CN1265942C

CN1265942C - 冲击锤

Info

Publication number: CN1265942C
Application number: CN200310119816.8A
Authority: CN
Inventors: I·M·德罗斯特; R·赫廷
Original assignee: Black and Decker Inc
Current assignee: Black and Decker Inc
Priority date: 2002-10-23
Filing date: 2003-10-23
Publication date: 2006-07-26
Anticipated expiration: 2023-10-23
Also published as: EP1413402A3; GB2394517A; US6913090B2; EP1413402A2; CN1500598A; GB0224638D0; JP2004142096A; US20040211574A1; EP1413402B1

Abstract

一种手持动力冲击锤包括一个壳体(2)，一个在所述壳体内旋转安装的轴(4)，一个锤击机构(24，28，32)，用来在安装在轴前端部的工具或者钻头上产生反复的冲击，一个轴锁定装置(60)，包括至少一个轴锁定齿(66)，该装置安装在壳体内，以及用来和轴一起旋转的一组齿(43)。冲击锤可以是旋转冲击锤，其具有至少两种模式，包括轴在壳体内旋转的第一模式和所述齿和一个或多个轴锁定齿(66)相啮合从而锁定轴(4)不在壳体内旋转的第二模式。一种改进的轴锁定装置(60)包括一个弹性同步部件(72，74，92)，在一个或多个轴锁定齿啮合所述组齿之前，从第一模式到第二模式移动中该弹性同步部件啮合所述组齿，使得所述组齿和一个或多个轴锁定齿进行啮合对齐。

Description

冲击锤

技术领域

本发明涉及一种手持动力冲击锤，特别是具有气室锤击机构的电动旋转冲击锤。

背景技术

现有的旋转冲击锤具有壳体和安装在壳体内的空心圆柱体轴。轴的前端部可以插入工具或者钻头的柄部，例如钻头或者冲击式钻头，使得容纳在轴的前端部并且具有一定程度的轴向移动量。轴可以是单个的圆柱部分或者是由两个或者多个圆柱部分制成，它们一种构成冲击锤轴。例如，轴的前端部可以做成单独的工具夹持主体用来容纳工具或者钻头。这样的冲击锤一般具有冲击机构，它将来自电马达的旋转驱动转化为往复驱动，使得活塞在轴内往复运动，活塞可以是空心活塞。活塞通过位于活塞和冲头之间的封闭气室往复驱动冲头。来自冲头的冲击可选地通过一个打击件传递给冲击锤的工具或者钻头。

一些冲击锤可以用于冲击和钻孔组合模式或者单独钻孔模式，其中钻头插入的轴或者轴的最前部分进行旋转。在冲击和钻孔组合模式中，钻头旋转的同时接受重复的冲击。这样的冲击锤一般具有单独锤击的模式，其中轴被锁定不再旋转。

在一些已知的旋转冲击锤设计中，例如在DE2728961中，一个轴向移动的轴驱动齿轮不可旋转地环绕轴安装。轴驱动齿轮的轴向位置通过由模式切换旋钮起动的模式切换机构选择。在第一轴向位置，齿轮和中间驱动轴啮合，从而传送来自中间驱动轴的旋转驱动到空心轴。第一轴向位置是冲击锤的锤击钻孔或者单独钻孔模式。在第二轴向位置，齿轮和中间驱动轴脱离啮合并且不再传送所述的旋转驱动。在第二位置，齿轮和一组固定在冲击锤壳体内部的轴锁定齿啮合，从而旋转地在壳体内固定齿轮并且固定轴。第二位置是冲击锤的单独锤击模式。

这种模式切换机构的一个问题是齿轮同步问题。为了克服这个问题，齿轮可以偏置进入第一位置，使得当滑套或者齿轮朝向中间驱动轴移入第一位置时，如果齿轮上和驱动轴上的齿对齐错误，冲击锤马上启动并且驱动轴开始旋转，只要两组齿对齐，就通过偏置装置使两组齿进行啮合。从而，比较容易地克服了在进入冲击锤旋转模式时的同步问题。

