CN110139734B - 改进的手持式动力工具 - Google Patents

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Abstract

一种用于手持式动力工具的链轮装置(5)，所述手持式动力工具诸如是锯，包括：驱动单元，被配置为旋转驱动轴；和切割工具，被配置为经由链轮装置通过驱动轴(21)被驱动。链轮装置(5)包括齿轮(1)和至少一个柔性元件(6a,6b)，其被布置成使得手持式动力工具中的驱动轴(21)弹性地连接至手持式动力工具中的切割工具。还提供一种包括驱动单元、驱动轴、驱动设备以及链轮装置的手持式动力工具。

Description

改进的手持式动力工具
技术领域
本发明涉及一种诸如链锯等手持式动力工具，并且更精确地，涉及动力工具的衰减(dampening，阻尼)。
背景技术
在切割、锯开、或通过其他方式除去材料的商用和私有设置中通常使用手持式动力工具。例如，在用于除去不想要的树木或矮树丛的林产中或在诸如剪割高的草丛或树篱的园艺应用中，可以使用手持式动力工具。
希望由工具产生的噪音和振动尽可能地保持较低，以不打扰周围区域中的人、减少工人的压力、以及获得能量高效的动力工具。此外，与当今的规定相比较，在世界的特定地区，可以很快降低所许可的声级。
由此，需要一种改进的手持式动力工具系统。
发明内容
本申请的教导的目的是通过提供一种振动衰减链轮装置而克服上面列出的问题，振动衰减链轮装置包括至少一个柔性元件，该柔性元件被布置成使得驱动单元通过柔性元件与驱动设备分离。
发明人由此提供一种用于手持式动力工具的链轮装置，该手持式动力工具诸如是锯，包括：驱动单元，被配置为旋转驱动轴；和切割工具，被配置为经由链轮装置通过驱动轴被驱动，其中，链轮装置包括齿轮和至少一个柔性元件，其被布置成使得手持式动力工具中的驱动轴柔性地连接至手持式动力工具中的切割工具。可选地，通过柔性元件提供的驱动轴与切割工具之间的柔性连接可以是弹性的。
本申请的教导的又一目的是提供一种手持式动力工具，包括：驱动单元、驱动轴、驱动设备、以及使驱动单元与驱动设备弹性分离的柔性链轮装置。
在创造性并且富有洞察力的推理之后，本发明的发明人已经认识到，通过利用设置成使得驱动单元与驱动设备分离的柔性元件，减少了通过工具传输噪音与振动的可能性。
通过附加的专利权利要求限定其他方面并且在具体实施方式以及附图中对其他方面进行了进一步的说明。
从下列细节公开内容、从附加的从属权利要求、以及从附图中，所公开的实施方式的其他特征与优点将显而易见。通常，在权利要求书中使用的所有术语根据其在技术领域中的常见含义进行解释，除非本文中另有明确限定。对“一个/一/该[元件、设备、部件、装置、步骤等]”的所有参考被开放地解释为是对元件、设备、部件、装置、步骤等的至少一个实例的参考，除非另有明确规定。本文中公开的任何方法的步骤无需按照所公开的精确顺序执行，除非进行了明确规定。
附图说明
将参考所附附图对本发明进行进一步详细的描述，其中：
图1示出了动力工具的一部分的示意性侧视图。
图2示出了根据第一实施方式的齿轮的示意性俯视图，
图3示出了耐磨环的示意性俯视图，
图4示出了根据实施方式的衰减式链轮装置的分解图，
图5示出了图3中的链轮装置的示意性侧视图，
图6是图4中的衰减装置的一部分的截面图，
图7示出了根据另一实施方式的齿轮的等距视图，
图8示出了根据另一实施方式的链轮装置的分解图，
图9示出了图8中的链轮装置的示意性侧视图，
图10示出了图8和图9中的链轮装置的侧视图，
图11示出了图8至图10中的链轮装置的侧视图，
图12A是根据又一实施方式的以透视方式观看的链轮装置的分解图，
图12B是从侧面观看的图12B中的链轮装置的分解图，
图13是以装配状态示出的图12A和图12B中的链轮装置的横截面，并且
图14是图13中的链轮装置的侧视图。
具体实施方式
在下文中，将参考其中示出本发明的特定实施方式的附图对所公开的实施方式进行更为全面的描述。然而，本发明可以涵盖多种不同的形式并且不应被视为局限于本文中阐述的实施方式；确切地，通过实施例提供这些实施方式，以使本公开全面并且完整，并且将本发明的范围充分传递给本领域技术人员。同样的标号始终指同样的元件。除非另有规定，否则，本文中对轴向、径向、以及切向的参考是指相对于链轮装置的旋转轴线的方向。
