CN103153535B - 工作工具，尤其是电动工具 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种工作工具(10)，尤其是电动工具，包括形成手柄(16)的外壳(12)，在外壳中设置用于工作机构(60)的驱动马达(18)，其中，外壳(12)限定第一，轴向的器具轴线(26)，以及包括被旋转地或振动地（摆动振动）驱动的、用于接纳工作机构(44)的工作轴(28)，所述工作轴构造在第一轴向的器具轴线(26)的横向上。按照本发明建议，在马达壳体(12)的手柄侧的端部(I)和用于工作轴(28)的承座(34)之间设置刚性的，尤其是线性的、相对于第一器具轴线(26)倾斜的连接元件(32)。
Description
技术领域
本发明涉及一种工作工具，尤其是电动工具，其包括形成手柄的外壳，在外壳中设置用于工作机构的驱动马达，其中，外壳限定轴向的第一器具轴线，以及包括被旋转地或振动地驱动的、用于接纳工作机构的工作轴，所述工作轴与轴向的第一器具轴线垂直。
背景技术
已知有大量的工作工具，其具有用于驱动被旋转地或振动地驱动的工作轴的驱动马达。这种类型的器具大多涉及到磨器具或锯器具。
由DE19617477A1已知一种电动的手持式磨削机器，该磨削机器具有中空圆柱形的轴和在该轴上一体地突出的测角器头。在轴上构造用于导向手的抓持区。DE19617477A1的磨削机器在测角器头的在使用位置上向下指向的端面旁边具有电动马达驱动的磨削工具。
发明内容
本发明涉及一种工作工具，尤其是电动工具，其包括形成手柄的外壳，在外壳中设置用于工作机构的驱动马达，其中，外壳限定轴向的第一器具轴线，以及包括被旋转地或振动（振荡）地驱动的、用于接纳工作机构的工作轴，其中，工作轴在轴向的第一器具轴线的横向上构成。
按照本发明建议，刚性的、其是线性的、相对于第一器具轴线倾斜的连接元件被设置在工作工具的马达壳体和用于工作轴的承载部之间。
在此基本构思是，利用一种新型的工作工具，例如形式为磨削器具，在加工工件期间获得更多的自由度和更好的操作。通过与手柄相关地有利地设置工作机构（加工用具），形成一种多面的工作器具，该工作器具尤其是能够加工，如例如磨削（研磨）或抛光拱形的面或异型材。
在此，工作机构横向地布置在器具外壳之前。器具外壳，其除了其它方面以外包围用于工作机构的驱动马达，在它的与工作机构背离的一侧上具有第一抓持区。
器具外壳以它的第一器具轴线限定第一轴向的方向，工作工具的工作机构布置在其横向上。
以有利的方式，在驱动马达的马达轴和工作轴之间设置刚性的、相对于第一器具轴线倾斜的传动轴。为了在工作机构的工作区域中获得用于加工工件的足够大的自由空间，传动轴，其将电动工具的马达轴的驱动功率传递到工作轴上，相对于第一器具轴线是倾斜的。在特定的有利的实施方式中，传动轴，其将电动工具的马达轴的驱动功率传递到工作轴上，相对于第一器具轴线在一个平面中或在一个方向上、但是有利地也在至少两个平面中或在两个方向上可以是倾斜的。
尤其是为了传递相应高的力矩，在马达轴和工作轴之间使用刚性的传动轴。原则上从电动工具的驱动马达的马达轴到工作轴上的传递也可以借助于柔性的轴来实现。
以有利的方式，传动轴，其例如可以构造成刚性的轴或也可以设计成柔性的轴，至少部分地布置在马达壳体和用于工作轴的承载部之间的连接元件中。连接元件由于这种原因设计成中空管的形式，以便以相应的方式保护传递机构。连接元件本身可以一体地（单件地）构造成或也可以由多个部分，例如由两个半壳构造成。
以有利的方式，连接元件线性地构造成。按照本发明的连接元件例如可以由一个或多个金属部件组成，该金属部件固定在器具外壳中或处。
