CN106998654A - 具有受保护的传动装置的便携式电动工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种便携式电动工具，它包括马达(14)、切割件(26)和将切割件连接到马达的传动装置(16、20、22)，马达和传动装置被容纳在主壳体(10)中，传动装置包括具有螺杆(42)和螺母(44)的滚珠丝杠螺母机构(20)，螺杆和螺母中的一者与马达一体式旋转，螺杆和螺母中的另一者连接到切割件，根据本发明，该工具包括保护壳(50)和滑动密封件(52)，该保护壳用于保护滚珠丝杠螺母机构并且是与主壳体分开的，该滑动密封件与该保护壳(50)的内表面配合，滑动密封件由螺母(40)和螺杆(42)中的连接到切割件的一者驱动，滑动密封件(52)相应地与覆盖螺母的套管(54)和保护螺杆(42)的帽(80)之一成为一体。

Description

具有受保护的传动装置的便携式电动工具

技术领域

本发明涉及一种便携式(手提式)电动工具，特别是一种能用于切割和收割作业尤其是修剪藤蔓和果树的修枝剪。以更一般的方式，本发明也可以应用于包括具有滚珠丝杠螺母机构的直线移置致动器的工具。滚珠丝杠螺母机构应理解为能够在最小的能量损失的情况下将马达(原动机)、特别是电动马达的旋转运动转换成平移运动的机构。

背景技术

参照电动修枝剪描述对现有技术进行阐述。然而，现有技术中遇到的技术问题不限于修枝剪，而可以在诸如剪板机的其它类似工具中遇到。

电动修枝剪具有一般结构，该结构具有马达、切割件和将马达连接到切割件的传动装置。术语“传动装置”在此表示将马达的运动传递到切割件的部件的组合。传动装置特别地可以包括安装在马达的输出轴上的减速器和由该减速器驱动的滚珠丝杠螺母机构。滚珠丝杠螺母机构包括螺杆(丝杠)和螺母，它们通过在滚珠轨道中循环的滚珠相互配合。滚珠轨道由螺母和螺杆的互补螺纹构成。螺杆的旋转运动导致螺母沿着螺杆并平行于螺杆的轴线平移。螺母的运动方向取决于螺杆的旋转方向。

螺母的平移运动用于驱动切割件。在修枝剪的情况下，切割件一般包括固定刀片和活动刀片。活动刀片安装在枢轴上，从而可以在固定刀片上在打开位置和闭合位置之间枢转。传动装置为此包括摇杆，该摇杆将活动刀片连接到上述滚珠丝杠螺母机构的螺母上。

马达和传动装置容纳在主壳体中，在修枝剪的情况下，该主壳体还用作把手。现在，由于壳体用作把手，内部部件特别是马达和传动装置的尺寸必须被调整并且优选地减小，以保证工具的舒适操作。

切割件特别是刀片安装在主壳体的前部。固定刀片和活动刀片的枢轴通常螺纹连接到主壳体。

与切割件相邻的壳体的整体形状构造成以可能的最佳方式保护壳体的内部部件。该壳体特别地构造成保护传动装置免受由切割操作产生的碎屑和灰尘的影响。然而，很难使主壳体精确地适应切割件的刀片以便不妨碍其运动。还注意到，碎屑、沙土或灰尘逐渐污染传动装置构件。特别地，碎屑、沙土或灰尘可能与滚珠丝杠螺母机构的润滑剂接触，并且特别地凝固到机构的润滑剂上。碎屑、沙土或切割灰尘易于被驱动到滚珠的轨道中并导致其迅速磨损或甚至堵塞滚珠丝杠螺母机构。另一风险在于，滚珠可能从设置在螺母中的滚珠再循环系统挤出。

从文献WO2013/164310中已知一种修枝剪，该修枝剪装备有引导系统，该引导系统具有与螺杆螺母连成一体的引导环。该引导环在柱形的工具主体中滑动，从而释放传动装置的侧向应力。该引导环有利地用于清理工具主体的内表面。这种构型至少部分地保护传动装置免于碎屑和切割灰尘。然而，它需要工具主体即主壳体与引导环在该引导环覆盖的整个路径上的精确配合。

