CN109773724A - 动力工具可反向传动装置 - Google Patents

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CN109773724A CN201811339958.8A CN201811339958A CN109773724A CN 109773724 A CN109773724 A CN 109773724A CN 201811339958 A CN201811339958 A CN 201811339958A CN 109773724 A CN109773724 A CN 109773724A
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clutch
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W.A.赛思
M.T.麦克朗
R.思亚加拉伊
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Abstract

本发明描绘了被提供动力的工具，其包括传动装置，该传动装置允许输入轴在所述被提供动力的工具的操作期间在单个旋转方向上旋转，但是以其他方式允许取决于所述传动装置的布置而使输出轴的旋转变化方向。在一形式中，第一轴与包括行星齿轮和环形齿轮的行星齿轮装置布置联接。第二轴与可移动的离合器联接。当所述离合器移动到第一位置时，它被联接以避开提供所述第二轴在与所述第一轴同一方向上的旋转的所述环形齿轮。当所述离合器移动到第二位置以接合所述环形齿轮时，所述第二轴的旋转方向与所述第一轴相反。

Description

动力工具可反向传动装置
技术领域
本发明总体上涉及动力工具，并且更特别地但非排他地涉及具有向前和反向方向的动力工具。
背景技术
提供具有在向前与反向方向之间变化的能力的动力工具仍然是感兴趣的领域。一些现有的系统对于某些应用具有各种缺点。因此，在该技术领域中仍然存在对进一步贡献的需求。
发明内容
本发明的一实施例是具有向前和反向方向的独特的动力工具。其他实施例包括用于在动力工具中在向前与反向方向之间变化的装置、系统、设备、硬件、方法和组合。本申请的其他实施例、形式、特征、方面、益处和优点将从同此提供的描述和附图变得显而易见。
附图说明
图1描绘了被提供动力的（powered）工具的一实施例。
图2描绘了传动装置的一实施例。
图3描绘了离合器的实施例。
图4描绘了在第一操作模式中的图2的实施例。
图5描绘了在第二操作模式中的图2的实施例。
具体实施方式
为了促进对本发明原理的理解的目的，现将参考在附图中图示的实施例并且将使用特定的语言来描述这些实施例。然而，应当理解的是，不由此意图限制本发明的范围。在所描述的实施例中的任何改变和进一步修改以及对在本文中所描述的本发明的原理的任何进一步应用被考虑为是本发明所涉及的领域中的技术人员通常会想到的。
参考图1，图示了诸如被提供动力的组件工具的手持工具50的一实施例，该手持工具可用于向任何数量的动力工具驱动的构件52提供驱动动力，所述动力工具驱动的构件诸如是插座、钻头等。手持工具50可包括马达54或与马达54联接以驱动动力工具驱动的构件52。马达54可采取许多不同的形式，包括气动空气马达、动力马达等。所图示的实施例的手持工具50能够通过使用传动装置56来在向前方向抑或反向方向上选择性地驱动动力工具驱动的构件52。如所描绘的，可将输入动力58从马达54传递到传动装置56，传动装置56进而将输出动力60输送到动力工具驱动的构件52。尽管传动装置56被描绘为在手持工具50内使用，但是针对无论是否与手持工具50联接的传动装置还设想了其他应用。在一个非限制性的示例中，传动装置56可与自移位（self-shifting）的传动装置联接，其一个示例在美国专利号6165096中描绘，该文献通过引用以其整体并入本文，其中，该组合提供自移位和可反向（reversible）输出两者。
