CN101837575A - 手持式工具机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种手持式工具机,尤其是电动螺丝刀(12a-c),其具有可驱动的输出轴(14a-c)、支承单元(16a-c)和滚动轴承单元(18a-c、106c),此滚动轴承单元设置成用来把输出轴(14a-c)的支承力传递到支承单元(16a-c)上。本发明提出,输出轴(14a-c)和/或支承单元(16a-c)构成滚动轴承单元(18a-c、106c)的至少一个滚动体滚动面(20a-c)。

Description

手持式工具机
技术领域
本发明涉及一种按权利要求1前序部分所述的手持式工具机。
背景技术
已知一种手持式工具机,尤其是电动螺丝刀(Akkuschrauber),其具有可驱动的输出轴、支承单元和滚动轴承单元,此滚动轴承单元设置成用来把输出轴的支承力传递到支承单元上。
发明内容
本发明涉及一种手持式工具机,尤其是电动螺丝刀,其具有可驱动的输出轴、支承单元和滚动轴承单元,此滚动轴承单元设置成用来把输出轴的支承力传递到支承单元上。
本发明提出,输出轴和/或支承单元构成滚动轴承单元的至少一个滚动体滚动面。在此上下文中,“输出轴”尤其应理解为像工作主轴一样的轴,其间接地或通过传动机构把电机(尤其是电动机)的转矩传递到工具(例如螺丝刀头)上。“支承单元”尤其应理解为这样的单元,即它设置成用来接收输出轴的轴承力和/或继续传递到手持式工具机的外壳上,和/或它尤其是手持式工具机的外壳和/或传动机构外壳的组成部分。此外,“滚动轴承单元”尤其应理解为这样的单元,即它具有至少一个圆滚状、针状和/或球状的滚动体,和/或它在空间上设置在输出轴和支承单元之间,和/或它可接收输出轴的轴承力并传递到支承单元上。在此上下文中,“滚动体滚动面”尤其应理解为这样的表面,即滚动体在它上面滚压或滚动,和/或它是滚动轴承的组成部分。此滚动体滚动面尤其围绕着输出轴在圆周方向上延伸。短语“输出轴和/或支承单元构成滚动轴承单元的至少一个滚动体滚动面”尤其应这样理解,即滚动体滚动面与输出轴和/或支承单元是构成为一体的,其中“一体的”在此尤其应理解为整体的和/或由铸件构成和/或构成为一个构件。此外“设置成”应理解为专门构造和/或设计。通过按本发明的构造方案,可有利地在输出轴的范围内减少手持式工具机的径向结构长度。此外,借助一体的构造,还可在结构方面简单地节省零件、构造空间和成本。
此外还提出,输出轴构成滚动轴承单元的滚动体内滚动面。在此尤其应这样理解,即滚动体滚动面与输出轴是构成为一体的,其中滚动体内滚动面优选在输出轴的外表面(其指向支承面的方向)上沿着其圆周延伸。由于滚动体内滚动面的实现,尤其高效的力从与输出轴处于有效连接的工具可传递到手持式工具机的外壳上。此外,输出轴还可实现良好的旋转精度。
有利的是,滚动体滚动面在输出轴的轴向方向上具有至少一个支承面。此“轴向方向”在此尤其定义了输出轴的主要延伸方向。“支承面”在此尤其应理解为这样的表面,即此表面至少在轴向上限定和/或约束了在滚动体滚动面上滚动的滚动体的活动自由度。有利的是,借助此支承面,滚动体可在滚动体滚动面上实现良好的轴向导引。
此外还有利的是,滚动体滚动面在输出轴的轴向上具有至少一个第二支承面,因此可进一步改善此轴向导引。这两个支承面优选设置在滚动体滚动面的两个轴向上相对而置的侧面上。
在本发明的另一构造方案中提出,滚动体滚动面构成为圆弓形。在此“圆弓形”尤其应理解为这样的形状,即它与滚动轴承单元的滚动体的至少一个外轮廓相匹配,和/或它由圆弓的外径或圆弧构成,其中“圆弓”是圆面积的一部分,它通过弦划分成两个大小不同的圆弓。通过圆弓形的结构,滚动体滚动面可尤其无间隙地导引滚动体。
此外还提出,滚动轴承单元构造为球轴承,因此使用的滚动轴承单元具有尤其节省材料的特性。
