CN1030543A - 手动工具装置 - Google Patents

Abstract

手动工具装置具有一个工具夹(1)，该工具夹适 合于不同工具的不同插入情况。为了得到最佳的工 作插入位置，工具要求手动装置有确定的操作方式。 因此，工具的插入柄(41)具有不同的表面轮廓。由至 少一个控制元件(16)和一个滑套(12)组成的弹卡装 置，顶触插入柄的轮廓表面并实现相应的变速操作， 从而得到合适的工作状态。

Description

本发明涉及一个手动工具装置，该手动工具装置有一个工具夹和一个夹住工具表面的弹卡装置，该装置用于实现调速过程。

在DE-OS2943508中，一个钻机形式的电动手动工具是为人熟知的。它的变速过程由被插入工具的表面轮廓来确定，并且根据变速过程引入一个总是适当的操作形式。借助一个如同可移动的销子形式的弹卡装置，可用机械的方式测定工具的表面，从而实现弹卡装置的不同的移动路线。弹卡装置的相应的移动路线可以由电调节器来调节，它可以正确地变换手动工具的驱动转速。

工具的用手控制过程的表面轮廓，是利用一个螺纹套筒的在放入工具方向的回转的端面构成的。这个螺纹套用一个联接器拧紧，在其中固定有一个钻头，这个由螺纹套，联接器和钻头组成的工具由一个快速装卡器可替换地装入手动装置的工具夹中。为了实现任何一种适当的操作形式，在工具被插入工具夹之前，螺纹套被调整到联接器前面的适当的轴向位置上。

这样的工具控制不适合于如冲击钻这样的手动工具装置。这样的工具在轴向上有冲击载荷，这样施加在工具上的载荷使工具产生间断的轴向运动。工具这样的轴向运动被转递到弹卡装置上，并且使其控制过程无法实现。

为了解决这一问题，本发明的手动工具装置带有一个弹卡装置， 该弹卡装置能在给工具冲击力的同时，也能实现工具的变速操作。

本发明解决了这个问题，本发明涉及这样一种弹卡装置，该弹卡装置具有一个可沿工具的轴线方向移动的滑套和至少一个可沿垂直于工具轴线方向进入工具夹的导向孔的控制元件。滑套顶在由工具顶出导向孔的凸出的控制元件上或者压住进入导向孔中的控制元件。

通过弹卡装置的两个部分，一个滑套和至少一个控制元件，工具的径向轮廓被接触地探摸，并且使变速操作得以实现。该控制元件在与工具轴线垂直的方向上，同时也与滑套的滑动方向垂直的方向上，可以进入工具夹的导向孔。被接触地探摸的径向轮廓可以是沿着工具轴向的一个延长段。在这一段上，工具的轴向位移的程度，不影响控制元件的接触位置。因此，当向工具施加冲击力的时候，这种弹卡装置也适用。

当一个工具装入工具夹，而这个工具的表面轮廓使控制元件能进入导向孔时，滑套失去了移动限制，因此滑套压住控制元件。这样产生的滑动导致了变速操作，例如，转换到另一个驱动挡或另一种冲击功率。相反地当工具放入工具夹，其轮廓表面使控制元件处于顶出位置，滑套滑到控制元件处。这时上述变速操作在装置中实现，所以工具处于例如在这种情况下该装置具有的标准操作状态。

为了能有更多变速可能性，最好是装入若干个控制元件，这些控制元件可以相继进入导向孔。根据控制元件的数量，工具对于每一种最佳的操作形式可以安排同等数量的，或较少数量的长槽，或者根本没有长槽。

为了简单起见，控制元件可做成球状，装在工具夹的径向窗口内，其直径应该大于套筒状的工具夹的壁厚，使得控制球在径向能被 顶得凸出于工具夹的外侧或凸出于工具夹的导向孔的内侧。

比较好的结构形式是，控制元件在工具夹的圆周上叉开排列。通过一个轴向分级的，用于顶触处于顶出位置上的定位元件的滑套端部，使滑套可以根据定位元件的径向位置而处于不同的轴向位置上，从而实现变速操作。同时，每一个控制元件被置于滑套端部的不同的轴向级上。

另一种适合本发明的结构形式是，控制元件设置在工具夹的不同的轴向位置上，这样设置控制单元，可以使用一个轴向不分级的、从而是结构简单的滑套端部。根据控制元件的径向位置，滑套可以滑动到对应的轴向变速位置上。在轴向的不同位置上设置控制元件的方案与在径向的不同位置上设置控制元件的方案联合使用，就可以得到更多的变速位置。

