CN102105272A

CN102105272A - 冲击装置

Info

Publication number: CN102105272A
Application number: CN2009801294870A
Authority: CN
Inventors: T·伯恩哈特; T·赫尔
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-07-28
Filing date: 2009-05-28
Publication date: 2011-06-22
Anticipated expiration: 2029-05-28
Also published as: EP2307172A1; EP2307172B1; DE102008040765A1; RU2011107127A; CN102105272B; WO2010012520A1

Abstract

一种冲击装置、尤其是用于锤钻和/或锤凿(12)的冲击装置，包括：冲击机构单元(14；14a)，冲击机构单元具有活塞单元(16，16a)；传动单元(18；18a)，传动单元具有至少一个摆动臂(20；22；20a；22a)并且被设置用于将运动传递到冲击机构单元(14；14a)上；和在传动单元(18，18a)与活塞单元(16，16a)之间的传动元件(24，24a)。本发明提出，传动元件(24；24a)具有一个力流方向(26，26a)，该力流方向具有一个与摆动臂(20；22；20a；22a)的力流方向(28；30；30a)相反指向的分量。

Description

冲击装置

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的冲击装置。

背景技术

用于锤钻和/或锤凿的冲击装置早已是公知的。冲击装置包括具有活塞单元的冲击机构单元、传动单元和在传动单元与活塞单元之间的传动元件，传动单元具有摆动轴承并且被设置用于将运动传递到冲击机构单元上。

发明内容

本发明涉及一种冲击装置、尤其是用于锤钻和/或锤凿的冲击装置，包括：冲击机构单元，该冲击机构单元具有活塞单元；传动单元，该传动单元具有摆动轴承并且被设置用于将运动传递到冲击机构单元上；和在传动单元与活塞单元之间的传动元件。

本发明提出，传动元件具有一个力流方向，该力流方向具有一个与摆动臂的力流方向相反指向的分量。在这个意义上，“设置”尤其应理解为专门设计和/或专门构造。此外，“冲击机构单元”尤其应理解为一个单元，该单元在手持式工具机的运行中被设置用于产生冲击脉冲并且用于将冲击脉冲传递到刀具上。活塞单元不仅可以由一个活塞单独构成，例如由罐形活塞构成，而且可以由多个构件、例如由锤活塞、连杆和/或本领域技术人员认为有意义的其它元件构成。“之间”在此尤其应理解为沿着力流方向在两个构件之间、尤其是在传动单元与活塞单元之间的布置、尤其是传动元件的布置。此外，“力流方向”尤其应理解为在冲击装置的运行中经过一个构件和/或元件的力流、尤其是主力流的方向，其中，“力流”尤其应理解为力和/或力矩在一个构件中、尤其是在传动元件中从一个作用点或者一个引入力的位置直至引出点或者直至一个通过反应力和/或反应力矩接收该力和/或力矩的位置的路径。传动元件可以构造为单独的构件或者被活塞单元和/或被传动单元所包括。此外也可设想传动元件与活塞单元和/或传动单元一体地构造，其中，“一体地”尤其应理解为单件的和/或由一个铸件构成和/或构造为一个构件。此外，“平行于力流方向的分量”尤其应理解为，传动元件的力流方向具有一个不为零的、平行于摆动臂的力流方向的分量。也可以通过根据本发明的构型建立一个特别节省空间且紧凑的冲击装置或手持式工具机，具体而言其方式是可以尤其在结构上简单地将摆动臂的杠杆长度有利地延长直到活塞的期望的行程运行并且可借助传动元件有利地将力传递到活塞单元上。

此外提出，传动元件的力流方向沿着活塞单元的径向方向从外向内地延伸。在此，“径向方向”尤其应理解为从活塞单元的中心轴线观察沿着活塞单元的横截面径向向外地和/或向内地延伸的方向。在此可以有利地节省结构空间，其方式是所述至少一个摆动臂可以从活塞单元、尤其是从活塞单元的活塞旁边经过。

