手持式工具機的製作方法

2023-09-22 06:57:05 3

專利名稱：手持式工具機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種按權利要求1前序部分所述的手持式工具機。
背景技術：
已知一種手持式工具機，尤其是電動螺絲刀(Akkuschrauber)，其具有可驅動的輸 出軸、支承單元和滾動軸承單元，此滾動軸承單元設置成用來把輸出軸的支承力傳遞到支 承單元上。

發明內容
本發明涉及一種手持式工具機，尤其是電動螺絲刀，其具有可驅動的輸出軸、支承 單元和滾動軸承單元，此滾動軸承單元設置成用來把輸出軸的支承力傳遞到支承單元上。本發明提出，輸出軸和/或支承單元構成滾動軸承單元的至少一個滾動體滾動 面。在此上下文中，「輸出軸」尤其應理解為像工作主軸一樣的軸，其間接地或通過傳動機 構把電機(尤其是電動機)的轉矩傳遞到工具(例如螺絲刀頭)上。「支承單元」尤其應理 解為這樣的單元，即它設置成用來接收輸出軸的軸承力和/或繼續傳遞到手持式工具機的 外殼上，和/或它尤其是手持式工具機的外殼和/或傳動機構外殼的組成部分。此外，「滾 動軸承單元」尤其應理解為這樣的單元，即它具有至少一個圓滾狀、針狀和/或球狀的滾動 體，和/或它在空間上設置在輸出軸和支承單元之間，和/或它可接收輸出軸的軸承力並 傳遞到支承單元上。在此上下文中，「滾動體滾動面」尤其應理解為這樣的表面，即滾動體 在它上面滾壓或滾動，和/或它是滾動軸承的組成部分。此滾動體滾動面尤其圍繞著輸出 軸在圓周方向上延伸。短語「輸出軸和/或支承單元構成滾動軸承單元的至少一個滾動體 滾動面」尤其應這樣理解，即滾動體滾動面與輸出軸和/或支承單元是構成為一體的，其中 「一體的」在此尤其應理解為整體的和/或由鑄件構成和/或構成為一個構件。此外「設置 成」應理解為專門構造和/或設計。通過按本發明的構造方案，可有利地在輸出軸的範圍內 減少手持式工具機的徑向結構長度。此外，藉助一體的構造，還可在結構方面簡單地節省零 件、構造空間和成本。此外還提出，輸出軸構成滾動軸承單元的滾動體內滾動面。在此尤其應這樣理解， 即滾動體滾動面與輸出軸是構成為一體的，其中滾動體內滾動面優選在輸出軸的外表面 (其指向支承面的方向)上沿著其圓周延伸。由於滾動體內滾動面的實現，尤其高效的力從 與輸出軸處於有效連接的工具可傳遞到手持式工具機的外殼上。此外，輸出軸還可實現良 好的旋轉精度。有利的是，滾動體滾動面在輸出軸的軸向方向上具有至少一個支承面。此「軸向方 向」在此尤其定義了輸出軸的主要延伸方向。「支承面」在此尤其應理解為這樣的表面，即 此表面至少在軸向上限定和/或約束了在滾動體滾動面上滾動的滾動體的活動自由度。有 利的是，藉助此支承面，滾動體可在滾動體滾動面上實現良好的軸嚮導引。此外還有利的是，滾動體滾動面在輸出軸的軸向上具有至少一個第二支承面，因此可進一步改善此軸嚮導引。這兩個支承面優選設置在滾動體滾動面的兩個軸向上相對而 置的側面上。在本發明的另一構造方案中提出，滾動體滾動面構成為圓弓形。在此「圓弓形」尤 其應理解為這樣的形狀，即它與滾動軸承單元的滾動體的至少一個外輪廓相匹配，和/或 它由圓弓的外徑或圓弧構成，其中「圓弓」是圓面積的一部分，它通過弦劃分成兩個大小不 同的圓弓。通過圓弓形的結構，滾動體滾動面可尤其無間隙地導引滾動體。此外還提出，滾動軸承單元構造為球軸承，因此使用的滾動軸承單元具有尤其節 省材料的特性。此外還可提出，滾動軸承單元設置在面向輸出軸的輸出側的一側上。「輸出軸的輸 出側」尤其應理解為這樣的側面，即它面向輸出軸的工具夾具。通過這種布置，即可支承徑 向軸承力，也可支承軸向軸承力，因此輸出軸的軸承力可在空間上靠近工具夾具地保護輸 出軸地傳遞到手持式工具機的外殼上。