此外还可提出,滚动轴承单元设置在面向输出轴的输出侧的一侧上。“输出轴的输出侧”尤其应理解为这样的侧面,即它面向输出轴的工具夹具。通过这种布置,即可支承径向轴承力,也可支承轴向轴承力,因此输出轴的轴承力可在空间上靠近工具夹具地保护输出轴地传递到手持式工具机的外壳上。
如果手持式工具机具有另外至少一个用来支承输出轴的轴承单元,则输出轴可有利地实现安全且稳固的支承。
此外还提出,这个其它的轴承单元设置在与输出轴的输出侧相背离的一侧上,因此输出轴可实现平衡的支承。
一种优选的改进方案在于,所述另外至少一个轴承单元由滑动轴承或另外的滚动轴承单元构成。这个另外的轴承单元由于设计成滑动轴承可节省构造空间和构件,而且成本很划算。借助另外的滚动轴承单元,可在结构上简单地支承很高的轴承力,因此也可在节省材料方面有利地实现力分布。
此外还提出,所述滚动轴承单元部分地与所述另外的滚动轴承单元构成为一体。在此上下文中,“一体”尤其应这样的理解,即只有在其中至少一个滚动轴承单元丧失功能的情况下,这两个滚动轴承单元才能相互分开,和/或所述滚动轴承单元具有至少一个部件,此部件是所述另外的滚动轴承单元的组成部分。通过一体化的设计,尤其可实现节省构件和节省成本的支承。
本发明的另一构造方案规定,滚动体滚动面通过切削工艺加工在输出轴和/或支承单元中。在此上下文中,“切削工艺”尤其应理解为一种蚀刻工艺和/或磨削工艺和/或尤其指车削加工。一般说来,其它的、专业人员认识符合目的的方法也可以考虑。借助切削工艺,滚动体滚动面可通过简单的制造工艺成本有利地加工在输出轴中。
此外还提出,手持式工具机具有用于工具夹具的止挡环,它的轴向宽度大于滚动轴承单元的轴向宽度的80%。一般说来,也可以考虑大于100%的轴向宽度。“止挡环”在此尤其应理解成(尤其是输出轴的)成形部,其在径向方向上朝支承单元延伸,和/或在工具夹具(例如钻卡头)的安装过程(例如旋拧)中,它构成用于工具夹具的轴向止挡。原则上也可以考虑,止挡环构成为与输出轴单独设计的构件。通过这个宽的止档环,可在安装和在固定工具夹具时对预紧力实现或确保良好的支承。
此外还提出,输出轴在滚动体滚动面的范围内的外直径是输出轴在工具夹具的止档环的范围内的外直径的至少55%。一般说来,也可以考虑大于75%的外直径。这是可行的,因为在当前常用的滚动轴承单元中由滚动轴承内圈所需的构件空间在按本发明的构造方案中可通过工作轴来填充。由于输出轴构造得具有很大的外直径,所以输出轴可构成得尤其稳固。但一般说来还可能的是,按当前常用的构造方案保持了输出轴的尺寸,但手持式工具机的支承单元或外壳与输出轴的径向间距可有利地减小,这直接使手持式工具机变得更小和更轻便。
有利的是,输出轴至少在设有滚动轴承单元的部分区域中构成为中空轴。“中空轴”在此尤其应理解为这样的轴,即它具有中间的、在轴向方向上延伸的空腔。此部分区域在此优选由输出轴的输出侧朝设有滚动体滚动面的区域的方向,并在轴向方向上越过这个区域,朝所述另外的轴承单元的方向延伸。由于此部分区域构成为中空轴,此输出轴在构造上可简单地作为用于工具夹具(例如钻卡头)的容纳部,和/或直接设计成工具夹具。结合这样的可能性(即输出轴具有很宽的外直径),在此可产生尤其坚固的容纳部或工具夹具。但原则上还可考虑的是,输出轴在它的整个轴向长度上都构成为中空轴。
在本发明的另一构造方案中提出,输出轴在一部分区域内具有恒定的外直径,此部分区域由输出轴的设置在输出侧上的端部一直延伸到滚动轴承单元的滚动体滚动面上。“输出轴的设置在输出侧上的端部”在此尤其应理解为这样的端部,即工具可直接在此端部上固定在输出轴上。“恒定的外直径”在此尤其应理解为无梯级设计的外直径。通过按本发明的构造方案,输出轴可节省材料和成本,还在结构上可简单制成。
