CN104117978A - 工具机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种马达驱动的工具机，具有驱动马达(16)，所述驱动马达的马达轴(18)被旋转地驱动；具有工具驱动轴(24)，所述工具驱动轴围绕其纵轴线(25)被旋转或振荡地驱动；以及具有耦合传动机构(20)，用于将马达轴(18)的旋转运动转化成工具驱动轴(24)的驱动运动。此外，设置耦合装置(22)，所述耦合装置平衡马达轴(18)与工具驱动轴(24)之间的角度错位或位置变化，其与马达轴(18)和工具驱动轴(24)的轴平行或垂直的布置方式存在偏差。

Description

工具机
技术领域
本发明涉及一种马达驱动的工具机，具有驱动马达，所述驱动马达的马达轴被旋转地驱动，具有工具驱动轴，所述工具驱动轴围绕其纵轴线旋转地或振荡地被驱动，以及具有耦合传动机构，用于将所述马达轴的旋转运动转化成所述工具驱动轴的驱动运动。
背景技术
此类工具机在几十年以来被公知且以多种多样的方式特别是被用作手持的电动工具。存在一些机器，其工具驱动轴实施旋转运动，比如钻机或弯把手提砂轮机。此外，在过去几年中越来越多地使用具有工具驱动轴振荡的驱动运动的机器，其中，工具驱动轴能够振荡地围绕其纵轴线被驱动。此类振荡的工具机以多种方式被用于研磨、切割、锯割等等。
特别是在振荡驱动的工具机中，但也在一定的具有旋转驱动的工具驱动轴的工具机中(如弯把手提砂轮机)存在的问题在于，可能会产生振动，其不利地影响机器的使用寿命且会使得使用者感觉到不舒服。
如果马达轴和工具驱动轴不是同轴或轴平行地相互对准，则会产生轴承的单侧受力，且可能在有些情况下随着时间的推移导致过载、过早损坏或故障。
在振荡驱动的工具机中，马达轴的旋转的驱动运动通过相应的耦合传动机构被转化为工具驱动轴的振动的驱动运动。这里，可能会通过振动耦合装置或减振装置产生驱动马达与耦合传动机构之间的相对运动。在这种情况下也可能会使得马达轴与工具驱动轴之间不再存在同轴及轴平行的对准。
EP2139647B1公开了一种根据其权利要求1的前序部分所述的振荡驱动的工具机，其中，在驱动轴与马达驱动轴之间在使用星形异型件的情况下设置纵向平衡装置，其嵌入具有相应的形状的孔中。
但利用此类实施方式仅实现了在驱动线路的区域中的纵向平衡。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提出一种工具机，其即使是在非轴平行地布置马达轴和工具驱动轴的情况下也减小了振动且尽可能小地保持针对马达轴与工具驱动轴之间的支承装置和耦合传动机构的负荷。
该目的在根据前述类型的工具机中如下实现：设置耦合装置，其平衡马达轴与工具驱动轴之间的角度错位，所述角度错位从马达轴和工具驱动轴的轴平行或垂直的布置方式偏移。
本发明的目的以这种方式实现。
按照本发明，通过额外的耦合装置明显减小了振动的风险，这种振动基于构造方式造成的马达轴相对于与工具驱动轴同心或轴平行的定向的错位或角度错误所产生。此外，还明显减小了在驱动线路中的支承位置和材料的过载的风险。在工具机与振荡驱动的工具驱动轴解除振动耦合时，支承位置的过载风险明显降低且同时限制了振动负荷。
在本发明的有利的实施方式中，所述耦合装置包括耦合轴，所述耦合轴通过第一活节连接装置在驱动端与马达轴耦合，且所述耦合装置通过第二活节连接装置在从动端上与耦合传动机构耦合，其中，在驱动端与从动端之间设置至少一个推动活节连接装置。
通过此类实施方式可以平衡在马达轴与工具驱动轴之间或与在其间设置的耦合传动机构之间的角度错误和位置变化。
这里，所述第一活节连接装置可以包括第一球头，所述第一球头在耦合轴的内表面上引导且通过两个第一传动销驱动耦合轴，其中，所述第二活节连接装置包括在耦合轴的内表面上引导的第二球头，所述第二球头由耦合轴通过两个第二传动销驱动。
根据该实施方式的改进，所述耦合轴被实施为具有内表面的空心轴，第一球头和第二球头在所述内表面上引导。
根据该实施方式的另一种设计，在耦合轴的槽中在纵向上能够移动地容纳第一传动销或第二传动销。
优选第一传动销和第二传动销都在耦合轴的壁部中的狭槽中在纵向上能够移动地引导。
