CN104395038A - 电动工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种手持式电动工具(10)，其包括：电机室(19)、锥齿轮(12、13)、齿轮箱(18)、轴承(15)和流体密闭的轴向密封件(20)，所述电机室(19)容纳驱动输出轴的电机；所述锥齿轮(12、13)包括互相连接的小齿轮(12)和冠齿轮(13)，其中所述小齿轮(12)连接至小齿轮轴(11)，所述小齿轮轴(11)驱动连接至所述输出轴，且所述冠齿轮(13)驱动连接至工具保持轴(14)；所述齿轮箱(18)限定了围绕所述锥齿轮(12、13)的流体密闭的齿轮空间(26)；所述轴承(15)围绕所述小齿轮轴(11)设置且靠近所述小齿轮(12)，并且该轴承(15)限定围绕所述小齿轮轴(11)且在所述齿轮空间(26)内的受限空间(25)；所述流体密闭的轴向密封件(20)在所述齿轮空间(26)的受限空间(25)内围绕小齿轮轴(11)设置，并且该密封件(11)将所述齿轮空间(26)相对于所述电机室(19)进行密封。设置至少一个流体输送开口(24a、24b)，以使所述齿轮空间(26)的受限空间(25)与所述齿轮空间(26)的剩余部分流体接触。由此，存在于齿轮空间(26)中的润滑流体为轴向密封件(20)提供润滑和冷却。

Description

电动工具

技术领域

本发明涉及一种电动工具，如研磨机。具体地，本发明涉及一种电动工具，其在齿轮空间与电机室之间具有改进的流体密封设置。

背景技术

常规的电动工具(例如研磨机)包括锥齿轮，提供的所述锥齿轮用以将旋转运动从围绕第一轴线旋转的小齿轮轴重定向至围绕第二轴线旋转的输出轴，所述第二轴线与所述第一轴线基本上垂直。

锥齿轮持续需要润滑。在本发明所涉及的类型的电动工具中，这可如下得以解决：将润滑流体设置于围绕锥齿轮的流体密闭的齿轮空间中。为了防止润滑流体从齿轮空间中泄漏，将齿轮空间密封。因此，齿轮空间为由齿轮箱限定的流体密闭空间。齿轮箱通常由数个部件形成，并特别地包括两个密封件：围绕小齿轮轴的一个轴向密封件，和围绕输出轴的一个径向密封件。此外，输出轴和小齿轮轴均由轴承支撑，所述轴承优选尽可能与锥齿轮接近地设置。

此类常规电动工具中出现的问题特别地在于，围绕小齿轮轴的轴向密封件随时间而退化，使得润滑流体可最终泄漏至电机室和/或穿出至称为感受区域的区域(例如直接围绕电动工具和操作者的区域)。围绕小齿轮轴的密封件是特别关键的，因为取决于锥齿轮的传动比，小齿轮轴旋转比输出轴快约5至10倍。

因此，需要一种电动工具，其中围绕小齿轮轴的密封的寿命延长，且其中所述电动工具的总体可靠性得以改善。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种具有改进的可靠性的电动工具。该目的由根据独立权利要求所述的本发明来实现。

根据第一方面，本发明涉及一种手持式电动工具，所述电动工具包括：

-电机室，所述电机室容纳驱动输出轴的电机；

-锥齿轮，所述锥齿轮包括互相连接的冠齿轮和小齿轮，其中所述小齿轮连接至小齿轮轴，所述小齿轮轴驱动连接至所述输出轴，且所述冠齿轮驱动连接至工具保持轴；

-齿轮箱，所述齿轮箱限定围绕所述锥齿轮的流体密闭的齿轮空间；

-轴承，所述轴承围绕所述小齿轮轴设置且靠近所述小齿轮，并所述轴承限定了围绕所述小齿轮轴且在所述齿轮空间内的受限空间；和

-流体密闭的轴向密封件，所述流体密闭的轴向密封件在所述齿轮空间的受限空间内围绕小齿轮轴设置，并且该密封件将所述齿轮空间相对于所述电机室进行密封，其中设置至少一个流体输送开口以使所述齿轮空间的受限空间与所述齿轮空间的剩余部分流体接触。

