CN106457550B - 电动工具机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电动工具机，所述电动工具机具有能够由配属的驱动马达驱动的从动轴(210)和用于制动在所述配属的驱动马达的未通电状态中转动的所述从动轴(210)的制动装置(140)，其中，所述从动轴(210)可旋转运动地支承在配属的壳体中，并且所述制动装置(140)具有带有至少一个第一制动元件和一个第二制动元件(260、250)的磁场制动单元(270)，其特征在于，所述第一制动元件(260)相对于所述从动轴(210)径向抗扭转地布置在所述配属的壳体中，并且为了产生在从动轴(210)的圆周方向上交变的磁场而设置有至少一个第一磁极和一个第二磁极，并且所述第二制动元件(250)是能导磁的并且通过可激活的耦合设备(290)可旋转运动地与所述从动轴(210)连接。

Description

电动工具机
技术领域
本发明涉及一种电动工具机，该电动工具机具有能够由配属的驱动马达驱动的从动轴和用于制动在配属的驱动马达的未通电状态中转动的从动轴的制动装置，其中，从动轴可旋转运动地支承在配属的壳体中并且制动装置具有带有至少一个第一制动元件和一个第二制动元件的磁场制动单元。
背景技术
由DE 10 2010 043 185 A1公知这样一种具有传动系和磁场制动单元的电动工具机。该磁场制动单元具有两个可旋转地布置在配属给电动工具机的壳体中的、根据磁环的方式构造的第一制动元件以及一个抗扭转地布置在两个第一制动元件之间的、根据铜盘的方式构造的第二制动元件。
在该现有技术中不利的是，磁场制动单元的两个第一制动元件由于它们可旋转的布置受到相对大的机械负载，由此可能减少它们的使用寿命，从而可能总体减少电动工具机的生产使用寿命。
发明内容
因此本发明的任务是，提供一种具有制动装置的新的电动工具机，该制动装置是可靠的和牢固的并且可以实现相应的使用寿命的延长，从而能够总体实现电动工具机的相应的生产使用寿命的延长。
该问题通过具有能够由配属的驱动马达驱动的从动轴和用于制动在配属的驱动马达的未通电状态中转动的从动轴的制动装置的电动工具机解决，其中，从动轴可旋转运动地支承在配属的壳体中并且制动装置具有带有至少一个第一制动元件和一个第二制动元件的磁场制动单元。第一制动元件相对于从动轴径向抗扭转地布置在配属的壳体中并且为了产生在从动轴的圆周方向上交变的磁场设置有至少一个第一磁极和一个第二磁极。第二制动元件是能导磁的并且通过可激活的耦合设备可旋转运动地与从动轴连接。
因此，本发明能够提供一种具有制动装置的电动工具机，该制动装置是可靠的和牢固的并且在该制动装置中，第一制动元件由于它在壳体中抗扭转的布置而受到小的机械负载，从而能够实现制动装置本身的以及电动工具机总体的延长的使用寿命。
根据一个实施方式，可激活的耦合设备成构造成用于，在激活时第二制动元件在配属的驱动马达未通电的状态中与转动的从动轴抗扭转地连接。
因此，可以提供低磨损的并且稳固的制动装置。
优选地，可激活的耦合设备构造成用于，在配属的驱动马达通电状态中使从动轴能够相对于第二制动元件转动。
因此，在电动工具机正常运行的情况下能够不复杂地并且可靠地实现制动装置的停用。
磁场制动单元优选根据涡流制动器的方式构造。
因此，可以提供可靠的并且稳固的磁场制动单元。
根据一个实施方式，第一和第二制动元件分别至少区段地环段形构造，其中，第一制动元件布置在第二制动元件的端侧区域中。
因此，本发明能够实现第一和第二制动元件在电动工具机的壳体中的简单的并且节省空间的布置。
第一制动元件优选根据在外周包围从动轴的永磁环的方式构造。
因此，可以提供牢固的并且稳固的第一制动元件。
第二制动元件优选根据在外周包围从动轴的环、尤其铁环或铜环的方式构造。
