CN104249346B - 具有主轴锁定装置的手工工具机 - Google Patents

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CN104249346B CN201410282786.0A CN201410282786A CN104249346B CN 104249346 B CN104249346 B CN 104249346B CN 201410282786 A CN201410282786 A CN 201410282786A CN 104249346 B CN104249346 B CN 104249346B
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Abstract

本发明涉及一种手工工具机，其具有工具壳体，在所述工具壳体中设置一驱动马达，用于驱动设有至少一个夹紧面(236)的驱动元件(120)，给所述驱动元件配置设有锁止件(256)和至少一个主轴辊子(254)的主轴锁定装置(250)，其中，所述至少一个主轴辊子(254)能够在所述主轴锁定装置(250)的主轴锁定运行中被夹紧在所述至少一个夹紧面(236)和所述锁止件(256)之间，以便阻止所述驱动元件(120)相对于所述工具壳体旋转，所述主轴锁定装置(250)具有加载件(220)，所述加载件构造用于，以预给定的力朝着所述至少一个夹紧面(236)的方向加载所述至少一个主轴辊子(254)。

Description

具有主轴锁定装置的手工工具机
技术领域
本发明涉及一种手工工具机，所述手工工具机具有工具壳体，在所述工具壳体中设置驱动马达，用于驱动设有至少一个夹紧面的驱动元件，给所述驱动元件配置设有锁止件和至少一个主轴辊子的主轴锁定装置，其中，所述至少一个主轴辊子能够在所述主轴锁定装置的主轴锁定运行中被夹紧在所述至少一个夹紧面和所述锁止件之间，以便阻止所述驱动元件相对于所述工具壳体旋转。
背景技术
由现有技术公开了这样的手工工具机，所述手工工具机具有设置在工具壳体中的驱动马达，用于驱动设有主轴锁定装置的驱动元件(例如驱动主轴)。所述主轴锁定装置具有两个或者更多主轴辊子，所述主轴辊子能够在所述手工工具机的主轴锁定运行中或在驱动马达关断的情况下被夹紧在驱动主轴的配属的夹紧面和例如根据夹紧环的类型构造的锁止件之间，以便阻止所述驱动主轴相对于所述工具壳体旋转。这特别是在单套筒的快速夹紧圆柄钻卡头中允许用仅仅一只手来拧紧和松开该钻卡头。
现有技术的缺点在于，在不同的手工工具机中这样的主轴锁定装置具有不均匀的响应特性，其中，所述驱动主轴在触发相应的主轴锁定运行时的相应的旋转角度能够处于6°和大于360°之间，所述旋转角度与在触发所述主轴锁定运行之前相应的机器位置和所述驱动主轴相应的制动过程的持续时间有关。此外，这样的主轴锁定装置由于相应的驱动主轴大的转动惯量的原因特别是在使用相对较重的插接式工具的情况下可能具有所谓的“嘎嘎作响倾向”，其中，所述主轴锁定装置特别是在驱动主轴空载运转时会至少短时间地转为间歇性的主轴锁定运行。这会导致不期望的噪声。
发明内容
因此，本发明的任务是，提供一种具有主轴锁定装置的新型手工工具机，所述主轴锁定装置具有改进的响应特性和降低的嘎嘎作响倾向。
这个问题通过一种具有工具壳体的手工工具机解决，在所述工具壳体中设置驱动马达，用于驱动设有至少一个夹紧面的驱动元件，给所述驱动元件配置设有锁止件和至少一个主轴辊子的主轴锁定装置。所述至少一个主轴辊子能够在所述主轴锁定装置的主轴锁定运行中被夹紧在所述至少一个夹紧面和所述锁止件之间，以便阻止所述驱动元件相对于所述工具壳体旋转。所述主轴锁定装置具有加载件，所述加载件构造用于，以预给定的力朝着所述至少一个夹紧面的方向加载所述至少一个主轴辊子。
本发明因此实现提供一种具有主轴锁定装置的手工工具机，在所述主轴锁定装置中，通过朝着所述至少一个夹紧面的方向加载所述至少一个主轴辊子能够在主轴锁定运行中与所述手工工具机的相应的空间位置无关地改进所述主轴锁定装置的至少一个相应的响应特性。此外，所述主轴锁定装置的嘎嘎作响倾向能够被显著地降低。在此，制造公差、重力、磁性和/或油脂附着在所述主轴锁定装置响应时的相应影响至少被降低并且优选被减小到最低限度。
