CN1357435A - 带安全离合器的电动手工工具 - Google Patents

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齐格勒·贝恩德
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Abstract

本发明涉及一种带安全离合器的电动手工工具(1),带有一电机(2),电机的不可旋转地连接的转子轴(11)通过一与一小齿轮轴(10)连接的小齿轮(4)驱动一传动箱,在转子轴(11)和小齿轮轴(10)之间具有一安全离合器(5),其中在一内轴承(12)内转子轴(11)轴向嵌入可同心旋转地支承在它上面的小齿轮轴(10)内。安全离合器(5)做成电磁离合器是有利的。

Description

带安全离合器的电动手工工具
本发明涉及一种用于旋转刀具的带有安全离合器的电动手工工具，该安全离合器在危险的运行状态时将贮存许多旋转能量的电机与其它的力传递链脱开，它特别是用在冲击钻中。
电动手工工具如冲击钻通常由一快速旋转的并由此促成地通过其惯性矩贮存许多旋转能量的电机驱动。为了使使用者在危险的运行状态时，特别是在刀具卡死时，避免手持电动手工工具过大的偏转造成的伤害，驱动能量必须足够快地衰减或者贮存旋转能量的电机和刀具之间的力传递链必须足够快地脱开。在大功率电动手工工具中如果没有额外措施驱动能量衰减得不够快。
为了脱开力传递链中间连接一离合器，已知有很多类型的这种离合器。通常是做成安全离合器的、在超过一定扭矩时作出反应的纯机械打滑离合器，例如按资料DE 4036912或电气控制的电磁离合器，例如按资料EP 486842。大多设置在两个待连接的同心轴径向外部的连接装置用来在连接状态传递力，此连接装置借助于静摩擦力通过压紧力造成力锁合。例如按资料EP 694706的打滑离合器具有设置在两个可同心地旋转的相互嵌合的空心轴径向外侧的力锁合连接装置，它在超过可调整的静摩擦时相互相对滑动。
在带有垂直于刀具轴线设置的电机的电动手工工具中旋转运动大多通过锥齿轮传动从转子轴传入刀具轴，其中一锥形小齿轮相对于其旋转轴安装在转子轴上，例如按资料DE-DM 9208407，或平行于转子轴设置。为了尽可能缩短垂直于刀具轴线方向的结构，中间连接在力传递链内的安全离合器常常轴向平行错开设置并在结构上内置在中间传动级中，例如按资料US 4346767。这种连接在中间的安全离合器的缺点是，在轴向或错开布置时为了安全离合器的支承在传递链内需要额外的轴承以及要求相应的壳体体积。每根轴两个以上的轴承部位在很小的移动距离时使已经在驱动路线内造成有害的过大张力。
本发明的目的是使安全离合器直接装在高速旋转的转子轴上，其中通过安全离合器的内置式安装有利地只引起很小的结构高度的轴向加长。本发明的另一目的是转子的主动制动。
这个目的主要通过独立权利要求的特征来实现。优良的改进结构由从属权利要求得到。
在正常运行时无滑动地跟随旋转、在危险运行状态时保证两个轴自由旋转的安全离合器基本上装在转子轴和小齿轮轴之间。转子轴轴向嵌入一可同心旋转地支承在它上面的小齿轮轴内，其中这个内支承有利地做成滑动轴承，此滑动轴承又有利地用一中心滚珠相对于共同旋转轴线定心，并设有足够长的轴向滑动面，以无倾侧地承受由小齿轮承受的横向力。通过设置在轴向嵌合区内的径向外轴承既使转子轴，又通过内轴承的转接使小齿轮轴可旋转地支承在壳体内，其中位于电机对面的转子轴承承受横向力。
安全离合器做成电磁离合器是有利的，其中分别至少在相互面对面的端面的径向外部由铁磁材料组成的、盘形转子不可旋转地安装在小齿轮轴上、盘形衔铁不可旋转地安装在转子轴上，在正常运行时它们通过一有利地设置在壳体径向外部的有电流流过的电磁线圈产生的磁流克服弹簧力相互吸引并对于旋转运动相互力或形锁合地连接。安装在壳体的非铁磁性轴承盖上的、其本身为了磁流的耦合通常在三个外露面上被盘形转子包围的空心圆柱形电磁线圈在内部有利地包含小齿轮轴和转子轴的外轴承，由此在一很窄地邻接的轴向区域内产生盘形转子和电磁线圈与小齿轮轴和转子轴的外轴承相互嵌套，从而通过安全离合器的内置只引起结构高度很小的轴向加长。
在力传递链通过电磁离合器脱开时通过刀具以及传动箱以大的摩擦力制动的小齿轮轴较快地到达静止状态。质量比较小的盘形衔铁与转子轴的连接只使其在危险运行状态时需要考虑的转动能量增加很小，由此电机像通常一样惯性转动。有利的是只有在电机到达静止状态后电磁离合器才重新通电，由此可靠地排除了力无意地传递到刀具上。
做成罐状离合器盖的、朝向盘形衔铁的盘形衔铁的轴向对应面在径向外侧区域内具有摩擦覆盖层，它在危险运行状态时，经过一由盘形衔铁内的轴向预紧电磁离合器的弹簧的弹簧力的促成，与旋转的盘形衔铁摩擦接触，从而使电机通过盘形衔铁制动直至静止，这时其高的旋转能量消耗掉。
电磁线圈可以固定在壳体的轴承盖上，并和盘形转子及小齿轮轴安装在一起。在下一个工步中转子轴连同盘形衔铁和用来防尘的壳体端盖推入此电磁线圈内。
下面借助于以下附图作为实施例对本发明作较详细的说明。附图中：
图1作为电动手工工具，和
图2作为带有安全离合器的局部。
按图1用其总体图示意表示的电动手工工具，具有一在壳体3内的电机2、一驱动传动箱中第一级传动的小齿轮4和一设置在小齿轮与电机2之间的安全离合器5。
按图2在从电机2到驱动传动箱第一级的直齿小齿轮4的力传递链内设有一做成电磁离合器的、带有一电磁线圈6、一表示为盘形转子7的从动离合器盘和一表示为盘形衔铁8的主动离合器盘的安全离合器5。空心圆柱形线圈6包围一与小齿轮4连成一体的小齿轮轴10的径向外轴承9，其中小齿轮轴在其位于小齿轮4对面一侧的内侧容纳一与电机2不可旋转地连接的转子轴11，并且可同心旋转地支承在内轴承12内，内轴承做成滑动轴承，并设有一定心滚珠和足够长的轴向滑动面，以无倾侧地承受由小齿轮承受的横向力。不管是转子轴11还是小齿轮轴10(通过内轴承12转接)都通过设置在轴向嵌合区内的外轴承9可旋转地支承在壳体3内，其中与电机2相对的转子轴承13承受横向力。不管是不可旋转地安装在小齿轮轴10上的盘形转子7还是不可旋转地安装在转子轴11上的盘形衔铁8至少在相互面对面的端面的径向外部由铁磁材料组成。通过一安装在径向外部的、由电流流过的电磁线圈6产生的磁流使盘形衔铁8克服弹簧力轴向吸到盘形转子7上并与它在旋转运动方面相互力或形锁合地连接。一个用来将外轴承9固定安装在壳体3上的非铁磁性轴承盖14上的、其本身为了磁流耦合其三个外露面被盘形转子7和盘形衔铁8包围的空心圆柱形电磁线圈6在内部包围小齿轮轴10和转子轴11的外轴承9，由此造成小齿轮轴10和转子轴11的外轴承9、盘形转子7和电磁线圈6在一窄小的有限轴向区域内相互嵌套。设置在离合器盖的朝向盘形衔铁8的静止不动的对应面16上径向外部区域内的摩擦覆盖层15通过一做成板簧的轴向预紧弹簧17的弹簧力与盘形衔铁8的背向盘形转子7的端面摩擦接触。转子轴11连同盘形衔铁8和做成离合器盖的对应面16可朝轴承盖14的方向插入固定在壳体3轴承盖14上的电磁线圈6以及小齿轮轴10和固定在它上面的盘形转子7的内轴承12内。