在图1中，示意性地示出了手持式动力工具(例如，链锯)的一部分。动力工具包括下面将进一步说明的振动衰减链轮装置5；18；25。动力工具进一步包括驱动单元20，驱动单元20可以包括被配置为旋转驱动轴21的电马达或内燃机。驱动轴21可以与驱动单元20的马达轴(未示出)相同或共轴。链轮装置5；18；25；26布置在驱动轴21上并且驱动切割工具，例如，被配置为沿着导杆13的外围通过链轮装置移动的切割链3。链轮装置5；18；25可以与马达轴共轴。
图2示出了用于安装在动力工具(未示出)中、以驱动链3的链轮装置5的链轮或齿轮1。齿轮1是刚性的并且可以由例如金属整体地形成。齿轮1包括开口4，可通过开口4插入驱动轴21，并且驱动轴21可以与开口4驱动地接合。齿轮1具有理论外直径d。
在图3中，示出了链轮装置5的耐磨环2a。耐磨环的外直径略微大于链轮1的直径，即，>d。图4还示出了将链轮装置保持在一起的多个铆钉27。当装配时，铆钉27穿透了经过侧板7a、7b中的配合孔，并且铆钉27的钉头将侧板7a、7b一起保持在轴向方向上。
图4中示出了振动衰减链轮装置5，包括齿轮1、以及位于齿轮1的相应两侧上的两个耐磨环2a、2b。装置5进一步包括布置在耐磨环2a、2b内的两个O形环6a、6b、以及布置在耐磨环2a、2b的两侧上的两个侧板7a、7b，从而将装置5保持在一起。图5中示出了已装配的链轮装置5，且图6中示出了装置5的上部的截面图。如图6中很好地示出的，各个侧板7a、7b具有轴向地延伸至相应O形环6a、6b中的相应支撑部，以径向地支撑相应的O形环6a、6b及耐磨环2a、2b。
链轮装置5的目的是隔离驱动单元20与动力工具(在一个实施方式中，是链锯)的从动零件，例如，链3。该装置5减少了在工具的不同零件之间传播噪音和振动的可能性。已确定，动力工具中产生的大部分噪音来自于链3进入轮缘并且与齿轮1的轮牙8啮合时。通过将齿轮1分成不同的零件并且提供其间的缓冲，获得零件之间的隔离。通过发明的链轮装置5实现此隔离。在可替代的实施方式中，链轮装置5可以包括代替O形环6a、6b的另一类型的机械缓冲(例如，弹簧或类似物)作为分离手持式动力工具与链3所使用的柔性元件的实施例。由此，柔性元件用作衰减装置。柔性元件可以是弹性构件、并且可以由诸如天然或合成橡胶等弹性材料构成。材料还可以操作成用于减振的减振器。
当装置5安装在动力工具中并且链3进入轮缘中时，在驱动链片与齿轮1的齿牙接触之前，由耐磨环2a、2b径向地承载链条带(chain tie strap)。当条带与耐磨环2a、2b接触时，各个O形环6a、6b被挤压在相应侧板7a、7b的支撑部与相应耐磨环2a、2b之间，直至驱动链片与齿轮1啮合。同时，耐磨环2a、2b将相对于齿轮5的旋转被略微向后推动。O形环6a、6b与耐磨环2a、2b并未固定地附接至齿轮1。允许耐磨环2a、2b以与链轮装置5的其他零件不同的速度移动为环2a、2b提供均匀的磨损并且还使得磨损更为均匀地分布。
该衰减式链轮装置5的另一优点在于可以抑制多边形效应，即，当其从链轮装置5中退出时，链具有不均匀的速度。这是可能的，因为借助于缓冲O形环6a、6b，在驱动系统中存在压缩的可能性。此外，由于轮缘得到缓冲，所以链3更为平滑地移动并且具有较少的不规则运动，因此减少了移动零件上的磨损。进一步地，更为平滑的链运动降低了链脱轨的风险。
可以在已有的动力工具上对链轮装置进行翻新、或可以在新的动力工具的生产中包括链轮装置。与没有衰减装置的工具相比较，因为降低了噪音级别与振动级别两者，所以装置5的另外优点在于其为用户提供动力工具的更舒适的使用。
在图7示出的另一实施方式中，链轮装置18包括内部零件9和外部零件10，外部零件10作为用于与切割链3(图1)啮合的齿轮。刚性并且可以由例如金属整体地形成的外部零件10包括在其中心处设置有孔52的本体50，孔52的周界包围内部零件9。外部零件10进一步包括与本体50整体地形成并且从本体50向外径向地延伸的一组径向外部轮牙或齿牙8。孔52包括交错的凹槽和突起，这些凹槽和突起径向地面向内部并且构成内部齿轮。外部零件10的外部轮牙8与链3啮合。