如果手持式工具機具有另外至少一個用來支承輸出軸的軸承單元，則輸出軸可有 利地實現安全且穩固的支承。此外還提出，這個其它的軸承單元設置在與輸出軸的輸出側相背離的一側上，因 此輸出軸可實現平衡的支承。一種優選的改進方案在於，所述另外至少一個軸承單元由滑動軸承或另外的滾動 軸承單元構成。這個另外的軸承單元由於設計成滑動軸承可節省構造空間和構件，而且成 本很划算。藉助另外的滾動軸承單元，可在結構上簡單地支承很高的軸承力，因此也可在節 省材料方面有利地實現力分布。此外還提出，所述滾動軸承單元部分地與所述另外的滾動軸承單元構成為一體。 在此上下文中，「一體」尤其應這樣的理解，即只有在其中至少一個滾動軸承單元喪失功能 的情況下，這兩個滾動軸承單元才能相互分開，和/或所述滾動軸承單元具有至少一個部 件，此部件是所述另外的滾動軸承單元的組成部分。通過一體化的設計，尤其可實現節省構 件和節省成本的支承。本發明的另一構造方案規定，滾動體滾動面通過切削工藝加工在輸出軸和/或支 承單元中。在此上下文中，「切削工藝」尤其應理解為一種蝕刻工藝和/或磨削工藝和/或 尤其指車削加工。一般說來，其它的、專業人員認識符合目的的方法也可以考慮。藉助切削 工藝，滾動體滾動面可通過簡單的製造工藝成本有利地加工在輸出軸中。此外還提出，手持式工具機具有用於工具夾具的止擋環，它的軸向寬度大於滾動 軸承單元的軸向寬度的80%。一般說來，也可以考慮大於100%的軸向寬度。「止擋環」在 此尤其應理解成(尤其是輸出軸的)成形部，其在徑向方向上朝支承單元延伸，和/或在工 具夾具(例如鑽卡頭)的安裝過程(例如旋擰)中，它構成用於工具夾具的軸向止擋。原 則上也可以考慮，止擋環構成為與輸出軸單獨設計的構件。通過這個寬的止檔環，可在安裝 和在固定工具夾具時對預緊力實現或確保良好的支承。此外還提出，輸出軸在滾動體滾動面的範圍內的外直徑是輸出軸在工具夾具的止 檔環的範圍內的外直徑的至少55%。一般說來，也可以考慮大於75%的外直徑。這是可行 的，因為在當前常用的滾動軸承單元中由滾動軸承內圈所需的構件空間在按本發明的構造 方案中可通過工作軸來填充。由於輸出軸構造得具有很大的外直徑，所以輸出軸可構成得尤其穩固。但一般說來還可能的是，按當前常用的構造方案保持了輸出軸的尺寸，但手持式 工具機的支承單元或外殼與輸出軸的徑向間距可有利地減小，這直接使手持式工具機變得 更小和更輕便。有利的是，輸出軸至少在設有滾動軸承單元的部分區域中構成為中空軸。「中空 軸」在此尤其應理解為這樣的軸，即它具有中間的、在軸向方向上延伸的空腔。此部分區域 在此優選由輸出軸的輸出側朝設有滾動體滾動面的區域的方向，並在軸向方向上越過這個 區域，朝所述另外的軸承單元的方向延伸。由於此部分區域構成為中空軸，此輸出軸在構造 上可簡單地作為用於工具夾具(例如鑽卡頭)的容納部，和/或直接設計成工具夾具。結 合這樣的可能性(即輸出軸具有很寬的外直徑)，在此可產生尤其堅固的容納部或工具夾 具。但原則上還可考慮的是，輸出軸在它的整個軸向長度上都構成為中空軸。在本發明的另一構造方案中提出，輸出軸在一部分區域內具有恆定的外直徑，此 部分區域由輸出軸的設置在輸出側上的端部一直延伸到滾動軸承單元的滾動體滾動面上。 「輸出軸的設置在輸出側上的端部」在此尤其應理解為這樣的端部，即工具可直接在此端部 上固定在輸出軸上。「恆定的外直徑」在此尤其應理解為無梯級設計的外直徑。通過按本發 明的構造方案，輸出軸可節省材料和成本，還在結構上可簡單製成。此外還有利的是，手持式工具機具有行星齒輪傳動機構，因此電機的轉矩可很好 地且可變化地傳遞到輸出軸上。


