CN1098353A - 电动工具的换挡装置 - Google Patents

Abstract

一种换挡装置，用于电动工具，特别是用于象(多 挡)手电钻，冲击钻和冲击锤、电动改锥等手工电动工 具，它采用结构合理的啮合来实现对工具主轴的锁 定，在工具壳体上装有一个使用者可从外部操纵的手 动可调的部件，例如旋钮，在旋钮内装有一个自身或 沿径向滑移的滑闩，它在主轴锁定位置通过一个由它 带动的止动件中止主轴的旋转运动，同时在这个主轴 锁定位置，该操作旋钮使驱动电机和主轴之间脱开而 处于空转位置。

Description

本发明涉及权利要求1前序部分所述的电动工具的换档装置，特别是用于手工电动工具的换档装置。

在现有的专门的手工电动工具，尤其是冲击钻或冲击锤中，一般都带有传动轴或工具主轴的制动部分，它具有将传动轴抓牢的合理构形，使传动轴可靠地定位，而继续运行的冲击机可实现凿进功能，在凿进时，确保位于手工工具的转轴夹具上的钻头不会扭曲。如此工作的一个公知的冲击钻或冲击锤装置（德国专利公开文献DE3627869A1）采用一种呈控制环状的离合滑闩件，它还可实现辅助功能，使该工具在与一个齿环的第一啮合位置执行旋转运行，并且在至少一个第二位置上，即与该驱动轴的驱动联结松开凿进功能）的位置上，借助于一个外壳上固定的锁定件实现工具主轴的防转锁定，从而实现持续的冲击操作，所述锁定件即装在一个外壳区域内的齿轮。这多种不同功能的转换是通过一个装在壳外部由手动操纵的旋钮实现的，该旋钮在不同的选择器等候位置沿工具主轴的纵向轴方向推动所述离合滑闩件移动，从而执行各功能。于是共存在四种不同的工作状态，也就是说，停止旋转驱动的纯冲击操作状态，旋转驱动接通状态，利用吸持元件俘获住冲击操作的冲击锤的状态，这种位置用于产生纯旋转驱动，最后一个冲击操作状态是采用防转锁定工具实现的（主轴解锁），在这种情况下，所述控制环沿工具转轴的方向完全移到前方，从而跟外壳上固定的齿轮实现必要的齿啮合。

为此提供的变换装置需有复杂的结构，这是由于该离合滑闩件共完成四种不同的功能，并且仅在主轴解锁位置的两个辅助齿轮是必要的，即一个外壳上固定的齿轮，和在离合滑闩件的执行与上述齿轮联动作用的齿轮。

还有一种类似原理的已有的带可锁定的工具架的冲击钻（DE2728961A1），它可实现锁定功能，其中一个与工具架防转联接的离合器部件通过一个控制调整机构执行轴向移动，可进入一个与驱动轮耦合的位置，或进入一个空转位置，及进入一个相对钻机外壳闭锁的位置，在最后的这个位置，该离合器部件在其朝向驱动轮的正面具有锁定用的突起或凸部，它们与外壳表面上相应的突起或凸部相互啮合钩住。并且在这个文献中所述的离合器部件也具有辅助的锁定功能。

综上所述，在旋转驱动的手工电动工具中的这些锁定功能将不再单独使用，或在冲击钻及具有类似功能的电动工具中将逐渐淘汰这些单个的锁定结构，而在手工电动工具中一般采用一个辅助换档功能，以便无阻碍地使钻头套筒脱离主轴，或者使工具总体能非锁定地夹持到工具夹内。

因此本发明的目的是提供一种专用于手工电动工具的具有简单结构的换档装置，它保证主轴可靠的锁定（闭锁功能），同时确保在已实现锁定的情况下，电动机/工具主轴的驱动联结是处于空转位置。

本发明的上述目的是通过权利要求1的特征实现的，并且具有以下优点，即无需在主轴锁定方面对结构成形及驱动力作较大的投入，就可以实现所需的闭锁功能，一方面不必采用离合器部件、控制环或其它任意的辅助传动部件组成必要的复杂的部件，另一方面可保证装有这种换档装置的电动工具的旋转驱动能可靠停止，并且解除和控制的电机的联锁。

