CN114454048A - 具有齿轮系的气动工具 - Google Patents

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Abstract

本发明广泛地涉及例如砂磨机的气动工具，其提供最佳输出速度，并且具有显著的失速转矩，以降低工具在使用期间失速的风险。工具包括联接齿轮组，其以最佳速度驱动例如研磨垫的输出附件，而没有动力损失或动力降低，并且具有放大的失速转矩。联接齿轮组可以包括用作减速器的第一齿轮组和用作增速器的第二齿轮组。

Description

具有齿轮系的气动工具
技术领域
本发明大体上涉及气动工具，更具体地，涉及具有改进的齿轮系的气动工具。
背景技术
许多工具由气动空气或液压流体提供动力。在传统的气动工具(例如气动砂磨机)中，空气或液压流体被引导到马达，以向工具提供动力。气动砂磨机通常以高转速运行，但是难以处理增大的摩擦力或转矩。例如，当砂磨粗糙表面时，砂磨机可能由于砂纸与表面之间的摩擦或转矩的量超过砂磨机的失速转矩容量而失速。进一步地，对于许多应用和用途，需要一种砂磨机，其提供比马达的正常运行速度小的输出速度和/或比马达的最大运行速度高的输出速度。
在一示例中，气动砂磨机可以包括受控马达，以提供输出速度，但是这样的砂磨机往往由于马达的过载而容易失速。在另一示例中，气动砂磨机可以包括受限马达，其通过限制马达来限制输出速度。然而，在该示例中，动力和失速转矩也降低，并且砂磨机可能容易失速。在又一示例中，砂磨机可以包括降低输出速度的齿轮传动马达。然而，在该示例中，输出速度往往比期望的降低得更多，并且砂磨机没有最佳地运行。
发明内容
本发明广泛地涉及气动工具(例如砂磨机)，其提供最佳输出速度(例如大约12000到14000RPM)，并且具有显著的失速转矩，以降低工具在使用期间失速的风险。工具包括联接齿轮组，其以最佳速度驱动输出附件(例如研磨垫)，而没有动力损失或动力降低，并且具有放大的失速转矩。联接齿轮组可以包括第一齿轮组和第二齿轮组。第一齿轮组可以用于降低输出速度，而且用于驱动第二齿轮组。第二齿轮组可以用于提高输出速度。因此，第一齿轮组用作减速器，并且第二齿轮组用作增速器。
在一实施例中，本发明涉及一种气动工具，其具有输出轴和具有马达轴的马达，其中，马达轴以第一转速旋转。工具还包括具有第一侧和第二侧的齿轮架。第一齿轮组可操作地联接到第一侧，并且适于从马达轴接收旋转力并以小于第一转速的第二转速提供旋转力。第二齿轮组可操作地联接到第二侧，并且适于从第一齿轮组接收旋转力并以大于第二转速的第三转速向输出轴提供输出旋转力。
在另一实施例中，本发明涉及一种用于气动工具的齿轮组件，该气动工具具有马达，该马达具有适于以第一转速旋转的马达轴。齿轮组件包括具有第一侧和第二侧的齿轮架。第一齿轮组可操作地联接到第一侧，并且适于从马达轴接收旋转力并以小于第一转速的第二转速提供旋转力；第二齿轮组可操作地联接到第二侧，并且适于从第一齿轮组接收旋转力并以大于第二转速的第三转速提供输出旋转力。
在另一实施例中，本发明涉及一种气动砂磨机。气动砂磨机包括：工具壳体；马达，其布置在工具壳体中并具有马达轴，其中，马达轴适于以第一转速旋转。齿轮壳体联接到工具壳体并且包括内部轮齿。齿轮架布置在齿轮壳体中并且具有第一侧和第二侧。第一齿轮组布置在齿轮壳体中并且可操作地联接到第一侧，其中，第一齿轮组适于接合内部轮齿并从马达轴接收旋转力且以小于第一转速的第二转速提供旋转力。第二齿轮组布置在齿轮壳体中并且可操作地联接到第二侧，其中，第二齿轮组适于接合内部轮齿并从第一齿轮组接收旋转力且以大于第二转速的第三转速向输出轴提供输出旋转力。
附图说明
为了便于理解寻求保护的主题，在附图中例示了其实施例，当结合以下描述考虑时，从对其实施例的检查中，寻求保护的主题、其构造和操作及其许多优点应当容易理解和领会。
图1是根据本发明实施例的示例性工具的透视图。
图2是根据本发明实施例的图1的工具的侧视图。
图3是根据本发明实施例的图1的工具的局部分解图。
图4是根据本发明实施例的图1的工具的齿轮组件和马达的分解图。
图5是根据本发明实施例的图1的工具的齿轮组件和马达的局部分解侧视图。
