CN1789742B - 携动及阻动装置和设有该携动及阻动装置的手持式工具机 - Google Patents

携动及阻动装置和设有该携动及阻动装置的手持式工具机 Download PDF

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Abstract

携动及阻动装置，尤其是用于具有旋转刀具的手持式工具机的主轴闭锁装置，具有：可固定在驱动装置部件上的携动件，它具有在圆周方向上彼此错开地设置的、带有携动面的携动爪；可与从动装置部件连接的滚子星形件，它具有在圆周方向上相互错开地设置的、带有接触面及夹紧面的星指，用于在携动爪与星指之间在圆周方向上可空转地设置夹紧滚子；及相对携动件及滚子星形件同轴心地设置的夹紧环，它的内环面构成了用于夹紧滚子的配合夹紧面。这样地构成接触面及夹紧面，即当携动件被驱动时压紧在这些面上的夹紧滚子被向内移动；及携动面被这样地构造，使得当携动件被驱动时对夹紧滚子加载一个压力，该压力的切向力分量实质地大于该压力的径向力分量。

Description

携动及阻动装置和设有该携动及阻动装置的手持式工具机
技术领域
本发明涉及一种携动及阻动装置，用于将转矩从一个驱动装置部件传递到一个从动装置部件及用于当在从动装置部件上作用一个转矩时固定从动装置部件，尤其是用于具有旋转刀具的手持式工具机的主轴闭锁装置，它具有：一个可无相对转动地固定在驱动装置部件上的携动件，该携动件具有一些在圆周方向上彼此错开地设置的携动爪，这些携动爪在彼此背离的侧上构造有向着圆周方向的携动面；一个可与从动装置部件无相对转动地连接的滚子星形件，该滚子星形件具有一些在圆周方向上相互错开地设置的星指，这些星指在彼此背离的侧上构造有用于夹紧滚子的接触面及夹紧面，所述夹紧滚子在圆周方向上可空转地设置在携动爪与星指之间；及一个相对携动件及滚子星形件同轴心地设置的、固定的夹紧环，它的内环面构成了用于夹紧滚子的配合夹紧面。 
本发明还涉及一种手持式工具机，尤其是钻孔机或旋拧机，它具有一个电动旋转驱动装置，用于旋转地驱动一个承载刀具的主轴。 
背景技术
这种携动及阻动装置作为所谓的主轴闭锁装置或自动的主轴锁止器被使用在手持式工具机、尤其是钻孔机或旋拧机中，以便当刀具进入工件并同时能源中断时可以将该手持式工具机与刀具一起转动及由此使刀具由与工件的作用状态中脱开，及也可用于夹紧及松开套筒式钻卡头。 
一种公知的主轴闭锁装置(DE 10148872A1)包括：一个与用 于承载刀具的主轴的传动齿轮无相对转动地连接的携动件，该携动件具有三个以相等的圆周角彼此错开的携动爪；一个与主轴无相对转动地连接的滚子星形件，该滚子星形件具有三个延伸在径向上的、在圆周方向上以相等的圆周角彼此错开的星指；一个相对携动件及滚子星形件同轴心的夹紧环，该夹紧环不可转动地被固定在手持式工具机的壳体中；以及6个夹紧滚子。携动件以这样的方式接收滚子星形件，即这些携动爪及星指交替地及彼此隔开地相继位于圆周方向上。6个夹紧滚子中的每个被置入在携动爪与星指之间的外部由夹紧环的内环面限定的自由空间中。如果传动齿轮被电动地驱动，则-与转动方向无关地-6个夹紧滚子中的3个被携动爪压在星指的径向延伸的止挡面上及由此将传动齿轮的转矩通过携动件、夹紧滚子及滚子星形件传递到主轴上及由此传递到保持在主轴上的刀具接收件中的刀具上。相反地，如果由刀具将驱动转矩施加到主轴上，则由于滚子星形件相对携动件的转动使总共6个夹紧滚子中的三个夹紧滚子-也与转向无关地-被移动到构造在星指上的夹紧面上及被固定地夹紧在夹紧环上的构成配合夹紧面的内环面上。整个转矩被传送到与壳体固定地连接的夹紧环上而不传递到携动件上。 
发明内容