通过该措施实现了耦合装置的简单的设计，其既平衡了马达轴与工具驱动轴之间或马达轴与耦合传动机构之间的角度错位也平衡了马达轴与工具驱动轴之间或马达轴与耦合传动机构之间的位置错位。
在本发明的可替换的实施方式中，所述活节连接装置中的至少一个被实施为万向接头，或者两个活节连接装置都被实施为万向接头，其中，额外地将推动活节连接装置集成到耦合轴中。
以这种方式平衡了马达轴与工具驱动轴之间或马达轴与耦合传动机构之间的角度错位或位置变化。但具有一个或两个万向接头形式的活节连接装置的实施方式比前述实施方式复杂且可能在有些情况下通过振动导致更高的轴承应力或者更高的负荷。
尽管如此，此类实施方式原则上也相比于传统的、不具有此类耦合装置的工具机减小了轴承负荷和振动负荷。
根据本发明的另一种设计方式，设置壳体，具有用于容纳驱动马达的马达壳体分段和用于容纳工具驱动轴且优选用于容纳耦合传动机构的传动机构壳体分段，其中，设置实现了在工具驱动轴与驱动马达之间的相对运动的机构。
为此，所述马达壳体分段和所述传动机构壳体分段柔性地相互连接。
可替换或附加的是，在耦合传动机构与驱动马达之间设置至少一个用于脱离振动的减振元件。
如果在工具驱动轴与驱动马达之间能够相对运动，则较小的振动传递到驱动马达上。如果工具机用手在马达壳体的区域中保持，则明显更小的振动传递给使用者。在驱动马达以及与其相连的蓄电池上的振动的减小对使用寿命也是有利的。
驱动马达与工具驱动轴或耦合传动机构之间或传动机构壳体与马达壳体之间的平衡运动通过耦合装置来接收。
通过在耦合传动机构与驱动马达之间设置至少一个减振元件进一步减小了振动。
根据本发明的另一个设计方式，所述耦合传动机构具有偏心耦合传动机构，用于将马达轴的旋转的驱动运动转化成工具驱动轴围绕其纵轴线的振荡运动。
在本发明的可替换的方式中，所述工具驱动轴被旋转地驱动，所述工具机被设计为弯把手提砂轮机，其中，所述耦合传动机构被设计为锥齿轮传动机构、特别是被设计为等径锥齿轮传动机构。
在此类实施方式中，也通过减小轴承负荷以及可能的平衡在运行期间产生的振动得到了本发明的优点。
不言而喻，前述的以及接下来还将说明的特征不仅可以在各个给出的组合中，也可以在其它的组合中使用或单独使用，而不会脱离本发明的范围。
附图说明
下面，参照附图从优选的实施例的描述中得到本发明的其他特征和优点。其中，
图1示出了按照本发明的工具机的第一透视图，该工具机具有振荡驱动的工具驱动轴，其中，取出了一个半壳体；
图2示出了根据图1的部分自由剖开的视图，其中可以看到其他细节；
图3示出了穿过根据图1的工具机的纵截面；
图4和5示出了根据图1-3的耦合装置在两个不同旋转位置上的放大示出的透视图；
图6示出了在根据图3的驱动马达、耦合装置和耦合传动机构的区域中的片段的透视图；
图7示出了根据图6的视图，具有稍稍变化的在马达轴与耦合传动机构之间的结构；
图8示出了另一个按照本发明的弯把手提砂轮机形式的工具机的透视图，具有旋转的工具驱动轴；
图9示出了根据图4和5的耦合装置的变型的示意图；以及
图10示出了在根据图8的弯把手提砂轮机中的传动结构的简化的示意图。
具体实施方式
图1-3示出了整体上以10标记的按照本发明的工具机的第一实施方式。其涉及到振荡驱动的工具机10，具有马达壳体12，在该马达壳体中容纳驱动马达14，且具有传动机构壳体13，在该传动机构壳体中容纳工具驱动轴24。马达轴18的旋转运动通过耦合装置22和对应的耦合传动机构20被转化成工具驱动轴24围绕其纵轴线25的振荡驱动的驱动运动。
在工具驱动轴24的外端部上(该外端部从壳体12向外突出)设置工具容纳装置43(图3)，在该工具容纳装置上能够借助于快速夹紧装置(未示出)在夹紧杆26的辅助下固定对应的工具，比如研磨工具、切割工具或锯割工具。工具驱动轴24借助于两个轴承38、40支承在壳体12上(图2和3)。
驱动马达14通过其马达轴18驱动耦合装置22，具有在马达轴18一侧的、具有第一球头45的第一活节连接装置44，且具有在从动一侧的、具有第二球头47的第二活节连接装置46。第二球头47与中间轴51连接，该中间轴借助于两个轴承28、30支承在壳体12上且通过耦合传动机构20振荡驱动工具驱动轴24。