现转到图2和图3，继续参考图1，图示了传动装置56的一实施例，该传动装置包括第一轴62和第二轴64或以其他方式与第一轴62和第二轴64联接。传动装置56允许第一轴62在单个旋转方向上旋转以将动力提供至传动装置56，同时可通过在下文进一步讨论的齿轮布置的选择性使用来将第二轴64的旋转方向从同一方向变化到相反方向。传动装置56可被构造成从所述第一轴接收动力并且以所提供的速度和功率提供可直接使用的旋转动力，或可被变化成任何其他合适的形式以用于动力工具驱动的构件52。可根据任何给出的应用的需求来构造前进齿轮和反向齿轮速度比。可从第二轴64将动力直接传递至被驱动的构件52，但是在一些形式中，额外的和/或替代性的轴系和/或齿轮装置（gearing）可用于将动力从传动装置56的第二轴64传送到工具端52。
在一些形式中，第一轴62可以是将动力58传递至传动装置56的输入轴，并且第二轴64可以是从传动装置56传递动力的输出轴。然而，在其他形式中，第一轴62与第二轴64之间的关于它们是用作输入动力轴还是输出动力轴的关系可以被颠倒。在一形式中，第一轴62和第二轴64被构造成围绕共同的旋转轴线旋转。
第一轴可与可离合的行星齿轮系统联接，该行星齿轮系统可以采取各种各样不同的形式以有助于在向前方向和反向方向上操作动力工具驱动的构件52。在所图示的实施例中，第一轴与小齿轮66联接，小齿轮66连接到第一轴62并且与第一轴62一起旋转。小齿轮66与安装在行星齿轮架70中的多个行星齿轮68旋转地联接。在所图示的实施例中，行星齿轮架70固定到地面并且不旋转。行星齿轮68还与环形齿轮72旋转地联接，使得总的来说，当轴62旋转时，在小齿轮66、行星齿轮68和环形齿轮72中也发生旋转运动。轴承74可用于支撑并约束环形齿轮72的运动。在一形式中，轴承74是具有内圈和外圈的滚珠轴承，不过在本文中也考虑到其他形式的轴承。一般而言，每当第一轴62旋转时，在路径中没有安置离合机构的情况下，旋转运动将沿着包括小齿轮66、行星齿轮68和环形齿轮72的齿轮系发生。在其他替代性和/或额外的实施例中，可包括额外的副轴以将齿轮系中的齿轮（66、68、72）中的任何联接在一起。
第二轴64与离合器组件76联接，离合器组件76允许与第一轴62的选择性联接接合。离合器组件76可包括离合器机构78，离合器机构78可经由联接器80沿着第二轴64可滑动地移动。离合器机构76可被容纳在环形齿轮72的凹部中，如所描绘的，但是其他实施例可以不包括这样的凹部。此外，第一轴62可延伸到离合器机构76和/或承载离合器机构76的联接器80中。在一些形式中，第一轴62可以不延伸到离合器机构76中。在一形式中，第二轴64被刻花键（splined）并且被构造成与离合器机构78的互补的花键表面接合。离合器机构78被构造成在第二轴64旋转的任何时间旋转。离合器机构78可经由离合器致动器82而被致动，离合器致动器82可采取适用于沿着第二轴64将运动施加到离合器机构78的任何各种各样的形式。在一形式中，在附图中所图示的离合器致动器82可与提供原动力（motiveforce）以移动离合器机构78的其他结构接合。如将了解的那样，离合器机构78可采取各种各样的形式，仅举几个例子来说，这些形式包括爪形离合器和单片离合器。在图3中图示了离合器机构78的一个非限制性示例，图3描绘了轴向爪式离合器和内花键表面。考虑到本申请的附图，如将理解的那样，离合器机构78可包括第一离合器面84和第二离合器面86，它们适用于与对应的表面接合，如在下文中立即描述的。
第一轴62可与第一接触表面88联接，同时环形齿轮72可与第二接触表面88联接。第一接触表面88和第二接触表面可采取适用于与离合器机构78接合的任何各种各样的形式。在其中离合器机构78包括爪式离合器作为第一离合器面84和第二离合器面86的实施例中，在第一接触表面88和第二接触表面90中形成形状互补的面。还考虑到其他形式。在所图示的实施例中，第一接触表面88经由直接连接与小齿轮66联接，但是其他实施例可包括夹设在第一接触表面88与小齿轮66之间的额外的结构同时仍然保持联接连接。仅列举几个非限制性的示例，第一接触表面88可直接连接到轴62，或可使用额外的副轴来使第一接触表面88相对于小齿轮66偏置。类似地，尽管第二接触表面88被图示为直接联接到环形齿轮72，但是其他实施例可包括夹设在第二接触表面90与环形齿轮72之间的额外的结构同时仍然保持联接连接。仅列举一个非限制性的示例，可使用额外的副轴来使第一接触表面88相对于小齿轮66偏置。
