CN113646560A - 动力工具及用于该动力工具的齿轮单元 - Google Patents

Abstract

本申请说明书涉及一种手持式动力工具，所述手持式动力工具包括齿轮单元，所述齿轮单元包括齿轮输入和输出轴以及子组件，所述子组件包括与输入轴共同旋转的太阳轮、内齿圈以及布置在太阳轮和内齿圈之间的至少一个行星齿轮。齿轮单元还包括第一自由轮离合器机构和第二自由轮离合器机构，所述第一自由轮离合器机构布置成当驱动轴沿第一方向旋转时，绕过齿轮单元子组件而选择性地在齿轮输入轴和齿轮输出轴之间提供第一扭矩传递连接，所述第二自由轮离合器机构布置成当驱动轴沿第二相反方向旋转时，经由齿轮单元子组件选择性地提供第二扭矩传递连接。本申请说明书还涉及用于这种动力工具的齿轮单元。

Description

动力工具及用于该动力工具的齿轮单元

技术领域

本发明总体上涉及手持式动力工具，更具体地，涉及手持式动力工具及用于这种动力工具的齿轮单元。

背景技术

已知例如用于钻孔或用于拧紧螺母和螺栓的动力工具被用于各种行业中。通常，工具类型(包括马达的尺寸和作用)的选择必须根据最有可能针对特定用途而使用特定工具的要求和条件进行，即在大多数情况下将使用该工具的条件。

然而，在某些应用中，工作条件和/或对期望输出的要求在使用期间往往变化很多，例如关于在典型工作操作的不同部分期间所需的速度和/或扭矩，这引起许多设计挑战。

例如，对于螺母拧紧器，可能需要提供非常宽的速度范围，以便能够在快速下旋拧紧(rundown)期间提供高转速，而另一方面在拧紧结束时(即在接头的实际拧紧期间)提供高扭矩。对于钻机，类似的对宽速度范围的需要也可能存在，但是对于这样的工具，这可能主要是由于根据进行钻孔的材料而需要不同的速度，诸如铝和碳纤维的材料需要较高的钻孔速度(高速度，低扭矩)，而诸如钛的材料则需要低得多的速度(低速度，低扭矩)。对于在包括多层不同材料的结构中执行钻孔(其中在多级钻孔操作中使用同一工具)的应用中，这可能是特别重要的。

然而，为了能够提供这些不同的/发生变化的速度和扭矩水平，已知受这些类型的要求影响的动力工具包括例如一个或多个串联的行星齿轮级。然而，这种常规齿轮箱的主要缺点在于，它们在拧紧期间迫使马达以不同的速度水平运转，以提供期望的行为。例如，这在使用电动马达的工具中是主要的缺点，即使这种马达能够以不同的速度运行，它也是具有理想工作点的，在该工作点处损耗处于最低。因此，迫使马达以其他次优的转速水平运行，会产生不必要的损耗，从而降低工具的效率。

为了弱化一些这样的问题，已经尝试使用双向马达，其中取决于马达的旋转方向，力的流动(force flow)通过齿轮单元并因此所可能提供的齿轮齿数比而传递。在这种马达中，可以提供两个齿轮齿数比并因此提供两个速度水平，同时马达以相同的转速，优选上述的理想速度运行。

然而，仍然存在许多与这种齿轮装置相关的问题。例如，由于通常要使用大量组件以提供这种功能，这样的齿轮单元或齿轮箱往往会占用空间，特别是增加了工具的长度。此外，为了确保适当的功能，这种齿轮单元往往需要使用多个轴承。除了增加上述空间要求之外，这还给设计带来了不必要的高复杂性。

因此，在包括这种齿轮装置的动力工具的领域中存在改进的需要。

发明内容

因此，期望提供一种包括这种具有特别紧凑和可靠的设计的齿轮单元的动力工具。特别地，期望提供这样的动力工具，其在可以将马达的有效长度保持得尽可能短的情况下提供更高的效率(即，更低的损耗)。为了更好地解决这些问题中的一个或多个，提供了一种如独立权利要求中所限定的包括齿轮单元的拧紧工具和齿轮单元。优选实施方案限定在从属权利要求中。