本发明的优点进一步包括，如果将一个外部操纵的元件或定位器，最好是一个旋钮在空转位置进行换档操作，则主轴闭锁及锁定功能总是由工具自动实现，从这个空转位可毫不费力地继续切换到其它所需的传动挡位上，此时该锁定功能失效。另一方面，在这种配合关系中，排除了在主动的旋转驱动位置中存在无意的或疏忽的继续转动，因为为了换到某一速度挡，在旋钮上的滑闩必须有意地退回，以使闭锁功能失效。据此可实现向第一或第二档位置的继续转换，从而该换向装置完全避免了因疏忽而同时接通两种功能，保证了可靠地锁定主轴以及向某一档的切换。

因而本发明的锁定功能的实现只需很小的投入，即为实现主轴锁定，只需使一舌状滑闩作轴向移动，直至压紧到轴前部，嵌入手工电动工具的主轴或传动轴上一护圈或护套的夹持孔内，这种配合设置在工具外壳内的适当位置上，最好是防转动地形成在联动装置壳体（铝压铸部件）的外表面上。

本发明的一个突出的优点是采用模件组合形式构成手工电动工具，其中包括一个自身隔绝的位于前部的联动装置头部组件，一个位于后部的电机室组件，必要时其上可装有一个手柄。下面结合附图将要介绍的只涉及带有外壳的联动装置头部组件，它的外壳通常是塑料的，另外还描述本发明所涉及的有关部分。

在从属权利要求中所描述的特征可以进一步有助于具体和确切地理解本发明。尤其有益的是由滑闩控制的止动件的结构设计，该滑闩装在外面的旋钮上，作为被旋钮的弹簧压紧的部件，该旋钮安装在壳体上的圆形接受孔中，该接受孔的恰当位置上具有一个缺口或槽口，滑闩在其内可以带动止动件同步地进入锁定功能位置，从而壳体本身要么使滑闩径向地滑移，要么阻止它径向地滑移，因此，尽管滑闩受到弹性的压力，但无论旋钮旋转到其它什么位置，滑闩都不会因弹簧的恢复力而从旋钮中脱出。

本发明的实施例如附图所示，下面将结合附图进一步说明本发明的实施例。附图中：

图1表示一个手工电动工具的前部的联动装置头部区域的纵断面图，其中使主轴锁定的部件配置有一个在上部局部壳体部分上可识别的转动手柄或旋钮，及

图2是图1中所示的联动装置头部组件的平面图，其中转动手柄已转到某一档位置或定在第1档位置（没有锁定功能）；

图3也是断面图，与图1不同的是，在联动装置头部内的传动部件处于第二档位置，

图4是图3所示的联动装置头部组件的平面图，从图中可辨别出转动手柄转换各档的位置；档与档之间是可以转换的；

图5和6分别是断面图和平面图，表示图1和2以及图3和4这两对附图所示的联动装置头部组件的另一种状态，其中，已对手工电动工具的主轴或输出轴进行了锁定；

图7表示去掉图1中部分元件后的联动装置头部组件的平面图，从图中可明显看出呈舌状向前伸出的制动部件，和

图8是为便于理解锁定功能，从下面向安装有滑闩的转动手柄投影所得到的视图。

本发明的主要原理体现为：用于进行手工电动工具换档操作的旋转手柄中，配置一个用来锁定主轴的滑闩，只有当该旋转手柄旋转到一定位置或处于换向位置时，才能操作滑闩来实现上述锁定功能，上述手柄位置是与手工电动工具的空转相对应的，空转时在驱动电机和工具转轴或工具主轴之间的传动联系是中断的。在这种锁定状态下，人们能够对工具进行手工作业，例更换工具的夹持物、调整（Festspannen）工具或其它操作，锁定功能是对工具主轴进行必要的防转锁定，或认为是完全值得的锁定，在这种情况下，驱动电机可以停转，但也可以继续运转。

这里所述的实施例具体涉及2档工具机械，并且只描述其联动装置头部组件，在头部组件上将电机组件以合适的方式予以组装。图1中的联动装置头部组件10包括一个外部的、一般由塑料制成的罐形外壳11，该外壳11中具有封闭的专门的齿轮变速箱12，在所示实施例中它最好制成铝压铸部件，变速箱12用法兰盘与一个图中未示出的电机的输出转轴连接，为了能够换档，在变速箱12内设有联动轴13，该轴13由上述电机驱动，并且在该轴13上装有两个齿轮14和15。