现转到图4，示出了本申请的一个操作条件，其中第一轴62联接到第二轴64以提供两个轴两者的共同的旋转方向。在一非限制性形式中，这可被认为是轴64的向前运动。动力从第一轴62流动到第一接触表面88、到离合器机构78的第一离合器面84并且到第二轴64。
图5描绘了本申请的另一操作条件，其中第一轴62联接到第二轴64以提供轴的相反的旋转运动。在一非限制性形式中，这可被认为是轴64的向前运动。动力从第一轴62流动通过小齿轮66到行星齿轮68、到环形齿轮72、到第二接触表面90、到离合器机构78的第二离合器面86，并且到第二轴64。
本申请的一方面包括如下的装置，该装置包括被构造成提供原动动力以驱动附接件的动力工具，所述动力工具包括：第一轴，其被构造成围绕第一轴轴线旋转；第二轴，其与所述第一轴选择性地联接并且被构造成围绕第二轴轴线旋转；动力传动装置，其被构造成在所述第一轴与所述第二轴之间传输被提供动力的旋转，所述动力传动装置包括：被连接成与所述第一轴一起旋转的小齿轮（pinion gear）、具有与所述小齿轮处于动力传动的多个行星齿轮的行星架、在所述多个行星齿轮径向外部并且与所述多个行星齿轮处于动力传动的单个环形齿轮、以及具有离合器机构的离合器组件，所述离合器机构被构造成将第一轴和第二轴放置成动力连通，所述离合器组件具有第一位置，在所述第一位置中，离合器机构将所述第一轴联接到所述第二轴以形成避开所述单个环形齿轮的动力流动路径，所述离合器组件具有第二位置，在所述第二位置中，所述离合器机构将所述第一轴联接到所述第二轴以形成在所述单个环形齿轮与所述第二轴之间的动力流动路径。
本申请的特征包括，其中，取决于所述离合器机构是位于第一位置中还是位于第二位置中，所述离合器组件能够在第一方向上和在与所述第一方向相反的第二方向上驱动所述第二轴，并且其中，所述离合器机构被构造成沿着所述第二轴平移。
本申请的另一特征包括，其中，所述第一轴轴线与所述第二轴轴线重合，其中，所述单个环形齿轮被构造成每当所述第一轴旋转时都旋转，并且其中，所述离合器机构被构造成每当所述第二轴旋转时都旋转。
本申请的又另一特征包括，其中，所述小齿轮包括接触表面，所述接触表面用于在所述离合器机构位于第一位置中时与所述离合器机构的互补的表面连接。
本申请的还另一特征包括，其中，所述单个环形齿轮包括环形齿轮接触表面，所述环形齿轮接触表面用于在所述离合器机构位于第二位置中时与所述离合器机构的互补的表面连接。
本申请的还又另一特征包括，其中，所述离合器组件包括移位致动器，并且其中，所述离合器是轴向爪式离合器。
本申请的又还另一特征包括，其中，所述第一轴是被驱动的轴并且所述第二轴是驱动轴。
本发明的另一特征包括，其中，所述离合器机构包括中心开口，所述第一轴延伸穿过该中心开口，所述第一轴在所述中心开口内自由旋转。
本申请的另一方面包括包含手持工具的装置，所述手持工具被构造成将能量源转换成有用的动力以驱动附接件，所述手持工具包括：第一轴、第二轴、动力传动装置，所述第一轴被构造成围绕旋转轴线旋转并且与在所述第一轴旋转时旋转的第一接触表面联接，所述第二轴可围绕旋转轴线旋转，所述动力传动装置具有：具有多个齿轮的行星齿轮系统，所述多个齿轮包括与第二接触表面联接的环形齿轮；离合器机构，所述离合器机构被连接成与所述第二轴一起旋转并且被构造成沿着所述第二轴滑动，所述离合器机构包括第一离合器面和第二离合器面，所述离合器机构被构造成滑动到第一位置中以使所述第一离合器面与所述第一接触表面连接，使得动力传动路径被形成为避开所述环形齿轮，所述离合器机构被构造成滑动到第二位置中以使所述第二离合器面与所述第二接触表面连接，使得动力传动路径被形成为包括所述环形齿轮。
本申请的特征包括，其中，所述环形齿轮被构造成每当所述第一轴旋转时都旋转，并且其中，所述离合器机构被构造成每当所述第二轴旋转时都旋转。
本申请的另一特征包括，其中，行星齿轮系统包括中心小齿轮、和安置在所述中心小齿轮与环形齿轮之间的多个行星齿轮。