根据本发明，提出了一种携动及阻动装置，用于将转矩从一个驱动装置部件传递到一个从动装置部件及用于当在从动装置部件上作用一个转矩时固定从动装置部件，尤其是用于具有旋转刀具的手持式工具机的主轴闭锁装置，它具有：一个可无相对转动地固定在驱动装置部件上的携动件，该携动件具有一些在圆周方向上彼此错开地设置的携动爪，这些携动爪在彼此背离的侧上构造有向着圆周方向的携动面；一个可与从动装置部件无相对转动地连接的滚子星形件，该滚子星形件具有一些在圆周方向上相互错开地设置的星指，这些星指在彼 此背离的侧上构造有用于夹紧滚子的接触面及夹紧面，所述夹紧滚子在圆周方向上可空转地设置在携动爪与星指之间；及一个相对携动件及滚子星形件同轴心地设置的、固定的夹紧环，它的内环面构成了用于夹紧滚子的配合夹紧面，其中，星指上的接触面被这样构造，使得当携动件被驱动时由携动爪压紧在星指的接触面上的夹紧滚子被向内移动；及在携动爪上的携动面被这样地构造，使得当携动件被驱动时所述携动面这样地对夹紧滚子加载一个压力，以使得该压力的切向力分量大大地大于该压力的径向力分量。 
根据本发明，还提出了一种手持式工具机，尤其是钻孔机或旋拧机，它具有一个电动旋转驱动装置，用于旋转地驱动一个承载刀具的主轴，其中，在旋转驱动装置与主轴之间设置有所述的携动及阻动装置，尤其是主轴闭锁装置。 
根据本发明的携动及阻动装置、尤其是主轴闭锁装置具有其优点，即通过在装置中空间关系不改变的情况下所给出的携动爪及星指构型的优化达到了可传递更高转矩的功能的改善，而无携动爪变形的危险。在通过被驱动的携动件旋转带动滚子星形件时作用在彼此形成配合的部件上的压力是向着携动爪最大惯性矩的方向上，由此携动爪的变形可忽略地保持很小。 
通过其它描述的措施可得到所述携动及阻动装置、尤其是主轴闭锁装置的有利的进一步构型及改进。 
根据本发明的一个有利的实施形式，接触面、夹紧面及携动面被这样地构造成凹曲面，以致使在接触面、夹紧面及携动面为一方与夹紧滚子为另一方之间的赫兹压力(Herztsche Pressung)减至最小。通过凹曲面的定尺寸同时夹紧面的夹紧角也这样地被调节，以使得当滚子星形件被驱动的情况下，当超过最大允许的赫兹压力时在夹紧面与配合夹紧面之间被固定夹紧的夹紧滚子滑动。通过该措施可防止塑性 变形及装置的损坏。 
有利的是，携动件具有一个盘状的携动体，携动爪优选与该携动体一体地由该携动体轴向伸出；及在每个携动爪上，在中间地、优选与携动爪一体地设有一个轴向地延伸的加强肋。 
有利的是，这些加强肋被这样地构造及设置，使得携动爪的较小的惯性矩被增大。 
有利的是，所述携动爪的根部用尽可能大的半径倒圆。 
附图说明
在以下的描述中将借助在附图中所示的实施例来详细说明本发明。附图表示： 
图1：具有主轴、主轴闭锁装置及用于主轴与主轴闭锁装置的电动旋转驱动装置的一个手持式工具机的截面图， 
图2：图1中具有携动件、滚子星形件及夹紧环的主轴闭锁装置的解体图， 
图3：图2中向着箭头III方向的一个视图， 
图4：图2中主轴闭锁装置的携动件的俯视图， 
图5：沿图4中的线V-V的一个截面图， 
图6：图2中主轴闭锁装置的滚子星形件的俯视图， 
图7：沿图6中的线VII-VII的一个截面图， 
图8：图6中片段VIII的一个放大图。 
具体实施方式
在图1中以纵截面部分地示意性示出的手持式工具机被构造成钻孔机或旋拧机。它具有一个壳体10、一个接收在壳体10中的电动旋转驱动装置11及一个借助滚针轴承16可转动地支承在壳体10中的主轴12，该主轴从壳体10轴向地伸出及在其端部侧具有外螺纹13，用来旋上一个用于钻头或旋拧工具的卡盘。对于电动旋转驱动装置11 仅概要地表示出一个空心轴14，它支承在壳体10中的一个滚珠轴承15中。该空心轴14通过一个传动装置由电动机驱动旋转。主轴12通过一个主轴闭锁装置17联接到空心轴14上。 