此外还有利的是,手持式工具机具有行星齿轮传动机构,因此电机的转矩可很好地且可变化地传递到输出轴上。
附图说明
从下面的附图描述中得出本发明的其它优点。在附图中描述了本发明的两个实施例。附图、描述和权利要求中包含大量组合的特征。专业人员可按目的单个地看待这些特征,也可总结成有意义的其它组合。其中:
图1按本发明的设计成电动螺丝刀的手持式工具机;
图2图1的手持式工具机的工具容纳区;
图3在细节图中示出了图2的工具容纳区的轴承区;
图4在细节图中示出了轴承区的可选实施例;
图5手持式工具机的可选的工具容纳区。
具体实施方式
图1示出了按本发明的手持式工具机,形式为电动螺丝刀。在图2中可看到手持式工具机10a的工具容纳区64a。手持式工具机10a在此工具容纳区64a中包含:可由电动机66a驱动的、由钢制成的输出轴14a;与传动机构外壳68a设计成一体的支承单元16a;构成为球轴承30a的滚动轴承单元18a,它设置成用来把输出轴14a的支承力传递到支承单元16a上。此外,滚动轴承单元18a是输出轴14a的轴承结构70a的一部分。
由电动机66产生的转矩通过三级的行星齿轮传动机构62a传递到输出轴14a上。行星齿轮传动机构62a的第三行星齿轮级74a的行星齿轮架72a通过齿部76a嵌入输出轴14a的齿部78a中。输出轴14a在部分区域58a中构成为中空轴60a,滚动轴承单元18a设置在此部分区域58a中,此部分区域58a由输出轴14a的输出侧32a在轴向方向24a上朝行星齿轮传动机构62a的方向延伸。中空轴60a具有内螺纹,此处示意示出的工具夹具44a(形式为钻卡头94a)可通过此内螺纹借助未示出的螺钉固定在输出轴14a上,因此在手持式工具机10a进行旋拧运行时,转矩由输出轴14a传递到示意示出的、固定在钻卡头94a中的工具80a(形式为螺丝刀头)上。
输出轴14a在轴向方向24a上沿着支承单元16a延伸,并通过它支承在传动机构外壳68a上。为此,轴承结构70a具有滚动轴承单元18a,此滚动轴承单元18a设置在面向输出轴14a的输出侧32a的一侧34a上,用来支承输出轴14a的轴向力和径向力。此外,手持式工具机10a或轴承结构70a具有另一轴承单元36a,它设置成用来支承输出轴14a,并设置在与输出轴14a的输出侧32a相背离的一侧38a上,或设置成朝向行星齿轮传动机构62a一侧。所述另一轴承单元36a由滑动轴承40a构成,并用来支承径向力。
此外,输出轴14a构成滚动轴承单元18a的至少一个滚动体滚动面20a,其构成为滚动体内滚动面22a。此滚动体滚动面20a通过切削工艺、尤其通过车削处理加工在输出轴14a上,并因此与输出轴构成为一体。此外,滚动体滚动面20a在圆周方向82a上在输出轴14a的外表面84a上延伸。滚动体滚动面20a在输出轴14a的轴向方向24a上在面向输出侧32a的一侧34a上具有第一支承面26a(图3)。此外,在与输出侧32a相背离的一侧38a上,在输出轴14a的轴向方向24a上设置了第二支承面28a。因此,支承面26a、28a设置在滚动体滚动面20a的轴向对置的两侧上,并用来轴向地固定在滚动体滚动面20a上滚动的滚动体86a(形式为球)。滚动体滚动面20a构成为圆弓形,并因此与滚动体86a的球形外轮廓88a相匹配。滚动轴承单元18a的外圈90a把输出轴14a的轴承力传递到支承单元16a或传动机构外壳68a上,此外圈90a在径向方向92a上设置在滚动体86a和支承单元16a之间。为了安装球轴承30a,外圈90a是设计成两部分的,并由两个半壳组装而成(未示出)。
此外,手持式工具机10a或输出轴14a具有止挡环42a,用于工具夹具44a或用于钻卡头94a。止挡环42a在轴向方向24a上在输出侧32a上或在工具夹具44a的一侧上连接到滚动轴承单元18a上,并在径向方向92a上朝支承单元16a的方向延伸。如果钻卡头94a在安装过程中或在旋出螺丝时拧在输出轴14a的端部区域96a上,此端部区域96a设置在输出侧32a上,则此止挡环42a可作为用于钻卡头94a的轴向止挡。
