CN1072549C - 电动工具机 - Google Patents

Abstract

电动工具机，如钻孔机或冲击锤钻或冲击钻机，其中，由激励单元(20)从旋转运动导出冲击刀柄(13)的锤杆(18)的轴向运动，激励单元(20)具有一个与工作主轴(11)同步转动的轴向可移动探触元件(21)和两个在锤杆(18)的移动行程内起作用的弹簧储能器(24，25)，探触元件在两个与工作主轴(11)同轴、带有轴向高峰和凹部的环状曲线轨道(22，23)之间被导向并可使弹簧储能器张紧。该装置的工作主轴(11)具有更高的转速。

Description

电动工具机

本发明涉及一种刀具旋转和/或冲击工作的电动工具机，如钻孔机和/或冲击锤钻或冲击钻。

在公知的这种类型的钻孔机和/或冲击锤钻中(DE4121279A1)，激励器单元(Treibereinheit)包括有一个偏心轮，它位于通过一个齿轮驱动工作主轴的一个中间轴上并且具有通过一个滚针轴承容纳具有一穿孔的一个连接套；该激励单元还包括有一个可弹性变形的激励元件，它可绕着一个垂直于中间轴的轴线摆动地安置在机壳内。该激励元件具有一个离开该轴线向连接套伸展的杠杆，该杠杆嵌接入连接套的穿孔中；还具有一个对此直角地由该轴线伸展离开的双脚弓形件，该弓形件在其自由端部被环状地锁住并且带有间隙地铰接在两个构造在锤杆上的轴环之间。该锤杆被具有移动间隙地容纳在构造成空心的主轴内，其中，一个被装入的O形圈阻尼地作用在该锤杆上并且阻止其主动的移动。在刀柄和锤杆之间安置了一个冲头或冲击销。

运行时该激励元件由偏心轮往复驱动，其中，当连接套的横向运动未通过在该方向加宽的穿孔传到杠杆上时，只有偏心轮的垂直偏移被传送到杠杆上。因此，激励元件绕其轴线进行一个往复运动。在锤杆撞击到冲头并由此撞击到刀具上的那一刻，该激励元件处于其刀具侧的死点。在强冲去后锤杆被反弹并向回飞向激励元件的同样向回运动的弓形件上。在冲击装置调节良好时，前轴环在此只轻微地或完全不触及激励元件的弓形件。在驶过电机侧的死点后，该激励元件又与锤杆的前轴环接触。在此，由于锤杆的功能使该弓形件向后弯。锤杆返回冲击的能量因此被传给该弹性的激励元件并且被做为弹簧能量存储在其内。在弓形件随后的向前运动中，由于激励元件的向前运动以及由于回弹的弓形件，使锤杆又向刀具的方向加速运动，其中，一般而言，该锤杆达到比起驱动作用的弓形件更高的速度。这导致锤杆脱离激励元件。该锤杆然后自由向前飞驶一定距离直到重新撞击到该冲头并且进而撞击到该刀具上。

本发明的目的是，提供一种结构更简单而具有更高转速的电动工具机。

根据本发明，提出了一种刀具旋转和/或冲击工作的电动工具机，如钻孔机或冲击锤钻或冲击钻机，带有一个机壳体；一个支承在机壳体内的、可被旋转驱动的工作主轴，该主轴又带动一个用于夹持刀具的刀具夹持机构；还带有一个机械的冲击装置，该冲击装置具有一个在其轴向方向被加速的、直接或间接向刀具的刀柄上施加打击的锤杆以及从一个旋转运动导出锤杆的加速运动的激励单元，该激励单元具有一个与工作主轴同步旋转的、轴向可移动地被安置的探触元件，该探触元件在两个被防旋转安置的环状曲线轨道之间带有轴向间隙地被导向，该环状曲线轨道带有朝向工作主轴的轴向方向的高峰和凹部，激励元件还具有两个在锤杆的移动行程内起作用的、相互反向作用的弹簧储能器，它们可由探触元件直接或间接地张紧。

本发明的电动工具机的优点是，通过使用按照本发明的机械冲击装置省去了中间轴，并由此可实现更高的主轴转数。通过选择在曲线轨道上具有的轴向高峰及凹部的数量可以获得相应于主轴每转的多次撞击。借助于按照本发明的冲击装置可以成本非常合理地制造主要适合小刀具直径的手提式电动工具，在这种电动工具中润滑费用相当小。