根据一个实施形式，所述加载件具有粘弹性环用于加载所述至少一个主轴辊子。
因此，能够实现提供简单的并且成本低廉的加载件。
所述粘弹性环优选至少区段地设置在构造于所述锁止件的内圆周上的槽、特别是环槽中。
因此，所述粘弹性环能够以简单的方式和方法至少区段地设置在所述锁止件和所述至少一个主轴辊子之间的区域中。
根据一个实施形式，所述粘弹性环至少区段地设置在构造于所述工具壳体中的槽、特别是环槽中。
因此，本发明使所述主轴锁定装置能够简化地实现。
所述粘弹性环优选地具有圆形的横截面，所述横截面具有最大4mm的横截面直径。
因此，能够实现提供耐用的并且成本低廉的粘弹性环。
优选地，所述粘弹性环具有外直径，所述外直径大于所述锁止件的内直径。
因此，能够以简单的方式和方法保证，所述粘弹性环至少局部地配合到为此设置在所述锁止件或者所述工具壳体上的环槽中并且因此可靠地且安全地固定在所述锁止件或者所述工具壳体上。
所述粘弹性环优选地具有内直径，所述内直径小于所述锁止件的内直径。
因此，能够保证以预给定的力朝着所述至少一个夹紧面的方向可靠地并且稳定地加载所述至少一个主轴辊子。
根据一个实施形式，所述粘弹性环的中间平面和所述至少一个主轴辊子的中间平面彼此之间具有轴向的间距，所述间距小于或者等于所述至少一个主轴辊子的一半轴向长度和所述粘弹性环的横截面直径之和。
因此，本发明实现提供一种具有主轴锁定装置的手工工具机，在所述主轴锁定装置中以简单的方式和方法实现所述加载件在所述锁止件和所述至少一个主轴辊子之间的区域中合适地定位。
优选地，所述锁止件根据夹紧环的类型环状地构造。
因此，能够提供耐用的并且稳定的锁止件。
所述驱动元件优选是能够被驱动马达驱动的驱动主轴。
因此，能够以简单的并且节约成本的方式和方法例如省去附加的转矩传递件的应用。
附图说明
本发明借助于在附图中示出的实施例在下面的描述中被更详细地说明。其示出了：
图1：根据本发明的手工工具机的示意图；
图2：根据第一实施形式图1的手工工具机的局部放大剖视图；
图3：图2的组件的立体局部剖视图，该组件具有驱动主轴、驱动件、烧结轴承、球轴承和主轴锁定装置；
图4：图3的组件的侧视图；
图5：沿着图2的箭头Ⅴ的方向观察，图1的手工工具机的局部剖视图；和
图6：根据第二实施形式的图1的手工工具机的局部放大剖视图。
具体实施方式
图1示出了设有可选的转矩耦合部160的手工工具机100，所述手工工具机具有配备手把115的工具壳体105。在所述工具壳体105中设置至少一个驱动马达180，用于驱动与工具接收部140连接的驱动元件120，给所述驱动元件配置主轴锁定装置250。
根据一个实施形式，所述手工工具机100根据手工引导的电动工具的类型来构造并且能够机械地和电地与蓄电池组190连接，用于不依赖电网地供应电流。在图1中，所述手工工具机100示例性构造成蓄电池钻式起子机。但是指出，本发明不限于手工引导的电动工具并且特别是不限于蓄电池钻式起子机，而是更确切地说能够应用于具有设有主轴锁定装置的驱动元件的不同的手工工具机，与这些手工工具机是否电地驱动(也就是说蓄电池驱动或者电网驱动)还是非电地驱动无关。
在所述手工工具机100中，所述蓄电池组190用于给示例性根据电动机类型构造的驱动马达180供电。所述驱动马达例如能够通过手动开关195被操作(也就是说能够被接通或者关断)，并且能够是任意的马达类型(例如电子整流马达或者直流马达)。优选地，所述驱动马达180能够这样被电子地控制或调节，使得不仅能够实现可逆驱动而且能够实现关于期望的旋转速度方面的预设。合适的驱动马达的工作原理和结构已经在现有技术中充分公开了，从而在这里为了简化说明而省去详细的说明。
所述驱动马达180通过设置在所述工具壳体105中的传动装置170与所述驱动元件120连接。优选地，所述驱动马达180设置在马达壳体185中，并且所述传动装置170设置在传动装置壳体110中，其中，所述传动装置壳体110和所述马达壳体185示例性设置在所述工具壳体105中。
所述传动装置170构造用于，将由所述驱动马达180产生的转矩传递到所述驱动元件120上，并且(仅仅示例性但是不强制地)构造成具有不同档位级或行星级的行星传动装置，所述行星传动装置在所述手工工具机100运行中被所述驱动马达180旋转地驱动。下面参考局部200在图2中放大示出的剖视图来描述所述行星传动装置170。但是指出，根据经选择的所述驱动马达180的构型也能够省去提供所述传动装置170。
