转矩限制的钻孔运行的第二段(92，94)。

6.如上述权利要求之一所述的手持式工具机，其特征在于，所述过载离合器具有一个具有多个元件和一个预加载的弹簧元件(46)的组件(56)，其中预加载保持在组件(56)内部。

7.如上述权利要求之一所述的手持式工具机，其特征在于，所述过载离合器的一个连接件(10)是一个行星齿轮传动装置的行星齿轮架。

8.如权利要求6所述的手持式工具机，其特征在于，所述组件(56)至少包括该行星齿轮传动装置的所述元件(10)、该过载离合器的所述连接件(20)和用于弹簧件(46)的一保持架(48)。

Images