为此，设置偏心耦合传动机构32，其具有在中间轴51上的偏心轴承26，与工具驱动轴24抗扭连接的偏心杠杆34在两侧接合在该偏心轴承上。偏心杠杆34特别是从图2中详细可见。该偏心杠杆具有U形设计的叉件，该叉件的两个端部从外包围偏心轴承36。以这种方式，偏心轴承36的偏心运动在中间轴51的端部上被转化为工具驱动轴24围绕其纵轴线25的振荡运动。
偏心耦合传动机构32和工具驱动轴24在振动上解除与驱动马达14的耦合。为此，在马达壳体12与传动机构壳体13之间的过渡区域中在两侧分别设置一个减振元件15，从而使得在马达壳体12与传动机构壳体13之间得到了一定的柔度且还额外得到了减振。在图1中仅能够看到用于减振元件15的容纳装置。在该容纳装置中，容纳橡胶塞作为减振元件。
以这种方式，减小了振动从工具驱动轴24和偏心耦合传动机构32向驱动马达14和与驱动马达连接的蓄电器16的传递。在马达壳体12上保持工具机10的使用者感受到明显减小的振动。
在耦合传动机构20与驱动马达14之间设置的耦合装置22的详细的实施方式特别是可以从图4和5中看到。
耦合装置22具有空心圆柱形的耦合轴42，该耦合轴通过第一活节连接装置44随着被马达轴18驱动且通过第二活节连接装置46驱动中间轴51。
第一活节连接装置44具有第一球头45，该第一球头刚性地且抗扭地与马达轴18的端部连接。在侧部，两个第一传动销48从第一球头45向两个相互面对的侧面突出，这两个传动销在耦合轴42的壳面中的对应的狭槽52中引导。第一球头45在圆周上在耦合轴42的圆柱形的内表面49上引导。
第二活节连接装置46具有第二球头47，该第二球头与工具驱动轴24连接且同样在耦合轴42的空心圆柱形的内表面49上引导。在第二球头47上也设置两个相互面对的第二传动销50，这两个第二传动销在耦合轴42的壳面中的对应的狭槽54中在纵向上能够移动地引导。第二球头47与中间轴51刚性且抗扭地连接。
耦合装置22允许马达轴18与中间轴51之间的角度位移和位置变化。
如果由于振动改变了中间轴51与马达轴18之间的精确的对准，则耦合装置22实现了柔韧的平衡。同样还可以考虑，中间轴51与马达轴18在角度上或在位置上相互错开地设置。
图6和7示出了在中间轴51与马达轴18之间不同的设置方式。根据图6的实施方式，中间轴与马达轴相互对准，而在根据图7的实施方式中，在马达轴18与中间轴51之间存在明显的角度差。该角度差通过耦合装置22得到平衡。
在图6和图7中还示出了在中间轴51上的平衡重56，该平衡重被设置用于在旋转偏心轴承36时的质量平衡。
图9示出了之前描述的耦合装置的可能的变型且整体上以22a标记。这里，针对相应的构件采用相应的附图标记，其部分地添加“a”。
这里，马达轴18通过以万向接头形式的第一活节连接装置44a驱动耦合轴42a，而耦合轴42a的从动端通过以万向接头连接装置形式的第二活节连接装置46a驱动中间轴51。耦合轴42a还包括推动活节连接装置，其示意性地以66标出且可以包括狭槽68，对应的滑块70可以嵌入该狭槽中。
可以理解为，还可以采用其他推动活节连接装置的实施方式，比如多边形的滑块，其在对接件的对应的内表面上引导。
原则上还可以采用具有两个万向接头连接装置44a、46a和一个推动活节连接装置66的此类耦合装置22a，用以产生马达轴18与中间轴51之间的角度平衡和位置平衡。但优选的是之前描述的根据图1-7的耦合装置22的实施方式，其整体上具有更加简单的结构。
在图8和10中示出且整体上以10a标记按照本发明的工具机的变型。
这里，涉及以弯把手提砂轮机形式的工具机的实施方式，其具有根据图8的传动装置头部58、用于保持机器的侧部把手以及常见的保护罩62，该保护罩被用作针对以研磨或分割盘形式的工具的破裂保护。
如从图10中所示，容纳在传动装置头部58中的耦合装置20a被构造为锥齿轮角度传动机构。因此，借助于两个轴承38、40支承的工具驱动轴24被旋转驱动。驱动马达14的马达轴18通过根据之前借助于图4和5描述的实施方式的耦合装置22驱动借助于两个轴承28、30支承的中间轴。在中间轴51上存在以锥齿轮的形式的传动小齿轮，其驱动在工具驱动轴24上的以锥齿轮的形式的对应的从动轮。