也是刚性并且可以由例如金属整体地形成的内部零件9设置有外部轮牙，这些外部轮牙由与外部零件10的内部齿轮任选匹配的凹槽和突起而限定。进一步地，内部零件9包括位于其中心部分、用于可驱动地连接至驱动轴21(图1)的轴开口。内部零件9径向地配合在外部零件10内。内部零件9与外部零件10共同构成链轮装置18。进一步地，内部零件9配合到轴21中，并且由此，内部零件将运动从轴传递至外部零件10，以驱动链3。在内部零件9与外部零件10之间设置有诸如橡胶等弹性材料11。该弹性材料提供了输出轴21从驱动切割装备的链3振动性地分离。在允许外部零件10的外轮缘柔性地适配于由于多边形效应而在链上产生变化载荷时，获得内部零件9与外部零件10围绕其共同的旋转轴线21的相对运动。
在示出性实施方式中，衰减装置应用于包括凸壁(spur)的链轮装置，但是，在另一实施方式中，可替代地，其可以应用于轮缘。
在图8至图11中，公开了另一实施方式。链轮装置25包括齿轮12、外部轮缘垫圈14a、14b、橡胶环15a、15b、以及布置在驱动轴17上并且在径向方向上支撑橡胶环15a、15b的橡胶环保持件16a、16b。由盖垫圈17a、17b将装置保持在一起，盖垫圈17a、17b设置有被配置为将链轮装置25一起保持在轴向方向上的轴向延伸钩状物。图8中很好地公开了此部件。
由于橡胶环15a、15b的柔性，链轮25的有效直径变得灵活。与没有衰减的齿轮相比较，因为其保持了更为均匀的张力，所以当链3围绕齿轮12移动时，允许其更为平滑地移动。当链3围绕链轮25的驱动轮缘移动时，这使得多边形效应减少。这使得噪音更低以及链3和导杆13上的磨损减少，并且还使得导杆13的入口/出口以及轮缘更受控制。
图12A、图12B、图13、以及图14示出了链轮装置26的又一实施方式。链轮装置26包括链轮1，第一耐磨环2a与第二耐磨环2b位于链轮1的侧面。所述耐磨环2a、2b各自包围相应的橡胶环6a、6b，橡胶环各自可以沿着相应耐磨环2a、2b的内边缘遵循圆形或其他封闭式路径。如示出的，橡胶环6a、6b可以具有圆形横截面。第一侧板7a在其面向链轮1的一侧上设置有橡胶环支撑肩30a(图12B)，该橡胶环支撑肩30a被配置为在径向方向上与第一橡胶环6a接合并且支撑第一橡胶环6a。第二侧板7b在其面向链轮1的一侧上设置有相应橡胶环支撑肩30b，该相应橡胶环支撑肩30b被配置为在径向方向上与第二橡胶环接合并且支撑第二橡胶环6a。可替代地或此外，被配置为支撑橡胶环6a、6b的支撑肩30’可以在轴向方向上从链轮1的侧面延伸。这些支撑肩可以与链轮1整体地形成。第二侧板7b还与驱动本体32整体地形成(图12A)，驱动本体32包括内部驱动结构33和外部驱动结构29，内部驱动结构33径向地面向内部并且被配置为以切向刚性的方式与驱动轴21驱动地接合(图1)，并且外部驱动结构29径向地面向外部并且被配置为以切向刚性的方式与链轮1驱动地接合。内部驱动结构33被配置成驱动轴接合孔35的平坦部分。外部驱动结构29被配置成外部花键，该外部花键配置为与链轮1上的内部花键31接合。
第二侧板7b还与铆钉销27整体地形成，在装配时，铆钉销27被配置为穿透在第一侧板7a中形成的相应铆钉孔28，由此允许通过铆接将全部零件永久地附接在一起。在示出性实施方式中，铆钉销27还限定外部花键29，外部花键29被配置为与链轮1的内部花键31接合。
在示出的一些实施方式中，柔性元件功能性地布置在驱动轴与链之间，但是将柔性元件布置在驱动轴与链轮之间也落在发明的范围内。
上面主要参考少数实施方式对本发明进行了描述。然而，本领域技术人员易于认识到，上面公开实施方式之外的其他实施方式同样可能落入由所附专利权利要求限定的本发明的范围内。

Claims (24)

1.一种用于手持式动力工具的链轮装置(5；18；25；26)，所述手持式动力工具包括驱动单元(20)和切割工具(3)，所述驱动单元被配置为使驱动轴(21)旋转，所述切割工具被配置为经由所述链轮装置(5；18；25)通过所述驱动轴(21)被驱动，其中，所述链轮装置(5；18；25)包括齿轮(1；10；12)和至少一个柔性元件(6a,6b；11；15a,15b)，被布置成使得所述手持式动力工具中的所述驱动轴(21)弹性地连接至所述手持式动力工具中的所述切割工具(3)，其特征在于，所述至少一个柔性元件(6a,6b)被耐磨环(2a,2b)径向地包围，其中，在所述齿轮(1)的两侧中的任一侧上均设置耐磨环(2a,2b)；并且其中，所述耐磨环(2a,2b)的外直径大于所述齿轮(1)的外直径。