根据本发明的第一方面，提供了一种手持式动力工具，其包括马达、输出轴以及布置在输出轴与连接至马达的驱动轴之间的齿轮单元。其中，齿轮单元包括齿轮输入轴、齿轮输出轴以及齿轮单元子组件，齿轮输入轴适配为与驱动轴接合(即，由马达驱动)，齿轮输出轴适配为与输出轴接合，所述齿轮单元子组件包括太阳轮、外部元件、至少一个行星齿轮以及行星架，所述太阳轮布置在输入轴上并且与输入轴共同旋转，外部元件包括内齿圈，至少一个行星齿轮布置在太阳轮与内齿圈之间，并且适配为在太阳轮与内齿圈之间传递旋转运动。其中，齿轮单元还包括第一自由轮离合器机构和第二自由轮离合器机构，第一自由轮离合器机构和第二自由轮离合器机构均适配为选择性地将扭矩传递至齿轮输出轴，其中，第一自由轮离合器机构布置成绕过齿轮单元子组件而选择性地在齿轮输入轴与齿轮输出轴之间提供第一扭矩传递连接，其中，第二自由轮离合器机构布置成经由齿轮单元子组件选择性地在驱动轴与齿轮输出轴之间提供第二扭矩传递连接，并且其中当驱动轴沿第一方向旋转时，所述第一自由轮离合器机构提供所述第一扭矩传递连接，当所述驱动轴沿第二相反方向旋转时，所述第二自由轮离合器机构提供所述第二扭矩传递连接。

根据第一方面，动力工具通过包括齿轮单元的设计为上述问题提供了创造性的解决方案，齿轮单元根据马达的旋转方向并由此根据驱动轴杆的旋转方向，绕过或经由行星齿轮机构选择性地在马达的驱动轴杆与输出轴之间提供连接。

更具体地，齿轮单元设计包括第一自由轮离合器机构和第二自由轮离合器机构，第一自由轮离合器机构和第二自由轮离合器机构允许力的流动(即沿其传递扭矩的路径)根据马达的旋转方向进行重新定向。在本申请说明书的上下文中，术语“自由轮离合器机构”在广义上是指在一个旋转方向上传递扭矩而在另一个旋转方向上空转(即，为自由轮)的机构。在整个本申请说明书中，表示这种类型的机构并且可以与术语“自由轮离合器机构”互换使用的其他术语包括自由轮、自由轮离合器和单向或单行联接器/离合器。在一些实施方案中，第一自由轮离合器机构和第二自由轮离合器机构可以选择和布置成使得传递扭矩的旋转方向(以及因此它们空转时的旋转方向)对于这两个机构是相同的。

换句话说，通过本发明的齿轮单元提供的扭矩传递连接或力的流动取决于马达的旋转方向而会不同。然而，无论马达的旋转方向如何，输出轴的旋转方向都相同。

该设计不仅巧妙地提供了更高速度范围的便利设置，例如，在一个示例性实施方案中，可以提供两个速度比，从而提供例如用于快速下旋拧紧的第一比值和用于拧紧阶段的第二比值，而且还可以减少工具中的功率损耗，并因此提高效率。这是因为可以允许工具的马达在本申请说明书的背景技术部分中提到的最优点处或至少在最优点附近操作。

例如，在利用马达的示例性实施方案中，该设计是特别有利的，这是因为例如马达的功率损耗在很大程度上取决于马达扭矩，并且通过使用齿轮箱作为马达扭矩减小器，从而可以保持快速下旋拧紧速度，并且在拧紧阶段期间利用高比值来减小马达扭矩。与一级齿轮箱相比，(其在拧紧阶段期间，马达也会在高负载下驱动螺钉，从而在马达中产生高强度电流，因此损耗很大)，由本发明的示例性实施方案提供的二级齿轮箱允许马达在拧紧阶段期间以较低的负载但以高的RPM运转，涉及的马达处于低电流状态，因此损耗很低。进一步地，鉴于通过本发明能够对自由轮机构进行的巧妙布置，这提供了缩短马达的有效长度的机会。

