CN104552186A - 手持式工具机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种手持式工具机，其具有转矩离合器的离合器壳体和布置在齿轮传动装置壳体中的、用于将由驱动马达所产生的转矩传递到驱动轴上的行星齿轮传动装置，其中，所述离合器壳体通过压板与所述行星齿轮传动装置共同作用，并且其中，为了脱开所述转矩离合器，所述压板在轴向方向上移动。通过所述压板的所述轴向相对运动在开关元件和对应的光学传感器之间引起轴向的相对运动，由此能够关断所述驱动马达。

Description

手持式工具机

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的手持式工具机、尤其是棒式螺钉机、钻孔螺钉机或者蓄电池钻孔螺钉机，其具有可在旋转中移动的工具架，该工具架能够通过行星齿轮传动装置被驱动马达驱动。

背景技术

具有行星齿轮传动装置的手持式工具机、例如棒式螺钉机、蓄电池钻孔螺钉机或者钻孔机通常具有保险离合器，从而手持式工具机在超过预先限定的转矩时不会失控地继续转动。因此，例如在DE 19737234A1中公开了一种具有可进行旋转的工具架的工具，其中，所述工具架能够通过行星齿轮传动装置被驱动马达驱动，并且行星齿轮传动装置的空心轮通过滑差离合器与齿轮传动装置壳体这样共同作用，使得在达到可调节的转矩时触发空心轮相对于齿轮传动装置壳体的相对转动。

此外，已知棒式螺钉机，其中，或者微型开关贴靠在压板上，或者所述压板具有切口(Ausklinkung)，从而在由于离合器的反应而触发轴向的相对运动时能够附加地通过压板的运动产生电信号，所述电信号中断到马达的供电。

在现有技术中不利的是，在待传递的转矩的情况下，由于强度原因，仅能够以显著较大的设备宽度来实现压板上的切口。微型开关具有小的寿命，造成较高的成本，不抗冲钻并且也需要增大手持式工具机的壳体。

发明内容

本发明的任务是改进以上所提到的缺点，并且提供一种手持式工具机，该手持式工具机具有成本便宜、灵活和可靠的转矩限制并且同时尽可能简单地构造并且是节省空间的。

该任务通过根据权利要求1的手持式工具机来解决。由从属权利要求可得出本发明的有利的构型、变型和改进方案。

这类的手持式工具机具有转矩离合器的离合器壳体和布置在齿轮传动装置壳体中的、用于将由驱动马达所产生的转矩传递到驱动轴上的行星齿轮传动装置。离合器壳体通过压板与行星齿轮传动装置共同作用，其中，为了脱开转矩离合器，压板在轴向方向上移动。通过压板的轴向相对运动在开关元件和对应的光学传感器之间引起轴向相对运动，由此能够确保在转矩离合器没有多次越过卡锁的情况下安全和可靠地限制转矩。此外，光学传感器的使用是节省空间的，从而不必改变手持式工具机的结构长度和结构宽度。

优选地，开关元件实施为单独的构件并且在轴向上无间隙地这样挂在压板上，使得开关元件进行和压板实施相同的轴向相对运动，其中，压板和开关元件之间的连接通过从压板在径向方向上向内置的连接区段来进行。该连接区段可以这样实施，使得压板具有在径向方向上向内突起的凸块和/或凹口，从而开关元件与所述凸块和/或凹口这样共同作用，使得能够实现压板的连接区段和开关元件之间的、在最大程度上无间隙的连接。有利地，光学传感器感测开关元件的轴向相对运动，由此能够关断驱动马达。

有利地，开关元件经过间隙密封部伸到光学传感器的封闭的区域中，其中，光学传感器少公差地或者说在最大程度上无间隙地被接收在离合器壳体的凹槽中。由于该间隙密封部，所述被封闭的区域相对于离合器壳体被这样密封，使得保护光学传感器阻止污染，由此能够确保安全和耐用的运转。为了确保少公差地接收开关元件，离合器壳体还具有槽形的凹槽，在该凹槽中能够确保在最大程度上无间隙地导向开关元件。有利地，不但可以通过将所述封闭的区域布置在离合器壳体的凹槽中，而且可以通过用于接收开关元件的、槽形的凹槽使制造成本显著地降低，因为既不必为了接收开关元件也不必为了安装光学传感器而需要附加的安装空间。