还提出，传动元件与传动单元具有接触点，该接触点被设置在活塞单元的背离传动单元的摆动轴承的一侧上。在此意义上，“活塞的背离摆动轴承的一侧”尤其应理解为活塞的一侧和/或区域，该侧和/或区域从活塞的中心轴线观察至少部分地在背离摆动轴承的方向上设置在活塞上。此外，“接触点”尤其应理解为被设置用于在传动单元与传动元件和/或活塞单元之间传递运动和/或力流的点和/或位置，其中，在冲击装置的运行中接触点由于传动单元的摆动运动而可以相对于活塞的中心轴线移动。通过根据本发明的构型可以实现在传递驱动运动时的大杠杆作用并且由此实现在锤钻和/或锤凿的运行中大的活塞行程以及高的冲击速度，尤其是在活塞与中间轴或者说摆动轴承的旋转轴线之间的轴向距离保持不变时或者几乎保持不变时。还可以在摆动臂的运动期间减少在摆动轴承的运行中为了实现活塞的期望的行程运动而被运动的摆动臂覆盖的角度范围并且由此至少减少或者抑制在手持式工具机的运行中的不平衡。此外，可以通过传动栓的位置简化活塞单元的装配或者阻止活塞单元的错误装配。

此外提出，接触点设置在活塞单元的内横截面外部。在此，“内横截面”应尤其理解为一个横截面和/或直径，该横截面和/或直径在活塞、尤其罐形活塞的一个壁、尤其圆柱形壁的内部尤其横向于活塞的主延伸方向延伸并且被该壁的向内指向的侧面限界。该构型特别有利地实现了紧凑且尤其短地构造的冲击装置或手持式工具机。

此外提出，接触点设置在活塞单元的外横截面外部，由此能够实现传动单元与冲击机构单元的结构简单的装配，此外由于大的杠杆作用能够实现大的力传递。在此，“外横截面”尤其应理解为一个横截面和/或直径，该横截面和/或直径通过活塞、尤其罐形活塞的一个壁、尤其圆柱形壁的向外指向的表面限界并且从该壁的向外指向的表面向内地、尤其是横向于活塞的主延伸方向地延伸。

如果传动元件至少部分可运动地设置在传动单元上，则可以特别有利地且尤其结构简单地弥补在活塞、尤其活塞的背离摆动轴承的一侧与传动单元、尤其摆动臂的背离摆动轴承的端部上的支承点之间的、在锤钻和/或锤凿的运行中变化的高度差。特别有利的是，传动单元为此具有至少一个支承器件和/或导向器件用于可运动地支承和/或引导传动元件。

如果传动单元具有至少一个沿着活塞单元的轴向延伸尺寸从活塞单元旁边经过的摆动臂，则可以有利地实现冲击装置及由此手持式工具机的特别短的结构长度。在这个意义上，“旁边”尤其应理解为，摆动臂与活塞单元之间的最短距离垂直于沿着活塞单元的轴向延伸尺寸、尤其是长度的主延伸尺寸定向并且优选大于活塞单元的活塞的半径。该摆动臂在此可以尤其与摆动轴承固定地和/或弹动地构造。

此外提出，传动单元具有至少两个摆动臂，这些摆动臂沿着活塞单元的轴向延伸尺寸从活塞单元旁边经过。在此可以在冲击装置或者说锤钻和/或锤凿的运行中在从传动单元到冲击机构单元的力传递时实现有利的力分布。在此可以减少各个构件的点状负载并且由此有利地提高各个构件的使用寿命。

此外提出，传动单元具有至少一个支承元件并且接触点设置在支承元件与传动元件之间，由此可以实现在锤钻和/或锤凿的运行中的有利力传递。支承元件在此可以由单独的构件构成或者至少部分地与活塞单元或传动单元的一个构件一体地构成。有利地，支承元件被设置用于接收平移力和/或被有利地用于接收旋转力以及尤其接收在空间上和/或在时间上振荡的力。有利地，支承元件由可运动地被支承的栓、铰链单元和/或本领域技术人员认为有意义的其它构件、例如支承构件构成。传动元件可以由一个单独的构件构成或者至少部分地与至少一个摆动臂一体地构成。