從下面的附圖描述中得出本發明的其它優點。在附圖中描述了本發明的兩個實施 例。附圖、描述和權利要求中包含大量組合的特徵。專業人員可按目的單個地看待這些特 徵，也可總結成有意義的其它組合。其中圖1按本發明的設計成電動螺絲刀的手持式工具機；圖2圖1的手持式工具機的工具容納區；圖3在細節圖中示出了圖2的工具容納區的軸承區；圖4在細節圖中示出了軸承區的可選實施例；圖5手持式工具機的可選的工具容納區。
具體實施例方式圖1示出了按本發明的手持式工具機，形式為電動螺絲刀。在圖2中可看到手持 式工具機10a的工具容納區64a。手持式工具機10a在此工具容納區64a中包含可由電 動機66a驅動的、由鋼製成的輸出軸14a ；與傳動機構外殼68a設計成一體的支承單元16a ； 構成為球軸承30a的滾動軸承單元18a，它設置成用來把輸出軸14a的支承力傳遞到支承單 元16a上。此外，滾動軸承單元18a是輸出軸14a的軸承結構70a的一部分。由電動機66產生的轉矩通過三級的行星齒輪傳動機構62a傳遞到輸出軸14a上。 行星齒輪傳動機構62a的第三行星齒輪級74a的行星齒輪架72a通過齒部76a嵌入輸出 軸14a的齒部78a中。輸出軸14a在部分區域58a中構成為中空軸60a，滾動軸承單元18a 設置在此部分區域58a中，此部分區域58a由輸出軸14a的輸出側32a在軸向方向24a上 朝行星齒輪傳動機構62a的方向延伸。中空軸60a具有內螺紋，此處示意示出的工具夾具44a(形式為鑽卡頭94a)可通過此內螺紋藉助未示出的螺釘固定在輸出軸14a上，因此在手 持式工具機10a進行旋擰運行時，轉矩由輸出軸14a傳遞到示意示出的、固定在鑽卡頭94a 中的工具80a(形式為螺絲刀頭)上。輸出軸14a在軸向方向24a上沿著支承單元16a延伸，並通過它支承在傳動機構 外殼68a上。為此，軸承結構70a具有滾動軸承單元18a，此滾動軸承單元18a設置在面向 輸出軸14a的輸出側32a的一側34a上，用來支承輸出軸14a的軸向力和徑向力。此外，手 持式工具機10a或軸承結構70a具有另一軸承單元36a，它設置成用來支承輸出軸14a，並 設置在與輸出軸14a的輸出側32a相背離的一側38a上，或設置成朝向行星齒輪傳動機構 62a—側。所述另一軸承單元36a由滑動軸承40a構成，並用來支承徑向力。此外，輸出軸14a構成滾動軸承單元18a的至少一個滾動體滾動面20a，其構成為 滾動體內滾動面22a。此滾動體滾動面20a通過切削工藝、尤其通過車削處理加工在輸出軸 14a上，並因此與輸出軸構成為一體。此外，滾動體滾動面20a在圓周方向82a上在輸出軸 14a的外表面84a上延伸。滾動體滾動面20a在輸出軸14a的軸向方向24a上在面向輸出 側32a的一側34a上具有第一支承面26a (圖3)。此外，在與輸出側32a相背離的一側38a 上，在輸出軸14a的軸向方向24a上設置了第二支承面28a。因此，支承面26a、28a設置在 滾動體滾動面20a的軸向對置的兩側上，並用來軸向地固定在滾動體滾動面20a上滾動的 滾動體86a(形式為球)。滾動體滾動面20a構成為圓弓形，並因此與滾動體86a的球形外 輪廓88a相匹配。滾動軸承單元18a的外圈90a把輸出軸14a的軸承力傳遞到支承單元 16a或傳動機構外殼68a上，此外圈90a在徑向方向92a上設置在滾動體86a和支承單元 16a之間。為了安裝球軸承30a，外圈90a是設計成兩部分的，並由兩個半殼組裝而成(未 示出)。此外，手持式工具機10a或輸出軸14a具有止擋環42a，用於工具夾具44a或用於 鑽卡頭94a。止擋環42a在軸向方向24a上在輸出側32a上或在工具夾具44a的一側上連 接到滾動軸承單元18a上，並在徑向方向92a上朝支承單元16a的方向延伸。