因此，可以提供不复杂的并且成本低的第二制动元件。
第二制动元件优选与配属给可激活的耦合设备的携动件抗扭转地连接，该携动件通过多个闭锁件、尤其是滚子形的闭锁件在配属的驱动马达的未通电状态中能够与转动的从动轴抗扭转地连接。
因此，第二制动元件能够以简单的方式和方法在驱动马达未通电状态中抗扭转地布置在壳体中。
在从动轴上，与从动轴抗扭转地连接的、配属给可激活的耦合设备的同步件优选布置在多个闭锁件的区域中。
因此，可以提供这样的同步件，该同步件在耦合设备激活的情况下使第二制动元件与从动轴耦合。
所述同步件优选具有至少近似多边形的外周。
因此，可以提供简单和可靠的同步件，该同步件的多边形的外周构成用于与闭锁件共同作用的多个斜面。
同步件优选通过配属给可激活的耦合设备的执行件与携动件耦合，在该携动件中至少区段地接收多个闭锁件。
因此，同步件可以快速地并且不复杂地与携动件耦合。
根据一个实施方式，执行件与驱动元件抗扭转地连接，以便可旋转运动地驱动从动轴，其中，驱动元件具有间隙地支承在从动轴上，以便能够实现从动轴相对于驱动元件在预给定的角度范围内的扭转。
因此，可以以简单的方式和方法实现从动轴相对于驱动元件的相对扭转。
优选地，在配属的驱动马达未通电的状态中从动轴转动的情况下，同步件由于执行件相对于转动的从动轴的扭矩反向和由此引起的同步件和执行件之间的相对扭转而通过多个闭锁件能够与携动件抗扭转地连接。
因此，制动装置能够自动地、即不通过使用者的外部操纵地通过相应的相对扭转而激活。
根据一个实施方式，电动工具机根据角磨机的方式构造。
因此，根据本发明的制动装置可以以简单的方式和方法应用在角磨机中。
此外，开始提到的问题也通过用于电动工具机的模块化的制动装置解决，该电动工具机具有能够由配属的驱动马达驱动的并且可旋转运动地支承在配属的壳体中的从动轴，所述制动装置具有磁场制动单元，该磁场制动单元设置有至少一个第一制动元件和一个第二制动元件。第一制动元件能够相对于从动轴径向抗扭转地固定在配属的壳体中并且为了产生在从动轴的圆周方向上交变的磁场而设置有至少一个第一磁极和一个第二磁极，并且第二制动元件是能导磁的并且能够通过可激活的耦合设备可旋转运动地与从动轴连接。
附图说明
在下面的说明书中根据在附图中示出的实施例详细地阐述本发明。本发明示出：
图1具有根据一个实施方式的制动装置的电动工具机的示意性视图，
图2图1的制动装置的剖视图，
图3沿着图2的剖面线III-III观察的图1的制动装置的剖视图，
图4图1到图3的制动装置的示例的磁通量曲线的示意性视图，
图5在图1的电动工具机的正常运行情况下的图1到图3的制动装置的俯视图，和
图6在图1的电动工具机的制动情况下的图1到图3的制动装置的俯视图。
具体实施方式
图1示出具有根据一个实施方式的制动装置140的、构造为角磨机的电动工具机100。要指出的是，电动工具机100仅示例地描述为角磨机并且不用于限制本发明。更确切地说，这通常可以应用在电动工具机、尤其是便携式电动工具机中，该电动工具机装备或者能够装备有驱动马达和根据本发明的制动装置。“便携式电动工具机”在本发明的上下文中理解为一种电动工具机，该电动工具机可以被使用者无需运输机地运输。此外，制动装置可以例如通过插拔连接模块化地集成到任意的电动工具机中。此外，电动工具机100优选具有小于50kg、优选小于20kg并且特别优选小于10kg的质量。
在配属给角磨机100的工具壳体110中，优选设置用于驱动从动单元130的驱动马达120。驱动马达120优选构造为电子换向电动机，但是也可以是任意其他的电动机。从动单元130优选具有从动轴(在图2中的210)，该从动轴用于驱动示例地构造为磨削盘的插入工具134。为了防止例如磨粒的影响，优选给插入工具134配属保护罩132。