在本发明的一种有利扩展方案中提出，支承元件与至少一个摆动臂一起撑开一个平面，在活塞单元的活塞的至少一个运行位置中该活塞以几乎完整的、横向于活塞单元的轴向延伸的横截面穿过该平面。在这个意义上，“几乎完整的横截面”尤其应理解为，活塞横截面的至少83％、优选活塞横截面的至少94％以及特别优选活塞横截面的100％穿过由所述至少一个摆动臂与支承元件一起撑开的平面。在此可以在结构上简单地实现具有尤其短的结构长度的冲击装置的特别节省空间的布置。

还提出，支承元件基本上横向于摆动臂的主延伸方向定向。“基本上横向于”在此尤其应理解为，支承元件、尤其是支承元件的主延伸方向和/或力流方向与摆动臂的主延伸方向夹成一个角度，该角度在70°与110°之间，有利地在75°与105°之间并且特别优选在83°与97°之间。通过根据本发明的构型可以有利地减少支承位置的应力和/或使用特别成本有利的支承构件。此外，传动元件可以至少部分易弯曲地、尤其是沿着其纵向延伸尺寸易弯曲地构造，如其例如在具有两个摆动臂的传动单元中可能有利的那样。

特别有利地，根据本发明的冲击装置可以应用在手持式工具机、尤其是锤钻和/或锤凿中。

附图说明

由以下附图说明给出其它优点。本发明的实施例在附图中示出。附图、说明书和权利要求含有大量组合特征。本领域技术人员也能符合目的地单独考虑这些特征并且将它们组合成有意义的其它组合。附图示出：

图1具有冲击装置的锤钻和/或锤凿的示意性侧视图，

图2冲击装置的示意图，

图3具有由栓构成的支承元件的冲击装置的第一实施例的立体图，

图4具有由铰链单元构成的支承元件的冲击装置的第二实施例的立体图，

图5图4的冲击装置的剖视图，和

图6图4的冲击装置的俯视图。

具体实施方式

在图1中示出由锤钻和/或锤凿12构成的手持式工具机。锤钻和/或锤凿12具有壳体58和用于接收未详细示出的钻和/或凿刀具12的刀具接收装置60。该锤钻和/或锤凿12在背离刀具接收装置60的一侧62具有集成在壳体58中的主手把64。锤钻和/或锤凿12此外具有冲击装置10，该冲击装置具有冲击机构单元14和传动单元18，冲击机构单元设置用于产生冲击脉冲并且将冲击脉冲传递到钻和/或凿刀具上，传动单元设置用于将驱动力矩传递到冲击机构单元14上。驱动力矩在锤钻和/或锤凿12的运行中由马达单元66产生并且通过马达单元66的未详细示出的马达轴传递到中间轴68上并且从该中间轴通过传动单元18传递到冲击机构单元14上和/或通过传动级传递到旋转的从动器件(例如锤管70)上以使钻和/或凿刀具旋转。传动单元18此外具有摆动轴承36，该摆动轴承支承在中间轴68上。

在图2和3中示出图1的冲击装置10的第一实施例。冲击机构单元14具有一个带有由罐形活塞构成的活塞48的活塞单元16，该活塞可轴向运动地支承在冲击机构单元14的锤管70中。此外，冲击机构单元14或者活塞单元16具有传动元件24，在锤钻和/或锤凿12的运行中通过该传动元件实现从传动单元18到冲击机构单元14或者到活塞单元16的力传递。传动元件24沿着力流设置在传动单元18与活塞单元16的活塞48之间。传动元件24的力流方向26在此具有一个与传动单元18的摆动臂20、22的力流方向28、30相反指向的分量。此外，传动元件24设置在活塞48的背离摆动轴承36的一侧38，其中，传动元件24沿着从中间轴68(在图2和3中未示出)的旋转轴线74向着活塞单元16的纵轴线或者说中心轴线76的方向72基本上平行于该方向72定向或者延伸离开活塞48。传动元件24的力流方向26在此沿着活塞单元16的径向方向32从外向内地延伸。