图6是根据本发明实施例的图1的工具的齿轮组件和马达的局部分解透视图。
图7是根据本发明实施例的图1的工具的齿轮组件和马达的另一局部分解透视图。
图8是根据本发明实施例的部分联接到图1的工具的马达的齿轮组件的另一局部分解图。
具体实施方式
尽管本发明容许有许多不同形式的实施例，但是在附图中示出了并且将在本文中详细描述本发明的优选实施例，应当理解，本公开应当被认为是本发明的原理的范例，并且不旨在将本发明的广泛方面限制于所例示的实施例。如本文所用的，术语“本发明”不旨在限制所要求保护的发明的范围，而是仅为了解释的目的而用于讨论本发明的示例性实施例的术语。
本发明广泛地涉及气动工具(例如砂磨机)，其提供最佳输出速度(例如大约12000到14000RPM)，并且具有显著的失速转矩，以降低工具在使用期间失速的风险。工具包括联接齿轮组，其以最佳速度驱动输出附件(例如研磨垫)，而没有动力损失或动力降低，并且具有放大的失速转矩。联接齿轮组可以包括第一齿轮组和第二齿轮组。第一齿轮组可以用于降低输出速度，而且用于驱动第二齿轮组。第二齿轮组可以用于增加输出速度。因此，第一齿轮组用作减速器，并且第二齿轮组用作增速器。
参考图1至图3，例示了示例性工具100(例如气动砂磨机)。工具100包括：工具壳体102；齿轮壳体104，其联接到工具壳体102；鼻盖或端盖106，其联接到齿轮壳体104；输出轴110，其适于联接到附件(例如衬垫和可更换的研磨附件(例如砂磨垫或砂磨盘等)或其它类型的附件)；以及毂108，其适于联接到输出轴110。工具壳体102包括马达壳体部112和手柄壳体部114。马达壳体部112适于容纳马达116。手柄壳体部114从马达壳体部112延伸。马达壳体部112和手柄壳体部114可以相对于彼此以一定角度布置。例如，马达壳体部112的纵向轴线和手柄壳体部114的纵向轴线可以相对于彼此以大约90度至大约120度的角度、更特别地以大约110度的角度来布置。
马达116布置在马达壳体部112中，并且在工具100的工作端处的输出轴110经由齿轮组件120可操作地联接到马达116的马达轴118(如图4所示，并且在下面进一步详细讨论)。马达116可以包括马达壳122，其容纳转子，该转子具有从转子径向向外延伸的轮叶或叶片，并且马达轴118可以联接到转子。如本领域所知，当空气或流体进入马达壳122时，空气或流体使叶片旋转转子，从而使马达轴118旋转，以提供输出旋转力。
空气或流体到马达壳122中的致动可以由可致动触发器124来控制，该可致动触发器124布置在接近马达壳体部112的手柄壳体部114中并从该手柄壳体部114延伸。触发器116可以由使用者致动，以使来自外部供应源的流体(例如，加压空气或液压流体)操作工具100，从而沿第一旋转方向和第二旋转方向(例如，顺时针方向和逆时针方向)中的任一者驱动马达116(和马达轴118)。触发器124可以偏置，使得使用者可以相对于工具100向内压下触发器124，以使工具100运行，并且释放触发器124，其中，触发器124的偏置性质使触发器124相对于工具100向外移动，以停止工具100的运行。
参考图3，触发器124可以包括杆部126，其从触发器124的后部延伸并进入手柄壳体部114中。衬套128可以布置在杆部126上，以在触发器124/杆部126与手柄壳体部114之间提供密封。在手柄壳体部114中还可以布置入口机构。入口机构可以包括入口衬套130和具有偏置构件或弹簧134的阀或调节器132。入口衬套130适于可移除地联接到外部供应源并从其接收空气或流体。弹簧134适于将调节器132偏置到限制或防止空气或流体进入马达壳122的关闭位置。当相对于工具100向内压下触发器124时，杆部126将调节器132移动或偏置到打开位置，从而允许空气或流体进入马达壳122。当空气或流体进入马达壳122时，空气或流体使叶片旋转转子，从而使马达轴118旋转，以提供输出旋转力。
在一实施例中，工具100还可以包括具有阀的方向选择机构，该方向选择机构可经由一个或多个按钮致动，以允许使用者选择第一旋转方向或第二旋转方向(例如，顺时针和逆时针)中的任一者。例如，选择第一旋转方向使得阀将空气或流体引导到马达壳122中，以使转子沿第一方向(例如顺时针)旋转。类似地，选择第二旋转方向使得阀将空气或流体引导到马达壳122中，以使转子沿与第一方向相反的第二方向(例如逆时针)旋转。