2.根据权利要求1所述的链轮装置，其中，所述链轮装置(5)被配置为提供所述驱动轴与所述切割工具之间的连接，该连接在相对于所述驱动轴(21)的旋转轴线而言的径向方向上是弹性的。
3.根据权利要求2所述的链轮装置，其中，所述链轮装置被配置为在与所述齿轮轴向分离的位置处在所述径向方向上弹性地支撑所述切割工具。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的链轮装置，其中，所述链轮装置(5)被配置为提供所述驱动轴与所述切割工具之间的连接，该连接在相对于所述驱动轴(21)的旋转轴线而言的切线方向上是弹性的。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的链轮装置，其中，所述链轮装置(5)被配置为提供所述驱动轴与所述切割工具之间的连接，该连接在所述驱动轴(21)的轴向方向上是刚性的。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的链轮装置，其中，所述齿轮(1)被配置为相对于所述驱动轴(21)的旋转轴线以在切向上刚性的方式连接至所述驱动轴(21)。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的链轮装置，其中，所述齿轮(1)是刚性的，并且被配置为刚性地连接至所述驱动轴(21)。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的链轮装置，其中，所述齿轮(1；10)设置有实心轮牙(8)，这些实心轮牙由刚性材料整体地形成。
9.根据权利要求8所述的链轮装置，其中，所述链轮装置被配置为连接至所述驱动轴(21)，以使得所述柔性元件(11)操作性地连接在所述驱动轴(21)与所述齿轮(10)之间。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的链轮装置，其中，所述柔性元件(6a,6b；11；15a,15b)包括至少一个弹性环。
11.根据权利要求10所述的链轮装置，其中，所述链轮装置包括至少一个侧板(7a,7b)，该侧板设置有被配置为径向地支撑所述弹性环的支撑肩(30a,30b)，和/或所述齿轮(1)设置有被配置为径向地支撑所述弹性环的支撑肩(30’)。
12.根据权利要求1所述的链轮装置，其中，所述柔性元件(6a,6b)包括由所述耐磨环(2a,2b)径向包围的弹性环，其中，在所述齿轮(1)的任一侧上均设置弹性环和耐磨环(2a,2b)。
13.根据权利要求1至3中任一项所述的链轮装置，包括两个侧板(7a,7b)，这两个侧板各自布置在耐磨环(2a,2b)的任一侧上，其中，所述侧板(7a,7b)能够任选地将所述链轮装置(5)保持在一起。
14.根据权利要求11所述的链轮装置，其中，侧板(7a,7b)包括驱动结构(29)，该驱动结构被配置为与所述链轮的相配合的驱动结构(31)驱动地接合。
15.根据权利要求1至3中任一项所述的链轮装置，其中，所述链轮装置(18)包括由所述齿轮限定的外部零件和布置在所述外部零件内的内部零件(9)，并且其中，所述柔性元件(11)包括这样的层，该层包括在所述内部零件(9)与所述外部零件之间设置的柔性材料。
16.根据权利要求1至3中任一项所述的链轮装置，其中，所述柔性元件(15a,15b)包括设置在环保持件(16a,16b)上的橡胶环，并且其中，在所述齿轮(12)的任一侧上均设置橡胶环(15a,15b)和环保持件(16a,16b)。
17.根据权利要求1所述的链轮装置，其中，所述手持式动力工具是锯。
18.根据权利要求8所述的链轮装置，其中，所述刚性材料是钢。
19.根据权利要求10所述的链轮装置，其中，所述弹性环是橡胶环。
20.根据权利要求12所述的链轮装置，其中，所述弹性环是O形环。
21.根据权利要求15所述的链轮装置，其中，所述柔性材料是橡胶。
22.一种手持式动力工具，包括根据权利要求1至21中任一项所述的链轮装置(5；18；25；26)，驱动单元(20)，驱动轴(21)和切割工具(3)。
23.根据权利要求22所述的手持式动力工具，其中，所述工具是链锯或杆锯。
24.根据权利要求23所述的手持式动力工具，其中，所述工具是电池驱动的链锯。
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