优选，离合器壳体具有滑阀，其中，该滑阀可以被这样移动到光学传感器中，使得开关元件和光学传感器之间的轴向相对运动不能够被光学传感器探测。在此，特别有利的是，所述滑阀具有开关，从而所述滑阀能够通过所述开关来移动。以此方式，能够持续地中断光学传感器，从而在达到预先给定的转矩时，转矩离合器能够机械地越过卡锁。由此，手持式工具机的使用能够由使用者个别地匹配并且灵活地调节。

有利地，光学传感器与板连接，其中，所述板在径向方向上在外部安装在离合器壳体上，并且光学传感器从该板出发径向向内地伸到封闭的区域中，其中，所述板这样贴靠在离合器壳体上，使得光学传感器在封闭的区域中相对于离合器壳体在最大程度上密封。

在另一种实施方式中，光学传感器和板共同安装在承载件上并且构成模块，其中，该模块以能够在该承载件上移动的方式布置在离合器壳体上。

作为光学传感器，叉式光栅(Gabellichtschranke)是特别有利的，因为能够通过它简单并快速地感测开关元件的相对运动。

有利地，压板基本上圆环形地构型，从而能够节省空间和形状锁合地连接到离合器壳体上。

在一种优选的实施方式中，手持式工具机为蓄电池螺钉机、钻孔机、冲击钻机或钻锤，其中，能够使用钻机、钻头或不同的配头(Bitaufsaetze)作为工具。

其中，手持式工具机通常应理解为所有具有可在转动中移动的工具架的手持式工具机，所述工具架可通过行星齿轮传动装置由驱动马达驱动，例如棒式螺钉机、蓄电池钻机、冲击式钻孔机、多功能工具和/或钻孔螺钉机。在本文中，电能的传递尤其应理解为，手持式工具机通过蓄电池和/或通过电缆线连接将能量传递到本体上。

从本发明的实施例的以下说明得出本发明的另外的特征、应用可能性和优点，所述实施例在附图中示出。在此，要注意，在附图中所说明或示出的特征单独地或者以任意的组合为本发明的主题，不依赖于它们在权利要求中的归纳或者其引用关系以及不依赖于其在说明书或者附图中的表达或者说显示地具有仅一个说明的特点，并且不认为本发明局限于任何形式。

附图说明

以下参照在附图中所示出的实施例详细解释本发明。附图示出：

图1示例性地示出根据本发明的、根据第一实施方式的手持式工具机的示意性视图；

图2图1的手持式工具机的局部的放大剖视图；

图3压板和开关元件的组件的示意性立体视图

图4模块的示意性立体视图；

图5图4的模块布置在离合器壳体上的示意性立体视图；

图6图4的模块布置在离合器壳体上在第一位置中的示意性剖视图；

图7模块布置在离合器壳体上的第二位置中的示意性剖视图；

图8第一变型的压板的示意性立体视图；

图9第二变型的压板的示意性立体视图；

图10开关元件的示意性立体视图；和

图11光学传感器的示意性立体视图；

具体实施方式

图1示出根据本发明的手持式工具机100，该手持式工具机具有带有把手115的壳体105。根据所示出的实施方式，为了不依赖于网络地供电，手持式工具机100能够与蓄电池组190机械和电式地连接。在图1中，手持式工具机100例如构造为蓄电池钻孔螺钉机。然而，要指出，本发明不局限于蓄电池钻孔螺钉机，而是更确切地说，能够应用于不同的手持式工具机，其中，工具进行旋转，例如在蓄电池钻机、蓄电池冲击钻机或者棒式螺钉机或者冲击钻机等的情况下。

在壳体105中布置有由蓄电池组190供电的、电的驱动马达180和齿轮传动装置170。驱动马达180通过齿轮传动装置170与驱动轴120连接。用作说明地，驱动马达180布置在马达壳体185中，并且齿轮传动装置170布置在齿轮传动装置壳体110中，其中，齿轮传动装置壳体110和马达壳体185示例性地布置在壳体105中。