手工电动工具或这里的变速组件的传动轴或主轴16，其两头分别由滚柱轴承17和滚珠轴承18支承，中间通过键槽防转地装有一个齿轮组19，因而利用齿轮组19和它两边的齿轮19a和19b的轴向可移动性，可以进行换档操作，其中齿轮组19或者如图1所示，滑到前面的第一档位置（这时齿轮组19中较大的齿轮19a与联动齿轮14啮合），或者如图3所示，位于第2档位置（此时较小的齿轮19b与较大的联动齿轮15啮合），这种情况对于实现本发明具有重要意义，但并不起决定作用，在这里说明只是为了更好地理解综合性功能。总之，本发明所列举的这个实施例尤其适于实现对工具主轴与两档联动位置之间的锁定功能，其中在两个联动位置之间可设置齿轮组19的空转位置。人们也不难理解，在1档工具中，也可实现一种下面将要描述的锁定功能，这样在锁定状态下电机与工具的转轴之间是脱开的。

在两档间的切换具体地表示为齿轮组或变速齿轮组19在主轴16上沿着键槽方向进行轴向滑移，这与在2档机械中的有些情况相同，其方式是将一个位于外部的手动操作的旋转手柄或旋钮20装在一个偏心配置的销钉上，该销钉插在齿轮组上的一个环形槽中。

图示的实施例采用精美的实施形式，它还包括一个中间部件，即一个传动圆盘21，它可转动地装在联动装置壳体12的一个缺口22（图3）内，并且在如图所示的平面内向下与定位销结合，该定位销23插在齿轮组19的两个齿轮之间的调整槽24内。

中间圆盘21被驱动，它通过一个中心的轴栓25支承着手动旋钮20，该支撑是由一个由轴偏移的同步栓26构成的偏心导向装置实现的，同步栓嵌接在旋钮20上的一个对应的偏心同步开口27中。旋钮20本身采用合适的方式安装在外壳11的一个圆形接受孔31（图5）中，在本实施例中这个接受孔由一个单独的壳体插入物11a形成，它通过合适的槽/弹簧联接与所示的联动装置部分组件的塑料外壳11的其余部分相连接。

旋钮20可以只从下面装入到外壳罩11a的接收孔31内，从而确保一个辐射状环形突起物28不会从旋钮20内部掉出来。

旋钮20的外露部分可采用任一方式构成，如图2，4和6所示，例如由突起的肋29a、29b或平面凹陷30a、30b构成手柄组件，它能使人易于旋转操作旋钮20，并且使人确实知道旋钮20在图2和图4中的旋角位置，无论是相应于图1的1档方式，还是图3的2档方式，旋钮20对应的切换位置都是清楚的。

在换档和实现锁定功能之间的必要的功能关系是这样得到保证的，最好将图5、6和图8中的旋钮20联系起来看，它装有用于锁定功能的定位件，即一个滑闩32，该滑闩沿径向能相对于旋钮20进行滑动。

在旋钮20上或其内的接收件和轴承可采用任一适当的形式，在实施例中滑闩32从一个矩形缺口33装入旋钮20（图8）内，从而使帮助滑闩作径向移动的导向棱和相对的突起部能起到作用。

在图5和6中所示的专门的实施例中，包括一个位于前面区域的U形滑闩，它自身可回转，它的上部个有用于外部手动操纵的带有向后伸展的伸长部32a′的自由放置的腿32a，它在旋钮20的一个导引袋20a内可移动，同时滑闩的下部的腿32b具有两个作用，它包围住由上腿32a覆盖的旋钮20的支座突起20b，以此为滑闩提供了进一步的可靠支撑，并且形成一个向下打开的接收槽33（图8），在槽中的一个舌状且多处弯曲的夹持鼻34与用于锁定主轴的向前运动的制动件35相嵌接。