解释性地，驱动马达120布置在工具壳体110的配属的马达区段114中，并且从动单元130布置在传动装置区段116中。传动装置区段116布置在角磨机100或者工具壳体110的第一轴向端部102上，并且解释性地设置有附加手柄118，该附加手柄优选相对于角磨机100的主延伸方向104横向地延伸。在角磨机100或者工具壳体110的、与第一轴向端部轴向对置的第二轴向端部101的区域中，优选至少区段地构造(主)手柄112。此外，在第二轴向端部101上示例地布置用于依赖电网地至少给驱动马达120供电的电线150。但是在第二轴向端部101上也可以布置用于不依赖电网地至少给驱动马达120供电的电池组。
根据一个实施方式，配属给角磨机100的制动装置140构造成用于制动从动单元130的在驱动马达120未通电的状态中转动的从动轴(在图2中的210)。在此，制动装置140优选构造成用于自动地激活和停用，其中，制动装置140在驱动马达120未通电的情况下激活并且在驱动马达120通电的情况下停用。制动装置140优选减小角磨机100的惯性运转时间，即，从关掉驱动马达120到插入工具134静止状态的持续时间，优选最大为二到三秒。
图2示出具有从动轴210的图1的从动单元130。该从动轴在第一轴向端部201上具有用于在工具壳体110中支承的第一区段211，该第一区段解释性地逐级地增大成第二和第三区段213、215并且从第三区段215开始在与第一轴向端部201对置的第二轴向端部202的区域中解释性地再次缩小成第四区段217。第四区段217优选构造成用于接收插入工具134。
从动轴210优选通过至少一个支承元件214可旋转运动地支承在示例地构造为支承法兰的壳体闭合元件216中。支承元件214在此优选布置在从动轴210的第二区段213上并且通过其第三区段215向着其第二轴向端部202的方向固定。
优选地，在从动轴210的第一轴向端部201的区域中或者说在该从动轴的第二区段213上优选有间隙地但抗扭转地布置构造为传动装置输入齿轮的、解释性地根据盘形齿轮的方式成型的驱动元件220。驱动元件220在面向从动轴210的第一轴向端部201的第一端侧221上示例地具有齿部224。通过该齿部224优选可以将旋转运动从驱动马达120传递到从动轴210上并由此传递到插入工具134上。在驱动元件220的、与第一端侧221对置的第二端侧223上优选布置至少一个旋转同步元件222，该至少一个旋转同步元件优选与驱动元件220抗扭转地连接和/或成型在该驱动元件上或者与该驱动元件一件式地构造并且与制动装置140作用连接。
根据一个实施方式，制动装置140具有磁场制动单元270，该磁场制动单元优选根据涡流制动器的方式构造并且具有至少一个第一制动元件和一个第二制动元件260、250。第一制动元件260优选相对于从动轴210径向地并且优选抗扭转地布置在工具壳体110中或者布置在支承法兰216上。
解释性地，第一制动元件260布置在配属给支承法兰216的或者说设置在该支承法兰上的接收部299中，该接收部优选两件式地构造。第一接收元件276在此优选轴向地支承第一制动元件260，并且第二接收元件274径向向外地支承第一制动元件260。第一制动元件260为了产生在从动轴210的圆周方向上的交变磁场(420图4中)而优选设置有至少一个第一磁极和一个第二磁极(在图3中的362、364)。第一制动元件260优选至少区段地环段形构造并且优选根据在外周包围从动轴210的永磁环的方式构造。要指出的是，第一制动元件260作为磁环的构型仅具有示例地的性质，并且第一制动元件260也可以由多个环段构造。在此，多个环段的每个环段都可以构成一个磁极(在图3中的362、364)。此外，第一制动元件260优选布置在第二制动元件250的端侧252的区域中，解释性地布置在第二制动元件250的面对从动轴210的第二轴向端部202的端侧252上。