滑套的一个优点是，它被做成围套工具夹的套筒。这个套筒的环绕着工具的端顶在正处于凸出位置上的控制元件上。

滑套最好是处于一个朝控制元件方向施加力的弹簧元件的作用下。根据控制元件的径向位置，弹簧元件使滑套自动地达到适当的轴向位置。这个弹簧元件最好是压缩弹簧。当所有控制元件都被嵌入时，滑套压住这些控制元件，并且实现相应变速位置的最大位移。在克服弹簧力的情况下，可以使滑套返回滑出位置，例如，通过从外部手工移动滑套。这样的移动操作还可实现工具的卡紧。

比较好的结构形式是，弹卡装置的变速操作是以机械方式、光学方式或电方式实现的。在变速过程中，弹卡装置的滑套的每一个位移被用作变速操作的信号。

为了以机械方式实现变速操作，弹卡装置具有一个用于多级操作 方式的拔叉，这个拔叉可以与滑套连为一体，也可以是一个与滑套分离的，一同动作的变速杆的一部分。比如，这个变速拔叉可以做成活动键的形式，该活动键把可供选择的、不同的驱动轮与工具夹挂接在一起，这些驱动轮是用于传递旋转运动的。

为了以电的方式实现变速操作，根据另一种结构形式，弹卡装置具有一个传感芯，该传感芯与一个传感器共同产生变速感应信号。传感芯可以与滑套为一整体并且至少应处在传感器的感应区内的滑套的轴向位置上，为了实现多个变速操作，感应芯最好在移动方向上具有相继的、体积不同的轴向段，这些体积不同的轴向段可以是分级地或无级地与传感器隔开不同的距离。

根据滑套的轴向位置，由于传感芯的影响，传感器送出不同的变速电信号，这样就间接地实现了变速过程。比如，这个变速过程可以是改变转速或者是改变旋转方向。

被控制元件探触的表面轮廓，可根据本发明的进一步的结构形式实现，该插入柄至少应有一个供弹卡装置的控制元件用的凹陷部，例如，这样的凹陷部可以是长槽。在被装入时，该长槽位于控制元件的滑动区域内，以便控制元件可以被推入到长槽中。这种情况下，滑套的滑动障碍消失，使它可以继续滑动，而这样的滑动就进行了变速操作。

与此相反，如果一个被装入的工具，不具有凹陷部，例如上述长槽，控制元件不能推入到导向孔中，由此控制元件成为滑套的滑动障碍。这样滑套就停在了另一个轴向位置上，这个位置可以被用来实现另一种操作过程。

作成长槽的凹陷部的轴向长度最好是几倍于控制元件的嵌入长 度，以便适应工具的轴向移动，例如不影响传递冲击。

沿着插入柄的圆周，最好设置多个凹陷部，这些例如仍然是长槽的凹陷部可以是同样的，或者是不同的，它们与滑套共同作用，使滑套处于不同的轴向位置，这些位置导致了变速操作，这个滑套例如可以是轴向分级的，并且有朝着定位元件的端面。

凹陷部的另一种可能的分布形式是，在轴向的不同位置上安排多个凹陷部，轴向的叉开分布可以和沿插入柄圆周上的分布相配合，以便在组合状态下得到更多的变速可能性。这些轴向叉开分布特别是这样的，其比如长槽形的凹陷部在不同的轴向位置上首尾相接，特别是通过凹陷部不同的长度来达到。

本发明将根据下面附图中的结构示例，更详细地阐明。这些附图是：

图1是一个手动工具装置的前端部的纵断面图，这个手动装置具带有用于机械地实现变速过程的，已装入工具的弹卡装置。

图2是一个根据图1的手动装置的前端部，该装置带有已装入的，具有一对用于使弹卡装置顶触的长槽的工具。

图3是一个图1的手动装置的前端部，该装置带有已装入的、具有两对用于使弹卡装置顶触的长槽的工具。

图4是表示图1至图3的手动装置的前端部，沿图3Ⅳ-Ⅳ线的断面图。

图5是一个另一种型式的手动装置的前端部的纵断面图，它具有用于电动的实现变速过程的、已装入工具的弹卡装置。

图6是一个图5型式的手动装置的前端部，它具有已装入的、具有一对用于使弹卡装置顶触的长槽的工具。

图7是一个图5型式的手动装置的前部，它带有已装入工具的、具有两对长槽的工具，其长槽是用于弹卡装置顶触的。

根据本发明所阐述的手动装置，图1至图7显示的是一种冲击钻的前端部分，被装入其中的工具的转速和冲击力是可以调整的，施加在工具上的冲击能将继而施加到被加工材料上，因此装在手动装置中的工具需要有限的轴向位移。