如图3的细节图所示,它示出了手持式工具机10a的轴承区98a,止挡环42a具有轴向宽度46a,它相当于滚动轴承单元18a的轴向宽度48a的80%。此外,输出轴14a在区域52a(滚动体滚动面20a设置在此区域52a中)中的外直径50a是输出轴14a在区域56a(止挡环42a设置在此区域56a中)中的外直径54a的55%(也见图2)。
图4示出了滚动轴承单元18的可选实施例,图5示出了工具容纳区64的可选实施例。基本上,相同的构件、特征和功能原则上用相同的参考标记来标明。但为了区分这些实施例,实施例的参考标记上加上了字母a至c。下面的描述基本上仅限于与图1至3中的实施例不同的地方,其中有关相同的构件、特征和功能可参照图1至3中的实施例的描述。
图4在轴承区98b的细节图中示出了可选的手持式工具机10b(以电动螺丝刀12b的形式)的剖面图。手持式工具机10b包含:可驱动的输出轴14b;与传动机构外壳68b设计成一体的支承单元16b;滚动轴承单元18b,其设计成球轴承30,并设置在面向输出轴14b的输出侧32b的一侧34b上。支承单元16b构成为滚动轴承单元18b的圆弓状的滚动体滚动面20b,其中此滚动体滚动面20b由滚动体外滚动面102b构成,此滚动体外滚动面102b在圆周方向82b上通过车削工艺加工在支承单元16b的内表面100b中。此外,滚动体86b在滚动体滚动面20b上导引,它的运动在轴向方向24b上通过滚动体滚动面20b的两个在轴向方向24b上相对而置的支承面26b、28b进行了限制。滚动轴承单元18b的内圈104b把输出轴14b的轴承力通过滚动体86b传递到支承单元16b或传动机构外壳68b上,此内圈104b在径向方向92b上设置在输出轴14b和滚动体86b之间。为了安装球轴承30b,传动机构外壳68b是设计成两部分的或设计成两个半壳式的(未示出)。
但也还可选的是,输出轴和支承单元都配置了一体构成的滚动体滚动面。因此,滚动轴承单元的内圈和外圈可尤其节省地方地省略(未详细示出)。
图5示出了可选的手持式工具机10c(以电动螺丝刀12c的形式)的工具容纳区64c,包含:输出轴14c,其可由未示出的电动机通过行星齿轮传动机构62c的行星齿轮架72c进行驱动;支承单元16c,其与传动机构外壳68c设计成一体。此外,手持式工具机10c或工具容纳区64c还具有滚动轴承单元18c,此滚动轴承单元18c设置在面向输出轴14的输出侧32c的一侧34c上,此滚动轴承单元18c设计成球轴承30c,它设置成用来把输出轴14c的支承力传递到支承单元16c上。输出轴14c构成滚动轴承单元18c的圆弓形的滚动体滚动面20c,其中滚动体滚动面20c由滚动体内滚动面22c构成,此滚动体内滚动面22c在圆周方向82c上通过车削处理加工在支承单元16c的外表面84c中。此外,滚动体86c在滚动体滚动面20c上导引,它的运动在轴向方向24c上通过滚动体滚动面20c的两个在轴向方向24c上相对而置的支承面26c、28c进行了限制。
此外,滚动轴承单元18c是输出轴14c的轴承结构70c的一部分,它具有另一轴承单元36c,它设置成用来支承输出轴14c,并设置在与输出轴14c的输出侧32c相背离的一侧38c上,或设置成朝向行星齿轮传动机构62c一侧。这个另外的轴承单元36c由另一滚动轴承单元106c(以球轴承30c的形式)构成,并因此同样具有圆弓形的滚动体滚动面20或滚动体内滚动面22c,用来导引滚动体86c。滚动轴承单元18c和106c具有共同的外圈90c,它在径向方向92c上设置在滚动体86c和支承单元16c之间,并把输出轴14c的轴承力传递到支承单元16c上,因此滚动轴承单元18c部分地与所述另一滚动轴承单元106c构成为一体。