所述驱动元件120通过轴承组件130可旋转地支承在所述工具壳体105中并且与所述工具接收部140连接，所述工具接收部设置在所述工具壳体105的端侧112的区域中并且示例性具有钻卡头145。根据一个实施形式，所述轴承组件130具有至少两个轴承支承部132、134，所述至少两个轴承支承部在所述工具壳体105中设置在后置于所述驱动装置170的区域中。所述工具接收部140用于接收插接式工具150并且能够成型到所述驱动元件120上或者与所述驱动元件套装式连接。在图1中，所述工具接收部140示例性构造成套装形式并且通过设置在所述驱动元件120上的固定装置122来固定在所述驱动元件上。
根据一个实施形式，给所述驱动元件120如上所述地配置所述主轴锁定装置250，所述主轴锁定装置构造至少用于，在主轴锁定运行中阻止所述驱动元件120相对于所述工具壳体105旋转。所述主轴锁定装置250示例性沿着所述驱动元件120的轴向方向设置在所述传动装置170和所述两个轴承支承部132、134之间，但是对此可替代地也能够设置在其他合适的位置上(例如所述轴承支承部132、134之间)。主轴锁定装置的工作原理已经在现有技术中充分公开了，从而在这里为了简化说明而省去所述主轴锁定装置250的工作原理的详细的说明。
图2示出了图1的手工工具机100的局部200，其中，为了使附图明白和简单，省去了图1的插接式工具150和工具接收部140的图示。局部200阐明了行星传动装置170的、驱动元件120的、轴承支承部132、134的、以及根据第一实施形式构造的主轴锁定装置250的示例性构型。
所述行星传动装置170能够例如通过滑动开关289至少在第一和第二档位之间转换并且示例性具有三个行星级：前级270、中间级271、和后级272。所述前级270示例性具有：配备齿部269的太阳轮203；至少一个第一行星轮209；以及配备齿部263的第二行星轮205；配备旋转携动轮廓267的行星承载件204；以及中空轮206。图1的驱动马达180的转矩通过所述行星级272、271、270借助于所述行星承载件204的旋转携动轮廓267传递到所述驱动元件120上。在此，所述行星承载件204用作驱动件，以便旋转地驱动所述驱动元件120。因为行星传动装置的结构对本领域专业人员是充分公开的，因此在这里为了简化说明省去所述行星级271、272的进一步的说明。
所述行星级270、271、272示例性设置在优选一件式地构成的传动装置壳体110中，所述传动装置壳体解释性地分成前区段210(在图2右边)和后区段214(在图2左边)。所述行星级270、271、272解释性地设置在所述后区段214中。在所述前区段210的内圆周上示例性构造有环形的凸肩201。在所述前区段210的外圆周上解释性地构造有外螺纹282，配置给所述可选的转矩耦合部160的转矩调节套筒295可旋转地支承在所述外螺纹上，所述转矩调节套筒与环状的限制传递元件288耦合。
根据一个实施形式，所述驱动元件120是绕着旋转轴线229可旋转运动地支承在所述两个轴承支承部132、134上的驱动主轴，所述驱动主轴具有驱动侧的轴向端部221和从动侧的轴向端部222。但是指出，代替一件式的驱动主轴例如也能够使用两件式的驱动元件，所述两件式的驱动元件由设有转矩传递套筒的驱动主轴构成。在所述轴承支承部132上示例性设有滑动轴承232(例如烧结轴承)，并且在所述轴承支承部134上示例性设有滚动轴承234(例如球轴承)，其中，所述烧结轴承232和所述球轴承234解释性地通过所述环形的凸肩201彼此间隔开并且设置在后置于所述传动装置170的区域299中。
所述驱动主轴120解释性地具有支撑法兰255以及构造成外螺纹的固定装置122，夹紧卡盘280固定在所述固定装置上用于实现图1的工具接收部140。所述外螺纹122能够例如与设置在所述夹紧卡盘280上的内螺纹形成螺纹配合。所述夹紧卡盘280示例性具有夹紧套筒285以及多个夹爪281、283并且能够以任意的、本领域专业人员也已知的方式和方法构造。