传动元件24与传动单元18具有接触点34，该接触点设置在活塞单元的背离摆动轴承36的一侧38，其中，接触点沿着径向方向32设置在活塞单元16的活塞48的内横截面40之外并且也设置在外横截面42之外。活塞48的内横截面40和外横截面42通过活塞48的圆柱形接收区域78确定(图2)，其中，内横截面40由活塞48的圆柱形接收区域78的圆柱形壁80的内径构成并且外横截面42通过活塞48的圆柱形接收区域78的圆柱形壁80的外径构成。圆柱形接收区域78设置用于接收冲击器和由空气构成的压缩介质。活塞48沿着中心轴线76在活塞48的背离圆柱形接收区域78的一侧82具有固定元件84，该固定元件此外与活塞48一体地构成。传动元件24设置在该固定元件84中并且固定地与活塞48连接，其中，传动元件24与固定元件旋紧(参见图3)。原则上也可设想，传动元件24一体地与固定元件84构成，与固定元件84压合和/或借助技术人员认为有意义的其它固定方式设置在固定元件84上。

传动单元18具有两个摆动臂20、22，这些摆动臂至少部分地与摆动轴承36一体地构成。摆动轴承36具有球轴承并且被设置用于将中间轴68的旋转运动转换成活塞48的轴向运动。从中间轴68的旋转轴线74观察，两个摆动臂20、22从摆动轴承36向着活塞48的方向72延伸，其中，摆动臂20、22基本上垂直于摆动轴承36的外圈88的轴线86延伸。两个摆动臂20、22此外沿着外圈88的圆周方向90设置在外圈88的相对两侧92上并且与该外圈一体地构成。两个摆动臂20、22沿着活塞48的轴向延伸尺寸44从活塞48的侧旁经过，其中，在这里摆动臂20、22的主延伸方向54、56相对于活塞48的中心轴线76歪斜地延伸(图3)。

此外，传动单元18还具有支承元件46，该支承元件基本上横向于摆动臂20、22的主延伸方向54、56定向。支承元件46栓形地构造并且与两个摆动臂20、22一起构成两个支承位置94、96。为此，两个摆动臂20、22在背离摆动轴承36的端部98、100上分别具有一个与摆动臂20、22一体地构成的环形的轴承接收部102、104，支承元件46可围绕支承元件46的纵轴线106旋转地支承在该轴承接收部中。支承元件46在沿着其纵轴线106的中心区域108中具有一个孔，该孔基本上横向于纵轴线106定向。在该孔110中，传动元件24可运动地支承在传动单元18上，使得用于在传动单元18与活塞单元16或者说活塞48之间传递力的接触点34被设置在支承元件46与传动元件24之间(图3)。传动栓24在这里在至少一个运行位置中基本上平行于传动单元18的摆动臂20、22的主延伸方向54、56定向，其中，在此该传动元件24的力流方向26与两个摆动臂20、22中的一个的力流方向28、30相反指向。

在锤钻和/或锤凿12的运行中，活塞48在传动单元18的驱动下周期地从面向刀具接收装置60的第一终端位置运动到背离刀具接收装置60的第二终端位置然后又回到第一终端位置。在第一终端位置中，两个摆动臂20、22位于面向刀具接收装置60的第一终端位置中。在从第一终端位置过渡到第二终端位置时，通过摆动轴承36使两个摆动臂20、22相继地从它们的第一终端位置运动出来，从而这些摆动臂20、22沿着活塞48的轴向50位于不同的位置上。其结果是，支承元件46也相对于传动元件24围绕传动元件24的纵轴线112旋转。此外，摆动臂20、22的两个背离摆动轴承36的端部98、100画出沿着圆弧的运动，使得在力传递期间通过传动元件24的可运动的支承结构补偿活塞48与传动元件24之间的变化的高度差以及也补偿摆动臂20、22相对于中心轴线76的变化的定向。只有在活塞48的第二终端位置中，两个摆动臂20、22才重新沿着活塞48的轴向50在一个共同的终端位置中。从活塞48的第二终端位置至第一终端位置的过渡类似于第一终端位置至第二终端位置的过渡。支承元件46与两个摆动臂20、22中的至少一个撑开一个平面，在锤钻和/或锤凿12的运行中在由第二终端位置构成的运行位置中活塞48以几乎完整的横截面52穿过该平面。