因此，本发明提供的优点包括提供高速度范围，显著减少工具中的功率损耗以及紧凑的设计。

通常，关于齿轮单元，可以将齿轮输入轴杆和布置在其上的太阳轮齿(更具体地，太阳轮)一起称为太阳轮或太阳轮组件，其中太阳轮构成与一个或多个行星齿轮相互作用的元件(在一些实施方案中，齿轮单元可以包括两个或三个行星齿轮)。太阳轮可以构成布置在轴杆上的单独的元件，或者在一些实施方案中与轴杆一体形成。例如，构成轮的轮齿可以通过在轴杆的圆周表面上机加工而成。进一步地，在一些实施方案中，外部元件可以是圆筒形的(即，基本上圆筒形)元件，可能具有变化的内径和外径。例如，在一些实施方案中，外部元件包括外圆筒形表面，并且在内侧包括：第一圆筒形部分，其适配为容纳第二自由轮离合器机构上的外圆筒形表面；以及第二部分，其构成与至少一个行星齿轮配合的内齿圈。

输出轴(齿轮输出轴可以与之接合)也可称为工具输出轴、主轴和/或适配为连接至这样的主轴或与这样的主轴接合的轴。此外，在一些实施方案中，输出轴可以包括用于连接至适当的插槽的装置，例如用于接合螺母或螺栓的插槽，或者在钻机的情况下，是用于夹具的装置或用于容纳或接合夹具的装置。在一些实施方案中，输出轴被取代成适配为连接至另一齿轮或形成为另一齿轮的部分。例如，在转角式工具的示例性情况下，输出轴可以连接至锥齿轮，或者甚至在一些实施方案中形成为这种锥齿轮的输入侧的部分。

在一些实施方案中，工具可以还包括电路和/或可连接至用以操作成控制动力工具的控制器(或控制单元)。在一些实施方案中，动力工具是提供较低拧紧扭矩的工具，例如在1-20Nm的范围内，在一些实施方案中，在1-12Nm的范围内。

根据一个实施方案，第一自由轮机构布置成接合输入轴和齿轮输出轴。由此，当驱动轴杆/输入轴沿以第一自由轮离合器机构传递扭矩的方向旋转时，可以选择性地在输入轴与齿轮输出轴之间提供有利的直接连接，并且因此可以选择性地实现1：1的齿轮齿数比。

根据一个实施方案，第一自由轮机构包括圆筒形元件，所述圆筒形元件包括圆筒形外表面，其中，圆筒形外表面装配至输出轴。由此，旋转运动可以经由第一自由轮而传递至输出轴。适当的装配方法包括压配合、冷缩装配、粘合剂或类似方法。根据一个实施方案，第一自由轮机构还包括至少一个运动传递元件，所述运动传递元件布置成与圆筒形元件接合。更具体地，与圆筒形元件的内侧接合。进一步地，至少一个运动传递元件可以适配为接合，即，抵靠在输入轴或轴的外表面上。由此，输入轴的旋转运动可以在一个或多个元件上传递至输出轴。仅当旋转方向是在自由轮上传递扭矩的方向时才提供传递。这样的元件的例子包括辊子、滚珠、斜面楔状件和类似物。

根据另一个实施方案，第一自由轮机构包括第一内圆筒形元件和第二外圆筒形元件，其中，第一圆筒形元件和第二圆筒形元件同中心地布置，第一圆筒形元件位于第二圆筒形元件的内侧，其中，第一圆筒装配至输出轴并且其中内圆筒装配至输入轴。因此，内圆筒随着驱动轴/输入轴旋转，并且根据方向旋转，以此种方式将扭矩传递至外圆筒或空转(即，旋转但不会传递扭矩)。适当的装配方法包括压配合、冷缩装配、粘合剂或类似方法。如上所述的运动传递元件可以布置在圆筒形元件之间。

根据一个实施方案，第二自由轮机构布置成接合圆筒形元件和输出轴。由此，当驱动轴杆/输入轴沿以第二自由轮离合器机构传递扭矩的方向旋转时，经由行星齿轮可以选择性地在驱动轴和齿轮输出轴之间提供扭矩传递连接，并因此可以实现不为1：1的齿轮齿数比。

根据一个实施方案，第二自由轮机构包括圆筒形元件，所述圆筒形元件包括圆筒形外表面，其中，圆筒形外表面装配至外部元件。由此，旋转运动可以经由第二自由轮传递至输出轴。适当的装配方法包括压配合、冷缩装配、粘合剂或类似方法。根据一个实施方案，第二自由轮机构还包括至少一个运动传递元件，所述运动传递元件布置成与圆筒形元件接合。更具体地，与圆筒形元件的内侧接合。进一步地，在这样的实施方案中，至少一个滚动元件可以接合，即抵靠在输出轴或轴的外表面上。由此，外部元件的旋转运动可以经由滚动元件而传递至输出轴杆。仅当旋转方向是在第二自由轮上传递扭矩的方向时才提供传递。这样的元件的例子包括辊子、滚珠、斜面楔状件和类似物。