在备选的实施方式中，连接元件也可以与马达壳体一体地构造成。在一个这种实施方式中，连接元件可能地由与也用于构造马达壳体的相同的塑料制成。
为了在工作机构的区域中获得足够大的自由空间，在马达壳体和工作轴的承载部之间的刚性的连接元件在角度α下相对于第一器具轴线倾斜，其中，该角度α通常处于5至85度的区间，有利地处于7至45度的区间和最好处于10至30度的区间中。工作工具的工作轴在此情况下基本上垂直于第一器具轴线延伸。工作轴具有驱动端和自由端，其中，驱动端与传动轴作用连接。
按照本发明的工作工具以有利的方式如此地构造，即工作轴的驱动端和工作轴的自由端位于第一器具轴线的两个相互相对的侧边上。第一器具轴线的投影将驱动轴的轴线切割成两个基本上相同大的部分。
按照本发明的工作工具的第一器具轴线在此情况下以有利的方式由驱动马达的马达轴的轴线形成。
以有利的方式，工作工具的工作轴与器具外壳之间具有间距X，它通常位于2至30厘米的范围中。间距X最好设计成在5至20厘米的范围中，其中，工作轴与器具外壳之间的特别有利的间距X位于5至15厘米的范围中。
对于连接元件与马达壳体一体地构造的情况，在工作轴的轴线和马达壳体的一个截平面II之间的间距Y通常为10至30厘米，最好15至25厘米，所述截平面II通过马达壳体的倾斜部分尤其是通过马达壳体的倾斜部的开始处限定。
通过与手柄相关联地有利地设置工作机构，也就是说，通过将工作机构从端面和中心处设置在手柄之前一定的间距X处，在工件上面或工件处获得工作机构的运动的更多的自由度。尤其是暴露的和仅仅单侧连接的工作机构实现大量的工作位置。
为了能够更好地加工非平的表面，如例如拱形结构和异型件，工作机构例如可以装备柔性的磨削机构。
工作工具最好具有转速调节或预选（功能），以使圆周速度与各存在的工作情况的特点相匹配。
为了在驱动马达和工作机构之间提供相应的传动比，工作轴经由至少两个传动级与驱动马达的马达轴作用连接。在此情况下，第一传动级以有利的方式布置在马达轴和传动轴之间。第二传动级布置在传动轴和工作轴之间。
第一传动级以有利的方式布置在马达轴的输出侧的轴承和传动轴的驱动侧的轴承之间。
以有利的方式和尤其是为了产生线性的、刚性的、相对于第一器具轴线倾斜的传动轴，一个传动级是由相互作用的直齿部和斜齿部构成的组合。直齿部在此情况下以有利的方式布置在马达轴上。传动级的斜齿部构造在传动轴处并且尤其是构造在传动轴的圆柱齿轮上。
以更有利的方式，一个传动级设计成冠形齿轮传动机构。这以有利的方式实现一种紧凑的具有方向变化的扭矩传递，而对传动轴的轴向位置的需要的公差不提出大的要求。传动轴因此在一定的范围上可以轴向地移动，而不失去其正常运转能力。
传动轴具有布置在器具外壳中的轴承。传动轴的另一个轴承可以布置在连接元件本身中或也可以布置在用于工作轴的承载部中。
按照本发明的电动工具被设计成用于电网运行并且因此具有用于与电力网连接的电力电缆。
但是，以特别有利的方式，该器具具有一个或多个用于储存工作能量的蓄电池。这种蓄电池，例如基于锂离子技术，具有相应的电网非依赖性和以有利的方式为希望的提高的操作舒适性或工作器具的高程度的可运动性作出贡献。
这种蓄电池在此情况下有利地布置在器具外壳中并且尤其可以可逆地与器具外壳连接。
蓄电池此时例如可以设计成可插入器具外壳中的蓄电池。以有利的方式，这种蓄电池可以推入器具外壳的手柄侧的端部中。
但是，在备选的实施方式中，也可以设想被固定地结合到器具外壳中的蓄电池，该蓄电池可以经由向外引导的充电触头进行充电。
按照本发明的工作器具的其它的优点由下面的附图以及所属的说明中得到。
附图说明
附图中示出了本发明的实施例。附图、说明书和权利要求书包含大量的组合的特征。专业人员以符合目的的方式也单独地考虑这些特征并且概况成有意义的另外的组合。
附图中所示:
