CN1103658C - 轴的制动装置 - Google Patents

Abstract

支承在一个外壳(11)中的轴(10)的制动装置、尤指手持电动工具机工具轴的制动装置具有两个相互可啮合的制动件(12、13)，其中第一制动件不旋转地设置在外壳(11)中，而第二制动件则抗扭转地设置在轴(10)上，为了避免在轴(10)不断旋转时，由于制动功能释放而引起损坏，设置了在轴(10)不断旋转的情况下引起两个制动件强迫脱开的脱开装置，该脱开装置可根据制动件(12、13)的结构而作成不同的形式。

Description

轴的制动装置

技术领域

本发明涉及一种可旋转支承在一个外壳中的一根轴的制动装置，尤指手电钻、蓄电池麻花钻之类的手持电动工具机的工具轴的制动装置。

技术背景

这种制动装置例如在手持电动工具机的应用场合中作为所谓轴-锁紧功能将工具轴锁紧在机器的静止位置，以便固定和松开单套的工具卡头。

在这类手持电动工具机的一种公开的制动装置中(DE 43 05 967A1)，为了实现所谓的锁紧功能，用了一个抗扭转地装在工具轴上的、与电动机从动轴上的主动轮啮合的轴齿轮作为第二制动件，该制动件设有多个轴向槽。第一制动件作成一个在其上侧有一个手柄槽的制动开关，该制动开关可平行于工具轴移动并有一根制动杆，该制动杆可插入轴齿轮的多个槽的一个槽中，实现外形连接，从而将工具轴不旋转地固定在外壳上，为了避免机器在运行中由于操作制动滑板而使锁紧功能动作，从而引起工具机损坏，采取了在接通电动机时阻止制动开关移动的措施。这些措施在于：制动杆返向运动至电动机的电开关部位并在该处与一个滑块连接，只有当装电刷工具位于电动机无电流的中间位置时，该滑块才被一个调节环释放移动。

在冲击钻的一种公开的制动装置中(DE 195 28 924 A1)，“钻削”和“冲击钻削”两种运行方式用的一个手动的转换开关把手具有一个第三回转位置，在这个位置上实现锁紧功能。在转换开关把手的这个回转位置上，一个可移动支承在外壳上的制动销朝复位弹簧的复位力移动并按相同的方式通过外形连接啮合在轴齿轮上的多个轴向槽之一中，工具轴经该齿轮由一台电动机驱动。为了在这里也避免错误功能，转换开关把手在复位弹簧拉紧的情况下转换到它的第三开关位置，在这个位置上，一旦松开转换开关把手，该复位弹簧就使转换开关把手立即复位。这样就保证了在工具更换后重新立即取消锁紧功能，并在接通电动机时，便可根据要求的运行方式调到“钻削”或“冲击钻削”。

发明内容

本发明的目的在于提出一种制动装置，这种制动装置任何时候都不会妨碍人工实施制动功能，但同时通过一个相当少的结构费用确保了制动功能的释放不对装置和轴产生任何损害。

上述目的的技术解决方案在于，这种可旋转支承在一个外壳中的轴的制动装置，特别是例如手电钻，蓄电池麻花钻之类的手持电动工具机的工具轴的制动装置具有两个相互可啮合的制动件，其中，第一制动件不旋转地设置在外壳中，而第二制动件则抗扭地设置在轴上，此外，设置了一个在轴旋转下使这两个制动件强迫脱开的脱开装置。

根据本发明，由于只有在轴不断旋转时才起作用的脱开装置在制动件的制动功能释放而发生啮合或发生啮合的危险时才可强迫制动件脱开，这样就取消了防止人工操作所需制动功能的锁定的全部复杂措施。

