CN107405759B - 手持式工具机以及机械式冲击机构 - Google Patents

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Abstract

在一种具有机械式冲击机构(200)的手持式工具机(100)中，该手持式工具机具有用于旋转驱动配属于机械式冲击机构(200)的冲击体(300)的驱动轴(120)，在驱动轴(120)的外周上设置至少一个V形导向槽，该V形导向槽的在连接区段中会聚的基线在从动方向上至少区段地凹多边地构造。

Description

手持式工具机以及机械式冲击机构
技术领域
本发明涉及一种具有机械式冲击机构的手持式工具机，该手持式工具机具有驱动轴，该驱动轴用于旋转式驱动配属于机械式冲击机构的冲击体。此外，本发明具有的主题还有机械式冲击机构，该机械式冲击机构具有设有至少一个驱动凸块的冲击体和设有至少一个从动凸块的从动轴，其中，所述至少一个驱动凸块构造用于在机械式冲击机构的冲击运行中冲击驱动从动凸块并且冲击体与驱动轴共同起作用。
背景技术
由EP 2 168 725 A1已知一种旋转冲击工具，其中，驱动轴由旋转驱动力源旋转地驱动，其中，驱动轴具有外周面和构造在外周面上的曲线槽。一锤与驱动轴同轴地布置，其中，该锤具有内周面和在内周面上构造的曲线槽。此外，该旋转冲击工具具有：可与锤沿着旋转方向形成配合的铁砧；和压力弹簧，用于将锤朝铁砧或者说相应的工具接收部的方向轴向预紧。为了驱动轴和锤之间的机械耦合，设有球，该球嵌接到驱动轴的曲线槽中并且嵌接到锤的曲线槽中。在此，锤这样构型，使得锤可以沿着由驱动轴的曲线槽和锤的曲线槽确定的旋转位置线旋转。在向前进方向或者说从动方向上看，锤的旋转位置线的形状成形为曲线，在该曲线中，旋转位置线的斜率角度随着锤旋转角度的变化而连续地变化。
在现有技术中的不利的特别是：由于曲线槽的几何形状，在锤凸块和铁砧凸块之间在端侧或边缘侧可能发生碰撞，该碰撞会增加磨损。这意味着，锤和铁砧根据旋转冲击工具的运行状态在其运行时常常没有相互同步，即没有处于配合。
发明内容
因此，本发明的任务是，提出一种具有冲击机构的手持式工具机，在该冲击机构中至少很大程度上在所有运行状态中确保冲击体和驱动轴的同步并且该冲击机构所需要的驱动转矩减小。
该问题通过具有机械式冲击机构的手持式工具机来解决，该手持式工具机具有驱动轴，用于旋转驱动配属于机械式冲击机构的冲击体。在该驱动轴的外周上设有至少一个V形导向槽，该V形导向槽的在连接区段中会聚的基线(Grundlinien)在从动方向上至少区段地凹多边(konkavpolygonal)地构造。
因此，本发明基于V形导向槽的改进的延伸几何形状使得能够实现机械式冲击机构的驱动凸块和从动凸块之间的改进的同步性，使得尤其在所述驱动凸块和从动凸块之间在端侧或边缘侧发生碰撞的危险明显减小，该碰撞增大磨损。此外，为运行冲击机构所需的机械驱动转矩减小。优选地，与冲击体共同起作用的驱动轴通过用于转速和转矩匹配的传动装置由电动机驱动，该电动机由电网或蓄电池供电。
优选地，在驱动轴的所述至少一个导向槽中布置携动球，该携动球嵌接到构造在冲击体的贯通开口的内周上的携动缺口中。
由此在维持所需的相对可运动性的情况下提供驱动轴和冲击体之间的可靠的机械耦合，用于产生在运行中要求的脉冲式旋转冲击。
在有利的构型的情况中，V形导向槽的基线之间的连接区段至少基本上半圆形地弯曲。
冲击体的轴向速度的减小通过连接区段的增大的半径实现。
根据一个扩展方式，连接区段具有增大的直径。
通过较大的半径，冲击体的运动速度在时间上的走向得到改进。
优选地，连接区段两侧的基线分别具有基本上呈直线的中间区段，该中间区段具有预给定的第一斜率角度，该第一斜率角度优选大于45°。
因此得出冲击体的高的轴向加速度并且与之伴随地得到高的冲击能量。
优选地，在两个中间区段上分别连接有基本上呈直线的末端区段，该末端区段具有预给定的第二斜率角度，该第二斜率角度优选小于45°。
由此显著降低驱动凸块和从动凸块在端侧或边缘侧相互碰撞的概率。