图1是以示意俯视图示出的按照本发明的工作工具的示意图，
图2是以示意侧视图示出的按照本发明的具有安放上的工作机构的工作工具，
图3a是以按照图1的视图示出的通过按照本发明的工作工具的一个剖面，
图3b是以放大的详图示出的按照本发明的工作工具的第二传动级的一个实施例，
图3c是以放大的详图示出的按照本发明的工作工具的第一传动级的一个实施例，
图4是具有在工作机构的区域中的附加的滑动架（磨削架）的按照本发明的工作工具，
图5是以示意俯视图示出的具有滑动架和附加地安放上的吸尘机构的按照本发明的工作工具，
图6a至d是按照本发明的工作工具相对于工件的不同的工作位置，
图7是不同的工作机构，它们被安放在按照本发明的工作工具的工作轴上，
图8是具有一个另外的安装的工作机构的按照本发明的工作工具的工作轴侧的端部，
图9是在按照本发明的工作工具的工作轴上备选地安装一个另外的工作机构。
具体实施方式
图1示出以手持式电动工具构造成的按照本发明的工作工具10，它具有马达壳体12，该马达壳体本身在后部区域14中构造成手柄16。
在马达壳体12中布置电动马达14(为此尤其也参见图3a)，电动马达可以经由电力电缆20与电流和电压源连接。通过安装在马达壳体上的开关元件22可以激活马达18，从而马达轴24被驱动。马达壳体12和尤其是布置在该马达壳体12中的马达轴24限定轴向的第一器具轴线26，它通常穿过后部的马达壳体14的横截面的中点。轴向的第一器具轴线26尤其通过马达轴24限定。
手柄16的部位在此情况下通常位于马达壳体的两个截平面I和II之间。截平面I此时位于工作工具与工作机构背离的端部中。截平面II布置在马达壳体的一个位置处，在该位置处外壳12相对于轴向的第一器具轴线26开始倾斜。
按照本发明的工作工具10此外具有可旋转地或振荡地驱动的工作轴28，其旋转轴线30在按照本发明的工作工具的轴向的第一器具轴线26的横向上延伸，尤其是与其成直角地延伸。
工作工具10的工作轴28布置在与马达壳体相距间距X处，该间距通常在2至30厘米的范围中，有利地在5至20厘米的范围中，和尤其是最好在5至15厘米的范围中。
为此在马达壳体的手柄侧的端部I和用于工作轴28的承载部34之间设置刚性的相对于第一器具轴线26倾斜的连接元件32。连接元件32尤其是线性地构造的，也就是说，没有较大的弯曲部和弯折。
在备选的实施方式中，连接元件32在马达壳体12的手柄侧的端部14之间尤其也可以与马达壳体一体地构造成，从而在“马达壳体12”和用于工作轴的连接元件32之间的间距X此时实际上接近为零。连接元件本身此时在该一体结构的情况下尤其可以是构造在手柄和用于工作轴的承载部之间的两个外壳部段。在这种情况下，马达壳体具有第一基本上圆柱形的部段(在图1中的平面I和II之间)，在该部段中例如构造有工作工具的手柄并且该部段限定第一器具轴线的位置。该轴向的第一器具轴线26尤其是通过布置在马达壳体中的马达轴24来限定。该实施方式的马达壳体此外具有第二马达壳体部段，它相对于第一马达壳体部段是倾斜的。第二马达壳体部段可以包围传动轴，尤其是刚性的传动轴。用于工作轴的承载部34也可以与马达壳体一体地构造成或者作为单独的部件置于马达壳体中，例如被注入或粘接到其中。
但是，在这两种情况下(与马达壳体一体的连接元件或分开的连接元件)，在工作轴的旋转轴线和马达外壳的截平面II之间的间距Y，该截平面通过马达壳体的倾斜部分，尤其是通过马达壳体的倾斜部分的开始处，限定，通常为10至30厘米，最好为15至25厘米。
在图1的实施例中，在外壳和用于工作轴的承载部34之间的连接元件32由金属材料制造，相反，马达壳体本身尤其是由塑料制造。
在备选的实施方式中，其中，连接元件也与马达壳体一体地构造，连接元件有利地由与用于构造马达外壳的相同的塑料制成。