根据一个实施方式，第二制动元件250是能导磁的并且优选至少区段地是环段形的。优选地，第二制动元件250根据在外周包围从动轴210的环、尤其是铁环或铜环的方式构造。
优选第二制动元件250通过可激活的耦合设备290可旋转运动地与从动轴210连接。该耦合设备290优选构造成用于，在激活时将第二制动元件250在配属的驱动马达120的未通电状态中、即在图1的电动工具机100的制动情况下与转动的从动轴210抗扭转地连接，并且优选在图1的驱动马达120的通电状态中、即在图1的电动工具机100的正常运行或者空转的情况下能够允许从动轴210相对于第二制动元件250的转动。
根据一个实施方式，给耦合设备290配属携动件272，该携动件通过多个闭锁件240、尤其是滚子形的闭锁件240在图1的驱动马达120的未通电状态中能够与转动的从动轴210抗扭转地连接。携动件272优选与第二制动元件250抗扭转地连接。
此外，优选给耦合设备290配属同步件280，该同步件在从动轴210上优选布置在多个闭锁件240的区域中并且与从动轴210抗扭转地连接。解释性地，同步件280具有至少近似多边形的外周并且优选通过配属给耦合设备290的执行件230与携动件272耦合。根据一个实施方式，携动件272和接收部299的第一和第二接收元件276、274构造为磁场制动单元270的接地元件。
优选地，在执行件230中至少区段地接收多个闭锁件240。此外，执行件230优选与驱动元件220抗扭转地连接，以便可旋转运动地驱动从动轴210。在此，驱动元件220如上所述地具有间隙地与从动轴210连接，以便能够实现从动轴210相对于驱动元件220在预给定的、优选至少5°至15°的角度范围内的扭转。
根据一个实施方式，在图1的电动工具机100的制动情况下，在图1的驱动马达120的未通电状态中从动轴210转动的情况下，通过执行件230相对于转动的从动轴210的扭矩反向，同步件280扭转。通过由此引起的同步件280和执行件230之间的相对扭转，同步件280通过多个闭锁件240与携动件272抗扭转地连接。
图3示出构造为涡流制动器并且下面也这样称呼的、图2的磁场制动单元270的示例的结构。在此，涡流制动器270的耦合设备290根据主轴锁定装置的方式构造。相应地，同步件280具有带有示例地六个削平部321、322、323、324、325、326的多边形外周，以便布置多个闭锁件240中的至少一个，解释性地布置六个配属的闭锁件351、352、353、354、355、356。在两个削平部321到326之间分别构造同步件280的倒圆的边沿331、332、333、334、335、336。
解释性地，每个闭锁件351到356分别被包围在两个在执行件230的圆周方向上相邻的、爪形的执行臂之间。下面根据闭锁件351示例地说明在各两个执行臂之间的闭锁件351到356的布置。该闭锁件解释性地布置在第一和第二执行臂342、344之间，所述第一和第二执行臂分别具有第一和第二外周端部311、313。闭锁件351解释性地布置在第一执行臂342的第二外周端部313的区域中。
此外，图3说明优选作为永磁环构造的、具有至少一个第一磁极和一个第二磁极362、364的第一制动元件260。解释性地，多个第一和第二磁极362、364在耦合设备290的圆周方向上分别交替地布置。由此，磁极362、364构成在耦合设备290的圆周方向上的交变磁场(在图4中的420)。
图4示出图2的制动装置140的示例的磁场420。该磁场420通过多个磁场线411、412、413、414、415、416表示，这些磁场线由磁场制动单元270在图1的电动工具机100的制动情况下产生。