在图4至6中示出一个变换的实施例。基本上保持不变的构件、特征和功能原则上以相同的附图标记表示。为了区别这些实施例，在图4至6的附图标记中加入字母a。以下描述基本上限于与图3的实施例的区别，其中，关于保持不变的构件、特征和功能可以参考对图3中的实施例的描述。

在图4中示出一个变换地构造的冲击装置10a。该冲击装置10a的传动单元18a和冲击机构单元14a以第一终端位置(虚线所示)并且以第二终端位置示出，其中，冲击机构单元14a的活塞单元16a的活塞48a被设置成在锤管70a中受支承。传动单元18a具有两个摆动臂20a、22a和一个摆动轴承36a。冲击装置10a此外具有传动元件24a，该传动元件在运行中具有一个力方向26a，该力方向的一个分量与摆动臂20a、22a的力流方向28a相反指向。传动元件24a此外设置在活塞单元16a或者活塞48a的背离摆动轴承36a的侧38a上。

传动元件24a在活塞48a上设置在沿着活塞单元16a或者说活塞48a的轴向50a背离圆柱形接收区域78a的一侧82a上布置的固定套筒130a上。该传动元件24a为此借助螺纹件132a与固定套筒130a旋紧。传动元件24a沿着其纵轴线具有一个阶梯形状，其中，传动元件24a的一个台阶134a设置在传动元件24a的一个布置于固定套筒130a中的第一部分区域136a与一个沿径向方向32a延伸远离活塞48a的第二部分区域138a之间。这两个部分区域136a、138a相互平行地且垂直于活塞单元16a的轴向50a地延伸。此外，传动元件24a的一个中间的部分区域140a基本上垂直于第一和第二部分区域136a、138a定向并且在活塞48a的径向向外指向的壁80a上向着活塞48a上的接收区域78a的方向延伸(图5)。

此外，传动单元18a具有支承元件46a，传动元件24a可运动地支承在该支承元件上，其中，支承元件46a可至少部分围绕传动元件24a的纵轴线106a旋转地设置。支承元件46a由铰链单元构成，该铰链单元构造为球铰链单元114a。该球铰链单元114a具有一个外部铰链环球116a、一个内部铰链环球118a和一个滑动环120a，该滑动环设置在外部铰链环球116a与内部铰链环球118a之间(图5)。变换地，滑动环120a也可以与外部铰链环球116a一体地构造。球铰链单元114a的外部铰链环球116a与两个摆动臂20a、22a一体地构成，其中，外部铰链环球116a在两个摆动臂20a、22a之间设置在两个摆动臂20a、22a的背离摆动轴承36a的端部98a、100a上。两个摆动臂20a、22a为此在背离摆动轴承36a的端部98a、100a上弯曲地构造，其中，两个摆动臂20a、22a的端部98a、100a相互重叠地收尾(图5)。

内部铰链环球118a固定地设置在传动元件24a上，具体而言其方式是将内部铰链环球118a与传动元件24a压紧。内部铰链环球118a由此不可扭转地设置在传动元件24a上，从而阻止了传动元件24a与内部铰链环球118a之间的相对运动。在此，在冲击装置10a的或者说锤钻和/或锤凿的运行中，传动元件24a与球铰链单元114a之间的相对运动在外部铰链环球116a与内部铰链环球118a之间通过滑动环120a实现(图5)。