根据另一个实施方案，第二自由轮机构包括第一内圆筒形元件和第二外圆筒形元件，其中，第一和第二圆筒形元件同中心地布置，第一圆筒形元件位于第二圆筒形元件的内侧，其中，第一圆筒装配至输出轴并且其中第二圆筒装配至元件。因此，驱动轴的运动经由太阳轮、行星齿轮和外部齿圈传递至外圆筒，并且，根据旋转方向外圆筒元件或者以将扭矩传递至内圆筒(因此传递到齿轮输出轴)的方式旋转，或者根据旋转方向而空转。适当的装配方法包括压配合、冷缩装配、粘合剂或类似方法。如上所述的运动传递元件可以布置在圆筒形元件之间。

在一些实施方案中，第一自由轮离合器机构可以适配为当马达(即驱动轴)沿顺时针方向旋转时将扭矩传递至齿轮单元输出轴，而第二自由轮机构可以适配为当马达沿逆时针方向旋转时经由行星齿轮将扭矩传递至输出轴。

如上所述，在一些实施方案中，第一自由轮机构和第二自由轮机构中的至少一个可以还包括至少一个运动传递元件。这种元件的例子包括滚动元件，例如辊子或滚珠。在包括这种元件的自由轮机构中，可以通过接合所述辊子的轨道的设计来提供这种单向的行为。在其他实施方案中，可以布置所谓的斜面楔状件来传递运动。斜面楔状件是非旋转元件，它们在一个旋转方向上滑动，使机构空转，但在另一方向上倾斜并锁定，从而可以传递扭矩。这在本领域中是已知的，将不进行更详细地描述。

根据一个实施方案，第一自由轮机构和第二自由轮机构中的至少一个是辊式离合器。在其他实施方案中，第一和第二自由轮离合器机构中的至少一个可以是单向离合器、斜面楔式离合器或棘轮装置。

根据一个实施方案，动力工具还包括至少包围马达和齿轮单元的壳体，并且其中行星架的旋转运动相对于壳体固定。因此，当输入轴旋转并因此布置在其上或与该轴杆一体形成的太阳轮旋转时，至少一个行星齿轮将此运动传递至外部元件的齿圈，进而齿圈旋转，而行星架保持静止，即不旋转。

根据一个实施方案，齿轮单元还包括外部套筒，其中外部套筒固定地布置在壳体中，并且行星架的旋转运动相对于外部套筒固定。在一个实施方案中，行星架沿外周包括脊部或突起，并且外部套筒包括所述脊部可以与之接合的对应凹槽。即，可以称为花键连接。这种外部套筒也可以布置成包围或部分包围齿轮单元的其他组件，这从组装的角度来看也是有利的。

根据一个实施方案，第一自由轮机构和第二自由轮机构同轴地布置。这是有利的，例如，可以实现更紧凑的设计。

根据一个实施方案，第一和第二自由轮布置成使得在第一和第二自由轮离合器机构之间至少存在部分的轴向重叠。在一个实施方案中，第二自由轮可以布置成包围或围着第一自由轮离合器机构。或者，换句话说，第一和第二自由轮离合器机构可以同中心地布置，第一自由轮离合器机构位于第二自由轮离合器机构内侧。在一些实施方案中，第一和第二自由轮机构具有相同的轴向长度，而在其他实施方案中，第一或内部自由轮机构具有较短的轴向长度。

第一和第二自由轮机构的同轴布置，并且进一步地其中一个自由轮离合器机构布置在另一个的内侧的布置特别有利，这不仅是鉴于布置长度的减少而实现了紧凑的、节省空间的设计，而且还由于也减少了齿轮单元中有未对准风险的部分的总长度，从而可以减少甚至完全消除对附加轴承的需求。这进而意味着其他的优点，包括降低设计的复杂性和组件数量。