按照本发明优选的实施例，曲线轨道的、在平行于主轴轴线方向延伸的高峰及凹部被构造成具有一个正弦曲线的多个周期，其中，两个曲线轨道相互平行或错位地分布。每个曲线轨道优选具有一个正弦曲线的3至5个周期。

按照本发明具有优点的一个实施形式，将弹簧储能器构造成压力弹簧，它的制造和装配简单，成本低。

根据附图中示出的实施例结合下面的描述对本发明进一步说明。其中，以部分示意图方式示出：

图1：可选择钻孔或者冲击钻孔方式的冲击钻的部分纵剖图，

图2：沿图1中II-II线的部分剖示图，

图3：图1中冲击钻的冲击装置中两个曲线轨道的部分展开图，

图4至图7：根据另外的实施例变型的冲击装置的相应部分示意图。

图1中以部分方式剖切示出的冲击钻机，作为具有旋转和/或冲击工作刀具的、一般的特别是手操作的电动工具机的实施例，其具有一个壳体10；一个在壳体10内旋转的、并且被轴向可移动支承的套筒状工作主轴11，也称为主轴轴套；以及一个此处未示出的用于工作主轴11旋转驱动的电机。在工作主轴11的前端部构造了一个刀具夹持机构12，其中夹持了一个刀具的刀柄13，该刀柄相对于该刀具夹持机构不可转动并且在轴向上可有限地移动。通过齿轮14使工作主轴11转动，该齿轮与主轴11无相对转动地位于该工作主轴11的远离刀具夹持机构12的端部上并且与一个主动齿轮14啮合，该主动齿轮被构造在支承在壳体10内的主动轴15的轴端上。该主动轴15通过一个在此未示出的传动机构与电机的输出轴相连或者本身构成该输出轴。

为冲击钻孔运行设置了一个机械冲击装置16，它具有一个锤杆18和一个激励单元20，锤杆18在其轴向方向被加速并且通过一个冲击销或冲头17打击到固定在刀具夹持机构12内的刀具的柄部13上，激励单元将工作主轴11的一个旋转运动转换成锤杆18的加速运动。锤杆18和冲头17具有间隙且可轴向移动地被容置在套筒状的主轴11内。冲头17的移动运动在向锤杆18的方向由嵌置在主轴11的一个内槽内的卡环19限制并且在向刀具夹持机构12的方向由刀具刀柄13的端部端面限制。

激励单元20包含一个与主轴11同步旋转的、轴向可移动安置的探触元件21，它在两个环状曲线轨道22，23之间轴向上具有间隙地被导向，两个曲线轨道被平行、与主轴11同轴、不可转动地安置在壳体10内；激励单元还包含两个在锤杆18的移动行程中起作用的、相互相反作用的弹簧储能器，它们可由探触元件21直接或间接张紧，其中，弹簧储能器被优选构造为压力弹簧24，25。图3部分地示出了曲线轨道22，23的展开图，其中，图3中箭头28位于主轴11的轴线方向并指向刀具夹持机构12。如可清楚地看到的，曲线轨道22具有高峰221或231以及凹部222或223，它们朝向工作主轴11的轴向方向。高峰221或231以及凹部222或232在实施例中通过一个正弦曲线描述，其中，曲线轨道2的圆周上存在一个正弦曲线的多个周期。最好设置3或5个周期，这样，在每个曲线轨道22或23上有3或5个高峰221或231以及3或5个凹部222或232。沿轴线方向起伏的高峰和凹部的数量取决于在工作主轴11的一转内希望撞击到刀柄13上的数量。