发明内容

本发明的目的是以简单的方式为便携式电动工具的传动装置提供对碎屑和切割灰尘的绝对保护。

另一目的是提供一种保护，该保护不利用工具主体，并且不需要其壳体的任何特别的结构。

再一目的是提出这样一种保护，在装配工具之前特别是将由马达和传动装置构成的子组件安装到工具壳体中之前，可以验证和测试该保护。

因此，本发明提出一种便携式电动工具，它包括马达、切割件和连接切割件与马达的传动装置，该马达和该传动装置被容纳在主壳体中，该传动装置包括滚珠丝杠螺母机构，其中，螺杆和螺母中的一者与马达一体式(连成一体地，共同地)旋转，螺杆和螺母中的另一者连接到切割件。根据本发明，该工具还包括与主壳体分开的、滚珠丝杠螺母机构的保护壳，以及与该保护壳的内表面配合的滑动密封件(密封接头)，该滑动密封件由螺母或螺杆中连接到切割件的那一者驱动。根据它是被螺母驱动还是被螺杆驱动，滑动密封件相应地与覆盖螺母的套管(套筒)或者与保护螺杆的帽(罩，盖)成为一体。

保护壳—与滑动密封件相关联地—构成密封的空间，并且保护螺杆免于任何可能的灰尘入侵。因此，密封件的密封性(不透性)被理解成关于诸如灰尘、切割碎屑或沙粒的污物的密封性，该污物可能迅速和逐渐地降低滚珠丝杠螺母机构的功能。该保护壳还保护螺母和滚珠的轨道。该保护壳可以具有优选为圆形、卵形或长形(长圆形)的横截面。

密封件由滚珠丝杠螺母机构的连接到切割件的部分—即平移运动的部分—驱动的事实使得该密封件能在不破坏其密封性(紧密性)的情况下同时运动。

如上所述，保护壳与工具的主壳体是分开的。该特征在不止一个方面是有利的。首先，它允许保护外壳相对于滚珠丝杠螺母机构特别是相对于密封件以最佳的方式确定结构和尺寸。实际上，该结构可以独立地由主壳体的结构、即工具主体实现。该措施不仅对于保护壳的制造而且尤其对于主壳体的制造都是特别令人关注的。主壳体的形状不取决于对灰尘的可能的保护功能，而可以根据其它需求确定，尤其当工具主体用作抓握把手时。主壳体的形状特别地可以设计成形成用于排气的孔、用于通过吹出进行清理的技术通路、或者在不妨碍传动装置的情况下通过导线的通道。主壳体简单地具有任何形状，该形状适应于对滚珠丝杠螺母机构的支承和保持。这使得可以在没有任何进一步加工的情况下，通过简单的模塑生产该主壳体，以容纳机构以及尤其是保护壳。

最后，使用与主壳体分离的保护壳使得可以从装配由马达和传动装置构成的子组件开始时和在将该子组件集成到主壳体中之前保护螺杆。在制造的该步骤期间，通过限制在滚珠丝杠中混合任何外来物质的风险，该特征特别地使得能够在安装到主壳体中之前对该子组件进行功能控制。

保护壳可以构造成以可移除的方式装配在主壳体中。这允许在需要例如为了维修或清理的目的而拆卸工具的情况下保护螺杆和螺母。

为了将马达的旋转运动转换成平移运动，螺杆和螺母中的一者连接到马达，如果适用的话，连接到与马达相关联的减速齿轮(减速器)，并且被驱动旋转。该螺杆或螺母的现在由平移运动提供动力的对应构件连接到切割件。

在本发明的一个具体实现中，螺杆被马达或减速齿轮驱动而旋转，螺母连接到切割件。螺杆可以与马达轴成为一体或安装在减速齿轮上。在这种情况下，与切割件相连的螺母在保护壳中设置有滑动密封件。该密封件与覆盖该螺母的套管成为一体。套管例如可以在螺母的与螺杆的轴线垂直并且优选地朝向保护壳内部的表面上延伸。套管还可以在螺母的平行于螺杆的轴线的全部或部分外表面上延伸。该密封件例如是唇型密封件，它具有附装到套管上或与该套管成为一体件的唇部。