图7中清楚地示出，这个制动件35（后面也将其称为锁定舌）位于联动装置的铝压铸部件壳体表面上，它沿着两侧的导轨36a，36b滑移，并且与一个前面的止动件端部35b一直移到主轴的一个制动位置。然后根据该锁定舌的轴向相对位置，该止动件端部35b嵌入主轴16上的颈式护套37的缺口36内，这种连接属于防转连接，同时还实现这样的功能，即，将联动装置或外部塑料壳体上的主轴所对着的开口封闭。当然这样嵌接也可采用其他的自转式部件（主轴）实现。

在图5和6及7中，示出了用于主轴的锁定位置，同时人们可以确定，在这种情况下齿轮组19是处于一个当中的空转位置，参与换档或传递转矩的联动部件是脱开的。

因此，根据本发明的最佳实施例，具有一个旋转位置，其中通过滑闩移动调节与舌状制动件35的配合而实现所述的锁定功能，该旋转位置处于第1档和第2档这两档位置之间，因此这个实施例只适用于个有2档的机械，这是由于齿轮组19在继续沿相应方向移动而到达又一新的啮合位置之前，必须经过中间的空转位置，这种空转位置或中断啮合的位置用来实现锁定功能，当如实施例中所展示的滑闩32弹性压紧在旋钮20的接收孔33中时，向锁定功能的过渡也能自动地实现。为此加装一个压力弹簧38，它用来持续径向地向外压紧该滑闩32。

于是旋钮20上滑闩的支座和有关的在壳体上形成的旋钮20的接收孔31是这样配合的，当旋钮20旋转一定的角度而定位时，滑闩从其径向内侧位于旋钮20上或内部的后支承位置向外移动，从而能承受到并屈从于压簧38的压力，所处的转角位置与齿轮组19的空转位置相一致，壳体与滑闩尺寸相匹配，并且具有径向向外伸出的缺口39。只有在图5和6所示的角度位置，该滑闩才能径向向外从旋钮20中滑移出来，旋钮20的这个角度位置上的滑移是与工具内所装部分的轴向向前的位移相对应的，利用夹持鼻34，使锁定舌轴向前移并自动锁定。

在所有其余的角度位置上，滑闩32由于受旋钮20的外壳边缘的阻挡而不能径向向外移动，因此其他所有的角位置均可构成联动连接，因而不可能使其锁定。

由于滑闩32位于旋钮20中，并且它们一起旋转，因而夹持鼻34的接收槽33在换档操作中必须从夹持鼻位置转开；从而在这里不出现锁定，此外还可确定，该锁定舌并非无意地向前滑动，在旋钮20的下面具有接收槽33和环形走向的夹持槽33a，正如图8所示，接收槽33实际上是圆弧形的槽，并且与夹持槽33a相互紧凑过渡（übergehen），此时滑闩并不处于其径向滑出的锁定位置。

为了从锁定位置切换到第1或第2档位置，操作只需逆着弹簧压力将滑闩32从图6所示的位置径向地向内侧后推，这是毫无问题的。通过滑闩的这种向后的滑移，在底面上的两个槽33和33a被滑闩和旋钮进行相互调整，并且滑闩的前部从外壳的缺口39中缩回。接着在这个位置将旋钮20转到一个或其它的档位。

在这种旋转运动状态下，滑闩32的前端表面持续地顶着弹簧向外的压力，在外壳接受孔内表面上不会引起大的磨擦，该滑闩可在前端形成一个低磨擦的尖峰32a；进一步地在滑闩32上配有凹轮、横槽、夹持组件或一个凹槽32b，这样更易于操作。

在滑闩32前端面上的低磨擦尖峰32a还可以以更有益的方式用作卡鼻，它在两个换档位置中分别卡入相应的在外壳上呈缺口形式的止动槽40a，40b中并锁定，这两个槽在本实施例中是相互对置的，从而对每一档位置上都能够结构合理地锁定。外壳上的止动槽40a、40b和滑闩32的止动尖峰32a的两侧设有斜面，因此滑闩不需后撤移动，就可通过旋转而离开第一档和第二档的位置；与锁定位置相反，当人们打算操纵转换旋钮20进入联动位置时，该滑闩必须有意地被退回到其出发位置。