进一步地，在一些实施方案中，为了能够以特别有利的方式容纳第一自由轮离合器机构和/或第二自由轮离合器机构，齿轮输出轴可以包括具有圆筒形形状的部分。更具体地，为具有开口端的中空圆筒形状的部分。这个圆筒形部分可以布置在所述齿轮输出轴的第一端处。由此，第一自由轮离合器机构可以布置在中空圆筒的内侧，即，面向和/或接合圆筒形部分的内圆筒形表面(使得第一自由轮机构的外圆筒形表面面向所述内表面)，而第二自由轮离合器机构可以布置在中空圆筒的外侧，即，面向和/或接合圆筒形部分的外圆筒形表面(使得第一自由轮机构的外圆筒形表面面向所述内表面)。这些特征共同提供了一种特别紧凑且节省空间的设计。

根据一个实施方案，当驱动轴沿第一方向旋转时，齿轮单元的齿轮齿数比为1：1。这可能是如下情况，即，当驱动轴沿以第一自由轮机构传递扭矩的方向旋转时，并因此在驱动轴/输入部与齿轮输出轴之间提供直接连接时的情况。

根据一个实施方案，当驱动轴沿第二方向旋转时，齿轮齿数比不为1：1。可能是如下的情况，即，当驱动轴沿以第一自由轮机构空转并且第二自由轮机构传递扭矩的方向旋转时，并因此在经由行星齿轮在驱动轴/输入部和齿轮输出轴之间提供连接时的情况。所提供的精确齿轮齿数比当然会根据应用情况进行调整。在一个示例性实施方案中，提供的齿轮齿数比为1：5。

根据一个实施方案，马达是双向马达。在一个实施方案中，马达是双向电动马达。进一步地，在本发明的范围内还可以想到包括气动马达的工具。

根据一个实施方案，动力工具是选自包括螺丝刀、螺母扳手、钻机和研磨机的群组的动力工具。然而，技术人员应理解在本发明的范围内可以想到任何其他类型的动力工具。例如，本领域技术人员应理解，与固定或夹具工具一起使用时，仅需对结构进行略微修改即可。在一些实施方案中，动力工具可以是电池供电的工具。通过本发明的齿轮单元提供的工具的提高的效率当然对于电池供电的工具而言是特别重要，在该电池供电的工具中可以实现更长的电池寿命。

根据本发明的第二方面，提供了一种适配为布置在根据上述实施方案的任一个的动力工具中的齿轮单元。通过前面涉及本发明的第一方面的讨论，可以容易地理解在本发明的第二方面的范围内可想到的齿轮单元的目的、优点和特征。

根据本发明的又一方面，提供了一种系统，该系统包括根据上述示例性实施方案中的任一个的动力工具和操作以控制该动力工具的控制单元。

在研究以下详细披露内容、附图和所附权利要求时，本发明的进一步目的、特征和优点将变得显而易见。本领域技术人员应理解，可以组合本发明的不同特征以创造除了以下描述的那些实施方案以外的实施方案。

附图说明

将参考附图在以下示例性实施方案的说明性和非限制性详细描述中描述本发明，在附图中

图1是根据一个实施方案的示例性动力工具的横截面图。

图2a是根据一个实施方案的动力工具的示例性齿轮单元的横截面图。

图2b是沿着图2a中所示的示例性齿轮单元的截面B-B的所呈现的横截面图。

图2c是沿着图2a中所示的示例性齿轮单元的截面C-C的所呈现的横截面图。

所有附图都是示意性的，不一定按比例绘制，并且通常仅示出了阐明本发明所必需的部分，其中，可以省略其他部件或者仅提及其他部件。

具体实施方式

图1是根据一个实施方案的示例性动力工具10的横截面图，在这种情况下其是手持式转角式(angled)电池动力工具10。所述工具包括马达(未示出)、输出轴20以及齿轮单元，齿轮单元可以适配为与输出轴20啮合，在所示实施方案中，输出轴20适配为在工具的前端连接至锥齿轮B或形成为锥齿轮B的部分，齿轮单元30布置在输出轴20与连接至所述马达的驱动轴或驱动轴杆之间。所述驱动轴适配为接合图1中所示的轴4。进一步地，壳体40包围马达和齿轮单元。