在一个有利的构型中，预给定的第一斜率角度大于预给定的第二斜率角度。
由此得出冲击机构在冲击运行中的最佳运行特性。
按照一种有利构型的标准，与V形导向槽的每个基线平行地隔开间距地布置的两个高度线
Figure GDA0002596780980000031
成锐角地会聚在一个连接点处。
由此得到：在通过连接点时携动球在导向槽内摩擦减小。
优选地，所述至少一个V形导向槽具有基本上半圆形的横截面几何形状。
由此得到携动球和所属的导向槽或者说携动缺口之间的线性(linienhaft)接触，即，最大面积的接触。
按照一个有利的扩展方式的标准，所述至少一个携动缺口凹圆槽形
Figure GDA0002596780980000032
地构造有与基线基本上对应地延伸的底线(Basislinien)。
因此，在与V形导向槽共同起作用的情况下，确保携动球在从动轴和冲击体之间可靠地被导向。
此外，开头所述的问题通过机械式冲击机构来解决，该机械式冲击机构具有设有至少一个驱动凸块的冲击体和设有至少一个从动凸块的从动轴，其中，所述至少一个驱动凸块构造用于在机械式冲击机构的冲击运行中冲击驱动从动凸块，并且，冲击体与驱动轴共同起作用，其中，在该驱动轴的外周上设有至少一个V形导向槽，该V形导向槽的在连接区段中会聚的基线在从动方向上至少区段地凹多边地构造。
基于根据本发明的凹多边导向槽，除其它有益效果外，为冲击机构的运行而待由驱动马达施加的驱动转矩可减小，随之尤其蓄电池馈给的冲击起子机的运行寿命显著提高。此外得出冲击机构的驱动凸块和从动凸块之间的、改进的同步性，这特别是导致减轻磨损和提高使用寿命。
附图说明
根据在附图中所示的实施例在后面的描述中详细地阐述本发明。在此示出：
图1手持式工具机的示意图，该手持式工具机配备有工具接收部和根据本发明的机械式冲击机构；
图2具有V形导向槽的驱动轴的立体的部分视图；
图3图2的驱动轴的V形导向槽的俯视图；
图4具有贯通开口的冲击体的立体图；
图5图4的冲击体的立体的部分视图，该冲击体具有携动缺口；
图6测量曲线图，其中，分别针对传统的线性导向槽和根据本发明的凹多边导向槽绘出图4和图5的冲击体的根据本发明的导向槽几何形状引起的轴向移动，横轴为图2和图3的驱动轴与冲击体之间的旋转角度，以及
图7测量曲线图，其中，分别针对传统的线性导向槽和根据本发明的凹多边导向槽图示出图4和图5的冲击体的通过根据本发明的导向槽几何形状引起的轴向速度，横轴是时间t。
具体实施方式
图1示出手持式工具机100，该手持式工具机配备有工具接收部450和根据本发明的机械式冲击机构200。手持式工具机100具有带有把手126的壳体110并且根据一实施方式为了独立于电网的电流供给而机械地和电地与优选地可更换的蓄电池组130连接。
所述手持式工具机例如构造为蓄电池式旋转冲击起子机。然而要指出的是，本发明不局限于蓄电池式旋转冲击起子机，而是可以应用在不同的电动工具中，在所述电动工具(例如冲击钻等)中工具被置于旋转并且根据本发明的冲击机构可在所述电动工具中得以应用，而与该电动工具是可借助蓄电池组独立于电网地运行或是可依赖电网地运行无关。此外指出，本发明不局限于马达运行的手持式工具机。
在壳体110中布置有由蓄电池组130供给电流的电驱动马达114、传动装置118和冲击机构200。驱动马达114例如可通过手动开关128操纵，即可打开或关闭，并且可以是任意的马达类型，例如电子整流马达或直流马达。优选地，驱动马达114可这样电子地控制或者调节，使得不但可实现反向运行，而且可实现关于所希望的旋转速度的预给定。合适的驱动马达的工作原理和结构由现有技术充分地已知并且因此在这里为了说明书的简洁不再进一步说明。
优选地，驱动马达114通过配属的马达轴116与传动装置118连接，该传动装置将马达轴116的旋转转化为设置在传动装置118和冲击机构200之间的驱动轴120的旋转。该转化优选这样进行，使得驱动轴120相对于马达轴116以增大的转矩，然而以减小的转速旋转。驱动马达114在图示中布置在马达壳体115中并且传动装置118布置在传动装置壳体119中，其中，传动装置壳体119和马达壳体115例如布置在壳体110中。