磁场线411、413、415在第一制动元件260的第一端侧401、解释性的上侧上出发，通过磁场制动单元270引导并且在第一制动元件260的与第一端侧401对置的第二端侧402或者说下侧上再次进入到第一制动元件260。在此，磁通量420经过第二制动元件250以及携动件272和第一和第二接收元件274、276走向，该第一和第二接收元件用作磁轭元件。
磁场线412、414、416在第一制动元件260的第一端侧401上出发，解释性地经过第二制动元件250以及第一和第二接收元件274、276走向并且在第二侧402上再次进入到第一制动元件260中。磁场线411、413、415与磁场线412、414、416类似地在第一制动元件260的第一端侧401上出发，在它们在第二侧402上再次进入到第一制动元件260中之前，解释性地经过第二制动元件250以及第二接收元件276走向。
图5示出在图1的电动工具机100的空转情况下的图2的制动装置140，其中，闭锁件351到354通过执行件230这样定位，使得这些闭锁件在区域514中不接触同步件280，或者说可以在该同步件上滚动。在从动轴210沿着箭头501的方向进行旋转运动时，闭锁件351到354与滚动轴承类似地沿着箭头503、505、507的方向在同步件280上滚动，使得所述闭锁件沿着箭头512的方向与从动轴210一起旋转。因此，同步件280(闭锁件351到354同样在该同步件上滚动)不旋转，使得与同步件280抗扭转地连接的第二制动元件250同样不旋转。因为在第一和第二制动元件260、250之间不产生相对运动，则不产生涡流，由此不会产生制动力矩。
图6示出在图1的电动工具机100的制动情况下的图2的制动装置140，其中，制动装置140通过图1的驱动马达120的停用优选自主地被激活。在这样的停用的情况下或者说出现制动情况时，执行件230优选相对于同步件280根据出现的扭矩反向而沿着箭头612扭转。
扭矩反向优选在图1的驱动马达120的制动情况下或者停用时由于图1的插入工具134惯性力矩和驱动马达120的摩擦力矩产生。在此，闭锁件351到356被执行件230短时间地阻碍，并由此到达倒圆的边沿331至336的区域中并且在那里卡在同步件280和携动件272之间。在此，闭锁件351例如卡在第一和第二区域621、622之间。这类似地也适合于其他的闭锁件352至356。
通过该卡住，携动件272通过执行件230与同步件280抗扭转地耦合，并因此与从动轴210抗扭转地耦合，使得抗扭转地布置在携动件272中的第二制动元件250与从动轴210一起旋转，如用箭头625表示的那样。因此，在第二制动元件250和抗扭转地布置在图1的电动工具机100中的第一制动元件260之间由此产生的相对运动导致磁涡流的产生，该磁涡流构造了制动力矩，该制动力矩使第二制动元件250和由此使从动轴210减速或者制动。

Claims (17)

1.电动工具机(100)，所述电动工具机具有能够由配属的驱动马达(120)驱动的从动轴(210)和用于制动在所述配属的驱动马达(120)的未通电状态中转动的所述从动轴(210)的制动装置(140)，其中，所述从动轴(210)可旋转运动地支承在配属的壳体(110)中，并且所述制动装置(140)具有带有至少一个第一制动元件和一个第二制动元件(260、250)的磁场制动单元(270)，其特征在于，所述第一制动元件(260)相对于所述从动轴(210)径向抗扭转地布置在所述配属的壳体(110)中，并且为了产生在从动轴(210)的圆周方向上交变的磁场(420)而设置有至少一个第一磁极和一个第二磁极(362、364)，所述第二制动元件(250)是能导磁的并且通过可激活的耦合设备(290)可旋转运动地与所述从动轴(210)连接。
2.根据权利要求1所述的电动工具机，其特征在于，所述可激活的耦合设备(290)构造成用于，在激活时使所述第二制动元件(250)在所述配属的驱动马达(120)的未通电状态中与所述转动的从动轴(210)抗扭转地连接。