结合附图所示的几个实施例将在下面的说明中详细说明本发明。

附图说明

图1表示按图2剖面线I-I剖开的一根可旋转支承在外壳内的轴的制动装置的部分纵截面；

图2表示沿图1剖面线II-II剖开的一个截面；

图3表示第二实施例的一种制动装置的图1相同的视图；

图4表示沿图3剖面线IV-IV剖开的截面图；

图5表示第三实施例的一种制动装置的部分横截面；

图6表示第四实施例的一种制动装置的部分横截面。

优选实施例描述

图1至图6不同截面和实施例中所示的，用来制动一根旋转支承在外壳11内的轴10的装置，尤其适用于手电钻、蓄电池麻花钻之类的手持电动工具机并用来把表示轴10的工具轴固定在机器的静止状态，以便在更换工具时卡紧或松开与工具轴抗扭连接的用来安装例如钻头或麻花钻头的工具卡盘。其中，外壳11表示手持电动工具机的机壳。原则上，附图所示的制动装置的全部实施例都有两个相互可啮合的制动件12、13，其中，第一个制动件12不旋转地设置在外壳11中，而第二制动件13则抗扭地设置在轴10上。两个制动件12、13的相互啮合通过设置在外壳11中的人工操作和操作时部分地从外壳11中凸出的第一制动件12来实现。当两个制动件12、13啮合时，轴10不旋转地固定在外壳11上。为了防止由于轴10的传动装置接通时即例如在手持电动工具机的例子中，在电动机接通时引起电动机、制动装置或轴10损坏而设置了在轴10旋转时强迫使两个制动件12、13脱开的脱开装置。在图1和图2或图3和图4或图5和图6的不同实施例中，根据制动件12、13的不同结构以不同的方式实现这些脱开装置。

在图1和图2不同截面所示制动装置的第一实施例中，第一制动件12具有一根包围轴10的、在外壳11中可移动的、在其一个环侧上构成卡槽15的卡环14和一个凸出在外壳11上的、用来将该卡环14推到轴10上的操作件16。如图2所示，带有两个径向导向凸部17的卡环14在外壳11中构成的两个平行于轴10轴线方向延伸的U形横截面导轨18中进行导向运动。在第二制动件13上，在面向它的卡环14的前端上同样构成卡槽19，这些卡槽与卡环14上的卡槽15对应并通过卡环14在导轨18中的移动实现相互啮合。为了卡环14的轴向移动，操作件16作用在一个位于卡环14前面的一根轴10上松动套装的传递环20上。在传递环20和卡环14之间的整个圆周上的均匀分布几个压缩弹簧21，这些弹簧的弹簧轴线设置成与轴线平行。压缩弹簧21的弹簧端通过外形连接装在卡环14的轴向凹槽22中和传递环20的轴向凹槽23中，它们从卡环14和传递环20相向的端侧装入。

操作件16包括一个与外壳11的轴10径向导向移动的移动按钮24和一个在移动按钮24的移动方向内整体续接的移动楔块25，该楔块成叉形搭接在轴10上。在移动楔块25上构成一个斜面26，该斜面这样定位在移动按钮24的轴上，即在移安钮24朝轴10的方向向里运动时，该斜面26引起一个朝第二制动件13方向的传递环20和卡环14的移动运动。为此，传递环20用其一个在面向移动楔块25环形面上构成的并平行于斜面26延伸的斜面27在压缩弹簧21的压力作用下紧贴在斜面26上。移动按钮24分别配置有复位弹簧28，这些复位弹簧一端支承在移动按钮24上，另一端支承在外壳11上并在移动按钮24径向向里运动时拉紧。

现在如果用手按移动按钮24，则朝轴10运动的移动滑块25通过它的斜面26和通过传递环20上的斜面27使图1中的传递环20向左移动，从而通过压缩弹簧21推卡环14，并使卡环14和第二制动件13的卡槽5、19相互啮合。开始时提到的、在轴10旋转时强迫使两个制动件12、13脱开从避免损坏的脱开装置在这里由一个在卡槽15、19之间设置的锁紧力矩构成。锁紧力矩的大小由卡槽15、19的外形和压缩弹簧21的硬度来确定，并设计成在轴10静止时锁紧力矩小于在轴10上作用的扭矩，例如在工具轴的工具卡盘松开时产生的扭矩。在轴10旋转时，锁紧力矩可使卡环14和第二制动件之间闸紧，所以，虽然压入了移动按钮24，轴10仍可旋转。