曲线轨道22和23被分别构造在凸轮盘26及27上。凸轮盘26被刚性地固定在壳体10内。凸轮盘27在特别是三个销29上被移动地导向，这三个销被安置在与工作主轴11同轴线的一个分度圆上，相互间错120°圆周角。这些销29被夹紧在机器壳体10内并且分别容置一个压缩弹簧30，该弹簧被支承在两个凸轮盘26，27之间。在压缩弹簧30的作用下，凸轮盘27靠在一个推力轴承33上，该轴承借助两个盘31，32轴向不可移动地安置在主轴11上。凸轮盘27的可移动性用于冲击装置16的接通和脱开。若拿着冲击钻的操作者将夹紧在刀具夹持机构12中的刀具压向一个加工面，则该刀具被向刀具夹持机构移动一个有限的位移。刀具的移动运动由刀柄13传递到冲头17上，该冲头17通过卡环19将借助于滑动轴承34和球轴承35支承在壳体10内的主轴11推移这样远，直到凸轮盘27与构造在壳体10内的挡块36相接触。在图1中示出的这一运行位置中该冲击装置16被接通，并且该探触元件21在凸轮盘26，27上的两个凸轮轨道22，23之间被导向。如果将刀具从加工面退离，则压缩弹簧30将图1中的凸轮盘27向右推，其中，凸轮盘27又通过推力轴承33将主轴11推回。在此，两曲线轨道22，23间的间距被这样加大，使探触元件21在两个曲线轨道22，23之间自由地旋转而不与它们接触。冲击装置16被脱开。

对于钻孔运行要求完全脱开冲击装置16。为此，在机壳10上安置了一个手动操作的、可绕180°转动的T形把手状的断开元件37，其内偏心设置一个固定销38。通过使断开元件37转动180°，该固定销38摆入凸轮盘27的移动路经中并且在凸轮盘27的基本位置做为挡块直接置于凸轮盘27前，在刀具未受载时在压缩弹簧30的复位力作用下凸轮盘位于该基本位置上。由此，凸轮盘27的移动运动被闭锁，该冲击装置16被脱开并且该冲击钻作为刀具只旋转工作的钻机。

在图1示出的激励单元20的实施例中，探触元件21借助一个环部分39具有间隙地位于锤杆18上，并且以径向由环部分39突出的探触销40穿过在主轴套11上的轴向缝槽41伸出到在两个凸轮盘26，27上曲线轨道22，23之间。探触销40也在图3中曲线轨道22，23的展开图中示出。激励单元20的两个压力弹簧24，25被推到锤杆18上并且在一侧被支承在环部分39的、在轴线方向相互背向的端面上，而在另一侧被支承在构造在锤杆18上的径向轴肩42，43上。

在冲击装置16运行时，曲线轨道22借助每个高峰221使锤杆18向冲头17方向加速，锤杆18撞击到冲头17上并且通过该冲头打击到刀具刀柄13的端面上。在凸轮盘27靠置在壳体10上的挡块36上时，两曲线轨道22，23的平行间距以及压力弹簧24，25被这样相互调节，使探触元件20的探触销40在锤杆18撞击到冲头17时由曲线轨道22，23大大地脱开。在打击到冲头17上后锤杆18被回弹并向曲线轨道22的凹部222飞回。在良好调节的冲击装置中，探触销40只轻轻与曲线轨道23的凹部232接触或完全不接触。可能会要求，为了冲击装置调节将曲线轨道相互置于圆周方向。在驶过曲线轨道22的死点之后，在凹部222的最深位置该探触销40又接触曲线轨道22。由于锤杆18的功能，锤杆18逆着压力弹簧25被迫使向着探触元件21的方向移动并因此被张紧，这样锤杆18的动能被转换存储成弹簧力。锤杆18随后通过这种能量以及通过随后的曲线轨道22的高峰221被向前加速。在锤杆18打击到冲头17上之前，探触销40由曲线轨道脱开，并且所描述的过程重复。

在图4中部分示出的变型的激励单元20中，探触元件21由两个压力弹簧24，25的、径向向外弯曲、相连的弹簧端部241及251构成。带有环部分39和探触销40的单独的结构部件被取消。这两个相互固定连接的弹簧端部241，251在装配后穿过在主轴套或工作主轴11上的轴向缝槽41伸出并且在凸轮盘26，27上的两个曲线轨道22，23之间以与如上所述相同的方式被导向。

附图5中还示意画出，两个相连的弹簧端部也可被相互连接成一体。这样，两个压力弹簧24，25构成一个一体的压力弹簧44，它带有一个径向凸出的弹簧突起441，该突起通过在主轴轴套或工作主轴11上的轴向缝槽41穿出，并且在曲线轨道22，23之间作为探触元件21被导向。