本发明相对于现有技术的常规电动工具的一个优点在于，密封件被持续提供有润滑流体，所述润滑流体围绕锥齿轮并存在于流体密闭的外壳中，所述流体密闭的外壳限定了围绕锥齿轮的齿轮空间。为密封件提供润滑防止了燃烧，并在密封件的整个操作寿命中保持密封件的功能。如果不存在用以将齿轮空间连接至处于流体密闭的轴向密封件与轴承之间的受限空间的开口，则围绕小齿轮轴的轴向密封件可最终变干，使得其功能慢慢降低。

本发明的解决方法的一个替代方案是设置轴承，所述轴承支撑密封件20内的小齿轮轴。然而，就小齿轮轴的安装而言，这是较差的解决方法。即，为了优化力的分布，小齿轮轴应尽可能地靠近小齿轮枢轴安装。在本发明的解决方法的情况中，可尽可能靠近小齿轮来定位轴承，而不会对密封件的功能产生不利影响。

在本发明的一个具体实施方案中，轴承由设置于小齿轮轴外部的中空支撑元件支撑，其中所述齿轮空间的受限空间由在一侧上的轴承和在另一侧上的流体密闭的轴向密封件所轴向限定，并由所述中空支撑元件径向限定。

在本发明的一个实施方案中，所述至少一个流体输送开口设置为处于所述轴承与所述中空支撑元件之间的至少一个轨迹(track)。

在本发明的另一实施方案中，所述至少一个流体输送开口可设置为穿过所述中空支撑元件的至少一个通道。

在本发明的又一实施方案中，所述轴承由所述齿轮箱支撑，其中所述齿轮空间的受限空间由一侧上的轴承和另一侧上的流体密闭的轴向密封件所轴向限定，并由所述中空支撑元件所径向限定，且其中所述至少一个流体输送开口设置为沿着所述轴承与所述齿轮箱之间的界面的至少一个轨迹。

手持式电动工具可优选地为研磨机，特别地其可为气动研磨机。

根据详细描述，本发明的优选实施方案和其他优点将是显而易见的。

附图说明

在如下详细描述中参照了所附附图，其中：

图1显示了根据如上的本发明的一个实施方案的电动工具，其中齿轮空间在截面图中显示；

图2显示了图1所示的齿轮空间的详细截面图；

图3显示了根据本发明的一个实施方案的电动工具的侧视图，其中齿轮空间在截面图中显示；和

图4显示了图3所示的齿轮空间s的详细截面图。

具体实施方式

在图1中，显示了根据本发明的一个具体实施方案的电动工具10。电动工具10包括电机室19和齿轮空间26，所述电机室19和齿轮空间26容纳于共同的外壳27中。此外，电动工具10包括手柄28，在所述手柄28上设置杆29以用于控制供给至设置于电机室19内的电机的空气。所述手柄连接至空气供给软管30，所述空气供给软管30用于将加压空气供给至电机。

如可由图1的剖开的截面可见，齿轮空间26包括锥齿轮12、13，其中小齿轮轴11经由小齿轮12连接至冠齿轮13。

图2显示了本发明涉及的电动工具10的那部分的特写。小齿轮轴11设置为将电机输出从电机室19内的电机传输至锥齿轮12、13，所述锥齿轮12、13设置于限定齿轮空间26的齿轮箱18内。锥齿轮包括小齿轮12和冠齿轮13，所述小齿轮12构成小齿轮轴11的端部部分，所述冠齿轮13连接至输出轴14。锥齿轮将小齿轮轴11的旋转传输至输出轴14，所述输出轴相对于小齿轮轴11正交设置。取决于传动比，锥齿轮通常将小齿轮轴11的旋转减速约5至10倍。因此，输出轴通常以更低的速度但以相应地更高的转矩水平旋转。