根据一种实施方式，齿轮传动装置170为一种构造有不同的档级或者说行星齿轮传动级的行星齿轮传动装置，转矩离合器251配属于所述行星齿轮传动装置。在手持式工具机100运行时，行星齿轮传动装置170由驱动马达180转动地驱动。以下参照局部200的在图2中放大地示出的示意性剖视图详细地说明行星齿轮传动装置170。

驱动马达180例如能够通过手动开关195操作、即能够接通和关断，并且驱动马达可以为任意的马达类型，例如电子整流的马达或者直流马达。优选，驱动马达180能够以电子方式这样控制或者说调节，使得既能够实现反向运行(Reversierbetrieb)，也能够就所想要的旋转速度而言实现预给定参数。从现有技术充分地已知合适的驱动马达的工作方式和结构，从而在这里为了说明的简洁起见省去详细的说明。

驱动轴120通过轴承组件130可转动地支承在壳体105中并且设有工具接收部140，该工具接收部布置在壳体105的端侧112的区域中并且例如具有钻头卡盘(Bohrfutter)145。在这里，轴承组件130可以固定在壳体105上，例如通过对应的固定元件，或者可以布置在对应的中间元件、例如齿轮传动装置壳体110或马达壳体185中。工具接收部140用于接收工具150并且可以成形到驱动轴120上或者罩形地(aufsatzfoermig)与之连接。在图1中，工具接收部140示例性地罩式地构成并且通过设置在驱动轴120上的固定装置122固定在所述驱动轴上。

图2示出图1的手持式工具机100的局部200，其中，为了附图的明白和简单起见，已省去图1的工具150和工具接收部140的展示。局部200说明了行星齿轮传动装置170、轴承组件130、驱动轴120以及转矩离合器251的示例性构型。

行星齿轮传动装置170示例性地具有三个布置在齿轮传动装置壳体110中的档级或者说行星齿轮传动级(Planetenstufen)：前级270、后级271和中间级272。前行星齿轮传动级270示例性地具有带有齿部的太阳轮203、至少一个带有齿部的行星轮205、带有旋转携动轮廓的行星架或者说工具架204以及带有齿部的空心轮206。因为专业人员充分已知行星齿轮传动装置的结构，在这里为了说明的明白起见，省去对行星齿轮传动级271，272的进一步说明。图1的驱动马达180的转矩通过行星齿轮传动级271，272，270借助于工具架204的旋转携动轮廓267传递到驱动轴120上。

驱动轴120具有解释性地构造为外螺纹的固定装置122，在该固定装置上能够固定图1的工具接收部140的钻头卡盘145，其中，外螺纹例如能够与设置在钻头卡盘145上的内螺纹产生螺纹啮合。根据一种实施方式，驱动轴120构造为具有支撑法兰255的驱动丝杠，从而轴承组件130的轴承132，134作为丝杠轴承使用。根据所示出的一种实施方式，轴承组件130具有第一轴承134和与之隔开间距的第二轴承132，其中，第一轴承134示例性地构造为球轴承，并且第二轴承132示例性地构造为滑动轴承。然而，要指出，在本发明的框架下也可以使用另外的轴承类型。那么，替代地，轴承132，134分别可以实现为球轴承、滑动轴承、针阀套筒、滚子轴承或其他的滚动轴承类型。轴承132，134布置在设有外螺纹282的轴承套筒或者说轴承套280中，调节环246示例性地可转动地支承在所述轴承套筒或者说轴承套上。所述调节环与调节螺母处于作用啮合中，所述调节螺母可转动地支承在轴承套280的外螺纹282上。

压板230轴向地支撑在调节螺母284上。压板230例如被压力弹簧238以预先给定的压紧力沿箭头299的方向加载，其中，通过压板230以压紧力加载多个压力元件236，所述压力元件在所示出的实施例中为压力球，所述压力元件穿过离合器壳体250中的凹槽伸出并且抵着空心轮206的朝向压板230并由此在附图中背离图1的驱动马达180的端侧268被加载以压紧力。