当滑套或者齿轮移动进入第二位置，如果在齿轮和轴锁定齿上的齿没有对齐，它们将不会啮合。这个问题可以通过对齿开倒角而减少一定程度。然而，为了将两组齿进行啮合使得轴锁定，常常需要使用者对轴旋转位置进行一些手动调整。

发明内容

本发明的目的是提供一种冲击锤装置，它具有有效设计的轴锁定装置用来进行锤击模式，使得轴驱动齿和轴锁定齿之间自动啮合，而不用使用者手动调整轴的旋转位置。

根据本发明，提供一种手持动力冲击锤，包括：

一个壳体；

一个在壳体内旋转安装的轴；

一个锤击机构，用于对安装在所述轴的前端部的工具或者钻头产生反复的冲击；

一个轴锁定装置，包括至少一个轴锁定齿，该装置安装在壳体内；以及

用来和轴旋转的一组齿；

其中冲击锤具有至少两种模式，包括第一模式和第二模式，在第一模式中所述轴可在壳体内旋转，在第二模式中上述组齿和一个或多个轴锁定齿相啮合，从而锁定轴不在壳体内旋转；

其特征在于，轴锁定装置包括一个弹性同步部件，在所述一个或多个轴锁定齿啮合上述组齿之前，从第一模式到第二模式移动中该弹性同步部件啮合上述组齿，使得上述组齿和所述一个或多个轴锁定齿进行啮合对齐。

从而，提供了一种改进的轴锁定装置，其中当冲击锤朝它第二模式移动时弹性同步部件啮合所述组齿。同步部件可以变形或者移动，从而啮合所述组齿，并且由于它是弹性的，同步部件随后移回它的初始位置或者状态，从而旋转所述组齿和一个或多个轴锁定齿进行啮合对齐。因此，当冲击锤移入它的第二模式时，所述组齿和一个或多个轴锁定齿自动对齐。从而，使用者一般不需要手动旋转轴来使得齿进行啮合对齐。只要所述组齿和一个或多个轴锁定齿处于啮合对齐，轴就在冲击锤外壳内锁定不再旋转，实现冲击锤的第二模式。

为了简化所述组齿和同步部件相啮合的同步过程，最好所述齿做成倒角的。齿做成倒角使得朝向它们的端部宽度逐渐变小。齿的倒角使相邻的齿具有相互之间倾斜的相对表面。同步部件啮合一个或者多个倾斜表面，并且由于同步部件弹性特征产生的来自同步部件的偏置力导致同步部件沿着倾斜表面朝向每个齿的根部移动，从而推动齿到一侧，使得所述齿移动进入和一个或多个轴锁定齿啮合对齐的位置。为了实现上述，同步部件安置在轴锁定装置上，使得和轴锁定齿的位置或者和除了一个或多个轴锁定齿之外适合于啮合所述齿的附加轴锁定齿安放的位置相对齐。

该冲击锤可以是一种旋转冲击锤，它具有的所述齿构成齿轮系的一部分，该齿轮系在第一模式中传送旋转驱动到轴上。在这种情况下，提供一个过载离合器装置，通过它旋转驱动从所述齿传送到轴上。在一种实施方式中，该组齿位于齿轮上，该齿轮环绕轴安装。该组齿可以滑动移入和一个或多个轴锁定齿相啮合状态，或者可选择地，轴锁定装置可以滑动，使得一个或多个轴锁定齿和该组齿相啮合。

在一种实施方式中弹性同步部件包括一个可滑动安装在轴锁定装置上的啮合部件和一个弹簧部件，用来弹性偏置啮合部件进入啮合部件和所述齿相啮合的位置。啮合部件可以可滑动地安装在位于轴锁定装置内的凹槽内部，并且偏置进入啮合部件从凹槽出口凸出的位置，使得和所述齿相啮合。在一种实施方式中，啮合部件是一个弹性偏置球，通过弹簧部件偏置进入它的啮合位置。