现在将参考图2详细描述齿轮单元30，图2是齿轮单元30的示例性实施方案的横截面图。图2中示出的齿轮单元30包括：齿轮输入轴4以及齿轮输出轴1，齿轮输入轴4适配为接合驱动轴(未示出)，并因此在输入轴的第一端A处与马达接合，齿轮输出轴1适配为接合输出轴20。进一步地，齿轮单元30包括齿轮单元子组件30a。所述子组件30a也可以称为行星齿轮30a，并且包括与输入轴4一体形成的太阳轮4a，更具体地，代表所述齿轮的轮齿形成在轴4的圆周表面上，如图2所示。可替代地，太阳轮4a可以例如是压配合或冷缩装配至轴4的单独的组件。所述子组件还包括外部元件2，在所示的实施方案中，圆筒形外部元件2包括内齿圈2a。在所示的实施方案中，三个行星齿轮3、3’、3”(其中两个可以在图2中看到)布置在太阳轮和内齿圈2a之间。齿轮单元还包括布置在壳体40中的外部套筒8。行星架7固定地附接至所述外部套筒2，在行星架7上布置有行星齿轮3、3’、3”。由此，行星架7的旋转运动相对于外部套筒2固定，并因此相对于壳体40固定。所述架沿其圆周包括轮齿，并且通过这些轮齿与套筒2的对应结构2b接合而被锁定，即固定至套筒2。

齿轮单元30还包括第一自由轮离合器机构5和第二自由轮离合器机构6，第一自由轮离合器机构5和第二自由轮离合器机构6均适配为选择性地将扭矩传递至齿轮输出轴1。在所示实施方案中，这些机构是辊式或楔块式离合器。在下文中，将使用术语辊式离合器，即第一辊式离合器5和第二辊式离合器6。这样，它们分别包括各自的圆筒形元件5、6和布置在其间的传递元件，例如辊子(或斜面楔状件)5b、6b(参见图2b)。

关于第一辊式离合器，通过将圆筒形元件5的外表面5a装配至输出轴1而传递元件与输入轴4的外表面接合的布置，所述辊式离合器布置在输入轴4与齿轮输出轴1之间。另一方面，通过传递元件与输出轴1的外表面接合，并且所述外圆筒形表面6a装配(在各种情况下，例如为通过压配合)至外部元件2的布置，第二辊式离合器6布置在外圆筒形元件2与输出轴1之间。为了允许这种布置，即允许输出轴1能够以特别有利的方式容纳第一和/或第二辊式离合器5、6，轴1包括端部1a，所述端部1a为具有开口端的中空圆筒的形状，使得第一辊式离合器可以通过外圆筒形表面5a与圆筒形的端部内表面接合而布置在中空圆筒的内侧，并且第二自由轮离合器机构可以布置在中空圆筒的外侧，在这种情况下，第二自由轮离合器机构通过第二离合器6的传递元件而与圆筒形的端部的外表面接合。

进一步地，从图2a以及在图2b中的垂直横截面中可以看出，第一辊式离合器5和第二辊式离合器6同轴地布置，并且还沿轴向重叠地布置。图2b还示出了各个自由轮机构5、6的辊子元件5b、6b或斜面楔状件5b、6b。更具体地，在所示实施方案中，第二自由轮6可以表示为外部自由轮，其有效地包围第一或内部自由轮离合器5。即，在所示的实施方案中，存在总体的轴向重叠。因此，第二或外部辊式离合器在直径和轴向长度方面也都较大。

第一辊式离合器5和第二辊式离合器6布置成根据马达的旋转定向而在输入轴4与输出轴1之间提供扭矩传递连接。随着对齿轮单元的功能的说明，在下文中将对此进行更详细的描述。

齿轮单元的功能通过齿轮单元30根据马达的旋转方向(因此根据驱动轴杆的旋转方向)，绕过或经由行星齿轮机构选择性地在驱动轴(连接至马达)与输出轴之间(即，在齿轮输入轴4与输出轴1之间)提供连接来实现，并因此实现动力工具的功能。

这种交替的力的流动在图2所示实施方案中通过第一自由轮辊式离合器5和第二自由轮辊式离合器6实现，所述第一自由轮辊式离合器5和第二自由轮辊式离合器6允许力的流动根据马达的旋转方向而重新定向。更具体地，在实际中，输出轴1既通过第一辊式离合器5也通过第二辊式离合器6而联接至输入部4，但是离合器的行为并由此齿轮单元的行为取决于马达的方向，具体如下。