为了在轴向50a上对传动元件24a导向，冲击装置10a此外具有一个导轨122a(图4和5)。该传动元件24a在此设置成以一个背离活塞48a的端部区域124在导轨122a中导向。导轨122a设置在锤钻和/或锤凿的未详细示出的壳体上。为了在锤钻和/或锤凿的运行中低摩擦的导向，传动元件24a具有一个滑动元件126a。该滑动元件126a罐形地构造并且在传动元件24a的端部区域24a上围绕传动元件24a设置。此外，传动元件24a在该端部区域124a中具有一个沿着传动元件的纵向延伸尺寸112a延伸的孔128a以减少重量。

Claims

1.冲击装置、尤其是用于锤钻和/或锤凿(12)的冲击装置，包括：冲击机构单元(14；14a)，所述冲击机构单元具有活塞单元(16；16a)；传动单元(18；18a)，所述传动单元具有至少一个摆动臂(20，22；20a，22a)并且被设置用于将运动传递到所述冲击机构单元(14；14a)上；和在所述传动单元(18；18a)与所述活塞单元(16；16a)之间的传动元件(24；24a)，其特征在于，所述传动元件(24；24a)具有一个力流方向(26；26a)，该力流方向具有一个与所述摆动臂(20，22；20a，22a)的力流方向(28，30；30a)相反指向的分量。

2.根据权利要求1所述的冲击装置，其特征在于，所述传动元件(24；24a)的力流方向(26；26a)沿着所述活塞单元(16；16a)的径向方向(32；32a)从外向内地延伸。

3.根据以上权利要求中任一项所述的冲击装置，其特征在于，所述传动元件(24；24a)与所述传动单元(18；18a)具有接触点(34；34a)，所述接触点被设置在所述活塞单元(16；16a)的背离所述传动单元(18；18a)的摆动轴承(36；36a)的侧(38；38a)上。

4.根据以上权利要求中任一项所述的冲击装置，其特征在于，所述接触点(34；34a)设置在所述活塞单元(16；16a)的内横截面(40；40a)外部。

5.根据以上权利要求中任一项所述的冲击装置，其特征在于，所述接触点(34；34a)设置在所述活塞单元(16；16a)的外横截面(42；42a)外部。

6.根据以上权利要求中任一项所述的冲击装置，其特征在于，所述传动元件(24；24a)至少部分可运动地支承在所述传动单元(18；18a)上。

7.根据以上权利要求中任一项所述的冲击装置，其特征在于，所述传动单元(18；18a)具有至少一个摆动臂(20，22；20a，22a)，所述摆动臂沿着所述活塞单元(16；16a)的轴向延伸尺寸(44；44a)从所述活塞单元(16；16a)旁边经过。

8.根据以上权利要求中任一项所述的冲击装置，其特征在于，所述传动单元(18；18a)具有至少两个摆动臂(20，22；20a，22a)，所述摆动臂沿着所述活塞单元(16；16a)的轴向延伸尺寸(44；44a)从所述活塞单元(16；16a)旁边经过。

9.至少根据权利要求2所述的冲击装置，其特征在于，所述传动单元(18；18a)具有至少一个支承元件(46；46a)并且所述接触点(34；34a)设置在所述支承元件(46；46a)与所述传动元件(24；24a)之间。

10.根据权利要求9所述的冲击装置，其特征在于，所述支承元件(46；46a)与所述至少一个摆动臂(20，22；20a，22a)一起撑开一个平面，在所述活塞单元(16；16a)的活塞(48；48a)的至少一个运行位置中该活塞(48；48a)以几乎完整的、横向于所述活塞单元(16；16a)的轴向(50；50a)延伸的横截面(52；52a)穿过所述平面。

11.至少根据权利要求9所述的冲击装置，其特征在于，所述支承元件(46；46a)基本上横向于所述摆动臂(20，22；20a，22a)的主延伸方向(54，56；54a，56a)定向。

12.工具机、尤其是锤钻和/或锤凿(12)，具有根据以上权利要求中任一项所述的冲击装置(10；10a)。