图2在侧视图中示出按照本发明的、带有安装的工作机构44，例如锯片的工作工具10。但是工作机构也可以是磨削轮（砂轮）或磨削辊或另一种不同类型的工具。
在图1至3的所示的实施例中，连接元件32支承在马达壳体中(对此尤其是参见图3a)并且设计成空心管。
在连接元件32中布置传动轴36，它在图3的实施例中设计成线性的刚性的轴。
但是原则上传动轴36也可以设计成柔性的轴。
工作轴28借助于尤其是刚性的传动轴36与马达轴24连接。工作轴28尤其经由两个传动级56和/或58与驱动马达18的马达轴或电枢轴24作用连接。
第一传动级56(对此尤其参见图3c)通过马达轴24上的直齿部与圆柱齿轮38上的斜齿部的组合形成，圆柱齿轮38布置在传动轴36的马达轴侧的端部的区域中。第一传动级以有利的方式具有在2:1至9:1范围中的传动比，以特别有利的方式具有在3:1至7:1范围中的传动比，和尤其是具有在4.5:1至6:1的范围中的传动比。
该第一传动级56尤其被布置在马达轴的输出侧的轴承40和传动轴36的驱动侧的轴承42之间，这导致传动机构的提高的稳定性并且因此导致传动系的提高的稳定性。
第二传动级58设置在传动轴36和工作轴28之间。第二传动级58在图3的实施例中具有冠形齿轮传动机构68，其具有通常在60至80度的范围中的角度，尤其是在大约70度的范围中的角度，该冠形齿轮传动机构布置在传动轴36和工作轴28之间。
第二传动级以有利的方式具有在1:1至3:1范围中的传动比，以特别有利的方式具有在1:1至2:1范围中的传动比。
通过这种有利的设计方案，传动轴可以在一定的程度上在冠形齿轮68内沿着其轴向的方向上移动，同时不会失去作用连接或者不会出现两个传动齿轮的歪斜。在这种意义上，按照本发明的工具的作为冠形齿轮传动机构构造成的第二传动机构可以具有很大的制造公差并且尤其是能够使用刚性的传动轴。
图4示出按照本发明的工作工具的工作机构侧的端部，带有安放上的、磨削轮形式的工作机构44和附加的滑动架46，后者固定在工作轴28的承载部34上。通过使用滑动架46也可以没有歪斜地加工平的面48，如在图4中表示的那样。滑动架46和手柄14在此情况下可以相互独立地围绕工作轴28的旋转轴线30回转。
在滑动架46被放置上的情况下，这实现了以有利的方式对机器的良好跟踪，同时不使机器歪斜。尤其是工作机构44借助于滑动架46被在要加工的面48上方引导。
在滑动架46上，或者针对该滑动架附加地或备选地，布置吸尘机构50，该吸尘器具有排尘道52并且围绕着工作机构。在工作机构与工件的接触面的区域中(对此也参见图5)吸尘装置是敞开的，以便使工作机构与工件接触。
图6在四个示例(a至d)中示出不同的加工位置，它们可以借助于按照本发明的工作工具10和尤其是借助于设计成磨削机构（研磨器）的工作机构44实现。通过与手柄相关地、新方式地设置磨削机构，也就是说，尤其是通过将磨削轮44从端面侧以一定的间距X中心地设置在手柄之前和尤其是垂直于手柄地设置，也可以容易地达到在工件50上的通常很难接近的区域。
为了能够更好地加工非平的表面如例如拱形面和异型材，按照本发明的工作工具可以被装备多个工作机构和尤其是多个柔性的磨削机构或抛光机构，如举例说明地，但不是穷举地，在图7a至图7e的实施方式中示出的那样。因此，图7a例如示出在扩展体上的磨削套，图7b示出叠片式研磨器，图7c示出金属丝刷子，图7d示出尼龙刷子，图7e示出所谓的弗兰德（Fladder）刷子。此外许多其它的工作机构，如例如抛光辊或者清洁网（砖）也是可能的。
借助于合适的磨削机构或锯机构，如例如在图8中所示，可以以简单的方式和方法加工异型轮廓，如例如在槽－榫连接结构中的凹部。