在图3和图4不同截面所示的制动装置中，第一制动件12具有一个在外壳11中可相对于轴10进行导向移动的移动按钮30，以便进行人工操作。该按钮在其面向轴10的端面上有一个卡紧凸部31。移动按钮30配置有复位弹簧32，这些复位弹簧一端支承在移动按钮30上，另一端支承在外壳11上，并在移动按钮30径向向里运动时拉紧。第二制动件13用槽-榫连接33抗扭地但可轴向移动地固定在轴10上。其中，轴向移动是在克服压缩弹簧34的弹力时进行，该压缩弹簧以其弹簧轴线平行于轴10支承在第二制动件13和外壳11之间。在第二制动件13的轴向段上，在整个圆周上构成均匀分布的卡槽35，这些卡槽与移动按钮30上的卡紧凸部31对应。在轴10上的第二制动件13的基本位置上，这些瞳槽位于卡紧凸部31的移动轨道上，所以在用人工朝复位弹簧32的弹力将称按钮30压入外壳11中时，不断移动的卡紧凸部31便啮合在圆周方向内的卡槽35之一中，实现外形连接，从而将第二制动件13和轴10不旋转地固定在外壳11上。

在轴10旋转时使两个制动件12、13强迫脱开的脱开装置在这个实施例中具有一个与第一制动件13对应的销子36和一个在第二制动件13上构成的、带波形38的波形段37。该销子36可在移动按钮30中进行导向移动，并受压簧39的力作用，该压簧朝移动按钮30上的止挡301压销子36，使其相对于轴10径向远超出卡紧凸部31，并以很小的径向距离终止在波形段37之前。所以在移动按钮30压入外壳11中时，销子36与波形38的啮合比卡紧凸部31与卡槽35的啮合早得多。从现在起波形38是这样构成的，即在轴10旋转时插入的销子36朝压缩弹簧34的弹力推动第二制动件13这样远，以致从这时起卡槽35位于卡紧凸部31的移动轨道之外，从而使卡紧凸部31在移按钮30向里运动结束时不可能通过啮合在卡槽35中卡紧。为此，具有波峰381和波谷382的波形38这样切入第二制动件13的波形段37中，即波峰381与波形段37的环形前端371齐平，所以插入的销子36在轴10旋转时到达前端371并以这样的方式从后面卡住波形段37，即其圆周面贴合在前端371上，从而使第二制动件13保持朝压缩弹簧34的弹力移动。为了实现第二制动件13的足够移动，波形38的深度亦即波峰381和波谷382之间的距离设计成比从卡紧凸部31的移动轨道中移出卡槽35所需的第二制动件13的移动距离稍大一些。当轴10静止时，销子36在移动按钮30向里运动过程中同样碰到波形38。当它在波形38上不出现中间间隙时，它便克服压缩弹簧39的弹力在移动按钮30中向里运动，这样移动按钮30的移动运动便可继续到卡紧凸部31插入卡槽35中，从而使轴10停止为止。

在图5所示制动装置的第三实施例中，抗扭地设置在轴10上的第二制动件13带有一个外齿40，第一制动件12则具有两个可旋转支承在外壳11上的结构相同的制动杠杆41，该杠杆用一个卡爪42卡入外齿40中，从而将第二制动件13不旋转地固定在外壳11上。在每根制动杠杆41上都装有一个蝶形弹簧43，该弹簧对制动杠杆41沿啮合方向加载，所以卡爪42在蝶形弹簧43的弹力作用下总是卡入外齿40的齿槽中。

在轴10旋转时强使两个制动件12、13脱开的脱开装置在此实施例中具有两个电磁铁44，其中，每个电磁铁44分别对应一个制动杠杆41。在电磁铁44的示意的励磁线圈45通电时，相应的制动杠杆41被吸引，从而产生旋转，于是卡爪42从外齿40中抬起。检测轴10传动装置的开关的接通和断开位置的电子控制线路46，在手持电动工具机的情况中，即检测电动机的接通和断开状态用的电子控制电路的作用在于，随着轴的传动用的开关接通，两个电磁铁44的励磁线圈45通电，并由于卡爪42从外齿40中抬起，两个在电磁铁44无电流时相互锁紧的制动件12、13脱开，所以轴10可无阻碍地旋转。