与驱动轴120耦合的机械式冲击机构200例如具有布置在可选的冲击机构壳体220中的旋转或转动冲击机构，该旋转或转动冲击机构具有冲击体300，该冲击体以高强度实施冲击式的旋转脉冲并且通过从动凸块组件410将其传递到从动轴400，例如从动主轴上。然而要指出的是，可选的冲击机构壳体220的使用仅具有示例的特点并且不作为对本发明的限制。更确切地说，本发明也可以应用在没有独立冲击机构壳体的冲击机构中，该冲击机构例如直接布置在手持式工具机100的壳体110中。此外，合适的冲击机构的工作原理和结构由现有技术，例如由DE 202006014850U1，充分已知并且因此在这里为了说明书的简洁除了在图2到图7所示的和所述的元件之外不进一步描述。然而，在该处明确地参考DE202006014850U1，其公开内容视为本说明书的固有部分并且可以由示例的冲击机构的实施方式导出。
优选地，在从动轴400上设置工具接收部450，优选地，该工具接收部构造用于接收插入式工具并且根据一个实施方式至少可与具有外多棱边耦合部142的插入式工具140连接，但优选地也可与具有内多棱边耦合部的插入式工具，例如套筒扳手连接。插入式工具140例如构造为具有外多棱边耦合部142、在图示中六棱边耦合部的起子机批头，该外多棱边耦合部布置在工具接收部450的合适的内接收部中。这样的起子机批头以及合适的套筒扳手充分地由现有技术已知，使得在这里为了说明书的简洁而取消详细的说明。
优选地，冲击体300朝工具接收部450或者说从动轴400的方向借助没有示出的压力弹簧轴向地预紧。带有工具接收部450的从动轴400，以及冲击机构200、驱动轴120、传动装置118、马达轴116和驱动马达114在图示中沿着纵向中心轴线150布置在手持式工具机100的壳体110中。
图2示出图1的驱动轴120，该驱动轴根据一个实施方式具有两个至少基本上V形的导向槽162，164。优选地，所述V形导向槽162，164构造在驱动轴120的优选柱形的外周160中，该驱动轴根据一种实施方式至少区段地实施为空心柱形并且与图1的纵向中心轴线150同轴地延伸。驱动轴120的空心柱形的区段例如用于接收图1的从动轴400的导向元件或者导向销。
优选地，V形导向槽162，164分别具有基本上C形的和优选半圆形的横截面几何形状。在每个导向槽162，164中分别接收一个携动球166，168。优选地，这两个携动球166，168分别优选最大直至其各自的赤道周边位于V形导向槽162，164中。
图3示出图2的驱动轴120用于解释说明根据一个实施方式构造的、图2中的V形导向槽162。优选地，V形导向槽162具有两条基线170，172，所述两条基线优选地在弧形的、优选至少近似半圆形的连接区段174中会聚，该连接区段指向驱动轴120的从动方向176。连接区段174在图示中具有半径R1。
关于图1的纵向中心轴线150对称地延伸的基线170，172分别具有连接在连接区段174两侧上的、优选地至少近似直线的中间区段180，182。优选地，在所述中间区段上以与180°不同的、钝角的或者说展开的角度γ1分别连接有再次优选地至少近似直线的末端区段184，186。因此，基线170，172根据本发明具有至少区段地呈凹多边的走向，即，基线170，172构成两个多边形边线(Polygonzüge)，所述多边形边线分别朝纵向中心轴线150的方向朝彼此“弯曲地”构型或者说延伸。各一个高度线190，192与V形导向槽162的两条基线170，172中的每条基线平行隔开间距地延伸，所述高度线优选成锐角地会聚在与连接区段174相对置的连接点P1处。
图4示出图1的优选柱形的实心冲击体300，该冲击体根据一个实施方式具有优选呈柱形的贯通开口302。该贯通开口优选同轴地包围图1的纵向中心轴线150。优选地，两个携动缺口306，308加工到贯通开口302的内周304中，该携动缺口优选分别具有近似C形或者L形的、优选半圆形的横截面几何形状，用于分别接收图2的携动球166，168优选最大直至其赤道周边。