按照本发明的工作工具也可以实现在工作轴处的端面（正面）侧的磨削，如在图9中举例说明地示出的那样。在图9的实施方式中，工作机构44具有端面侧的工作面60，例如磨削面，借助于该工作面可以加工工件50。
按照图9的本发明的工作工具的实施例尤其也示出一种这样的蓄电池驱动的工具。马达壳体12的与工作轴28相反的端部在图9的实施方式中通过蓄电池组64形成，该蓄电池组被插入马达壳体12中并且可以从马达外壳中拉出来，例如为了进行充电。蓄电池组64本身例如可以是以锂为基的，尤其是以锂离子为基的并且尤其是10.8或14.4或18伏特电压系统。其它的电压值当然也是可能的。
在备选的实施方式中，蓄电池也可以固定地结合到马达壳体12中并且例如经由引出的充电舌充电。
按照本发明的工作工具最好具有转速调节或转速预选，以使工作轴的圆周速度匹配于对应的工作情况。该转速调节或转速预选例如借助于开关元件22来进行，或者也可以经由外壳上的相应的调节轮来实现。
按照本发明的工作器具不限于作为磨削器具或抛光器具来使用。例如通过在工作轴上安装相应的锯或切割附件也可以实现为锯或切割器具。
此外，按照本发明的工作工具不限于纯旋转地驱动工作轴。因此，按照本发明的工作工具在所有的实施方式中和尤其是在所有示出的或谈及的实施方式中也可以实现为振动（摆动）的工具，其中，工作轴围绕一个零点位置在一定的角度范围内，尤其是在一定的圆心角范围内实施振荡（振动）运动。
本发明描述了一种新型的工作器具，尤其是磨削、切割或抛光器具，其实现了在加工工件时的更好的操纵和用于工作工具相对于工件定向的更多的自由度。通过与手柄相关联地新型地设置工作机构，工作工具在此情况下尤其是在端面侧，以一定的间距X中心地设置在手柄之前和尤其是垂直于手柄地设置，尤其也能够更好地加工非平的拱形件或异型件。对此有贡献的尤其也包括暴露的和仅仅一端连接到器具外壳上的工作机构。暴露的工作机构，其相对于手柄以一定的距离地设置，以这种方式和方法实现对工件的难以达到的部位更好的可达到性。此外，使用者可以很好地看见工作机构的工作区域，因此使用者可以精确地定位工作机构。按照本发明的工作工具实现模块化地使用不同的工作机构，如例如磨削机构，抛光机构或也包括清洁机构。
通过使用滑动架，其可以与工作工具连接，也可以在没有歪斜的情况下简单并且可靠地加工较大的平的面。滑动架和手柄在此情况下可以相互独立地围绕工作机构的旋转轴线回转，从而尽管工件被放置在滑动架上仍然可以很好地跟踪工作工具，尤其是在没有歪斜的情况下。
可选择地，按照本发明的工作工具可以在工作机构的区域中配有吸尘机构。
Claims (31)
1. 一种工作工具(10)，包括形成手柄(16)的外壳(12)，在外壳中设置用于工作机构(44)的驱动马达(18)，其中，外壳(12)限定轴向的第一器具轴线(26)，以及包括被旋转地或振动地驱动的、用于接纳工作机构(44)的工作轴(28)，所述工作轴与轴向的第一器具轴线(26)垂直，其特征在于，在外壳(12)的手柄侧的端部(I)和用于工作轴(28)的承载部(34)之间设置刚性的、相对于第一器具轴线(26)倾斜的连接元件(32)，所述工作轴(28)具有驱动端和自由端，在驱动马达(18)的马达轴(24)和所述工作轴(28)之间设置刚性的、相对于第一器具轴线(26)倾斜的传动轴(36)，并且所述工作轴(28)的驱动端和所述工作轴(28)的自由端位于所述第一器具轴线(26)的两个相互相对的侧边上。
2. 按照权利要求1所述的工作工具，其特征在于，刚性的所述传动轴(36)至少部分地布置在所述连接元件(32)中。
3. 按照权利要求1所述的工作工具，其特征在于，刚性的所述连接元件(32)在相对于第一器具轴线(26)的角度α下延伸，该角度处于5至85°的区间中。