根据本发明轴锁定装置可以具有锁定轴不再旋转和在轴向上向后偏置中间轴的两种功能，其中轴锁定装置安置在中间轴的前端并且可以另外包括一个用来和中间轴的前端相啮合第二弹性部件，使得在壳体内向后偏置中间轴。第二部件可以用来在基本上垂直于同步部件啮合所述齿的方向上偏置中间轴。

附图说明

根据本发明冲击锤的一种实施方式将通过实施例的方式讲述，所参照的附图为：

图1是一个局部的侧向横截面剖视图，示出了根据本发明的旋转冲击锤；以及

图2显示了从壳体后部看时，图1所示的冲击锤的壳体内部，以及固定在壳体内的轴锁定装置的第一种实施方式；

图3显示了图1和2中冲击锤一部分的横截面，该横截面沿图2中线AA切开；

图4显示了从壳体后部看时，图1所示的冲击锤的壳体内部，以及固定在壳体内的轴锁定装置的第二种实施方式；以及

图5显示了图1和4中冲击锤一部分的横截面，该横截面沿图2中线AA切开。

具体实施方式

传统的旋转冲击锤具有如图1横截面中所示出的前部，与马达相结合的后部，以及手枪握把后部手柄(在切去部分中示出)。可以替换的，手柄可以是D型手柄。手柄部分和触发开关7相结合，用来启动电马达，马达和小齿轮位于电枢轴前端部。马达的小齿轮通过一个齿轮旋转驱动中间轴6，该齿轮压力安装在中间轴6的后端部。中间轴通过位于中间轴6后端部的第一轴承和位于中间轴6前端部的前轴承3旋转安装在冲击锤的壳体2内。

一种本技术领域内公知的摆动驱动冲击锤机构用来往复驱动活塞24。活塞24可滑动地安装在空心圆柱轴4内，并且O形密封圈围绕该活塞24安装，从而在活塞24的外周和轴4的内表面之间形成密封。冲头28可滑动安装在轴4内并且O形密封圈围绕该冲头28安装，从而在冲头28的外周和轴4的内表面之间形成密封。在冲击锤的常规操作过程中，在活塞24的前表面和冲头28的后表面之间形成一个封闭气室，从而冲头通过封闭气室被活塞往复驱动。在冲击锤的常规操作过程中，冲头28反复撞击打击块32，该打击块可往复地安装在轴4内。打击块32传递来自冲头28的撞击到工具或者钻头(未示出)上，该工具或钻头通过本领域公知的工具夹持装置36安装在轴4的前部工具夹持部分内。工具或钻头可释放地锁定在轴4的工具夹持部分内，使得可以在轴的工具夹持部分内有限地往复运动。

轴4通过轴承5、7可旋转地安装在冲击锤壳体2内。与通过上述锤击机构产生的锤击作用同时或者可替换地，轴4可以通过中间轴6旋转驱动，这将在下面讲述。从而，由于工具或钻头通过工具夹持装置36不可旋转地安装在轴内，在往复运动的同时，工具或钻头也被旋转驱动。

轴驱动齿轮40可旋转地和可轴向滑动地安装在滑套41上。滑套41不可旋转地和可轴向滑动地安装在轴4上。轴驱动齿轮在它的外周上具有一组齿43。中间轴6在它的前端部具有一个小齿轮38并且轴驱动齿轮的齿43可以和小齿轮38相啮合，用来传送旋转驱动到滑套41上从而再传送到轴4上。轴驱动齿轮40通过一个过载离合器装置传送旋转驱动到滑套41上。轴驱动齿轮40具有一组朝向后的齿40a，位于它径向朝内面的后半部分。这组齿和位于滑套41环形凸缘41a上的一组朝向前的齿偏置啮合。这两组齿之间通过弹簧47偏置啮合，弹簧安装在滑套41上，并在轴向上固定安装在滑套41前端部的垫圈49和轴驱动齿轮40的朝前面之间延伸。