优选地，在冲击体300的在图中示出的圆环形的端侧310上优选地集成构造有按照轴向突出部形式构造的两个驱动凸块312，314，所述驱动凸块根据一个实施方式在贯通开口302两侧并且彼此在直径上相对地定位。驱动凸块312，314以合适的方式与冲击机构的两个没有示出的从动凸块在实现图1的从动凸块组件410的情况下共同起作用。
图5示出图4的冲击体300，用于解释说明根据一个实施方式构造的、图4的携动缺口306。优选地，该携动缺口在冲击体300中构造在优选与纵向中心轴线150对中地延伸的贯通开口302的内周304中。
优选地，携动缺口306构造为与图2的与其共同起作用的V形导向槽162或164对应并且具有弧形的、优选至少近似半圆形的具有半径R2的连接区段320，在该连接区段320的两侧上分别连接有底线322，324。所述底线分别具有直线形的中间区段326，328，所述中间区段优选分别以与180°不同的、钝角的或者说展开的角度γ2过渡到同样直线形的末端区段330，332中。优选地，各一个近似S形弯曲的高度线334，336与底线322，324平行隔开间距地延伸，所述高度线成锐角地会聚在与连接区段320相对置的点P2处。
相应的情况适用于在这里被盖住的优选正好与携动缺口306直径对置地布置的、图4的第二携动缺口308的几何走向。优选地，V形导向槽的半径R1(参见图2和图3)和携动缺口306，308的半径R2同样大地确定尺寸。
图6示出测量曲线图，其中，分别针对传统的线性导向槽和图2和图3的根据本发明的凹多边导向槽162或者164绘制图4和图5的冲击体300的通过根据本发明的导向槽几何形状引起的轴向移动S(θ)，横轴是图2和图3的驱动轴120与冲击体300之间的旋转角度θ。可以看出，在传统的线性导向槽的情况(如以点状线表示的那样)中，与图2和图3的根据本发明至少区段地为凹多边的导向槽162或164的情况(如以虚线的曲线走向600表示的那样)相比，关于在水平坐标轴上绘制的旋转角度θ分别得出冲击体300的较小的并且仅在曲线500的两个(拐)点K1,2上大致相等的轴向移动。在此，两条曲线500，600分别关于竖直坐标轴镜像对称地延伸，在竖直坐标轴上绘制轴向移动S(θ)。
曲线600的走向基于图2和图3的凹多边的导向槽162或者164的上述导向槽几何形状得出并且因此同样具有半径为R3的弧形连接区段602，该连接区段相应于图3的连接区段174并且在该连接区段的两侧上分别连接有至少近似直线形的中间区段604，606，其中，这些中间区段604，606相应于图3的中间区段180，182。优选地，图示中的水平线612或者说图示中与水平坐标轴平行画出的第一平行线与两个中间区段604，606之间的角度α1大于45°并且在图示中分别为约55°。优选地，该角度α1大于相应的水平线614或者说图示中与水平坐标轴平行画出的第二平行线与相应于图3的末端区段184，186的两个末端区段608，610之间的角度α2，该角度α2优选小于45°并且在图示中为约43°。由此还得出，两个末端区段608，610在两个(拐)点K1,2分别以与180°不同的角度γ3连接到中间区段604，606上。该钝角的或者说展开的角度γ3优选为约165°。优选地，半径R3与图2的驱动轴120的图2和图3的V形的和凹多边的导向槽162或者164的半径R1，2对应或者说与图4和图5的冲击体300的图4的携动缺口306，308对应。相应的情况适用于三个角度γ1,2,3(尤其参见图3和图5)。
图7图示出另一测量曲线图，其中，分别针对传统的线性导向槽和根据本发明的、图2和图3的凹多边导向槽162或者164绘制图4和图5的冲击体的通过根据本发明的导向槽几何形状引起的轴向速度V(t)，横轴是时间t。可以看出，在传统的线性导向槽的情况下-如以点状线700表示的那样，与图2和图3的根据本发明至少区段地呈凹多边的导向槽162或者164的情况-如以虚线的曲线走向800表示的那样相比，关于在水平坐标轴上绘制的时间t总是产生图4和图5的冲击体300的较小的轴向速度v(t)。在此，曲线800的区段802，区段804，806以及区段808，810与图6的曲线600的连接区段602，中间区段604，606以及末端区段608，610对应。
