CN104781049B - 工具机 - Google Patents

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Abstract

一种手持式工具机(1)具有用于固定钻凿工具(4)的工具接收部(2)。手持式工具机的气动撞锤(6)具有撞锤14、激励器(13)和引导管(26)。撞锤(14)用于沿撞击方向11将撞击施加到工具(4)上。激励器(13)是电机驱动的。撞锤(14)借助空气弹簧与激励器(13)的往复运动耦合。撞锤(14)紧靠着引导管(26)沿工作轴线(10)移动。撞锤(14)在撞击位置和激励器(13)之间移动时以恒定的引导长度(31)在引导管(26)上移动，并且沿撞击方向(11)超过撞击位置时，引导长度减小。手持式工具机设有倾斜引导部，其使得撞锤在超过撞击位置之后相对于工作轴线倾斜。

Description

工具机
技术领域
本发明涉及一种手持式凿钻工具机，例如由US5111890所公开的。气动的撞锤具有激励活塞，其长期通过电机沿轴线往复运动。空气弹簧将形成为活塞的撞锤与激励活塞的运动相关联。当撞锤替代对中间撞锤的撞击而进入止挡部时，应关闭该撞锤。为此设置了通气开口，该通气开口释放紧靠在止挡部上的撞锤。空气弹簧通过通气开口通气并且因此失效。一旦撞锤再次移动到通气开口上，撞锤就重新开始撞击。该撞锤通过止挡部的反冲足以能够滑回从而封闭在通气开口上。在这种情况下的缺陷在于，撞锤不会自动失效。
发明内容
根据本发明的手持式工具机具有用于固定钻凿工具的工具接收部。手持式工具机的气动撞锤具有撞锤、激励器和引导管。撞锤用于将撞击朝撞击方向施加到工具上。激励器是电机驱动的。撞锤借助空气弹簧与激励器的往复运动相耦合。撞锤紧靠着引导管沿工作轴线移动。撞锤在撞击位置和激励器之间移动时以恒定的引导长度在引导管上移动，并且在撞击方向上超过撞击位置时，引导长度减小。手持式工具机设有倾斜引导部，其使得撞锤在超过撞击位置之后相对于工作轴线倾斜。
在运行过程中，撞锤沿撞击方向移动直到撞击位置并且在该位置撞击到工具或中间撞锤(冲头)上。如果使用者没有用手持式工具机进行工作，即，工具没有压在地基上，那么撞锤可经撞击位置滑出。撞锤的轴向引导有针对性地减少，从而引发撞锤相对于工作轴线的倾斜位置。倾斜位置可促成撞锤的附着，从而有利于撞锤的关闭。撞锤在超过撞击位置之后才进入倾斜引导。撞锤最迟以轴向的止挡部进入倾斜引导。通常在运行过程中谨慎地与工作轴线同轴引导的撞锤有目的地倾斜。该倾斜阻拦撞锤的运动并且有利于停留在一个位置从而关闭撞锤，例如停留在通气开口后方。
根据一个设计，设置了用于空气弹簧通气的通气开口。该通气开口这样设置，即，当撞锤沿撞击方向位于撞击位置前方时，撞锤使空气弹簧与通气开口隔离，而其他情况下则开启通气开口。因此优选的是，一旦撞锤经撞击位置滑出，空气弹簧就能通气。
倾斜引导部可以是朝向工作轴线的径向支承面，并且撞锤具有接触支承面的径向滑动面。一个，优选正好一个支承面或滑动面相对于工作轴线不对称。倾斜引导部使得合成力沿一个角度方向作用在撞锤上，该合成力由于缺乏轴对称而无法得到补偿。因此撞锤发生倾斜。在此，撞锤有利地以其沿撞击方向的后端在引导管中引导移动。
支承面或滑动面可以仅以一个角度方向具有在径向上突出的突起。支承面的轴线或滑动面的轴线可以平行于工作轴线移动或者相对于工作轴线倾斜。
撞锤可以具有活塞和推杆。活塞在引导管内封闭气动腔并且由引导管强制引导。推杆沿撞击方向位于活塞后方并且构成撞击面，该撞击面撞击在中间撞锤或工具上。推杆可以具有小于活塞的直径并且优选不由引导管引导。如果撞锤向前推移经过撞击位置，倾斜引导部就引导推杆。撞锤划分成活塞和推杆只是针对它们的功能或几何形状。活塞和撞锤是一个整体的主体；活塞和撞锤不能彼此分离或者相互移动。
推杆可以具有相对于活塞轴线不对称的径向面。径向面轮廓的中心不在轴线上。
附图说明
接下来的描述结合示例性的实施方式和附图阐述了本发明。附图中：
图1示出了处于冲击位置的冲击钻机；
图2示出了图1的细节视图；
图3示出了沿图2中III-III平面的横截面；
图4示出了处于怠速位置的冲击钻机；
图5示出了图4的细节视图；