在位于输出侧的端部区域96c中,输出轴14c构成为中空轴60c,其中端部区域96c或中空轴60c是工具夹具44c,工具80c或螺丝刀头借助它可实现固定。此外,输出轴14c在部分区域108c中设计成恒定的外直径50c,此部分区域108c由输出轴14c的设置在输出侧32c上的端部110c开始一直延伸到滚动轴承单元18c的滚动体滚动面20c。

Claims (15)

1.一种手持式工具机,尤其是电动螺丝刀(12a-c),其具有可驱动的输出轴(14a-c)、支承单元(16a-c)和滚动轴承单元(18a-c、106c),此滚动轴承单元设置成用来把所述输出轴(14a-c)的支承力传递到所述支承单元(16a-c)上,其特征在于,所述输出轴(14a-c)和/或支承单元(16a-c)构成所述滚动轴承单元(18a-c、106c)的至少一个滚动体滚动面(20a-c)。
2.按权利要求1所述的手持式工具机,其特征在于,所述输出轴(14a、14c)构成所述滚动轴承单元(18a、18c、106c)的滚动体内滚动面(22a、22c)。
3.按权利要求1或2所述的手持式工具机,其特征在于,所述滚动体滚动面(20a-c)在输出轴(14a-c)的轴向方向(24a-c)上具有至少一个支承面(26a-c、28a-c)。
4.按权利要求3所述的手持式工具机,其特征在于,所述滚动体滚动面(20a-c)在输出轴(14a-c)的轴向方向(24a-c)上具有至少一个第二支承面(26a-c、28a-c)。
5.按上述权利要求中任一项所述的手持式工具机,其特征在于,所述滚动体滚动面(20a-c)构成为圆弓形。
6.按上述权利要求中任一项所述的手持式工具机,其特征在于,所述滚动轴承单元(18a-c、106c)构成为球轴承(30a-c)。
7.按上述权利要求中任一项所述的手持式工具机,其特征在于,所述滚动轴承单元(18a-c、106c)设置在面向所述输出轴(14a-c)的输出侧(32a、-c)的一侧(34a-c)上。
8.按上述权利要求中任一项所述的手持式工具机,其特征在于,设有另外至少一个轴承单元(36a-c),其设置成用于支承所述输出轴(14a-c)。
9.按权利要求8所述的手持式工具机,其特征在于,所述另外的轴承单元(36a-c)设置在与输出轴(14a-c)的输出侧(32a-c)相背离的一侧(38a-c)上。
10.至少按权利要求8所述的手持式工具机,其特征在于,所述另外至少一个轴承单元(36a-c)由滑动轴承(40a、40b)或另外的滚动轴承单元(106c)构成。
11.按权利要求10所述的手持式工具机,其特征在于,所述滚动轴承单元(18c)部分地与所述另外的滚动轴承单元(106c)构成为一体。
12.按上述权利要求中任一项所述的手持式工具机,其特征在于,所述滚动体滚动面(20a-c)通过切削工艺加工在所述输出轴(14a-c)和/或支承单元(16b)中。
13.按上述权利要求中任一项所述的手持式工具机,其特征在于,所述输出轴(14a、14b)至少在设有所述滚动轴承单元(18a、18b)的部分区域(58a、58b)中构成为中空轴(60a、60b)。
14.按上述权利要求中任一项所述的手持式工具机,其特征在于,所述输出轴(14c)在部分区域(108c)内具有恒定的外直径(50c),此部分区域(108c)由输出轴(14c)的设置在输出侧(32c)上的端部(110c)一直延伸到滚动轴承单元(18c)的滚动体滚动面(20c)上。
15.按上述权利要求中任一项所述的手持式工具机,其特征在于,设有行星齿轮传动机构(62a-c)。
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