最后要说明的是，本申请的权利要求书，尤其是主权利要求中仅描述了本发明的特征，并未包括现有技术，因此并没有特殊的限定。可以理解为，所有在说明书，权利要求书及附图中所展示的特征及将它们任意组合的内容均属于本发明的范畴，并且记录在权利要求及主权利要求中的特征内容已进行了简化。

Claims (9)

1、一种换档装置，用于电动工具，尤其是用于如(多档)手工电钻工具，冲击钻和冲击锤，电动改锥等手工电动工具，它通过结构合理的嵌接实现对工具主轴的止动(锁定功能)，其特征在于：

在工具壳体(11、11a)上装有一个可从外部进行手动调节的操作部件(旋钮20)，它带有一个自身可沿径向移动的滑闩(32)，在主轴止动位置上，通过一个由滑闩操纵的止动件(35)使主轴停止旋转，在这个主轴止动位置上，该可转动的操作部件(旋钮20)同时确定了一个使驱动电机和主轴之间脱开的空转位置。

2、根据权利要求1所述的换档装置，其特征在于，锁定功能的调节是几何结构合理地强制同步实现的，用于中断驱动电机和工具主轴间的转矩传递。

3、根据权利要求1或2所述的换档装置，其特征在于，止动件（35）的形状为一个伸出的锁定舌形，它合理地设置在壳体内，并沿侧边移动，当止动件（35）沿轴向伸出时，止动件（35）的前端部插入主轴（16）上的护套（37）的缺口内，该护套（37）与主轴（16）固定在一起且不能相对转动。

4、根据权利要求1至3之一的权利要求所述的换档装置，其特征在于，止动件（35）的轴向移动是由在锁定位置作径向滑动的滑闩控制的，该滑闩安装在手工电动工具的由旋钮（20）构成的操作部件中。

5、根据权利要求1至4之一的权利要求所述的换档装置，其特征在于，联动装置齿轮组（19）的换向旋钮（20）借助于偏心定位栓（23，26）实现从第一档位置到第二档位置的变换，旋钮（20）可以旋转到一个位置并定在这个位置，该位置对应于齿轮组（19）的一个中间的空转位置并且可以使滑闩（32）滑移到其锁定位置。

6、根据权利要求1至5之一的权利要求所述的换档装置，其特征在于，为使主轴锁定，滑闩（32）安装在旋钮（20）内并受到一个径向向外的弹性压紧力，而且对应旋钮（20）的锁定位置，滑闩进入壳体的槽口（39）内，在该槽口（39）内滑闩可自由通过这一径向向外的移动，使由滑闩（32）带动的止动件（35）的前端部（35b）与主轴护套（37）上的缺口（36）结构合理地嵌接在一起。

7、根据权利要求1至6之一的权利要求所述的换档装置，其特征在于，为实现换档操作，在联动装置组件的壳体（12）（铝压铸部件）内部装有一个传动圆盘；该圆盘上装有一个定位销（23），可插入齿轮组（19）的槽内，以便轴向移动换档，所述传动圆盘本身通过一个中心轴承栓（25）支承在旋钮（20）上，并位于工具外壳（11）的接受孔（31）内，以便实现旋转位移，其中传动圆盘（21）的转动是通过一个轴偏移的同步栓（26）实现的，该同步栓嵌插在旋钮（20）上的一个同步开口（27）内，其中定位销（23）和同步栓（26）的位置与工具壳体（11）上为滑闩（32）所设的缺口（39）之间具有如此的关系，以致于齿轮组（19）处于空转位置，此时起锁定作用的滑闩（32）插入到该壳体缺口（39）内。

8、根据权利要求1-7中之一的权利要求所述的换档装置，其特征在于，带有一个夹持鼻（34）的止动件（35）插入滑闩（32）下面的一个接收槽（33）内，该接收槽作为固定槽（33）呈环形并位于旋钮下表面上，当滑闩（32）处于其反抗弹簧压力退回出发点位置时，该接收槽（33）和固定槽（33a）相互紧凑地过渡。

9、根据权利要求1至8之一的权利要求所述的换档装置，其特征在于：在滑闩（32）的前端面上具有一个两侧倾斜的止动尖峰（32a），在外壳上相应设置两个止动槽（40a、40b），在两个档位上，上述止动尖峰（32a）分别卡在两个止动槽（40a、40b）中，从而定在该档位上。

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