从而，在滑套位于图1所示的位置，当旋转驱动轴4所需的扭矩低于预定的极限时，弹簧47偏置轴驱动齿轮40和滑套41上两组相对的齿进行啮合。当两组相对的齿相啮合时，中间轴6旋转通过小齿轮旋转驱动轴驱动齿轮40，轴驱动齿轮40通过联锁的相对齿旋转驱动轴套41，以及在空心圆柱轴4上不可旋转安装的滑套41旋转驱动空心圆柱轴4。然而，当旋转驱动轴4所需的扭矩超过预定的扭矩极限时，轴驱动齿轮40可以逆着弹簧47的偏置力沿着滑套41向前移动。从而轴驱动齿轮40开始相对于滑套41滑动并且两组相对齿相互松脱，因此来自轴驱动齿轮40的旋转驱动不再传送到轴4。两组齿的松脱产生噪音，提醒冲击锤的使用者过载离合器装置40、41、47正在滑动。

如图1所示，滑套41通过弹簧56在轴向上偏置进入后部位置，靠着一个由开口簧环42形成的轴向止块，其中开口簧环安装在轴4外表面上形成的凹槽内。在后部位置，冲击锤处于旋转模式并且来自中间轴6的旋转将被传送到轴4，假定传送的扭矩低于过载离合器的极限扭矩。滑套41可以通过模式切换机构逆着弹簧56的偏置力移动进入前部位置。在前部位置轴驱动齿轮40在滑套41上向前移动和中间轴小齿轮38脱离啮合，并且和将要在下面讲述的轴锁定装置60进行啮合。当滑套41和轴驱动齿轮处于前部位置，由于轴4固定不可旋转，冲击锤处于不可旋转模式，这一点将在下面讲述。模式切换装置包括一个旋转安装在壳体2上的模式切换旋钮55和一个偏心销57，该偏心销和滑套41的环形凸缘41a的朝后面相啮合，用来向前移动滑套。如图1所示的位置，弹簧偏置滑套进入后部位置。然而，通过将模式切换旋钮从图1位置旋转180°，偏心销将反作用于弹簧56的偏置力，向前推动滑套41。偏心销57将向前推动滑套，从而移动轴驱动齿轮40和中间轴6的小齿轮38脱离啮合，并且和轴锁定装置60进行啮合。

可选择地，可以使用一种具有作用于轴套41的模式切换连接的模式切换机构，其中使用模式切换旋钮来移动一对模式切换连接，用来操纵滑套选择性地驱动轴4旋转。

轴锁定装置的第一实施方式在图2和3中示出，并且例如通过使用一对螺钉62，固定在冲击锤壳体2中如图1所示的位置，处在中间轴6的前端部。螺钉穿过轴锁定装置主体64的接受孔，并且容纳在冲击锤壳体2内形成的相配合的螺钉凸起内。主体64由一组位于弧形内的轴锁定齿66形成，为了和围绕轴驱动齿轮40外周的齿43相配合。在齿的弧形部分的两个齿66a、66b之间形成有间隙68，使得该间隙宽度是其它齿66之间距离的两倍尺寸，也即，足够大能够在所存在的齿间距内容纳一个附加齿。在间隙68的后部具有一个位于轴锁定装置主体64内的圆柱凹槽70。凹槽相对于轴4在径向延伸。一个同步球72位于凹槽70内，使得它和间隙68的中心对齐放置，也即使得在容纳所述附加齿的位置上居中。一个压缩弹簧74偏置同步球72从凹槽70内出来，其中弹簧在凹槽70的底部和球朝向凹槽70内的一侧延伸。圆柱凹槽70的入口相对于凹槽主体部分尺寸减小，从而保持同步球处于凹槽70内。

当滑套41通过模式切换机构55、57逆着弹簧56的偏置力向前移动时，轴驱动齿轮40朝向轴锁定装置60移动。如果围绕轴驱动齿轮外周的齿43没有和轴锁定齿66对齐，那么同步球72在一对齿43之间啮合，从而将齿43和轴锁定装置的齿66对齐。如果齿对齐错误，那么该对齿43中的一个最初将和同步球72啮合，趋向于推动球逆着弹簧74的偏置力进一步进入凹陷70。弹簧74将作用推动同步球72从凹陷内出来。由于齿43的倒角，球72将使得轴驱动齿轮40旋转，直到球72居中位于该对齿之间为止。当球72在一对齿43之间居中时，齿43和轴锁定齿66对齐。从而，轴驱动齿轮40的进一步向前移动使得轴驱动齿轮40的齿43和轴锁定装置66的齿66进行精确的啮合，用来锁定轴驱动齿轮40，因而轴4不再旋转。