轴承15围绕小齿轮11设置。在所示实施方案中，轴承15通过齿轮箱18和中空支撑元件16而保持就位。在所示实施方案中，中空支撑元件16设置为提供齿轮箱18与电机室19之间的流体密闭的连接。即，润滑流体设置于齿轮空间26(其尤其由齿轮箱18限定)内，所述流体必须无法进入电机室19。因此，齿轮箱18与中空支撑元件16之间的连接包括例如O型环形式的第一静密封件(first static sealing)17。

中空支撑元件16与电机室19之间的流体密闭的连接更加复杂，这是因为所述连接涉及运动部件，即小齿轮轴11。实际上，在本发明的一个实施方案中，小齿轮轴11设置为以约65 000rpm旋转，输出轴14设置为以约8 500rpm旋转。所述量级的旋转对所用的流体密闭提出了高要求。

在本发明的所示实施方案中，流体密封包括轴向密封件20，所述轴向密封件20包括固定附接小齿轮轴11以与小齿轮轴11一起旋转的第一密封部分21。设置第二密封部分22以对第一密封部分21进行密封。第一和第二密封部分21、22包括高精确度的彼此相反的密封表面，所述高精确度的彼此相反的密封表面设置为相对于彼此旋转。

第二密封部分22设置有弹簧(未显示)，所述弹簧设置于中空支撑元件16中的弹簧座23中，并朝向第一密封部分21施加作用力。此外，例如O型环形式的第二静密封件32设置为密封在第二密封部分22与中空支撑元件16之间。

在所述密封设置中，关键的密封为第一和第二密封部分21、22之间的密封。这要归因于小齿轮轴11和第一密封部分21相对于径向固定的第二密封部分22的极高的旋转速度。轴向密封通过润滑流体的膜来完成，所述润滑流体的膜由设置于齿轮箱18内的润滑流体在第一和第二密封部分21、22之间形成。润滑流体对于轴向密封件20的良好功能是必要的，并用于减小摩擦以及冷却密封件。如果不存在足够的润滑流体，则密封件可能变干并燃烧，密封功能将降低并最终丧失。

如上所述，轴承15由齿轮箱18和中空支撑元件16保持就位。中空支撑元件16限定由齿轮箱18限定的齿轮空间26内的受限空间25。所述受限空间25由一侧上的轴承15和另一侧上的流体密闭轴向密封件20来轴向限定，并由中空支撑元件16径向限定。

本发明涉及将润滑流体提供至轴向密封件20。为了确保将润滑流体提供至轴向密封件20，围绕轴向密封件20在齿轮空间26与受限空间25之间提供至少一个开口24a和24b。在所示实施方案中，围绕轴承15以90度间隔设置四个这种开口24a、24b，其中两个在图2中可见，一个在轴承15上方，一个在轴承15下方。开口24a、24b由在轴承15与中空支撑元件16之间的界面中的通道和在轴承15与齿轮箱18之间的界面中的通道组成。因此，在轴承15与齿轮箱18之间存在第一开口24a，且在轴承15与中空支撑元件16之间存在第二互连开口24b。这两个互连开口24a和24b在一起形成一个通道形式的连续开口。具体地，通道沿着中空支撑元件16和齿轮箱18的内表面作为轴向凹进形成。

这些开口24a、24b解决了现有技术中明显的两个问题。首先，开口24a、24b确保润滑流体连续流动至轴向密封件20，使得第一和第二密封部分21、22之间的摩擦保持尽可能地低，且密封件20得以连续冷却。第二，开口24a、24b提供了使围绕轴向密封件的受限空间25与齿轮空间26的剩余部分之间的压力平稳的可能性。

在现有技术中，润滑流体仅可通过轴承15而由围绕轴向密封件的受限空间25行进至齿轮空间26的剩余部分，反之亦然。这已证实并不总是足以提供所需的润滑和冷却。还有，由于轴向密封件中的摩擦，温度还有压力可在围绕轴向密封件的受限空间中增加。所述增加的压力产生作用于第二密封部分22上的力，这可导致第二密封部分22从与第一密封部分21接触中移开，使得流体排放间隙可在两者之间形成。当形成这种间隙时，可能发生不希望的向电机室19的泄漏。