在其他方面，为实现对传动装置的保护，尤其是保护滚珠螺母的背离马达的表面，该表面可以设置有保护衬套。该保护衬套能当螺母沿着螺杆运动时保护该螺杆的延伸超出螺母的部分。它还能保护螺母的背离马达并且未被保护壳体包围的表面。以这种方式，衬套防止碎屑或灰尘从该侧透入滚珠轨道。保护衬套刚性地安装在螺母上，并且具有优选地与螺杆的直径相匹配的直径。该直径可以选择成比螺杆的直径略大，以避免任何摩擦。衬套在螺母上的刚性装配使得可以确保衬套关于螺杆的同轴性，并且由此与螺杆保持减小的间隙，而不产生任何摩擦。

保护衬套的长度优选地适应于当螺母处于其沿着马达方向的行程结束处时可能从螺母伸出的螺杆部分的长度。

衬套可以设计成部分地延伸到螺母中，由此有效地保护滚珠轨道。正如保护壳一样，衬套可以由金属、塑料材料或复合材料制成。

衬套可以设置有至少一个通气孔。当衬套的直径与螺杆的直径相匹配时，该通气孔是特别有用的。它实际上用于在螺母快速运动时防止衬套中的暂时低压或过压。

传动装置的摇杆或等同机构将螺母连接到切割件。它们优选地安放在衬套的两侧。

在本发明的另一实现模式中，螺母安装在马达轴上或减速齿轮输出端上，以被驱动而旋转。以平移运动移动的螺杆通过一个或多个摇杆或等同机构连接到切割件。在这种情况下，滑动密封件与螺杆成为一体，并且优选地具有能在螺母和保护壳之间滑动的螺杆保护帽。密封件可以包括例如安装在该帽的朝向马达的端部附近的唇部。唇部也可以与帽构成一体件。

保护帽优选地具有与同样为圆形的螺母相适应的圆形截面。它紧固在螺杆的自由端部—即连接到切割件的端部。前述摇杆可以安装在该帽上或直接安装在该螺杆上。

附图说明

本发明的其它特征和优点将从下文参考附图的描述中变得显而易见。该描述为了说明性的目的给出，并且不是限制性的。

图1是根据本发明的电动修枝剪的纵截面，其中切割件处于打开位置。

图2是图1的修枝剪在切割件(未示出)的闭合位置沿着经过滚珠丝杠螺母机构的螺杆并且与图1的剖平面垂直的切平面的局部剖面。

图3是图1的修枝剪的纵截面，其中切割件处于闭合位置。

图4是根据本发明的一种变型的、根据本发明的电动修枝剪的纵截面。

具体实施方式

在下文的描述中，使用相同的附图标记来标记各图的相同或相似的部分，从而它们可以更容易地从一个附图到另一附图进行参考。

图1示出根据本发明的便携式动力工具、更准确地是修枝剪。适当地，图1的修枝剪是具有远程电源的电动修枝剪。远程电源包括蓄电池，使用者可以在其皮带上或其背上携带该蓄电池，该蓄电池通过电源线连接到修枝剪。为了简化的目的，图中未示出电源线和供电电池。

修枝剪包括主壳体10，该主壳体10中按此顺序容纳有将修枝剪连接到其电源的连接器12、旋转电动马达14、安装在马达轴上的减速齿轮16、滚珠丝杠螺母机构20和摇杆22。

摇杆22、滚珠丝杠螺母机构20和减速齿轮是修枝剪的传动装置的一部分。传动装置实际上包括使马达的运动与切割件26连通的构件的组件。

切割件26包括刀片28，该刀片28通过螺钉30设置并刚性地固定到该壳体。切割件还包括活动刀片32，该活动刀片32通过枢轴34连接到壳体。活动刀片32设置有凸轮36，该凸轮通过摇杆22连接到滚珠丝杠螺母机构20。图1中可见一个摇杆。

摇杆22更准确地通过图中不可见的关节连接到滚珠丝杠螺母机构20的螺母40。螺母40具有螺纹，该螺纹通过滚珠与螺杆42的对应螺纹配合。螺母40和螺杆42的螺纹构成滚珠的轨道44，所述滚珠将来自于螺杆的运动应力传递到螺母。图中未示出滚珠。它们通过自身已知的再循环系统保持在螺杆内部。