图2中以解体图及图3中以组装后的端面图表示的主轴闭锁装置17是一个携动及阻动装置，它一方面将转矩从一个驱动装置部件传递到一个从动装置部件，在该实施例中驱动装置部件由空心轴14构成及从动装置部件由主轴12构成；及另一方面当在从动装置部件上-在该实施例中在主轴12上-作用一个转矩时使从动装置部件-在该实施例中为主轴12-通过夹紧固定在壳体10上。为此主轴闭锁装置17具有一个可固定在驱动装置部件上的携动件18、一个置入在携动件18中的、可与从动装置部件无相对转动地连接的滚子星形件19及一个与携动件18及滚子星形件19同轴心地设置的、与壳体10无相对转动地连接的夹紧环20，该夹紧环的内环面构成用于以下还要描述的夹紧滚子27的配合夹紧面21。携动件18(图4及5)具有一个盘状的携动体24，在该携动体上轴向地伸出与该携动体构造成一体的、以相等的圆周角彼此错开地设置的携动爪23。在该实施例中设有三个携动爪23。在携动体24上径向上伸出一些齿扇段22，它们在携动体24上与其一体地以相同的圆周角彼此错开地设置。在该实施例中也是设有三个齿扇段22，它们被设置在携动爪23之间的区域中。齿扇段22带有外齿部分221，这些外齿部分与一个内齿部分形成配合，该内齿部分被环绕地构造在空心轴14的、搭接在携动体24上的端部区段中。在每个携动爪23的彼此背离的侧上构造有向着圆周方向的、用于夹紧滚子27的携动面231。 
滚子星体19(图6及7)具有一个中心星体25，在该中心星体上与该中心星体一体地成型有三个在径向上突出的星指26。在该实施例中总共有三个星指26以相等的圆周角彼此错开，以使得该错开角相 应于携动件18上的携动爪23的错开角。滚子星形件19被这样地置入在携动件18中，以致在圆周方向上总是相继交替地出现一个携动爪23及一个星指26，它们在圆周方向上相互隔开(图3)。在此情况下星指26被这样构造，即它们在径向上以一定的间隙距离终止在夹紧环20的配合夹紧面21的前面。在每个星指26的相互背离的侧面上各构造有用于夹紧滚子27的一个接触面261及一个与该接触面连接的夹紧面262(图8)。在携动爪23与星指26之间构成的每个自由空间一它的外部由夹紧环20的配合夹紧面21限定-中置有总共6个夹紧滚子27中的一个(图3)。当携动件18被空心轴14驱动时，携动爪23的向着转动方向的携动面231压在夹紧滚子27上并使它向着星指26的接触面261移动。在此情况下，其余的夹紧滚子27接触在星指26的其余接触面261上。与携动件18的转动方向无关地，转矩通过携动爪23、夹紧滚子27及星指26传递到滚子星形件19上及由此传递到与滚子星形件19固定地连接的主轴12上。这使得夹紧在主轴12的刀具夹中的刀具转动。 
相反地，如果由刀具通过主轴12将一个驱动转矩施加在主轴闭锁装置17上，即驱动滚子星形件19，则总共6个夹紧滚子27中的三个夹紧滚子27被移动到星指26的夹紧面262上并被压紧在夹紧面262与固定的夹紧环20上的配合夹紧面21之间。因此整个转矩被制动在与壳体10连接的夹紧环20上而不会传递到携动件18上。 
为了在小结构空间的情况下达到主轴闭锁装置17的可靠功能及高的转矩传递，在携动爪23的携动面231的构型上及在星指26的接触面261与夹紧面262的构型上采取了多个优化措施。其中一个优化措施是这样地构造接触面261，即当携动件18被驱动时由携动爪23压在接触面261上的夹紧滚子27向内离开配合夹紧面21地移动及由此可靠地避免与配合夹紧面21的接触。在携动爪23上的携动面231 被这样地构造，即当携动件被驱动时该携动面对夹紧滚子27加载一个压力，该压力向着携动爪较大惯性矩的方向，由此使作用在携动爪23上的该压力的切向力分量大大地大于该压力的径向力分量。由此当传递高转矩时使携动爪23的变形保持最小。此外，在每个携动爪23上在其向内的侧上中间地设有一个轴向地延伸的加强肋28(图5)，以便提高携动爪23的较小惯性矩。每个携动爪23的根部232(图5)被倒圆，其中，使用尽可能大的倒圆半径。无论是携动面231还是星指26上的接触面261及夹紧面262均被构造成凹曲面、即凹形地构造，以便一方面在夹紧滚子27与携动爪23之间及另一方面在夹紧滚子27与星指26之间的赫兹压力减至最小。随着接触面261的凹曲面的定尺寸，夹紧面262的夹紧角也被调节，以使得当滚子星形件19被驱动的情况下，当超过最大允许的赫兹压力时，在夹紧面262与配合夹紧面21之间被固定夹紧的夹紧滚子27滑动。由此可防止塑性变形，该变形可导致主轴闭锁装置17的损坏。 