因此，根据本发明的开口24a、24b将防止泄漏。值得注意的是，这些开口可以以其他方式设置。例如，它们可作为通过中空支撑元件16的通孔实现。在另一未显示的实施方案中，可省去中空支撑元件16，其中齿轮箱可直接密封至电机室外壳。在这种实施方案中，轴承15也可由齿轮箱18和/或电机室外壳保持就位，其中开口可作为轴承15与齿轮箱和/或电机室外壳的连接之间的通道来实现。

在图3中，显示了根据本发明的一个实施方案的电动工具10的侧视图。如图所示，电动工具包括具有杆29的手柄28，所述杆29设置用于控制空气供给。空气供给软管30连接至手柄28的后端。此外，支撑手柄31设置于电动工具10的左前端上。

齿轮空间26(其在截面图中显示)详细示于图4中。在所述视图中，明显的是齿轮箱18与轴承15接触。这当然取决于截面的截取位置。如上所述，所示的实施方案包括四个开口24a和24b，所述四个开口24a和24b围绕轴承15间隔约90度设置，并设置为处于齿轮箱18与轴承15之间和在中空支撑元件16与轴承15之间的轨迹。

如上已参照具体实施方案描述本发明。然而，本发明不限于这些实施方案中的任一者。相反，本发明的范围由所附权利要求书限定。

Claims (7)

1.一种手持式电动工具(10)，其特征在于所述电动工具包括：

-电机室(19)，所述电机室(19)容纳驱动电机输出轴的电机；

-锥齿轮(12、13)，所述锥齿轮(12、13)包括互相连接的冠齿轮(13)和小齿轮(12)，其中所述小齿轮(12)连接至小齿轮轴(11)，所述小齿轮轴(11)驱动连接至所述电机输出轴，且所述冠齿轮(13)驱动连接至工具保持轴；

-齿轮箱(18)，所述齿轮箱(18)围绕所述锥齿轮(12、13)至少部分地限定流体密闭的齿轮空间(26)；

-轴承(15)，所述轴承(15)围绕所述小齿轮轴(11)设置并靠近所述小齿轮(12)，并所述轴承(15)限定了围绕所述小齿轮轴(11)且在所述齿轮空间(26)内的受限空间(25)；和

-流体密闭的轴向密封件(20)，所述流体密闭的轴向密封件(20)在所述齿轮空间(26)的受限空间(25)内围绕小齿轮轴(11)设置，密封件(20)将所述齿轮空间(26)相对于所述电机室(19)进行密封，其中设置至少一个流体输送开口(24a、24b)以使所述齿轮空间(26)的受限空间(25)与所述齿轮空间(26)的剩余部分流体接触。

2.根据权利要求1所述的手持式电动工具(10)，其中所述轴承(15)由设置于所述小齿轮轴(11)外部的中空支撑元件(16)所支撑，其中所述齿轮空间的受限空间(26)由在一侧上的轴承(15)和在另一侧上的流体密闭的轴向密封件(20)所轴向限定，并由所述中空支撑元件(16)径向限定。

3.根据权利要求2所述的手持式电动工具，其中所述至少一个流体输送开口(24b)设置为在所述轴承(15)与所述中空支撑元件(16)之间的至少一个轨迹。

4.根据权利要求2所述的手持式电动工具(10)，其中所述至少一个流体输送开口设置为穿过所述中空支撑元件(16)的至少一个通道。

5.根据权利要求1所述的手持式电动工具(10)，其中所述轴承(15)由所述齿轮箱(18)支撑，其中所述齿轮空间(25)的受限空间(26)由一侧上的轴承(15)和另一侧上的流体密闭的轴向密封件(20)所轴向限定，且其中所述至少一个流体输送开口(24a)设置为沿着所述轴承(15)与所述齿轮箱(18)之间的界面的至少一个轨迹。

6.根据前述权利要求中任一项所述的手持式电动工具(10)，其中所述手持式电动工具(10)为研磨机。

7.根据权利要求6所述的手持式电动工具(10)，其中所述手持式电动工具(10)为气动研磨机。