在该实施方式中，也有额外的用于减小振动的耦合装置22，该振动可能在弯把手提砂轮机运行时产生。此外，耦合装置22还实现了采用马达轴18与中间轴51之间的角度或位置位移。还能够以与90°不同的角度来设计具有锥齿轮传动机构的该耦合传动机构20a。
耦合装置22或22a允许在运行中在驱动轴24与马达轴18之间的位置及角度变化。因此，有意义的是，在耦合传动机构20或20a或工具驱动轴24或马达轴18的支承中设置一定的柔度，用以允许平衡运动，该平衡运动能够在运行期间得到。为此，在马达壳体12与传动机构壳体13之间设置一定的柔度就已足够。但有利的是，在马达壳体12与传动机构壳体13之间的过渡区域中设置用于减振的额外的减振元件15，如前面所描述的那样。

Claims (13)

1.一种马达驱动的工具机，具有驱动马达(16)，所述驱动马达的马达轴(18)被旋转地驱动；具有工具驱动轴(24)，所述工具驱动轴围绕其纵轴线(25)被旋转或振荡地驱动；以及具有耦合传动机构(20)，用于将马达轴(18)的旋转运动转化成工具驱动轴(24)的驱动运动，其特征在于，设置耦合装置(22)，所述耦合装置平衡马达轴(18)与工具驱动轴(24)之间的至少一个角度错位，所述角度错位与马达轴(18)和工具驱动轴(24)的轴平行或垂直的布置方式存在偏差。
2.如权利要求1所述的工具机，其特征在于，所述耦合装置(22)包括耦合轴(42；42a)，所述耦合轴通过第一活节连接装置(44)在驱动端与马达轴(18)耦合，且所述耦合装置通过第二活节连接装置(46)在从动端上与耦合传动机构(20)耦合，在驱动端与从动端之间设置至少一个推动活节连接装置(48、52、50、54)。
3.如权利要求1所述的工具机，其特征在于，所述第一活节连接装置(44)包括第一球头(45)，所述第一球头在耦合轴(42)的内表面(49)上引导且通过两个第一传动销(48)驱动耦合轴(42)，所述第二活节连接装置(46)包括在耦合轴(42)的内表面(49)上引导的第二球头(47)，所述第二球头由耦合轴(42)通过两个第二传动销(50)驱动。
4.如权利要求3所述的工具机，其特征在于，所述耦合轴(42)被实施为具有内表面(49)的空心轴，第一球头(45)和第二球头(47)在所述内表面上引导。
5.如权利要求3或4所述的工具机，其特征在于，在耦合轴(42)的槽(52、54)中在纵向上能够移动地至少容纳第一传动销(48)或第二传动销(50)。
6.如权利要求5所述的工具机，其特征在于，第一传动销(48)和第二传动销(50)都在耦合轴(42)的壁部中的狭槽(52、54)中在纵向上能够移动地引导。
7.如权利要求2所述的工具机，其特征在于，所述活节连接装置(44a、46a)中的至少一个被实施为万向接头。
8.如权利要求7所述的工具机，其特征在于，两个活节连接装置(44a、46a)被实施为万向接头，且额外地将推动活节连接装置(66)集成到耦合轴(42a)中。
9.如前述权利要求中任一项所述的工具机，其特征在于，设置壳体(12)，具有用于容纳驱动马达(14)的马达壳体分段(12)和用于容纳工具驱动轴(24)、优选用于容纳耦合传动机构(20、20a)的传动机构壳体分段(13)，其中，设置实现了在工具驱动轴(24)与驱动马达(14)之间的相对运动的机构(15)。
10.如权利要求9所述的工具机，其特征在于，所述马达壳体分段(12)和所述传动机构壳体分段(13)柔性地相互连接。
11.如权利要求9或10所述的工具机，其特征在于，在耦合传动机构(20、20a)与驱动马达(14)之间设置至少一个用于脱离振动的减振元件(15)。
12.如前述权利要求中任一项所述的工具机，其特征在于，所述耦合传动机构(20)具有偏心耦合传动机构(32)，用于将马达轴(18)的旋转的驱动运动转化成工具驱动轴(24)围绕其纵轴线(25)的振荡运动。
13.如权利要求1-11中任一项所述的工具机，其特征在于，所述工具驱动轴(24)被旋转地驱动，所述工具机被设计为弯把手提砂轮机(10a)，其中，所述耦合传动机构(20a)被设计为锥齿轮传动机构、特别是被设计为等径锥齿轮传动机构。
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