图1到图4中的钻锤具有一个基本上是套筒状的工具夹1，与其紧接着的是与其为一整体的、同轴的导向套2。

导向套2中有轴孔3，穿过工具夹1的、具有较小直径的导向孔4与其相通。在轴孔3中有一个可移动的冲头5，它通过环6密封放置。冲头5被一个没显示在图上的驱动装置往复移动，向工具不断施加力，例如向钻头，或向其插入柄7已经插到工具夹1中的导向孔4中的那样的工具。

为了使工具在有限移动情况下的装卡和转速同步，插入柄7具有两个在直径的相对位置上的同步槽8，在槽内啮合有卡定辊9。此外图1所示的被装入的工具的插入柄7还具有圆柱形的表面。卡定辊9被装在工具夹1的窗口11内，并且被一个套筒状的滑套12保持在所示的卡定位置上。滑套12同心地包住工具夹。

为了松开卡定辊9，如图1至图3中所示，滑套12可以向右移动，然后可以转动，从而卡定辊9在滑套12的内壁上的大家所熟悉的凹槽处向外松开。滑套12的移动是通过外界的手动实现的，因此操纵环13与滑套12紧固地联接。同时它还承受压缩弹簧14的力，该压缩弹簧的一端支撑在操作环13的内侧，另一端作用在导向套2的台肩上。

在工具夹1的偏钻孔方向一侧的一段上有两个在轴向上有间隔的通孔15、15′，如图4所示，它们是在圆周上相距90°设置的。在通孔15、15′中各装有一个球形的控制元件16、16′。在图1中，控制元件16、16′支承在工具的插入柄7的园柱面上，并且在径向凸出于工具夹1的外轮廓面。在图1中滑套12在压缩弹簧14的作用下只能向左移动到与卡定辊9最接近的控制元件16处。在图1中为了清楚起见，滑套12的顶到控制单元16上的左端面用虚线表示出来。

滑套12的轴向移动带动变速杆17一起运动，变速杆17被压缩弹簧18顶在滑套12的右端面上。变速杆17被装在导向套2的壁中，并且装有一个密封圈19。被滑套12带动的变速杆17的一端为变速拔叉21，其形状象一个活动键，变速拔叉21处于导向套2上的一个径向敞开的半园槽22内，并在导向套2的切线方向上被支撑。

在导向套2上有三个可自由转动的、大小不同的齿轮23、24、25，它们各自都具有带键槽的内孔，根据滑套12的轴向位置，与滑套12一同移动变速杆17的变速拔叉2与齿轮23或24或25上的键槽26、27、28相啮合。在图1中，变速拔叉21与槽26啮合，因此齿轮23与导向套2挂在一起旋转。

直齿轮31、32、33与齿轮（23）（24）（25）啮合，它们固定地安装在一个驱动轴34上。当齿轮23与导向套2挂接，齿轮31的旋转运动被传递到导向套2，这时导向套2获得可变换的转速中的最小转速。驱动轴34可旋转地安装在一个机壳35中，为此装有轴承36、37。滚动轴承38和密封环39作为导向 套2的轴承和密封圈安装在机壳35中。

在图2中表示了属于另外的一种工具的插入柄41。为了能自动调节工具所需的转速，它具有一对在直径方向相对的长槽42，该长槽位于与同步槽43连接着的那一段的与插入方向相反的一侧，在这张图上只能看到正面的长槽42。与卡定辊9在轴线方向上较接近的控制元件16可以进入已插入插入柄41的、在背面隐蔽着的长槽42中。这是通过在压缩弹簧14作用下的滑套12来实现。这样控制单元16被压住，而滑套至少要顶到工具夹（1）的在径方向凸出的控制单元16′上。这样变速杆17的变速拔叉21就伸到了中间齿轮24的槽27中，与图1情况相比，这时导向套2被调节到了比较高的转速。