参考图4至图8，齿轮组件120包括第一齿轮组138和第二齿轮组140、以及适于接收第一齿轮组138和第二齿轮组140的齿轮架142。第一齿轮组138包括具有第一轮齿的第一行星齿轮144和分别布置在第一行星齿轮144中的第一齿轮轴承146。第二齿轮组140类似地包括具有第二轮齿的第二行星齿轮148和分别布置在第二行星齿轮148中的第二齿轮轴承150。
齿轮架142包括具有第一和第二相对侧的基部152、以及适于接收马达116的马达轴118的端部并为其提供间隙的中心孔154。第一齿轮突起或承载销156联接到基部152的第一侧并远离基部152向外延伸。第一承载销156适于接收并接合第一齿轮轴承146和第一行星齿轮144中的相应的一个。类似地，第二齿轮突起或承载销158联接到基部152的第二侧并远离基部152向外延伸。第二承载销158适于接收并接合第二齿轮轴承150和第二行星齿轮150中的相应的一个。图6和图7中示出了装配到齿轮架142上的第一齿轮组138和第二齿轮组140的示例性图示。虽然在示例性实施例中示出了三个第一行星齿轮144和三个第二行星齿轮148，但是应当理解，第一行星齿轮144和第二行星齿轮148的数量不限于此，并且可以实施为多于或少于三个。进一步地，第一行星齿轮144的直径可以大于第二行星齿轮148的直径。
如图6和图7所示，齿轮壳体104包括内部轮齿160，并且结合第一行星齿轮144和第二行星齿轮148用作齿圈。例如，当组装时，内部轮齿160与第一行星齿轮144和第二行星齿轮148的第一轮齿和第二轮齿配合并接合。
当组装时，马达轴118布置在第一行星齿轮144之间，并且马达轴118的齿与第一行星齿轮144的第一轮齿啮合并接合。输出轴110还具有类似地布置在第二行星齿轮148之间的带齿端162，并且带齿端162的齿与第二行星齿轮148的第二轮齿配合并接合。输出轴110还可以包括凹槽164和接收锁环或卡环168的凸缘166。轴承170围绕输出轴110布置在凸缘166与环168(或凹槽164)之间。齿轮壳体104围绕轴承170、第一齿轮组138和第二齿轮组140以及齿轮架142布置并径向覆盖轴承170、第一齿轮组138和第二齿轮组140以及齿轮架142。
在运行期间，第一齿轮组138用于降低从马达轴118接收的转速，并且第二齿轮组140用于提高从第一齿轮组138接收的转速。例如，当使用者致动或压下触发器116以使流体(例如加压空气或液压流体)从外部供应源进入马达壳122时，空气或流体使叶片旋转转子，从而使马达轴118旋转，以便以第一转速提供输出旋转力。马达轴118使齿轮组件120的第一级中的第一行星齿轮144旋转，并且第一行星齿轮144适于以小于第一转速的第二转速提供输出旋转力。第一行星齿轮144与齿轮壳体104的内齿160接合，这允许第一行星齿轮144使齿轮架142旋转并且向齿轮组件120的第二级中的第二行星齿轮148提供旋转力。第二行星齿轮148适于以大于第二转速的第三转速提供输出旋转力。第二行星齿轮148还与齿轮壳体104的内齿160接合，并且第二行星齿轮148与齿轮架142一起旋转，并且向输出轴110的带齿端162提供旋转力，以提供输出转速和转矩。
因此，齿轮组件120提供第一级和第二级，其中，第一级用于降低转速，第二级用于提高转速。这提供了一种气动砂磨机工具100，其具有最佳输出合理速度(例如大约12000至14000RPM)，并且具有显著的失速转矩，以降低工具100在使用期间失速的风险。
如本文讨论的，工具100可以是气动工具，例如砂磨机。然而，工具100可以是任何气动或液动或手持工具，例如抛光机、棘轮扳手、转矩扳手、冲击扳手、钻、锯、锤或任何其它工具。
如本文所用的，术语“联接的”及其功能等同物不是旨在必须限于两个或更多部件的直接机械联接。相反，术语“联接的”及其功能等同物旨在意指两个或更多个物体、特征、工件和/或环境物质之间的任何直接或间接的机械、电气或化学连接。在一些示例中，“联接的”还旨在意指一个物体与另一物体集成。如本文所用的，术语“一”或“一个”可以包括一个或多个项，除非另有具体说明。