根据一个实施形式，所述主轴锁定装置250设置在所述驱动主轴120的驱动侧的轴向端部221上。所述主轴锁定装置具有以预给定的径向间隙支承在所述驱动主轴120上的承载元件252，所述承载元件在这里示例性与所述行星承载件204一件式地构造并且设置在至少一个主轴辊子254上。所述至少一个主轴辊子254支承在锁止件256上，所述烧结轴承232示例性、但不强制地同样设置在所述锁止件中。所述锁止件256同样地配置给所述主轴锁定装置250并且构造用于，阻止所述至少一个主轴辊子254沿着所述驱动主轴120的径向方向从所述承载元件252滑落。所述至少一个主轴辊子254在所述主轴锁定装置250的主轴锁定运行中可夹紧在所述锁止件256和至少一个构造在所述驱动主轴120的驱动侧的轴向端部201上的夹紧面236之间，以便阻止所述驱动主轴120相对于所述传动装置壳体110进而相对于图1的工具壳体105旋转。
所述锁止件256例如根据夹紧环的类型环状地构造并且至少间接地具有或者不具有预给定的间隙地与所述工具壳体105无相对转动地连接。解释性地，所述锁止件256无相对转动地设置在所述传动装置壳体110的前区段210中，其中，在轴向、径向和/或圆周方向上能够存在相应的间隙，至少在预给定的公差之内。对此替代地，所述锁止件256能够与所述传动装置壳体110无间隙地连接、与所述传动装置壳体110一件式地构成、或者例如通过塑料注射成型到所述传动装置壳体上。
根据一个实施形式，所述主轴锁定装置250具有加载件220，所述加载件构造用于，以预给定的力朝所述至少一个夹紧面236的方向加载所述至少一个主轴辊子254。所述加载件220优选地由粘弹性环228(特别是O形环)构成，用于加载所述至少一个主轴辊子254，并且所述加载件优选地设置在所述主轴辊子254径向外部(从所述驱动主轴120的方向观察)。所述粘弹性环228优选至少区段地设置在构造于所述锁止件256的内圆周上的槽224(特别是环槽)中。
根据一个实施形式，所述粘弹性环228具有圆形的横截面，所述横截面具有最大4mm的横截面直径，但是对此替代地也能够具有任意的其他横截面、例如三角的、四角的等等。至少在装配好的状态中，所述粘弹性环228的外直径优选大于所述锁止件256的内直径，并且所述粘弹性环228的内直径优选小于所述锁止件256的内直径。此外，由所述粘弹性环228构成的中间平面和所述至少一个主轴辊子254的中间平面彼此之间具有轴向的间距，所述轴向的间距小于或者等于所述至少一个主轴辊子254的一半轴向长度和所述粘弹性环228的横截面直径之和。所述中间平面垂直于所述驱动主轴120的旋转轴线229或在图2中垂直于页面。为了构造所述粘弹性环228，应用例如NBR、HNBR、EPDM、TPE或者FPM的粘弹性材料，或应用这样一种粘弹性材料：所述粘弹性材料一般具有至少60至95的肖氏(Shore)A的材料硬度。对此替代地也能够使用例如毡垫圈用于实现所述加载件220。
图3示出了组件300，该组件具有图2的行星轮205、209、行星承载件204、烧结轴承232、锁止件256、加载件220、承载元件252、主轴辊子254、球轴承234和驱动主轴120。所述驱动主轴如上所述地无相对旋转、但是具有预给定的径向间隙339设置在所述承载元件252中。此外，图3示出了所述前行星级270的其它行星轮305、其它夹紧面320以及所述锁止件256的径向扩大部302，所述其它夹紧面构造在所述驱动主轴120的驱动侧的轴向端部221上。所述锁止件如上所述地与所述加载件220、所述承载元件252和所述主轴辊子254构成图2的主轴锁定装置250。
根据一个实施形式，所述主轴辊子254和所述锁止件256至少在预给定的公差之内具有一致的轴向尺寸，从而所述烧结轴承232不设置在所述锁止件256的径向内部(如在图2中所示)，而是仅仅无相对转动地设置在图2的传动装置壳体110中。但是在此，所述烧结轴承232优选地这样设置，使得所述主轴辊子254设置在所述行星承载件204和所述烧结轴承232之间的区域中并且因此轴向地位置固定。
图4示出了图3的组件300，用于说明主轴辊子254在所述行星承载件204和所述烧结轴承232之间的位置固定，以及用于说明设置在所述锁止件256的环槽224中用于径向朝内指向地加载所述主轴辊子254的粘弹性环228。