图6示出了沿图5中VI-VI平面的横截面；
图7示出了冲击钻机的示例性的撞锤；以及
图8示出了冲击钻机的示例性的缓冲器。
在各个附图中，只要没有其他说明，相同的或作用相同的部件通过相同的附图标记表示。
具体实施方式
图1示意性地示出了冲击钻机1作为手持式凿钻工具机的实施例。冲击钻机1具有工具接收部2，在该工具接收部中可以插入工具、例如钻头4的柄端3。电机5形成冲击钻机1的初级驱动，该电机驱动撞锤6和输出轴7。使用者可以通过手柄8操作冲击钻机1并且通过系统开关9使冲击钻机1运行。在运行过程中，冲击钻机1使钻头4连续地绕工作轴线10转动并且在此能够使钻头4沿着工作轴线10朝撞击方向11撞入地基中。撞锤6以及优选其他的驱动部件设置在工具机壳体12的内部。
撞锤6是电机驱动的、气动的撞锤6。激励器13和撞锤14在撞锤6中沿着工作轴线10可移动地引导。激励器13通过偏心轮15或摆动销连接在电机15上并且强制沿着工作轴线10进行周期性的线性运动。通过激励器13和撞锤14之间的气动腔16形成的空气弹簧将撞锤14的运动与激励器13的运动相耦合。撞锤14可以直接撞击在钻头4的后端或者间接通过基本静止的中间撞锤17将部分冲力传递到钻头4上。
在开掘墙壁或地基时，也就是说在运行过程中，使用者或冲击钻机1的重量将钻头4和中间撞锤17沿撞击方向11的反方向压在止挡部18上。由此在撞击之前限定钻头4和中间撞锤17的工作位置。因此，撞锤14在限定的位置中(之后的撞击位置，图1)沿着工作轴线10撞击在中间撞锤17上。撞锤14在运行过程中朝撞击方向11仅移动至撞击位置。在撞击方向11的反方向上通过空气弹簧和激励器13限制撞锤14的运动。
止挡部18例如通过环形的缓冲器19而形成，该缓冲器设置在撞锤14和中间撞锤17之间。缓冲器19，特别是空腔，优选为旋转对称并且与工作轴线10同轴。与工作轴线10同轴引导的中间撞锤17在撞击位置时能够沿撞击方向11的反方向支撑在缓冲器19上。在此，中间撞锤17的具有撞击面20的后端优选撞入缓冲器19的空腔中，例如撞击面20至少到达缓冲器19的沿撞击方向11的前侧。缓冲器19优选包括可轴向移动的金属环21，该金属环沿撞击方向11的反方向紧靠在弹性的、用于缓和中间撞锤17反冲的橡胶环22上。
使用者可以通过将工具从墙壁或地基撤离来结束运行过程。撞锤6应自动关闭，因为此时不应再使撞击在钻头4上导入墙壁中而是应在工具接收部2中捕获撞击。撞锤14通过气动腔16的通气而与激励器13解除连接。因此，电机5可以继续转动，而不会产生撞击。冲击钻机1自动过渡到空转运行。在工具4撤离的情况下，撞锤14沿撞击方向11经撞击位置滑出，此时能够占据的位置(例如图3)概括称为怠速位置。气动腔16的通气与占据怠速位置相关联，因此撞锤14在工具4撤离的情况下应尽可能地停留在怠速位置中。
示例的撞锤14由活塞23和推杆24构成。活塞23以端面25沿撞击方向11压力密封地封闭气动腔16。在运行过程中，撞锤14与工作轴线10同轴地强制穿过引导管26。通过活塞23的侧面27进行引导，该侧面齐平地紧贴在引导管26的内部的圆柱形的引导面28上。活塞23的轴线29位于工作轴线10上，该活塞轴线规定撞锤14的轴线。除了小的间隙用于滑动以外，活塞23的直径30等于引导面28的内直径。该间隙典型地小于0.1mm。通过侧面27的受引导长度31(沿工作轴线10测量)与活塞23的直径30的比例来阻止撞锤14相对于引导面28的倾斜。受引导的长度31或引导长度优选为直径30的至少四分之一，例如至少一半。侧面27能够沿工作轴线10由凹槽32或其他结构中断，如在所示的撞锤14中那样。对于引导长度31来说重要的是沿工作轴线10彼此分离最远的平面区段，该平面区段位于紧靠撞锤14的气缸，即引导面28上。
撞锤14的撞击面33匹配工具4的直径并且典型地小于撞锤14的直径30以及撞锤紧邻空气弹簧的端面25。环形的凸肩34构成活塞23到推杆24的过渡部。推杆24为大致圆柱形的主体，该主体与活塞23的轴线29同轴。该主体构成推杆24的径向面35的大部分。在主体中能够引入一个或多个环形槽。推杆24的端面构成撞击面33，该撞击面垂直于轴线29。撞击面33优选为旋转对称并且与轴线29同轴。撞击时，即在撞击位置时，撞击面33位于工作轴线10的中心上。撞击能够以最小的损耗以及最小的横向力和径向力传导至中间撞锤17中。中间撞锤17优选同样具有与工作轴线10同轴的且垂直的撞击面20。