3.根据权利要求1或2所述的电动工具机，其特征在于，所述可激活的耦合设备(290)构造成用于，在所述配属的驱动马达(120)的通电状态中使所述从动轴(210)能够相对于所述第二制动元件(250)转动。
4.根据权利要求1或2所述的电动工具机，其特征在于，所述磁场制动单元(270)根据涡流制动器的方式构造。
5.根据权利要求1或2所述的电动工具机，其特征在于，所述第一和第二制动元件(260、250)分别至少区段地环段形构造，其中，所述第一制动元件(260)布置在所述第二制动元件(250)的端侧(251、252)的区域中。
6.根据权利要求1或2所述的电动工具机，其特征在于，所述第一制动元件(260)根据在外周包围所述从动轴(210)的永磁环的方式构造。
7.根据权利要求1或2所述的电动工具机，其特征在于，所述第二制动元件(250)根据在外周包围所述从动轴(210)的环的方式构造。
8.根据权利要求1或2所述的电动工具机，其特征在于，所述第二制动元件(250)与配属给所述可激活的耦合设备(290)的携动件(272)抗扭转地连接，该携动件通过多个闭锁件(240)在所述配属的驱动马达(120)的未通电状态中与所述转动的从动轴(210)抗扭转地连接。
9.根据权利要求8所述的电动工具机，其特征在于，在所述从动轴(210)上，与所述从动轴(210)抗扭转地连接的、配属给所述可激活的耦合设备(290)的同步件(280)布置在所述多个闭锁件(240)的区域中。
10.根据权利要求9所述的电动工具机，其特征在于，所述同步件(280)具有至少近似多边形的外周。
11.根据权利要求9或10所述的电动工具机，其特征在于，所述同步件(280)通过配属给所述可激活的耦合设备(290)的执行件(230)与所述携动件(272)耦合，在该携动件中至少区段地接收所述多个闭锁件(240)。
12.根据权利要求11所述的电动工具机，其特征在于，所述执行件(230)与驱动元件(220)抗扭转地连接，以便可旋转运动地驱动所述从动轴(210)，其中，所述驱动元件(220)具有间隙地支承在所述从动轴(210)上，以便能够实现所述从动轴(210)相对于所述驱动元件(220)在预给定的角度范围内的扭转。
13.根据权利要求12所述的电动工具机，其特征在于，所述同步件(280)在所述配属的驱动马达(120)的未通电状态中从动轴(210)转动的情况下由于执行件(230)相对于所述转动的从动轴(210)的扭矩反向和由此引起的同步件(280)和执行件(230)之间的相对扭转而能够通过所述多个闭锁件(240)与所述携动件(272)抗扭转地连接。
14.根据权利要求1或2所述的电动工具机，所述电动工具机根据角磨机的方式构造。
15.根据权利要求7所述的电动工具机，其特征在于，所述环是铜环或铁环。
16.根据权利要求8所述的电动工具机，其特征在于，所述闭锁件(240)是滚子形的闭锁件。
17.用于电动工具机(100)的模块化的制动装置(140)，该电动工具机具有能够由配属的驱动马达(120)驱动的并且可旋转运动地支承在配属的壳体(110)中的从动轴(210)，所述制动装置具有磁场制动单元(270)，该磁场制动单元设置有至少一个第一制动元件和一个第二制动元件(260、250)，其特征在于，所述第一制动元件(260)能够相对于所述从动轴(210)径向抗扭转地固定在所述配属的壳体(110)中，并且为了产生在所述从动轴(210)的圆周方向上交变的磁场(420)而设置有至少一个第一磁极和一个第二磁极(362、364)，并且所述第二制动元件(250)是能导磁的并且能够通过可激活的耦合设备(290)可旋转运动地与所述从动轴(210)连接。
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