图5示出了组件500，该组件具有图2的转矩调节套筒295、环状的限制传递元件288、传动装置壳体110、锁止件256、构成所述加载件220的粘弹性环228、承载元件252、主轴辊子254和驱动主轴120，用于说明图1至图4的主轴锁定装置250的工作原理。所述锁止件256解释性地具有图3的径向扩大部302以及两个其它径向扩大部504、506，通过所述两个其它径向扩大部使所述锁止件256无相对旋转地固定在所述传动装置壳体110中。所述承载元件252解释性地具有三个轴向定向的携动元件522、524、526，这些携动元件构造用于在图1的所述手工工具机100的常规运行中携动所述主轴辊子254和两个其它主轴辊子556、558。
根据一个实施形式，所述主轴辊子254如上所述被所述粘弹性环228朝着所述夹紧面236加载，并且所述主轴辊子556、558也被所述粘弹性环朝着配属的夹紧面532或534加载，所述夹紧面同样构造在所述驱动主轴120上。所述加载在图1的手工工具机100的每个运行状态中(也就是说，不仅在常规运行中而且在主轴锁定运行中)进行，所述主轴锁定运行在图1的驱动马达180关断的情况下通过所述驱动主轴120沿着预给定的旋转方向旋转来触发。在此，所述粘弹性环228的相应的滚动摩擦引起所述主轴辊子254、556、558沿着预给定的旋转方向在所述粘弹的环228内部滚压，其中，在所述夹紧面236、532、534和所述主轴辊子254、556或558之间形成滑动摩擦，所述滑动摩擦大于所述滚动摩擦。这导致了将摩擦整体改进地引入到所述主轴锁定装置250中并且因此导致快速的响应特性和导致所述主轴锁定装置250的至少已降低的嘎嘎作响倾向。
图6示出了设有经修改的主轴锁定装置650的图1的手工工具机100的局部200，其中，为了使附图明白和简单，省去了重新示出图1的插接式工具150和工具接收部140。不同于图2的主轴锁定装置250的是，所述经修改的主轴锁定装置650具有锁止件656，所述锁止件的轴向的长度比所述主轴辊子254的相应的轴向长度短。因此，在所述主轴锁定装置650中，构成所述加载件220的粘弹性环628至少区段地设置在构造于图1的工具壳体105中和/或构造于(如在图6中所示的)传动装置壳体110中的槽624(特别是环槽)中，来代替设置在构造于图2的锁止件256中的环槽224中。

Claims (6)

1.一种手工工具机(100)，其具有工具壳体(105)，在所述工具壳体中设置一驱动马达(180)用于驱动设有至少一个夹紧面(236)的驱动主轴(120)，给所述驱动主轴配置一设有锁止件和至少一个主轴辊子(254)的主轴锁定装置(250)，其中，所述至少一个主轴辊子(254)构造用于在所述主轴锁定装置(250)的主轴锁定运行中被夹紧在所述驱动主轴(120)的所述至少一个夹紧面(236)和所述锁止件之间，以便阻止所述驱动主轴(120)相对于所述工具壳体(105)旋转，其特征在于：
所述主轴锁定装置(250)具有一加载件(220)，所述加载件构造用于，以预给定的力朝着所述驱动主轴(120)的所述至少一个夹紧面(236)的方向加载所述至少一个主轴辊子(254)，
所述锁止件根据夹紧环的类型环状地构造，
所述加载件(220)具有粘弹性环(628)用于加载所述至少一个主轴辊子(254)，所述粘弹性环(628)至少区段地设置在构造于所述工具壳体(105)中的槽(624)中，其中，所述粘弹性环(628)在所述驱动主轴(120)的轴向方向上与所述锁止件相邻地布置，以使得所述粘弹性环(628)不是在径向上内置于所述锁止件。
2.根据权利要求1所述的手工工具机，其特征在于，所述粘弹性环(628)至少区段地设置在构造于所述工具壳体(105)中的环槽中。
3.根据权利要求1或2所述的手工工具机，其特征在于，所述粘弹性环(628)具有圆形的横截面，所述横截面具有最大4mm的横截面直径。
4.根据权利要求1或2所述的手工工具机，其特征在于，所述粘弹性环(628)具有外直径，所述外直径大于所述锁止件的内直径。
5.根据权利要求1或2所述的手工工具机，其特征在于，所述粘弹性环(628)具有内直径，所述内直径小于所述锁止件的内直径。
6.根据权利要求1或2所述的手工工具机，其特征在于，所述粘弹性环(628)的中间平面和所述至少一个主轴辊子(254)的中间平面彼此之间具有轴向的间距，所述间距小于或者等于所述至少一个主轴辊子(254)的一半轴向长度和所述粘弹性环(628)的横截面直径之和。
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