在图5所示制动装置的一种简化结构中可取消两个制动杠杆41和两个电磁铁44的一个。

在图6横截面所示制动装置的第四实施例中，第二制动件13也带有外齿50，而第一制动件12则包括一个可旋转支承在外壳11中的带卡爪52的制动杠杆51以及一个可移动支承在外壳11中的并向里可在外壳11中用人工移动的移动按钮53。在制动杠杆51上作用一个蝶形弹簧54，该弹簧对图6所示制动杠杆51沿反时针方向加载并使该制动杠杆靠到移动按钮53上。在没有操作移动按钮53时，按钮被张紧的制动杠杆51压靠在外壳11内壁上的一个止挡111上。在这个位置上，制动杠杆51的卡爪52从第二制动件13的外齿50中压出并可通过移动按钮53的向里运动重新转移到图6所示的制动位置，在这个位置上，两个制动件12、13相互抗扭地连接在一起。

在轴10旋转下使两个制动件12、13强迫脱开的脱开装置在这里具有一个摩擦连接套在轴10上的带一个径向凸起的凸轮56的凸轮盘55以及一条在制动连杆51上面向凸轮盘55的下侧上构成的提升曲线57，该曲线与凸轮56相互作用，并被凸轮56的止挡58限制。该提升曲线57具有一段大致为余弦形的曲线段571，它离凸轮56的距离是这样设计的，即在凸轮56位于曲线段571最小时制动杠杆51的卡爪52可落入外齿40中(如图6所示)，并在凸轮56位于最大时该卡爪从外齿50中升起。从凸轮56的旋转方向看，卡档58设置在曲线571的最大的端上。轴10的旋转方向如箭头59所示。其中带凸轮56的凸轮盘55保持在卡爪52和卡挡58之间。

在轴10不断旋转下，当操作者通过移动按钮53旋转制动杠杆51时，它的卡爪52便进入外齿50的附近，于是在凸轮56旋转到提升曲线57上时，制动杠杆51制动。其中，凸轮55在一定旋转后靠在止挡58上，凸轮盘55滑转到轴10上，于是在轴10旋转时阻止了卡爪52进入外齿51中。在轴10静止时，操作者可用手轻微旋转轴10，以便凸轮盘55重新释放制动杠杆51，并通过按移动按钮53使轴10制动。

Claims (17)

1.可旋转支承在一个外壳(11)中的轴(10)的制动装置，特别是例如手电钻，蓄电池麻花钻之类的手持电动工具机的工具轴的制动装置具有两个相互可啮合的制动件(12、13)，其中，第一制动件不旋转地设置在外壳(11)中，而第二制动件(13)则抗扭地设置在轴(10)上，其特征在于，设置了一个在轴(10)旋转下使两个制动件(12、13)强迫脱开的脱开装置。

2.按权利要求1的装置，其特征在于：第一制动件(12)具有一个包围轴(10)的，在外壳(11)中可进行导向移动的、在一侧构成卡槽(15)的卡环(14)和一个凸出在外壳(11)上的、用来推动卡环(14)的操作件(16)；第二制动件(13)在其面向卡环(14)的前端上具有与卡环(14)的卡槽(15)对应的卡槽(19)；脱开装置由一个设置在卡槽(15、19)之间的锁紧力矩构成。

3.按权利要求2的装置，其特征在于，操作件(16)作用在一个松动装在轴(10)上的传递环(20)上，并在传递环(20)和卡环(14)之间支承弹簧轴线与轴线平行的压缩弹簧(21)。

4.按权利要求3的装置，其特征在于，锁紧力矩可通过卡槽(15、19)的形状和压缩弹簧(21)的硬度进行调节。

5.按权利要求3或4的装置，其特征在于，操作件(16)具有一个相对于轴(10)可在外壳(11)中进行径向导向移动的移动按钮(24)，在该移动按钮上，在移动方向内整体续接一个成叉形搭接在轴(10)上的移动楔块(25)，该楔块的斜面(26)这样停靠在移动按钮(24)的轴上，即在移动按钮(24)朝轴(10)向里运动时，斜面(26)引起一个传递环(20)和卡环(14)的朝第二制动件(13)的移动运动。