然而，要指出，压力元件236仅示例性地显示为压力球，并且不将本发明局限于使用这类压力球作为压力元件236。更确切地说，也能够以替代的压力体来实现压力元件236，通过所述压力体能够以预先给定的压紧力加载空心轮206的端侧268。在空心轮206的端侧268上，与压力元件236的数量相应地分别构造卡锁面，所述卡锁面示例性地构造为与压力球匹配的隆起部。卡锁面在所示出的实施方式中球冠形地构成。然而，要指出，卡锁面和压力元件236能够任意地构型，只要能由此实现转矩离合器251的以下所说明的功能性。

此外，要指出，普遍地已知行星齿轮传动装置的结构和作用方式，以及与所示出的用于调节转矩的离合器的共同作用，从而在本说明书的框架下在此不应作进一步探讨。

如从图2可见，由压力元件236、空心轮206、压板230和调节螺母284或者说调节环246构成的转矩离合器251布置在前行星齿轮传动级270的区域中。然而，这仅可示例性地理解并且不可理解为本发明的限制。更确切地说，转矩离合器251可以与任意的行星齿轮传动级相结合地构成。

在图1的手持式工具机100运行时，压力元件236与空心轮206的卡锁面和压板230共同用于，在驱动轴120转动时，阻塞空心轮206的卡锁面直到达到预先限定的转矩，从而，空心轮206通过压板230与离合器壳体250和工具架204的旋转携动轮廓267刚性地耦合或者说它们相对于彼此不可转动。为此，压力元件236首先通过压力弹簧238的力沿箭头299的方向由压板230以预先给定的压紧力被压抵空心轮206，并且被保持在相应的离合器位置或者说阻塞位置中，在所述离合器位置或者说阻塞位置中，压力元件236阻塞在空心轮206的端侧268上的卡锁面中。在此，压板230的压紧力可通过调节环246的扭转和由此调节螺母284的扭转来调节，其中，优选可这样调节或扭转调节螺母284，使得所述调节螺母能够完全地、即与转矩无关地压制或者说阻塞压板230在所谓的“离合器”中的轴向移动。替代地，为此可以将合适的阻塞元件应用于限制压板230的轴向移动，以便将其卡在钻孔位置中。

齿部之间的齿部摩擦力和/或行星轮205的轴承摩擦力在转矩离合器251的离合器运行中起作用，所述摩擦力从传递到驱动轴120上的转矩中扣除。所述摩擦力与压板230的轴向运动相反地起作用并且由此对压力弹簧238起支撑作用，从而所述压力弹簧能够设计成具有相对小的弹簧力。这又使得调节环248能够相对减弱地在轴承套280上，因为能够至少通过压力弹簧238的小的弹簧力来减小调节螺母284的相应的复位倾向(Rueckstellneigung)。由此，在操作调节环246时，需要相对小的操作力。

在达到预先限定的转矩时，为了脱开转矩离合器251，压力元件238和空心轮206的端侧268上的卡锁面的隆起部引起压板230逆着以上所提到的摩擦力和压力弹簧238的弹簧力在轴向上移动，其中，压力元件238按照棘轮运动(Ratschbewegung)的方式移动越过卡锁面的对应的隆起部。由此，空心轮206和转矩离合器251的离合器壳体250之间的耦合被消除，从而使得空心轮206能够在齿轮传动装置壳体110中相对于工具架204转动。

此外，图2示出开关元件300和配属于该开关元件300的光学传感器310，所述传感器在所示出的实施例中实施为叉式光栅。开关元件300与基本上圆环形的压板230在轴向上无间隙地这样嵌接，使得通过压板230的轴向相对运动引起开关元件300和对应的光学传感器310之间的相同的轴向相对运动。在此，压板230和开关元件300之间的连接通过从压板230在径向方向上向内置的连接区段307来进行，所述连接区段在图2中所示出的实施方式中实施为凸块308。此外，离合器壳体250具有槽形的凹槽313，该凹槽这样构型，使得能够确保开关元件300的在最大程度上无间隙的导向。以此方式，开关元件300能够传递压板230的轴向相对运动，从而所述光学传感器310能够可靠地和准确地感测开关元件300或者说压板230的每个轴向相对运动。