本申请的又另一特征包括，其中，所述第一接触表面直接连接到所述中心小齿轮，并且其中，所述第二接触表面直接连接到所述环形齿轮。
本申请的还另一特征包括，其中，所述离合器机构包括内花键表面，所述第二轴包括外花键表面，并且其中，所述离合器机构的内花键表面与所述第二轴的外花键表面滑动接触。
本申请的又还另一特征包括，其中，所述第一离合器面和所述第二离合器面各自形成为相应的爪式离合器表面。
本申请的还又另一特征包括，其中，所述离合器机构包括中心孔，所述第一轴延伸穿过所述中心孔。
本申请的另一特征包括，其中，所述向前和向后方向的速度比是不一致的。
本申请的还另一方面包括方法，该方法包括：提供驱动动力以使手持动力工具的第一轴旋转，所述第一轴与第一接触表面联接；当所述滑动的离合器位于第一位置中时使动力流动通过第一接触表面到滑动的离合器的第一离合器面，所述离合器被第二轴旋转地捕获并且被构造成沿着第二轴滑动，所述流动的动力将旋转的被驱动的运动提供至所述第二轴；将所述滑动的离合器移动到第二位置以使所述第二轴的方向反向；以及当所述滑动的离合器位于第二位置中时使动力流动通过与环形齿轮联接的第二接触表面到所述滑动的离合器的第二离合器面。
本申请的特征还包括，无论所述滑动的离合器位于第一位置中还是第二位置中，使包括环形齿轮的行星齿轮组旋转。
本申请的另一特征包括，其中，所述行星齿轮组包括连接到所述第一轴的中心小齿轮，以及安置在所述中心小齿轮与所述环形齿轮之间的多个行星齿轮。
本申请的还另一特征进一步包括，使联接到所述滑动的离合器的移位致动器移动，并且其中，所述第一接触表面直接连接到所述中心小齿轮。
本申请的又另一特征包括将所述第一轴遮蔽在所述滑动的离合器的凹部内。
虽然在附图和前面的描述中已经详细图示和描述了本发明，但是这些附图和描述应当被认为在本质上是说明性的而不是限制性的，应当理解的是，仅已经示出和描述了优选的实施例，并且落入本发明的精神内的所有变化和修改都期望得到保护。应当理解的是，虽然在上文的描述中所利用的诸如“优选”、“优选地”、“优选的”或“更优选的”的词语的使用表示这样描述的特征可以是更期望的，但是其可以不是必要的并且缺少这些特征的实施例可以被考虑为在本发明的范围内，该范围由接下来的权利要求限定。在阅读权利要求时，意图是当使用诸如“一”、“一个”、“至少一个”、或“至少一部分”的词语时，不存在将权利要求限制到仅一个项目的意图，除非在权利要求中特别声明与此相反。当使用语言“至少一部分”和/或“一部分”时，所述项目可包括一部分和/或整个项目，除非特别声明与此相反。除非另有指定或限制，术语“安装”、“连接”、“支撑”和“联接”以及它们的变型被广义地使用，并且既涵盖直接又涵盖非直接的安装、连接、支撑和联接。此外，“连接”和“联接”不被限制于物理的或机械的连接或联接。

Claims (21)

1.一种装置，所述装置包括：
动力工具，所述动力工具被构造成提供原动动力以驱动附接件，所述动力工具包括：
第一轴，所述第一轴被构造成围绕第一轴轴线旋转；
第二轴，所述第二轴与所述第一轴选择性地联接，并且被构造成围绕所述第二轴轴线旋转；
动力传动装置，所述动力传动装置被构造成在所述第一轴与所述第二轴之间传输被提供动力的旋转，所述动力传动装置包括：
小齿轮，所述小齿轮被连接成与所述第一轴一起旋转；
行星架，所述行星架具有与所述小齿轮处于动力传动的多个行星齿轮；
单个环形齿轮，所述单个环形齿轮在所述多个行星齿轮径向外部并且与所述多个行星齿轮处于动力传动；以及
具有离合器机构的离合器组件，所述离合器机构被构造成将所述第一轴和所述第二轴放置成动力连通，所述离合器组件具有第一位置，在所述第一位置中，离合器机构将所述第一轴联接到所述第二轴以形成避开所述单个环形齿轮的动力流动路径，所述离合器组件具有第二位置，在所述第二位置中，所述离合器机构将所述第一轴联接到所述第二轴以形成在所述单个环形齿轮与所述第二轴之间的动力流动路径。
2.如权利要求1所述的装置，其中，取决于所述离合器机构是位于所述第一位置中还是所述第二位置中，所述离合器组件能够在第一方向上和在与所述第一方向相反的第二方向上驱动所述第二轴，并且其中，所述离合器机构被构造成沿着所述第二轴平移。