Claims (9)

1.携动及阻动装置，用于将转矩从一个驱动装置部件传递到一个从动装置部件及用于当在从动装置部件上作用一个转矩时固定从动装置部件，该携动及阻动装置具有：一个可无相对转动地固定在驱动装置部件上的携动件(18)，该携动件具有一些在圆周方向上彼此错开地设置的携动爪(23)，这些携动爪在携动爪的彼此背离的侧上构造有向着圆周方向的携动面(231)；一个可与从动装置部件无相对转动地连接的滚子星形件(19)，该滚子星形件具有一些在圆周方向上相互错开地设置的星指(26)，这些星指在星指(26)的彼此背离的侧上构造有用于夹紧滚子(27)的接触面(261)及夹紧面(262)，所述夹紧滚子在圆周方向上可空转地设置在携动爪(23)与星指(26)之间；及一个相对携动件(18)及滚子星形件(19)同轴心地设置的、固定的夹紧环(20)，它的内环面构成了用于夹紧滚子(27)的配合夹紧面(21)，其特征在于：星指(26)上的接触面(261)被这样构造，使得当携动件(18)被驱动时由携动爪(23)压紧在星指(26)的接触面(261)上的夹紧滚子(27)被向内移动；及在携动爪(23)上的携动面(231)被这样地构造，使得当携动件(18)被驱动时所述携动面这样地对夹紧滚子(27)加载一个压力，以使得该压力的切向力分量大大地大于该压力的径向力分量，及这些星指(26)上的接触面(261)及夹紧面(262)与这些携动爪(23)上的携动面(231)被这样地构造成凹曲面，以致在接触面(261)、夹紧面(262)及携动面(231)为一方与夹紧滚子(27)为另一方之间的赫兹压力减至最小。
2.根据权利要求1的携动及阻动装置，其特征在于：星指(26)上的夹紧面(262)的夹紧角被这样地调节，以使得当最大允许的赫兹压力被超过时，在滚子星形件(19)被驱动时在夹紧面(262)与配合夹紧面(21)之间被固定的夹紧滚子(27)滑动。
3.根据权利要求1或2的携动及阻动装置，其特征在于：携动件(18)具有一个盘状的携动体(24)，携动爪(23)由该携动体轴向伸出；及在每个携动爪(23)上，在中间地设有一个轴向地延伸的加强肋(28)。
4.根据权利要求3的携动及阻动装置，其特征在于：这些加强肋(28)被这样地构造及设置，使得携动爪(23)的较小的惯性矩被增大。
5.根据权利要求1或2的携动及阻动装置，其特征在于：所述携动爪(23)的根部(232)被倒圆。
6.根据权利要求1的携动及阻动装置，其特征在于：所述携动及阻动装置是用于具有旋转刀具的手持式工具机的主轴闭锁装置。
7.根据权利要求3的携动及阻动装置，其特征在于：所述携动爪(23)与该携动体一体地由该携动体轴向伸出；及在每个携动爪(23)上，在中间地、与携动爪(23)一体地设有一个轴向地延伸的加强肋(28)。
8.手持式工具机，它具有一个电动旋转驱动装置(11)，用于旋转地驱动一个承载刀具的主轴(12)，其特征在于：在旋转驱动装置(11)与主轴(12)之间设有根据权利要求1-7中一项的携动及阻动装置。
9.根据权利要求8的手持式工具机，其特征在于：所述手持式工具机是钻孔机或旋拧机，所述携动及阻动装置是主轴闭锁装置。
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