此外，离合器壳体250具有凹槽，该凹槽确保在最大程度上无间隙地接收光学传感器310。在此，光学传感器310与电路板316连接，所述板在径向方向上在外部安装在离合器壳体250上。光学传感器310从电路板316出发在径向方向上向内伸到离合器壳体250的凹槽中，其中，电路板316这样贴靠在离合器壳体250上，使得光学传感器310相对于离合器壳体250在最大程度上密封并且构成封闭的区域314。

开关元件300通过离合器壳体250中的槽形凹槽313伸到光学传感器310的封闭的区域314中，其中，该封闭的区域314借助于间隙密封部312这样密封，使得优化地保护光学传感器310以免受污染。在达到预先限定的转矩时，压板230的轴向相对运动致使，光学传感器310感测该相对运动，由此关断驱动马达180的供电。替代地，附加地也可以考虑使驱动马达180短路，由此能够实现非常短的制动时间。

在图3中示出齿轮传动装置壳体110、离合器壳体250和带有开关元件300但没有光学传感器310和电路板316的压板230。以此方式，可看到通常被板密封的区域314，开关元件300通过间隙密封部312伸到该区域中。压板230被压力弹簧238沿箭头299的方向以预先给定的压紧力加载。此外，离合器壳体250具有滑阀330，该滑阀通过连接元件333与未示出的开关332连接并且能够这样移动到区域314中，使得开关元件300和光学传感器310之间的轴向相对运动不再能够被光学传感器310探测。由此，在达到预先限定的转矩时，滑阀330致使，光学传感器310不再能够感测开关元件300的轴向相对运动，不关断驱动马达180并且压力元件238按照棘轮运动的方式移动越过卡锁面的对应的隆起部。由此，空心轮206和转矩离合器251的离合器壳体250之间的耦合脱开，从而使得空心轮206能够在齿轮传动装置壳体110中相对于工具架204转动。

替代地，这也是可能的，光学传感器310、电路板316和开关332通过连接元件333(如在图4和5中所示出)与承载件334连接并且构成模块320，其中，模块320能够可移动地布置在离合器壳体250上。如果应当在达到预先限定的转矩时关断驱动马达180，则模块320能够如在图5中所示出地这样定位，使得能够感测开关元件300的轴向相对运动。但是，如果在达到预先限定的转矩时驱动马达应当保持接通并且转矩离合器251应当由于机械的越过卡锁(Ueberrasten)而脱开，则模块320如在图7中所示出地与箭头299的方向相反地向压板230的方向被移动进而移动超过开关元件300，由此，开关元件300和光学传感器310之间的轴向相对运动不再能够被光学传感器310探测，并且即使在达到预先给定的转矩时驱动马达180也保持接通，其中，然后如以上已经说明地进行转矩离合器251的越过卡锁。

图8示出具有连接区段307的压板230的可能的实施方式。在该实施方式中，该压板230具有六个径向向内指向的隆起部231，所述隆起部这样与压力元件236和压力弹簧238共同作用，使得能够通过调节螺母284来调节预先限定的转矩，并且，在达到该转矩时，对压板230进行面式的轴向阻塞。此外，压板230具有连接区段307。连接区段307实施为凸块308并且在径向方向上向内，从而能够进行开关元件300的连接而不减弱压板230。替代地，如在图9中所示出，压板230也能够具有多个径向向外指向的段232，从而在达到所述转矩时所述段232直接与调节环246共同作用。在该实施方式中，压板230具有凹口309作为连接区段307，从而通过该凹口309进行开关元件300的连接。

在图10中示出开关元件300，其中，开关元件300能够以第一侧301形锁合地接收压板230上的连接区段307，并且能够以第二侧302伸到离合器壳体250的在图3中所示出的区域314中并且与光学传感器310共同作用。光学传感器310如在图11中所示出地实施为叉式光栅并且与电路板316连接。电路板316能通过缆线317与驱动马达180的控制装置连接。原则上指出，不但连接区段307的形状而且开关元件300或光学传感器310的构型仅示例性地示出，而不用于将本发明局限于开关元件300和连接区段307的所述构型。更确切地说，可以任意地实现开关元件300的构型，其中，起决定性作用的是，确保开关元件300和压板230的连接区段307之间的优化的连接以及与如示例性地在图11中所示出的光学传感器310的优化的共同作用。