轴锁定装置的第二实施方式在图3和4中示出，并且例如通过使用一对螺钉62，固定在冲击锤壳体2中如图1所示的位置，处在中间轴6的前端部。主体64由一组位于弧形内的三个轴锁定齿66、66d形成，为了和围绕轴驱动齿轮40外周的齿43相配合。一个冲压金属部分通过一对螺钉62安装在主体64上。冲压金属部分，例如由弹簧钢制造的，包括一个底座部分，其内形成有螺钉62穿过的一对孔，以及一个延伸部分，它朝向底座部分向后弯曲，并且然后向上向前弯曲，如图5所示，从而形成一个有弹性的同步臂92。弹性臂92在远离冲压金属部分底座的端部，逐渐变细为一点。冲压金属部分安装在主体64上，使得臂92直接向后位于三个齿66的中间齿66c。由于制造冲压金属部分的材料和臂92相对于冲压金属部分底座的构造，臂可以弹性变形，使得它在图4中双箭头B方向侧向移动。

当滑套41通过模式切换机构55、57逆着弹簧56的偏置力向前移动时，轴驱动齿轮40朝向轴锁定装置60移动。如果围绕轴驱动齿轮外周的齿43没有和轴锁定齿66对齐，那么冲压金属部分的弹性臂92在一对齿43之间啮合，从而将齿43和轴锁定装置的齿66对齐。如果齿对齐错误，该对齿43中的一个最初将和弹性臂92啮合，并且在箭头B的一个方向上使得弹性臂变形。弹性同步臂将会在它自身弹性下被偏置，回到它的初始位置，如图4所示。由于齿43的倒角，弹性臂92将使得轴驱动齿轮40旋转，直到弹性臂92直接位于齿66的中间齿66d的前部为止。当弹性臂92在齿66d上居中时，齿43和轴锁定齿66对齐。从而，轴驱动齿轮40的进一步向前移动使得轴驱动齿轮40的齿43和轴锁定装置66的齿66进行精确啮合，用来锁定轴驱动齿轮40，因而轴4不再旋转。

轴锁定装置60适合用于旋转冲击锤，通过锁定轴用来简化模式切换进入仅仅锤击的模式，如上面所述。轴锁定装置60也适用于不具有旋转模式的冲击锤，这些冲击锤具有一种轴相对于冲击锤壳体自由旋转的锤击模式，以及一种轴相对于冲击锤壳体旋转锁定的锤击模式。通过锁定轴，轴锁定装置适合于简化模式切换进入锤击模式。

一种用来轴向向后偏置中间轴6的装置也可以形成于轴锁定装置主体64内。特别是对锤击机构的驱动是本领域公知的摇摆驱动装置的情况下，中间轴会经受轴向振动，其可以通过轴向向后偏置中间轴6而得以抑止，这在本技术领域内是公知的。如图1和2所示，一个朝向后的第二凹槽76位于主体64内，和中间轴6基本上同轴延伸并且基本上垂直于容纳同步球72的凹槽的延伸方向。在第二凹槽76中放置有一个偏置球78，对该球定位使得它朝向中间轴延伸。压缩弹簧80将偏置球78从凹槽76中向外偏置，其中弹簧在凹槽76底部和球朝向凹槽76内的面之间延伸。圆柱凹槽76的入口相对于凹槽主体部分尺寸减小，从而保持偏置球78处于凹槽70内。

中间轴6安装在一对轴承内，轴承后部压力安装在壳体2内，它的前部如图2所示。在中间轴6的前端具有一个轴向延伸的凹槽81，用来接受引导销82，使得该销82相对于中间轴6自由旋转。销82的前端是凹的并且和偏置球78相结合。从而弹簧80通过偏置球78和销82在轴向上偏置中间轴6。