Claims (8)

1.带一电机(2)的电动手工工具(1)，电机的不可旋转地连接的转子轴(11)通过一与一小齿轮轴(10)不可旋转地连接的小齿轮(4)驱动一传动箱，其中在转子轴(11)和小齿轮轴(10)之间设有一安全离合器(5)，其特征为：在一内轴承(12)内转子轴(11)轴向嵌入可同心旋转地支承在它上面的小齿轮轴(10)内。
2.按权利要求1的电动手工工具，其特征为：一径向外轴承设置在内轴承(12)的轴向嵌合区内。
3.按上述权利要求之一项的电动手工工具，其特征为：内轴承(12)做成具有足够长的轴向滑动面的滑动轴承。
4.按上述权利要求之任一项的电动手工工具，其特征为：在小齿轮轴(10)上不可旋转地固定一盘形转子(7)，在转子轴(11)上不可旋转地固定一盘形衔铁(8)。
5.按权利要求4的电动手工工具，其特征为：盘形衔铁(8)背向盘形转子(7)的端面在径向外部区域具有一摩擦覆盖层。
6.按上述权利要求之任一项的电动手工工具，其特征为：安全离合器(5)做成电磁离合器。
7.按权利要求6的电动手工工具，其特征为：空心圆柱形电磁线圈(6)包围在外轴承(9)内部。
8.按权利要求6或7的电动手工工具，其特征为：电磁线圈(6)固定在用于外轴承(9)的轴承盖(14)上。
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