在图6中以纵剖图部分示出的激励单元20相对于前述的激励单元20这样变型，即：使压力弹簧24，25被安置在主轴轴套或工作主轴11之外。探触元件21具有两个带有间隙置于主轴套11上的滑动环45，46，在它们上分别一体成形有一个径向立起的、空心的探触凸起45a，45b。一个通过在主轴套11上的出口缝41穿导出的、被固定在锤杆18内的连接销47伸入相互间可移动的探触凸起45a，46a内。在探触凸起45a，46a上有轴向的固定缝槽45b，46b，连接销47穿过该固定缝槽。连接销47被安置在探触凸起45a，46a内并与这些凸起之间无相对转动，但可与滑动环45，46一起沿轴向移动。在探触凸块45，46内安置的压力弹簧24，25一侧被支承在探触凸块45，46的内壁上并且在另一侧被支承在连接销47上。由于压力弹簧24，25的张力将滑动环45，46相互分开，这样，连接销47靠触在探触凸起45a，46a上的连接板45c，46c上。凸轮盘26，27的配置如同图1所示的，这样，探触凸块45，46在两曲线轨道22，23之间被导向。

在图7中以剖面图部分示出的、变型了的激励单元20中，带有曲线轨道22的凸轮盘26同样被构造得可轴向移动，并且同凸轮盘27一样在销29上被轴向移动导向。凸轮盘27在垂直于其轴线方向上被分为一个盘部分271和一个盘部分272，盘部分271带有曲线轨道23，盘部分272被支撑在固定在主轴轴套或工作主轴11上的推力轴承33上。探触元件21与锤杆18刚性地连接，并且穿过在主轴套11上的轴向切口41伸出，并且在两个曲线轨道22，23之间被导向。两个压力弹簧24，25同轴线地围绕主轴轴套11，其中，压力弹簧24被支承在壳体10和凸轮盘26之间，而压力弹簧25被支承在凸轮盘27的两个盘部分271和272之间。

按照图6和图7的变型的激励单元20的作用方式同在图1中的激励单元20相同，这样，就这点而言参见相应的说明。

Claims (16)

1、刀具旋转和/或冲击工作的电动工具机，如钻孔机或冲击锤钻或冲击钻机，带有一个机壳体(10)；一个支承在机壳体(10)内的、可被旋转驱动的工作主轴(11)，该主轴又带动一个用于夹持刀具的刀具夹持机构(12)；还带有一个机械的冲击装置(16)，该冲击装置具有一个在其轴向方向被加速的、直接或间接向刀具的刀柄(13)上施加打击的锤杆(18)以及从一个旋转运动导出锤杆(18)的加速运动的激励单元(20)，其特征在于，该激励单元(20)具有一个与工作主轴(11)同步旋转的、轴向可移动地被安置的探触元件(21)，该探触元件在两个被防旋转安置的环状曲线轨道(22，23)之间带有轴向间隙地被导向，该环状曲线轨道(22，23)带有朝向工作主轴(11)的轴向方向的高峰(221，231)和凹部(222，232)，激励元件(20)还具有两个在锤杆(18)的移动行程内起作用的、相互反向作用的弹簧储能器(24，25)，它们可由探触元件(21)直接或间接地张紧。

2、按照权利要求1所述的电动工具机，其特征是，高峰(221，231)和凹部(222，232)由一个类似正弦曲线的多个、特别是3或5个周期构成。

3、按照权利要求1或2所述的电动工具机，其特征是，带有在主轴(11)轴线方向起伏的高峰(221，231)和凹部(222，232)的曲线轨道(22，23)的平行间距以及弹簧储能器(24，25)被这样相互调整，即：使得该探触元件(21)在锤杆(18)直接或间接撞击到刀具刀柄(13)上时由曲线轨道(22，23)大大地脱开，并且在随后的锤杆(18)的反弹时保持大大地被脱开。

4、按照权利要求1所述的电动工具机，其特征是，弹簧储能器被构造为压力弹簧(24，25)。

5、按照权利要求1所述的电动工具机，其特征是，该两个曲线轨道(22，23)被分别构造在两个环状凸轮盘(26，27)之一上，这些凸轮盘与主轴(11)同轴线地被不可转动地安置在机壳(10)内，并且为了接上和断开冲击装置(16)，一个凸轮盘(27)在机壳(10)内轴向可移动地被导向。

6、按照权利要求5所述的电动工具机，其特征是，可移动的凸轮盘(27)的轴向移动由被夹持在刀具夹持机构(12)中的刀具的、被操作者通过机壳(10)产生的接触压力引起。