推杆24的径向面35相对于工作轴线10不对称。在图3的截面图中示例性且放大示出的推杆24中在唯一的角度方向上径向突出有齿部36。由于缺少180度的另一个齿部，在120度和240度的另两个齿部或者更多个角度等距设置的齿部，因而径向面35缺乏轴对称性。尽管如此，撞击在中间撞锤17上的撞击面33是旋转对称或者至少轴对称的。例如推杆24的端面略微大于中间撞锤17的撞击面20，由此齿部36对撞击面33不产生影响。
齿部36的相对于撞锤14的轴线29测量的高度37可以比推杆24的外半径38大最多5％到20％。外半径38是基本呈圆柱形的主体的径向尺寸，例如齿部36旁边的径向面35到轴线29的距离。
推杆24可以设置有多个齿部，并且这些齿部不会赋予推杆24轴对称性。例如围绕工作轴线10在至少180度的角度范围内不设置齿部。推杆39的垂直于轴线29的横截面显示这样一个面，其中心或重心位于轴线29之外。
通过径向的通气开口40实现怠速运行，该通气开口只是在撞锤14沿撞击方向11经撞击位置滑到怠速位置(图4)时打开。在示例性示出的实施方式中，通气开口40通过撞锤14的、闭合气动腔16的端面25封闭或打开。当撞锤14处在撞击位置时，端面25差不多位于通气开口40的前方；并且当撞锤14处在怠速位置时，端面25在撞击方向11上位于通气开口40的后方。在气动腔16中通过激励器13而运动的空气至少一大部分通过通气开口40流入和流出。激励器13不再能够吸住撞锤14，由此撞锤保持在撞击位置后面的一个位置中。
在运行过程中限制了撞锤14严格地强制引导穿过引导管26。引导面28基本终止在撞击位置的另一侧。对于处在撞击位置的撞锤14，引导面28的边缘41大致在侧面27的边缘的轴向位置上。当撞锤14经过撞击位置并处于怠速位置时，活塞23及其侧面27沿撞击方向11在引导面28上突起。在此，引导长度31至少缩短了距离42，撞锤14以该距离经过撞击位置。在撞击方向11上邻接引导面28的内表面43的直径44大于活塞23。优选该直径增大了至少0.5mm，优选增大不超过5mm。因此，侧面27的突出部分没有被引导或者以明显更大的间隙被引导。撞锤14可以相对于工作轴线10倾斜。
撞锤14可以沿撞击方向11移动经过撞击位置，优选至少使得侧面27以小于其长度31的一半紧靠在引导面28上。例如撞锤14能够以引导长度31，即侧面27的长度31的至少一半沿撞击方向11移动经过撞击位置。在示例性示出的活塞23中，小的距离42就已经足够。大致位于侧面27中间的凹槽32将侧面27划分为前方区段和后方区段45。活塞23只需要以等于后方区段45的长度的距离42进行移动，从而如所期望地减少引导。
撞锤14在撞击方向11上通过缓冲器19停止。撞锤14的环形凸肩34支撑在缓冲器19上。推杆24进入空腔中并且在此必要情况下使中间撞锤17移出空腔。撞锤14由于缓冲器19而不会完全离开引导面28，优选保留侧面27的长度31的至少十分之一紧靠在引导面28上。撞锤14可以通过中间撞锤17可靠地被压回到撞击位置。
推杆24在运行过程中不被引导。仅通过活塞23在引导管26的引导面28上的引导进行撞锤14的同轴对齐。在怠速位置时，至少在撞锤14紧靠在缓冲器19上时，推杆24就被引导。与活塞23相反地，推杆24在相对于工作轴线10倾斜的轨道上移动。通过推杆24的径向面35进行倾斜引导，该径向面在环形缓冲器19的内表面46上滑动。示例的圆柱形内表面46与工作轴线10同轴。至少在径向上不对称突出的区段，例如齿部36，引导经过内表面46。齿部36的高度37在径向上从撞锤14的轴线29进行测量。高度37略微大于内表面46的内半径47。推杆24对应于高度37与内半径47的差距垂直于轴线29错位。仍部分位于引导管26中的撞锤14相对于工作轴线10倾斜。