Claims

1.一种手持动力冲击锤包括：

一个冲击锤壳体(2)；

一个旋转安装在壳体内的轴(4)；

一个锤击机构(24，28，32)，用于对安装在所述轴的前端部的工具或者钻头产生反复的冲击；

一个轴锁定装置(60)，包括至少一个轴锁定齿(66)，该装置安装在壳体内；以及

与轴一起旋转的一组齿(43)；

其中冲击锤具有至少两种模式，包括所述轴可在壳体内旋转的第一模式，和所述组齿和一个或多个轴锁定齿(66)相啮合的第二模式，从而锁定轴(4)不在壳体内旋转；

其特征在于，轴锁定装置(60)包括一个弹性同步部件(72，74，92)，在所述一个或多个轴锁定齿与所述组齿啮合之前，从第一模式到第二模式移动中该弹性同步部件啮合所述组齿，使得所述组齿和所述一个或多个轴锁定齿进行啮合对齐。

2.如权利要求1所述的冲击锤，其特征在于，所述组齿(43)制成倒角的，使得朝着它们的端部宽度减少。

3.如权利要求2所述的冲击锤，其特征在于，所述组齿制成倒角的，使得相邻齿具有相互倾斜的相对表面。

4.如前面任一项权利要求所述的冲击锤，其特征在于，所述同步部件(72，74，92)在轴锁定齿的位置或者在除了所述一个或多个轴锁定齿(66)之外适合于啮合所述组齿(43)的附加轴锁定齿安放的位置上居中。

5.如权利要求1所述的冲击锤，其特征在于，所述组齿形成在一齿轮(40)上，所述齿轮(40)环绕轴安装。

6.如权利要求1所述的冲击锤，其特征在于，所述冲击锤是一个旋转冲击锤，并且所述组齿(43)是在第一模式中传送旋转驱动到轴上的齿轮系(38，40，41)的一部分。

7.如权利要求4所述的冲击锤，其特征在于，提供一个过载离合器装置(40，41，47)，通过它将旋转驱动从所述组齿(43)传送到所述轴上。

8.如权利要求1所述的冲击锤，其特征在于，所述组齿(43)可以滑动进入和所述一个或多个轴锁定齿(66)相啮合状态。

9.如权利要求1所述的冲击锤，其特征在于，所述轴锁定装置(60)可以滑动，使得所述一个或多个轴锁定齿(66)和所述组齿(43)相啮合。

10.如权利要求1所述的冲击锤，其特征在于，所述同步部件包括一个可滑动安装在所述轴锁定装置上的啮合部件(72)和一个弹簧部件(74)，该弹簧部件(74)用来偏置所述啮合部件进入所述啮合部件和所述组齿(43)相啮合的位置。

11.如权利要求10所述的冲击锤，其特征在于，所述啮合部件(72)可滑动地安装在位于所述轴锁定装置(60)内的凹槽(70)内部，并且通过所述弹簧部件(74)偏置进入所述啮合部件从所述凹槽出口凸出的位置，从而和所述组齿(43)相啮合。

12.如权利要求10所述的冲击锤，其特征在于，所述啮合部件是一个弹性偏置球(72)。

13.如权利要求1所述的冲击锤，其特征在于，所述同步部件是一个弹性臂(92)，它通过冲压金属部分延伸制成。

14.如权利要求1所述的冲击锤，其特征在于，所述轴锁定装置(60)位于中间轴(6)的前端并且可以另外包括一个用于在壳体(2)内向后偏置所述中间轴的装置(78，80)。

15.如权利要求14所述的冲击锤，其特征在于，所述用于偏置中间轴的装置是一第二弹性部件(78，80)，用来和所述中间轴的前端相啮合。16.如权利要求15所述的冲击锤，其特征在于，所述第二弹性部件(78，80)用来在基本上垂直于所述第一弹性部件(72，74)啮合所述组齿(43)的方向上偏置所述中间轴。