7、按照权利要求6所述的电动工具机，其特征是，工作主轴(11)被轴向可移动地支承在机壳(10)内；可移动的凸轮盘(27)借助于压缩弹簧(30)被压紧在一个不可移动地安置在工作主轴(11)上的推力轴承(33)上；设置了一个用于工作主轴(11)轴向移动限位的壳体侧挡块(36)；可移动的凸轮盘(27)在由刀具接触压力而导致的工作主轴(11)的轴向移动中被固定到该挡块上。

8、按照权利要求7所述的电动工具机，其特征是，可移动的凸轮盘(27)在多个、特别是3个平行的销(29)上滑动，这些销在一个与主轴(11)同轴线的分度圆上以相同的圆周角被相互错开地安置；并且压缩弹簧(30)被装在销(29)上。

9、按照权利要求7或8所述的电动工具机，其特征是，一个可手动操作、用于冲击装置(16)的断开元件(37)具有一个可摆入可移动的凸轮盘(27)的移动路径内的挡块(38)，它将可移动的凸轮盘(27)固定在其基本位置，在刀具未受载时在压缩弹簧(30)的复位力作用下该基本位置由该凸轮盘占据。

10、按照权利要求7或8所述的电动工具机，其特征是，锤杆(18)轴向可移动地放置在构造为主轴轴套(11)的工作主轴内，并且，与锤杆(18)相连的探触元件(21)穿过一个在主轴轴套(11)上的轴向缝槽(14)伸出；在锤杆(18)和刀柄(13)之间安置了一个在主轴轴套(11)内可移动的冲头(17)，为了将由刀具接触压力引起的刀具的轴向移动传递到主轴轴套(11)上，该冲头在其向着锤杆(18)的端面特别是通过一个嵌置在主轴轴套(11)内壁内的卡环(19)可被支撑在主轴轴套(11)上。

11、按照权利要求10所述的电动工具机，其特征是，探触元件(21)可移动地坐落于锤杆(18)上并且伸出到凸轮盘(21，22)之间；两个压力弹簧(24，25)被推到锤杆(18)上并且分别被支撑在探触元件(21)的在轴向方向相互背向的两个侧面之一与被构造在锤杆(18)上的环轴肩(42，43)之一之间。

12、按照权利要求11所述的电动工具机，其特征是，该探触元件(21)由两个压力弹簧(24，25)的、径向向外弯曲、相连的弹簧端部(241，251)构成，并且这两个压力弹簧(241，251)相互刚性地连接或者这两个压力弹簧(44)互相被构造成一体。

13、按照权利要求10所述的电动工具机，其特征是，该探触元件(21)具有一个带有间隙安置在主轴轴套(11)上的滑动环(45)，该滑动环具有径向立起的、空心的探触凸块(46)，该探触凸块通过被固定在锤杆(18)内的、穿过在主轴轴套(11)上的出口缝槽(41)穿出的一个连接元件(47)与锤杆(18)无相对转动地相连接，并且在轴向方向相对于连接元件(47)可被移动；两个压力弹簧(24，25)被支撑在连接元件(47)的相互背向的侧面与探触凸块(46)的内壁之间。

14、按照权利要求10所述的电动工具机，其特征是，探触元件(21)被固定在锤杆(18)内；可移动的凸轮盘(27)在垂直于轴线方向被分为一个带有曲线轨道(23)的盘部分(271)和一个被支撑在主轴轴套(11)的推力轴承(33)上的盘部分(272)；并且该另一个凸轮盘(26)被轴向可移动地安置在机壳体(10)内；该压力弹簧(25)被支撑在该凸轮盘(27)的两个盘部分(271，272)之间，而该另外的压力弹簧(24)被支撑在另一个凸轮盘(26)的背对曲线轨道(22)的背面与机壳体(10)之间。

15、按照权利要求14所述的电动工具机，其特征是，限位主轴轴套(11)的轴向移动的壳体侧的挡块以及断开元件(37)的用于断开冲击装置(16)的可被摆入的挡块(38)分别与凸轮盘(27)的被支撑在推力轴承(33)上的盘部分(272)共同作用。

16、按照权利要求14所述的电动工具机，其特征是，该凸轮盘(27)的盘部分(271，272)以及另外的凸轮盘(26)在多个、特别是3个平行的销(29)上滑动，该销(29)被固定夹紧在机壳体(10)内，这些销被安置在一个与主轴轴套(11)同轴线的分度圆上、相互间特别地以相同的圆周角度错开。

Images