在图3中的插入柄45属于又一种工具，它具有两对在轴线上分开并相差90°的长槽46、47，这两对长槽如图4所示是用于嵌入控制单元16、16′的。这两对长槽46、47也是位于插入柄45的同步槽48一段的与插入方向相反的一侧。滑套12可以压住被嵌入的控制单元16、16′，直到撞上移动极限，即端盖49的端头，端头49与工具夹（1）固定联接。由于滑套12撞上端盖49，变速拔叉21处于使齿轮25与导向套2啮合的轴向位置，这是能调节到的最大转速。

根据调节要求，在直径上成对设置的长槽42、46、47可以使插入柄41、45插入或者说紧定在这两个紧定旋转位置中的某一个位置上。

在换工具时，如前所述，通过向工具7，41、45的插入方向用手推动操作环13，使滑套12移动。这样控制元件16、16′ 在径向被向外松开。在每一次工具插入之后，滑套12被重新放开，控制元件进入到图1至图4所示的某一卡紧位置上。

图5至图7表示的也是一种冲击钻，它的结构同样适合于图1至图4中的工具形式。为了简单起见，在结构和功能上相似的夹具部件以相同的形状给出，对于这些部件就不再说明了。

滑套12在工具的插入方向上的端头上有一感应芯51，感应芯51在轴向上分成体积不同的小段。同时这些小段对于一个传感器52径向距离也不相同。传感器52具有熟知的结构形式，传感器52位于一个绝缘环53中，绝缘环53固定安装在机壳35上。根据滑套12的轴向位置，这个位置是由每个工具的插入柄7或41或54的轮廓形状决定的，感应芯51的体积较大的部分以较小的径向间隙盖住传感器52（图5），或者体积较小的部分以较大的径向间隙盖住传感器52（图6），或在根本不盖住传感器52的位置上（图7）。根据感应芯51对传感器52的覆盖情况，使由传感器产生的磁场的导磁性能发生变化，这导致在传感器52中产生不同的可利用的转换信号，这个转换信号被用于相应的转换过程的输出信号。这样，举例来说，驱动马达的转速和转向就可以控制。传感器52也可以被其它形式的传感器代替，比如光学传感器。

Claims (13)

1、手动工具装置，具有一个工具夹(1)和一个夹住工具表面的弹卡装置，该装置用于实现调速过程，其特征为，弹卡装置具有一个沿工具轴线方向可移动的滑套(21)，并且至少有一个在与工具轴线垂直的方向上、能够推入到工具夹(1)的导向孔(4)中的控制元件(16)，在这种情况下，滑套(12)被工具顶出导向孔(4)的控制元件(16)挡住，或者压住推入到导向孔(4)中的控制元件(16)。

2、权利要求1所述的装置，其特征是，具有多个控制元件（16），（16′），这些控制元件可以相继推入到工具夹（1）的导向孔（4）中。

3、权利要求1或2所述的装置，其特征是，控制元件（16）、（16′）是球形的，并被装在工具夹（1）的径向通孔（15、15′）中。

4、权利要求1至3所述的装置，其特征是，控制元件（16、16′）在工具夹（1）的不同的圆周位置上相互叉开地排列。

5、权利要求1至4所述的装置，其特征是，控制元件（16、16′）在工具夹（1）的轴向方向相互叉开地排列。

6、权利要求1至5所述的装置，其特征是，滑套（12）被做成围套工具夹（1）的套筒。

7、权利要求1至6所述的装置，其特征是，滑套（12）处于一个朝着控制元件（16）（16′）方向施加力的弹簧元件（14）的作用下。

8、权利要求1至7所述的装置，其特征是，其弹卡装置的变速过程是以机械的、光学的或电的方式实现的。

9、权利要求8所述的装置，其特征是，为了实现机械的变速过程，弹卡装置具有一个用于多级驱动的变速拔叉（21）。

10、权利要求8所述的装置，其特征是，为了实现电的变速过程，弹卡装置具有一个感应芯（51），该感应芯（51）与一个传感器（52）共同作用，以产生感应变速信号。

11、用于权利要求1至10所述的手持工具装置中的工具，其特征是，插入柄（41、45）上至少有一个为弹卡装置的控制元件（16）而设置的凹槽（42、46）。

12、权利要求11所述的工具，其特征是，在插入柄（41、45）的圆周上有多个凹槽（42、46、47）。

13、权利要求11或12所述的工具，其特征是，多个凹槽（42、46、47）在轴向上相互叉开排列。

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