4. 按照权利要求1所述的工作工具，其特征在于，所述工作轴(28)垂直于第一器具轴线(26)延伸。
5. 按照权利要求1所述的工作工具，其特征在于，轴向的所述第一器具轴线(26)是驱动马达(18)的马达轴(24)的轴线。
6. 按照权利要求1所述的工作工具，其特征在于，所述第一器具轴线(26)将所述工作轴(28)划分出两个部分。
7. 按照权利要求1所述的工作工具，其特征在于，所述工作轴(28)与外壳(12)之间具有间距X，所述间距在2至30cm的范围中。
8. 按照权利要求2所述的工作工具，其特征在于，所述工作轴(28)借助于一个刚性的传动轴(36)与驱动马达(18)的马达轴(24)作用连接。
9. 按照权利要求1所述的工作工具，其特征在于，所述工作轴(28)经由至少两个传动级与驱动马达(18)的马达轴(24)作用连接。
10. 按照权利要求8所述的工作工具，其特征在于，在马达轴(24)和传动轴(36)之间布置第一传动级(56)。
11. 按照权利要求9或10所述的工作工具，其特征在于，在传动轴(36)和工作轴(28)之间布置第二传动级(58)。
12. 按照权利要求10所述的工作工具，其特征在于，所述第一传动级(56)布置在马达轴(24)的输出侧的轴承(40)和传动轴(36)的驱动侧的轴承(42)之间。
13. 按照权利要求9所述的工作工具，其特征在于，一个传动级具有由相互作用的直齿部和斜齿部构成的组合。
14. 按照权利要求13所述的工作工具，其特征在于，所述直齿部布置在所述马达轴(24)上。
15. 按照权利要求13所述的工作工具，其特征在于，所述斜齿部形成在传动轴(36)处。
16. 按照权利要求9所述的工作工具，其特征在于，一个传动级具有锥齿轮传动机构。
17. 按照权利要求1所述的工作工具，其特征在于，器具具有用于与电力网连接的电力电缆(20)。
18. 按照权利要求1所述的工作工具，其特征在于，器具具有蓄电池(64)，该蓄电池适合于储存工作能量。
19. 按照权利要求18所述的工作工具，其特征在于，所述蓄电池(64)布置在外壳(12)中。
20. 按照权利要求18或19所述的工作工具，其特征在于，所述蓄电池(64)可逆地与外壳(12)连接。
21. 按照权利要求1所述的工作工具，其特征在于，所述工作工具(10)是电动工具，所述连接元件(32)是线性的连接元件，所述工作机构(44)垂直于手柄地设置。
22. 按照权利要求6所述的工作工具，其特征在于，所述第一器具轴线(26)将所述工作轴(28)划分出两个相同长度的部分。
23. 按照权利要求10所述的工作工具，其特征在于，第一传动级(56)是具有在3:1至7:1的范围中的传动比的第一传动级。
24. 按照权利要求11所述的工作工具，其特征在于，第二传动级(58)是具有在1:1至1:2的范围中的传动比的第二传动级。
25. 按照权利要求13所述的工作工具，其特征在于，所述传动级是第一传动级(56)。
26. 按照权利要求15所述的工作工具，其特征在于，所述斜齿部形成在所述传动轴(36)的一个圆柱齿轮(66)上。
27. 按照权利要求16所述的工作工具，其特征在于，所述传动级是第二传动级(58)，所述锥齿轮传动机构是冠形齿轮传动机构(68)。
28. 按照权利要求7所述的工作工具，其特征在于，所述间距在5至20cm的范围中。
29. 按照权利要求7所述的工作工具，其特征在于，所述间距在5至15cm的范围中。
30. 按照权利要求3所述的工作工具，其特征在于，该角度处于7至45°的区间中。
31. 按照权利要求3所述的工作工具，其特征在于，该角度处于10至30°的区间中。
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