推杆24在怠速位置时可以在缓冲器19的坚硬、不可挠曲的内表面46上移动。内表面46例如可以通过缓冲器19的钢环48构成。在此，内半径47至少为齿部36的高度37和外半径38的平均值。在示例性示出的实施方式中，弹性的橡胶环21至少构成一部分或整个内表面46。内半径47可以小于齿部36的高度37和推杆24的外半径38的平均值。橡胶环在径向上通过齿部36的挤压比直径相反角度方向(参见图6)的挤压更强烈。由此得出合成力，该合成力使推杆24朝直径相反的角度方向偏转并且使得撞锤14相对于工作轴线10倾斜。
撞锤6的另一种设计具有根据图7所示的撞锤14。活塞23限定撞锤14的轴线29并且用于活塞在引导管26中与工作轴线10同轴地强制引导。推杆49是基本呈圆柱形的主体，其纵轴线50相对于撞锤14的轴线29倾斜，从而造成撞锤的径向面51相对于工作轴线10不对称。缓冲器19与工作轴线10同轴且对称。这样选择缓冲器19的内半径47，即，推杆24的径向面51紧靠在内表面46上。推杆24的外半径52例如等于或略大于内半径47。通过推杆49的倾斜的纵轴线50产生倾斜。
端面25的构成撞击面33的部分优选与撞锤14的轴线29垂直且同轴。因此撞锤14撞击在工作轴线10的中心上。端面例如为椭圆的并且较小的半径等于圆形的撞击面33的半径。
撞锤6的另一种设计在于，撞锤14设有旋转对称的、推杆39的径向面53(图8)。在这种情况下，缓冲器19的内表面54相对于工作轴线10不对称。例如橡胶环55在一个位置上具有较大的绳槽直径56。

Claims (10)

1.一种手持式工具机(1)，所述工具机具有：
工具接收部(2)，所述工具接收部用于保持钻凿的工具(4)；
气动撞锤(6)，所述气动撞锤具有沿撞击方向(11)将撞击施加到工具(4)上的撞锤(14)、电机驱动的激励器(13)和引导管(26)，借助空气弹簧使所述撞锤(14)与激励器的往复运动耦合，所述撞锤(14)紧靠在所述引导管上沿工作轴线(10)引导，其中，所述撞锤(14)在撞击位置和所述激励器(13)之间移动时以恒定的引导长度(31)在所述引导管(26)上引导，并且沿所述撞击方向(11)超过所述撞击位置时，所述引导长度(31)减小；以及
倾斜引导部，所述撞锤(14)在超过所述撞击位置之后进入所述倾斜引导部并且所述倾斜引导部使所述撞锤(14)相对于所述工作轴线(10)倾斜。
2.根据权利要求1所述的手持式工具机，其特征在于，这样设置用于所述空气弹簧通气的通气开口(40)，即，当所述撞锤(14)沿所述撞击方向(11)位于所述撞击位置前方时，所述撞锤(14)使所述空气弹簧与所述通气开口(40)隔离，而其他情况下则开启所述通气开口(40)。
3.根据权利要求1或2所述的手持式工具机，其特征在于，所述倾斜引导部具有朝向所述工作轴线(10)的径向的内表面(46)，并且所述撞锤(14)具有接触所述内表面(46)的径向面(35)，其中所述内表面(46)和所述径向面(35)中的一个相对于所述工作轴线(10)不对称。
4.根据权利要求3所述的手持式工具机，其特征在于，所述内表面(46)或所述径向面(35)仅以一个角度方向具有在径向上突出的突起部(36)。
5.根据前述权利要求1或2所述的手持式工具机，其特征在于，所述撞锤(14)具有由所述引导管(26)引导的活塞(23)和形成撞击面(33)的推杆(24)，其中所述倾斜引导部引导所述推杆(24)。
6.根据前述权利要求3所述的手持式工具机，其特征在于，所述撞锤(14)具有由所述引导管(26)引导的活塞(23)和形成撞击面(33)的推杆(24)，其中所述倾斜引导部引导所述推杆(24)。
7.根据前述权利要求4所述的手持式工具机，其特征在于，所述撞锤(14)具有由所述引导管(26)引导的活塞(23)和形成撞击面(33)的推杆(24)，其中所述倾斜引导部引导所述推杆(24)。
8.根据权利要求5所述的手持式工具机，其特征在于，所述推杆(24)具有相对于所述活塞(23)的轴线(29)不对称的径向面(35)。
9.根据权利要求6所述的手持式工具机，其特征在于，所述推杆(24)具有相对于所述活塞(23)的轴线(29)不对称的径向面(35)。
10.根据权利要求7所述的手持式工具机，其特征在于，所述推杆(24)具有相对于所述活塞(23)的轴线(29)不对称的径向面(35)。
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