除了所说明的和所描述的实施方式以外，可以考虑可以包括所述特征的其他变型以及组合的、另外的实施方式。

Claims (15)

1.手持式工具机(100)，其具有转矩离合器(251)的离合器壳体(250)和布置在齿轮传动装置壳体(110)中的、用于将由驱动马达(180)所产生的转矩传递到驱动轴(120)上的行星齿轮传动装置(170)，其中，所述离合器壳体(250)通过压板(230)与所述行星齿轮传动装置(170)共同作用，其中，为了脱开所述转矩离合器(251)，所述压板(230)在轴向方向上移动，其特征在于，通过所述压板(230)的轴向相对运动在开关元件(300)和对应的光学传感器(310)之间引起轴向的相对运动。

2.根据权利要求1的手持式工具机(100)，其特征在于，所述开关元件(300)为单独的构件，其中，所述开关元件(300)在轴向上无间隙地这样挂在所述压板(230)上，使得所述开关元件(300)进行和所述压板(230)相同的轴向相对运动。

3.根据权利要求1或2的手持式工具机(100)，其特征在于，所述压板(230)具有在径向方向上处于内部的连接区段(307)，其中，所述压板(230)和所述开关元件(300)之间的连接通过所述连接区段(307)来进行。

4.根据权利要求3的手持式工具机(100)，其特征在于，所述连接区段(307)具有在径向方向上向内突起的凸块(308)，其中，所述开关元件(300)这样形锁合地接收所述凸块(308)，使得实现所述压板(230)和所述开关元件(300)之间的、最大程度上无间隙的连接。

5.根据权利要求3的手持式工具机(100)，其特征在于，所述连接区段(307)具有凹口(309)，其中，所述开关元件(300)这样形锁合地接收所述凹口(309)，使得实现所述压板(230)和所述开关元件(300)之间的、最大程度上无间隙的连接。

6.根据前述权利要求之一的手持式工具机(100)，其特征在于，所述光学传感器(310)感测所述开关元件(300)的所述轴向相对运动，由此能够关断所述驱动马达(180)。

7.根据前述权利要求之一的手持式工具机(100)，其特征在于，所述开关元件(300)经过间隙密封部(312)伸到所述光学传感器(310)的封闭的区域(314)中。

8.根据前述权利要求之一的手持式工具机(100)，其特征在于，所述离合器壳体(250)具有滑阀(330)，其中，所述滑阀(330)能够被这样移动到所述光学传感器(310)中，使得所述开关元件(300)和所述光学传感器(310)之间的所述轴向相对运动不能够被所述光学传感器(310)探测。

9.根据权利要求8的手持式工具机(100)，其特征在于，所述滑阀(330)具有开关(332)，其中，所述滑阀(330)能够通过所述开关(332)被移动。

10.根据前述权利要求之一的手持式工具机(100)，其特征在于，所述光学传感器(310)与电路板(316)连接。

11.根据权利要求10的手持式工具机(100)，其特征在于，所述电路板(316)在径向方向上在外部安装在所述离合器壳体(250)上。

12.根据权利要求10或11的手持式工具机(100)，其特征在于，所述电路板(316)这样贴靠在所述离合器壳体(250)上，使得所述光学传感器(310)相对于所述离合器壳体(250)在最大程度上密封。

13.根据权利要求10至12之一的手持式工具机(100)，其特征在于，所述光学传感器(310)和所述电路板(316)共同固定在承载件(334)上并且构成一模块(320)，其中，所述模块(320)以能够移动的方式布置在所述离合器壳体(250)上。

14.根据前述权利要求之一的手持式工具机(100)，其特征在于，所述光学传感器(310)为光栅。

15.根据前述权利要求之一的手持式工具机(100)，其特征在于，在光学传感器(310)持续中断的情况下，所述转矩离合器(251)能够机械地越过卡锁。