当使齿轮输入轴沿第一方向(在该示例性情况下为顺时针方向)旋转时，太阳轮4a和输入轴杆4沿相同方向旋转。这进而使行星齿轮3、3’、3”(沿相反方向)旋转。接下来的组件，架7，相对于套筒8固定地布置，但外部元件2的齿圈2a与行星齿轮啮合，因此使得圆筒形外部元件2整体旋转。连接至第二辊式离合器6的圆筒形元件6的外部元件2旋转，因此进而引起第二辊式离合器6的圆筒形元件6的旋转，在这种情况下是沿逆时针方向旋转，其相对于行星齿轮组件上旋转方向改变。如上所述，第二辊式离合器6在逆时针方向旋转时不传递任何扭矩，因此其进行空转并且不传递扭矩。

相反，第一辊式离合器沿输入轴4的顺时针方向旋转，因此实际上在沿顺时针方向旋转时第一辊式离合器传递扭矩。由此，输入轴4的旋转运动直接传递到输出输出部2，并且提供了1：1的齿轮齿数比。

在相反的情况下，即，如果使齿轮输入轴沿相反的方向(在此示例性情况下为逆时针方向)旋转，则太阳轮和输入轴杆4在这种情况下当然也沿着相反方向旋转，导致行星齿轮3、3’、3”旋转，并因此使圆筒形外部元件2整体旋转，进而引起第二辊式离合器6的圆筒形元件的旋转。然而，在这种情况下，第二辊式离合器6沿顺时针方向旋转，沿顺时针方向第二辊式离合器6传递扭矩，因此，在这种情况下，输入轴4的旋转运动经由行星齿轮传递到输出部1，并且提供了不为1：1的齿轮齿数比。另一方面，在这种情况下，第一辊式离合器空转，因此不会传递扭矩。

在这两种情况下，输出轴2都沿顺时针方向旋转。

在所示的实施方案中，使用太阳轮上的9个齿，行星齿轮上的17个齿以及齿圈上的45个齿来获得1：5的示例性齿轮齿数比。

尽管已经在附图和前面的描述中详细示出和描述了本发明，但是这种示出和描述应被认为是说明性或示例性的，而非限制性的；本发明不限于所公开的实施方案。本领域技术人员理解，在所附权利要求所限定的范围内，可以想到许多修改、变化和改变。

此外，在实践所要求保护的发明时，本领域技术人员对附图、披露内容和所附权利要求书进行研究后，可以理解和实现所披露的实施方案的变型。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。在互不相同的从属权利要求中记载某些措施的事实并不表示不能有利地使用这些措施的组合。权利要求中的任何附图标记都不应被解释为限制权利要求的范围。

Claims (14)

1.一种手持式动力工具(10)，包括：马达、输出轴(20)和齿轮单元(30)，所述齿轮单元(30)布置在所述输出轴与接至所述马达的驱动轴杆之间，

其中，所述齿轮单元包括：

齿轮输入轴(4)，其适配为由所述马达驱动，

齿轮输出轴(1)，其适配为与所述输出轴接合，以及

齿轮单元子组件，所述齿轮单元子组件包括：

太阳轮(4a)，其布置在所述输入轴(4)上并且与所述输入轴(4)共同旋转，

外部元件(2)，其包括内齿圈(2a)，

至少一个行星齿轮(3)，其布置在所述太阳轮与所述内齿圈之间，并适配为在所述太阳轮与所述内齿圈之间传递旋转运动，以及

行星架(7)，

其中，所述齿轮单元还包括第一自由轮离合器机构(5)和第二自由轮离合器机构(6)，所述第一自由轮离合器机构(5)和所述第二自由轮离合器机构(6)均适配为选择性地将扭矩传递至所述齿轮输出轴，

其中，所述第一自由轮离合器机构(5)布置成绕过所述齿轮单元子组件而选择性地在所述齿轮输入轴与所述齿轮输出轴之间提供第一扭矩传递连接，以及

其中，所述第二自由轮离合器机构(6)布置成经由所述齿轮单元子组件而选择性地在所述驱动轴与所述齿轮输出轴之间提供第二扭矩传递连接，

并且其中当所述驱动轴沿第一方向旋转时，所述第一自由轮离合器机构提供所述扭矩传递连接，当所述驱动轴沿第二相反方向旋转时，所述第二自由轮离合器机构提供所述第二扭矩传递连接。