6.按权利要求5的装置，其特征在于，传递环(20)在其面向移动楔块(25)的前端上具有一个与移动楔块(25)的斜面(26)平行的斜面(27)。

7.按权利要求1的装置，其特征在于：第一制动件(12)具有一个相对于轴(10)可在外壳(11)中径向进行导向移动的、用手操作的移动按钮(30)，该按钮在其面向轴(10)的前端上具有一个可插入在第二制动件(13)圆周上构成的槽(35)中的卡紧凸部(31)；第二制动件(13)设置在轴(10)上可轴向移动；脱开装置具有一个对应于第一制动件(12)的，在其移动按钮(30)的移动方向内可进行导向移动的弹簧加载的销子(36)和一个在第二制动件(13)上构成的波形段(37)，该销子相对于轴(10)径向凸出在移动按钮(30)上，而该波形段(37)的波形(38)则设计成在轴(10)旋转下经向插入波形段(37)中的销子(36)把第二制动件(13)朝弹力方向推动到使卡槽(35)位于卡紧凸部(31)的移动轨道之外。

8.按权利要求7的装置，其特征在于，波形(38)的波峰(381)与波形段(37)的环形前端(371)齐平，所以在轴(10)旋转时，销子(36)移到波形段(37)的前端(371)上，并从后面卡住该波形段的前端。

9.按权利要求8的装置，其特征在于，波形(38)的轴向深度设计成大于卡槽(35)从卡紧凸部(31)的移动轨道中移出所需的第二制动件(13)的移动距离。

10.按权利要求7至9任一项的装置，其特征在于，第二制动件(13)用它离波形段(37)的前端通过压缩弹簧(34)支承在外壳(11)上。

11.按权利要求7至10任一项的装置，其特征在于，凸出在移动按钮(30)上的销子(36)借助于一个压簧(39)贴合在移动按钮(30)上构成的至少一个止挡(301)上，而且销子(36)朝压缩弹簧(39)的移动距离设计成大于卡紧凸部(31)到插入卡槽(35)中的移动距离。

12.按权利要求5至11任一项的装置，其特征在于，移动按钮(24；30)配置有复位弹簧(28；32)这些弹簧支承在移动按钮(24；30)和外壳(11)上，并在移动按钮(24；30)径向向里运动时拉紧。

13.按权利要求1的装置，共特征在于，第二制动件(13)带有外齿(40)，第一制动件(12)具有至少一根在弹簧拉力作用下用一个卡爪(42)插入外齿(40)中的、旋转支承在外壳(11)上的制动杠杆(41)；脱开装置具有一个至少使制动杠杆(41)从外齿(40)中抬起的电磁铁(44)，该电磁铁在轴旋转时激励。

14.按权利要求13的装置，其特征在于，轴(10)由一台电动机驱动，且电磁铁(44)的励磁线圈(45)与电动机的接通/断开开关连接。

15.按权利要求1的装置，其特征在于：第二制动件(13)带有外齿(50)，而第一制动件(12)则作为一个借助于一个凸出于外壳(11)上的移动按钮(53)用一个卡爪(52)可插入外齿(50)的制动杠杆(51)构成，该制动杠杆支承在外壳(11)上可进行摆动运动；脱开装置具有一个在轴(10)上摩擦连接的带有一个径向凸起的凸轮(56)的凸轮盘(55)和一条在制动杠杆(51)上构成的与该凸轮(56)相互作用的提升曲线(57)，该曲线由凸轮(56)的一个止挡(58)限定。

16.按权利要求15的装置，其特征在于，提升曲线(57)具有余弦形的曲线段(571)，它离凸轮盘(55)上的凸轮(56)的距离是这样设计的，即在凸轮(56)位于曲线段(571)的最小时制动杠杆(51)的卡爪(52)可落入外齿(50)中，并在凸轮(56)位于曲线段的最大时从外齿(50)中抬起；在凸轮(56)的旋转方向(59)内，止挡(58)直接设置在曲线段(571)的最大后面。

17.按权利要求15或16的装置，其特征在于，制动杠杆(51)上作用一个最好作为蝶形弹簧(54)构成的弹簧，该弹簧在卡爪(52)从第二制动件(13)的外齿(50)的抬起方向内向制动杠杆(51)加载。

Images