螺杆42与减速齿轮16并由此与马达14一起旋转。螺杆42的旋转驱动螺母40沿着螺杆平行于其轴线以平移运动移置。螺杆的旋转使螺母从与减速齿轮相邻的末端位置移置到螺杆的自由端处的第二末端位置。螺母在这两个末端位置之间的运动方向取决于螺杆以及由此马达的旋转方向。

螺母40从其第一末端位置向其第二末端位置的运动使得活动刀片32从其闭合位置枢转到打开位置。打开位置是图中所示的位置。

通过扳机46和电子控制卡48进行对活动刀片在打开位置和闭合位置之间的运动的控制。

刀片的运动和对植物的切割产生碎屑和灰尘，尽管壳体在切割件附近的紧密配合构型，但该碎屑和灰尘最终在壳体10的传动装置构件周围尤其是滚珠丝杠螺母机构周围的内部容腔中累积。

为防止碎屑和灰尘妨碍滚珠丝杠螺母机构的运动，图1的修枝剪特别地包括保护壳50。该保护壳沿着螺母40的全部或部分行程包围螺杆42。该保护壳50优选地是柱形。该保护壳的尺寸被确定成使得它能够接纳螺母，尤其在该螺母沿着减速齿轮的方向行进期间。

螺母40的具有密封唇部的滑动密封件52与保护壳50的内表面配合，从而灰尘或杂质不能到达螺杆的位于保护壳内部的部分。该保护壳还—与唇部相关联地—保护螺母40的内表面、即朝向马达的表面。这些措施还保护滚珠的轨道44的到达保护壳内部的部分免于灰尘和污垢。

当螺母沿着减速齿轮16的方向—即朝向第一末端位置—运动时，螺杆42的一部分超出该螺母的外表面—即朝向切割工具26的表面。为了也在螺母的这一位置保护螺杆42以及螺母的外表面，该螺母设置有保护衬套60。该保护衬套像保护壳一样具有保护螺杆和螺母免受由切割导致的碎屑和灰尘影响的功能。

保护衬套60在图2中更好地可见，它包括套管62，该套管自身部分地插入螺母40中。该套管通过安装在衬套60的柔性叶片64上的突耳66保持在螺母上。这些突耳与螺母的内颈部68接合。

在图2中可以观察到，保护衬套60的直径与螺杆42的直径相匹配。可以保留少量间隙，以避免螺杆在衬套中的摩擦。该摩擦还由于衬套在螺母上的刚性紧固而避免，该刚性紧固使衬套与螺杆保持同轴。具体地，刚性紧固由套管62保证。

保护衬套60在其端部设置有通气孔70。该通气孔70使得可以防止在螺母运动期间特别由于衬套与螺杆42的直径的匹配特性导致的衬套中的压缩和低气压现象。

图2还示出，螺母40的密封件52的唇部与套管54成为一体，该套管54在螺母的内表面一侧覆盖螺母的端部。在所示的示例中，该套管通过接合在螺母的颈部58中的肋56保持在螺母上。唇部52可以与该套管制成一体件，或如图所示附加到该套管上。唇部和套管优选地由弹性塑料材料例如聚合物制成。在螺母40运动期间，密封件52的唇部刮擦保护壳50的内表面，从而使其没有灰尘。

图2所示的螺母40的位置对应于处于闭合位置的活动刀片。可以看到，在该末端位置，螺母完全被接纳在保护壳中。还可以看到，将螺母连接到图2中未示出的活动刀片的摇杆22被设计为形成用于衬套60的通道。摇杆通过螺柱23连接螺母40。

与上述图1相比，图3示出其刀片处于闭合位置的修枝剪。螺母40处于它的在保护壳的靠近减速齿轮16的底部处的末端位置，螺杆42在衬套60内部延伸。

在该位置，衬套的长度适应于螺杆的超过螺母的部分。

图4示出本发明的另一实施可能性，其中，螺母40直接地旋转安装在减速齿轮16上并且被该减速齿轮驱动旋转。螺杆42不与马达或减速齿轮接合并且不旋转。该螺杆简单地在螺母的旋转作用下被驱动而平移。螺杆的端部通过摇杆22连接到活动刀片32的凸轮36。柱形帽80紧固到螺杆42的端部，该帽包围该螺杆并且使保护壳50尽可能远地延伸。该帽的端部82设置有唇部形式的密封件52，该密封件与保护壳50的内表面接触。该帽的内径可以与螺母40的外径相匹配，尤其是当螺母同样是圆柱形时。然而，优选地，帽80和螺母40之间存在足够的间隙，以避免任何摩擦。