2.根据权利要求1或2所述的动力工具，其中，所述第一自由轮机构(5)布置成接合所述输入轴(4)和所述齿轮输出轴(1)。

3.根据权利要求2所述的动力工具，其中，所述第一自由轮机构(5)包括具有圆筒形外表面(5a)的圆筒形元件(5)以及布置成与所述圆筒形元件(5)接合的至少一个运动传递元件(5b)，其中，所述外圆筒形表面装配至所述输出轴(1)，并且其中所述至少一个运动传递元件还适配为接合所述输入轴(4)的外表面。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的动力工具，其中，所述第二自由轮机构(6)布置成接合所述外部元件(2)和所述输出轴(1)。

5.根据权利要求4所述的动力工具，其中，所述第二自由轮机构(6)包括具有圆筒形外表面(6a)的圆筒形元件(6)，以及布置成与所述圆筒形元件(6)接合的至少一个运动传递元件(6b)，其中，所述外圆筒形表面(6a)装配至所述输出元件(2)，并且其中所述至少一个运动传递元件还适配为接合所述输出轴(1)的外表面。

6.根据前述权利要求中任一项所述的动力工具，其中，所述第一自由轮机构和所述第二自由轮机构中的至少一个是辊式离合器。

7.根据前述权利要求中任一项所述的动力工具，还包括至少包围所述马达和所述齿轮单元的壳体，并且其中，所述行星架(7)的旋转运动相对于所述壳体固定。

8.根据权利要求8所述的动力工具，其中，所述齿轮单元还包括外部套筒，所述外部套筒固定地布置在所述壳体中，并且其中，所述行星架(7)的旋转运动相对于所述外部套筒固定。

9.根据前述权利要求中任一项所述的动力工具，其中，所述第一自由轮机构和第二自由轮机构同轴地布置。

10.根据权利要求7所述的动力工具，其中，所述第一自由轮和第二自由轮布置成使得在所述第一自由轮与所述第二自由轮之间至少存在部分地轴向重叠。

11.根据前述权利要求中任一项所述的动力工具，其中，当所述驱动轴沿所述第一方向旋转时，所述齿轮单元的齿轮齿数比为1：1。

12.根据前述权利要求12所述的动力工具，其中，当所述驱动轴沿所述第二相反方向旋转时，齿轮齿数比不为1：1。

13.根据前述权利要求中任一项所述的动力工具，其中，所述动力工具是选自包括螺丝刀、螺母扳手、钻机和研磨机的群组的动力工具。

14.一种齿轮单元，其适配为用于在根据权利要求1至14中任一项所述的动力工具中使用，其中，所述齿轮单元包括：

齿轮输入轴(4)，其适配为由所述马达驱动，

齿轮输出轴(1)，其适配为与所述输出轴接合，以及

齿轮单元子组件，所述齿轮单元子组件包括：

太阳轮(4a)，其布置在所述输入轴(4)上并且与所述输入轴(4)共同旋转，

外部元件(2)，其包括内齿圈(2a)，

至少一个行星齿轮(3)，其布置在所述太阳轮与所述内齿圈之间，并适配为在所述太阳轮与所述内齿圈之间传递旋转运动，以及

行星架(7)，

其中，齿轮单元还包括第一自由轮离合器机构(5)和第二自由轮离合器机构(6)，所述第一自由轮离合器机构(5)和所述第二自由轮离合器机构(6)均适配为选择性地将扭矩传递至所述齿轮输出轴，其中，所述第一自由轮离合器机构(5)布置成绕过所述齿轮单元子组件而选择性地在所述齿轮输入轴与所述齿轮输出轴之间提供第一扭矩传递连接，以及

其中，所述第二自由轮离合器机构(6)布置成经由所述齿轮单元子组件选择性地在所述驱动轴与所述齿轮输出轴之间提供第二扭矩传递连接，

并且其中当所述驱动轴沿第一方向旋转时，所述第一自由轮离合器机构提供所述扭矩传递连接，当所述驱动轴沿第二相反方向旋转时，所述第二自由轮离合器机构提供所述第二扭矩传递连接。

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