在上述说明书和附图中阐述的内容仅作为例示而不是作为限制来提供。尽管已经示出和描述了特定实施例，但是对于本领域技术人员而言将显而易见的是，在不脱离发明人贡献的更广泛方面的情况下可以进行改变和修改。当基于现有技术以适当的观点来看时，所寻求保护的实际范围旨在由所附权利要求书限定。

Claims (20)

1.一种工具，其具有输出轴和具有马达轴的马达，其特征在于，所述马达轴以第一转速旋转，所述工具包括：
齿轮架，其具有第一侧和第二侧；
第一齿轮组，其可操作地联接到所述第一侧，并且适于从所述马达轴接收旋转力并以小于所述第一转速的第二转速提供旋转力；以及
第二齿轮组，其可操作地联接到所述第二侧，并且适于从所述第一齿轮组接收所述旋转力并以大于所述第二转速的第三转速向所述输出轴提供输出旋转力。
2.根据权利要求1所述的工具，其特征在于，所述第一齿轮组包括至少三个第一行星齿轮。
3.根据权利要求2所述的工具，其特征在于，所述第二齿轮组包括至少三个第二行星齿轮。
4.根据权利要求2所述的工具，其特征在于，所述第一齿轮组适于接收并接合所述马达轴。
5.根据权利要求3所述的工具，其特征在于，所述第二齿轮组适于接收并接合所述输出轴的带齿部。
6.根据权利要求3所述的工具，其特征在于，所述第一行星齿轮大于所述第二行星齿轮。
7.根据权利要求1所述的工具，其特征在于，还包括适于径向覆盖所述第一齿轮组和所述第二齿轮组的齿轮壳体。
8.根据权利要求7所述的工具，其特征在于，所述齿轮壳体包括内部轮齿，其适于接合所述第一齿轮组的第一轮齿和所述第二齿轮组的第二轮齿。
9.根据权利要求1所述的工具，其特征在于，还包括可致动的触发器，其适于在所述触发器致动后使空气或流体进入所述马达。
10.一种用于具有马达的工具的齿轮组件，所述马达具有适于以第一转速旋转的马达轴，所述齿轮组件包括：
齿轮架，其具有第一侧和第二侧；
第一齿轮组，其可操作地联接到所述第一侧，并且适于从所述马达轴接收旋转力并以小于所述第一转速的第二转速提供旋转力；以及
第二齿轮组，其可操作地联接到所述第二侧，并且适于从所述第一齿轮组接收所述旋转力并以大于所述第二转速的第三转速提供输出旋转力。
11.根据权利要求10所述的齿轮组件，其特征在于，所述第一齿轮组包括至少三个第一行星齿轮。
12.根据权利要求11所述的齿轮组件，其特征在于，所述第二齿轮组包括至少三个第二行星齿轮。
13.根据权利要求12所述的齿轮组件，其特征在于，所述第一行星齿轮大于所述第二行星齿轮。
14.根据权利要求10所述的齿轮组件，其特征在于，还包括适于径向覆盖所述第一齿轮组和所述第二齿轮组的齿轮壳体。
15.根据权利要求14所述的齿轮组件，其特征在于，所述齿轮壳体包括内部轮齿，其适于接合所述第一齿轮组的第一轮齿和所述第二齿轮组的第二轮齿。
16.一种气动砂磨机，包括：
工具壳体；
马达，其布置在所述工具壳体中并具有马达轴，其中，所述马达轴适于以第一转速旋转；
齿轮壳体，其联接到所述工具壳体并且包括内部轮齿；
齿轮架，其布置在所述齿轮壳体中并且具有第一侧和第二侧；
第一齿轮组，其布置在所述齿轮壳体中并且可操作地联接到所述第一侧，其中，所述第一齿轮组适于接合所述内部轮齿并从所述马达轴接收旋转力且以小于所述第一转速的第二转速提供旋转力；以及
第二齿轮组，其布置在所述齿轮壳体中并且可操作地联接到所述第二侧，其中，所述第二齿轮组适于接合所述内部轮齿并从所述第一齿轮组接收所述旋转力且以大于所述第二转速的第三转速向输出轴提供输出旋转力。
17.根据权利要求16所述的气动砂磨机，其特征在于，所述第一齿轮组包括至少三个第一行星齿轮。
18.根据权利要求17所述的气动砂磨机，其特征在于，所述第二齿轮组包括至少三个第二行星齿轮。
19.根据权利要求18所述的气动砂磨机，其特征在于，所述第一行星齿轮大于所述第二行星齿轮。
20.根据权利要求1所述的气动砂磨机，其特征在于，还包括可致动的触发器，其适于在所述触发器致动后使空气或流体进入所述马达并使所述马达轴旋转。
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