保护壳50的朝向马达的端部可以被固定壁51封闭。该壁具有用于螺母40的通道，并且形成足够的间隙，以防止该保护壳摩擦旋转的螺母。可以在需要时在保护壳的固定壁51和螺母之间设置旋转密封件。然而，可以将这种密封件的有效性降低到将保护壳接纳在主壳体中并且固定壁51不暴露于可能来自于切割件26的碎屑的程度。

在附图的示例中，修枝剪被示出为枢转刀片32处于打开位置。螺杆42占据一个末端位置，在该位置中该螺杆主要延伸到螺母之外。密封件52由此自身靠近保护壳50的朝向切割件26的端部。相反地，当枢转刀片32闭合在固定刀片28上时，帽80和密封件52更靠近保护壳50的底部的固定壁51。

帽80可以在其端部包括通气孔70。该通气孔能在螺杆42移置期间防止衬套中的压缩和负压现象。

Claims (14)

1.便携式电动工具，包括马达(14)、切割件(26)和将该切割件连接到该马达的传动装置(16、20、22)，该马达和该传动装置被容纳在主壳体(10)中，该传动装置包括滚珠丝杠螺母机构(20)，该滚珠丝杠螺母机构具有螺杆(42)和螺母(44)，所述螺杆和螺母中的一者与马达一体式旋转，所述螺杆和螺母中的另一者连接到切割件，其特征在于，包括与主壳体分开的、滚珠丝杠螺母机构的保护壳(50)，以及包括滑动密封件(52)，该滑动密封件与该保护壳(50)的内表面配合，该滑动密封件由所述螺母(40)和螺杆(42)中的连接到切割件的一者驱动，该滑动密封件(52)相应地与覆盖螺母的套管(54)和螺杆(42)的保护帽(80)中的一者成为一体。

2.根据权利要求1所述的便携式电动工具，其特征在于，螺杆(42)与马达(14)一体式旋转；以及，滑动密封件形成在覆盖螺母的套管上。

3.根据前述权利要求之一所述的便携式电动工具，其特征在于，螺杆(42)与马达(14)一体式旋转，并且还包括螺杆的保护衬套(60)，该保护衬套刚性地安装在螺母的与马达相反的表面上。

4.根据权利要求3所述的便携式电动工具，其特征在于，该衬套(60)部分地延伸到螺母中。

5.根据权利要求3所述的便携式电动工具，其特征在于，该衬套(60)设置有通气孔(70)。

6.根据权利要求1所述的便携式电动工具，其特征在于，螺母(40)与马达一体式旋转；以及，密封件(52)与螺杆的保护帽(80)成为一体，该保护帽能在螺母和保护壳之间滑动。

7.根据权利要求6所述的便携式电动工具，其特征在于，该帽(80)连接到螺杆的朝向切割件的端部。

8.根据前述权利要求之一所述的便携式电动工具，其特征在于，密封件(52)是唇状密封件。

9.根据前述权利要求之一所述的便携式电动工具，其特征在于，保护壳(50)具有柱形、卵形或长形的横截面。

10.根据前述权利要求之一所述的便携式电动工具，其特征在于，该传动装置包括安装在马达轴上的减速齿轮(16)，螺杆或螺母相应地安装在该减速齿轮上。

11.根据权利要求10所述的便携式电动工具，其特征在于，该保护壳安装在该减速齿轮(16)上。

12.根据前述权利要求之一所述的便携式电动工具，其特征在于，该保护壳(50)被以可移除的方式容纳在主壳体(10)中。

13.根据前述权利要求之一所述的便携式电动工具，其特征在于，包括摇杆(22)，该摇杆将螺母或螺杆连接到切割件(26)的活动刀片的凸轮上。

14.根据前述权利要求之一所述的便携式电动工具，其特征在于，该工具是修枝剪。