3.如权利要求2所述的装置，其中，所述第一轴轴线与所述第二轴轴线重合，其中，所述单个环形齿轮被构造成每当所述第一轴旋转时都旋转，并且其中，所述离合器机构被构造成每当所述第二轴旋转时都旋转。
4.如权利要求3所述的装置，其中，所述小齿轮包括接触表面，所述接触表面用于在所述离合器机构位于所述第一位置中时与所述离合器机构的互补的表面连接。
5.如权利要求3所述的装置，其中，所述单个环形齿轮包括环形齿轮接触表面，所述环形齿轮接触表面用于在所述离合器机构位于所述第二位置中时与所述离合器机构的互补的表面连接。
6.如权利要求2所述的装置，其中，所述离合器组件包括移位致动器，并且其中，所述离合器是轴向爪式离合器。
7.如权利要求6所述的装置，其中，所述第一轴是被驱动的轴并且所述第二轴是驱动轴。
8.如权利要求7所述的装置，其中，所述离合器机构包括中心开口，所述第一轴延伸穿过所述中心开口，所述第一轴在所述中心开口内自由旋转。
9.一种装置，所述装置包括：
手持工具，所述手持工具被构造成将能量源转换成有用的动力以驱动附接件，所述手持工具包括：
第一轴，所述第一轴被构造成围绕旋转轴线旋转并且与第一接触表面联接，所述第一接触表面在所述第一轴旋转时旋转；
第二轴，所述第二轴可围绕所述旋转轴线旋转；
动力传动装置，所述动力传动装置具有：
具有多个齿轮的行星齿轮系统，所述多个齿轮包括与第二接触表面联接的环形齿轮；
离合器机构，所述离合器机构被连接成与所述第二轴一起旋转并且被构造成沿着所述第二轴滑动，所述离合器机构包括第一离合器面和第二离合器面，所述离合器机构被构造成滑动到第一位置中以使所述第一离合器面与所述第一接触表面连接，使得动力传动路径被形成为避开所述环形齿轮，所述离合器机构被构造成滑动到第二位置中以使所述第二离合器面与所述第二接触表面连接，使得动力传动路径被形成为包括所述环形齿轮。
10.如权利要求9所述的装置，其中，所述环形齿轮被构造成每当所述第一轴旋转时都旋转，并且其中，所述离合器机构被构造成每当所述第二轴旋转时都旋转。
11.如权利要求9所述的装置，其中，行星齿轮系统包括中心小齿轮、和安置在所述中心小齿轮与所述环形齿轮之间的多个行星齿轮。
12.如权利要求11所述的装置，其中，所述第一接触表面直接连接到所述中心小齿轮，并且其中，所述第二接触表面直接连接到所述环形齿轮。
13.如权利要求11所述的装置，其中，所述离合器机构包括内花键表面，所述第二轴包括外花键表面，并且其中，所述离合器机构的所述内花键表面与所述第二轴的所述外花键表面滑动接触。
14.如权利要求13所述的装置，其中，所述第一离合器面和所述第二离合器面各自形成为相应的爪式离合器表面。
15.如权利要求11所述的装置，其中，所述离合器机构包括中心孔，所述第一轴延伸穿过所述中心孔。
16.如权利要求15所述的装置，其中，所述向前方向与向后方向的速度比是不一致的。
17.一种方法，所述方法包括：
提供驱动动力以使手持动力工具的第一轴旋转，所述第一轴与第一接触表面联接；
当所述滑动的离合器位于第一位置中时，使动力流动通过所述第一接触表面到滑动的离合器的第一离合器面，所述离合器被第二轴旋转地捕获并且被构造成沿着第二轴滑动，所述流动的动力将旋转的被驱动的运动提供至所述第二轴；
使所述滑动的离合器移动到第二位置以使所述第二轴的方向反向；以及
当所述滑动的离合器位于第二位置中时，使动力流动通过与环形齿轮联接的第二接触表面到所述滑动的离合器的第二离合器面。
18.如权利要求17所述的方法，所述方法还包括：无论所述滑动的离合器是位于所述第一位置中还是所述第二位置中，都使包括所述环形齿轮的行星齿轮组旋转。
19.如权利要求18所述的方法，其中，所述行星齿轮组包括连接到所述第一轴的中心小齿轮、和安置在所述中心小齿轮与所述环形齿轮之间的多个行星齿轮。
20.如权利要求17所述的方法，所述方法还包括：使联接到所述滑动的离合器的移位致动器移动，并且其中，所述第一接触表面直接连接到所述中心小齿轮。
21.如权利要求17所述的方法，所述方法还包括：将所述第一轴遮蔽在所述滑动的离合器的凹部内。
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