尤其由图2和图3的根据本发明至少区段地呈凹多边的导向槽162或者164引起图4和图5的冲击体300的轴向速度v(t)关于时间t的较小增长，这在结果上特别是导致图1的冲击机构200的驱动凸块和从动凸块之间的碰撞状况的低的数量和低的强硬程度。由此引起图1的冲击机构200的更柔和且同时磨损更小的运行行为，并随之引起图1的手持式工具机100的操作舒适度的显著提高。此外，图1的手持式工具机100的配置有图2和图3的至少区段地呈凹多边的导向槽162或者164的冲击机构200要求的驱动转矩较小，使得在独立于电网地供电的手持式工具机的情况中，图1的电驱动马达114在不中途更换蓄电池组或中途对图1的蓄电池组130充电的情况下能够实现较长的运行时间。

Claims (13)

1.一种手持式工具机(100)，具有机械式冲击机构(200)，所述手持式工具机具有驱动轴(120)，该驱动轴用于旋转地驱动配属于所述机械式冲击机构(200)的冲击体(300)，其特征在于，在所述驱动轴(120)的外周(160)上设有呈V形的至少一个导向槽(162，164)，所述导向槽的在连接区段(174)中会聚的基线(170，172)沿从动方向(176)至少区段地凹多边地构造。
2.按照权利要求1所述的手持式工具机，其特征在于，在所述驱动轴(120)的所述至少一个导向槽(162，164)中布置有携动球(166，168)，所述携动球嵌接到构造在所述冲击体(300)的贯通开口(302)的内周(304)上的携动缺口(306，308)中。
3.按照权利要求1或2所述的手持式工具机，其特征在于，在呈V形的所述导向槽(162，164)的基线(170，172)之间的所述连接区段(174)至少基本上半圆形地弯曲。
4.按照权利要求1或2所述的手持式工具机，其特征在于，所述连接区段(174)具有增大的半径(R1)。
5.按照权利要求1或2所述的手持式工具机，其特征在于，所述基线(170，172)在所述连接区段(174)的两侧分别具有一个基本上呈直线的中间区段(180，182)，所述中间区段具有预给定的第一斜率角度(α1)。
6.按照权利要求5所述的手持式工具机，其特征在于，在上述两个中间区段(180，182)上分别连接有一个基本上呈直线的末端区段(184，186)，所述末端区段具有预给定的第二斜率角度(α2)。
7.按照权利要求6所述的手持式工具机，其特征在于，预给定的所述第一斜率角度(α1)大于预给定的所述第二斜率角度(α2)。
8.按照权利要求1或2所述的手持式工具机，其特征在于，与呈V形的所述导向槽(162，164)的每个基线(170，172)平行隔开间距地布置的两个高度线(190，192)成锐角地会聚在一连接点(P1)处。
9.按照权利要求8所述的手持式工具机，其特征在于，呈V形的所述至少一个导向槽(162，164)具有基本上半圆形的横截面几何形状。
10.按照权利要求2所述的手持式工具机，其特征在于，所述至少一个携动缺口(306，308)凹圆槽形地构造有与所述基线基本上对应地延伸的底线(322，324)。
11.按照权利要求5所述的手持式工具机，其特征在于，所述第一斜率角度大于45°。
12.按照权利要求6所述的手持式工具机，其特征在于，所述第二斜率角度小于45°。
13.一种机械式冲击机构(200)，其具有设有至少一个驱动凸块(312，314)的冲击体(300)和设有至少一个从动凸块(312，314)的从动轴(400)，其中，所述至少一个驱动凸块(312，314)构造用于在所述机械式冲击机构(200)的冲击运行中冲击驱动所述从动凸块，并且，所述冲击体(300)与驱动轴(120)共同起作用，其特征在于，在所述驱动轴(120)的外周(160)上设有呈V形的至少一个导向槽(162，164)，所述导向槽的在连接区段(174)中会聚的基线(170，172)在从动方向(176)上至少区段地凹多边地构造。
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