如果鑽卡頭 94a在安裝過程中或在旋出螺絲時擰在輸出軸14a的端部區域96a上，此端部區域96a設置 在輸出側32a上，則此止擋環42a可作為用於鑽卡頭94a的軸向止擋。如圖3的細節圖所示，它示出了手持式工具機10a的軸承區98a，止擋環42a具有 軸向寬度46a，它相當於滾動軸承單元18a的軸向寬度48a的80%。此外，輸出軸14a在 區域52a(滾動體滾動面20a設置在此區域52a中)中的外直徑50a是輸出軸14a在區域 56a (止擋環42a設置在此區域56a中)中的外直徑54a的55% (也見圖2)。圖4示出了滾動軸承單元18的可選實施例，圖5示出了工具容納區64的可選實 施例。基本上，相同的構件、特徵和功能原則上用相同的參考標記來標明。但為了區分這些 實施例，實施例的參考標記上加上了字母a至c。下面的描述基本上僅限於與圖1至3中的 實施例不同的地方，其中有關相同的構件、特徵和功能可參照圖1至3中的實施例的描述。圖4在軸承區98b的細節圖中示出了可選的手持式工具機10b (以電動螺絲刀12b 的形式)的剖面圖。手持式工具機10b包含可驅動的輸出軸14b ；與傳動機構外殼68b設 計成一體的支承單元16b ；滾動軸承單元18b，其設計成球軸承30，並設置在面向輸出軸14b 的輸出側32b的一側34b上。支承單元16b構成為滾動軸承單元18b的圓弓狀的滾動體滾 動面20b，其中此滾動體滾動面20b由滾動體外滾動面102b構成，此滾動體外滾動面102b在圓周方向82b上通過車削工藝加工在支承單元16b的內表面100b中。此外，滾動體86b 在滾動體滾動面20b上導引，它的運動在軸向方向24b上通過滾動體滾動面20b的兩個在 軸向方向24b上相對而置的支承面26b、28b進行了限制。滾動軸承單元18b的內圈104b 把輸出軸14b的軸承力通過滾動體86b傳遞到支承單元16b或傳動機構外殼68b上，此內 圈104b在徑向方向92b上設置在輸出軸14b和滾動體86b之間。為了安裝球軸承30b，傳 動機構外殼68b是設計成兩部分的或設計成兩個半殼式的(未示出)。但也還可選的是，輸出軸和支承單元都配置了一體構成的滾動體滾動面。因此，滾 動軸承單元的內圈和外圈可尤其節省地方地省略(未詳細示出)。圖5示出了可選的手持式工具機10c (以電動螺絲刀12c的形式)的工具容納區 64c，包含輸出軸14c，其可由未示出的電動機通過行星齒輪傳動機構62c的行星齒輪架 72c進行驅動；支承單元16c，其與傳動機構外殼68c設計成一體。此外，手持式工具機10c 或工具容納區64c還具有滾動軸承單元18c，此滾動軸承單元18c設置在面向輸出軸14的 輸出側32c的一側34c上，此滾動軸承單元18c設計成球軸承30c，它設置成用來把輸出軸 14c的支承力傳遞到支承單元16c上。輸出軸14c構成滾動軸承單元18c的圓弓形的滾動 體滾動面20c，其中滾動體滾動面20c由滾動體內滾動面22c構成，此滾動體內滾動面22c 在圓周方向82c上通過車削處理加工在支承單元16c的外表面84c中。此外，滾動體86c 在滾動體滾動面20c上導引，它的運動在軸向方向24c上通過滾動體滾動面20c的兩個在 軸向方向24c上相對而置的支承面26c、28c進行了限制。此外，滾動軸承單元18c是輸出軸14c的軸承結構70c的一部分，它具有另一軸承 單元36c，它設置成用來支承輸出軸14c，並設置在與輸出軸14c的輸出側32c相背離的一 側38c上，或設置成朝向行星齒輪傳動機構62c—側。這個另外的軸承單元36c由另一滾 動軸承單元106c (以球軸承30c的形式)構成，並因此同樣具有圓弓形的滾動體滾動面20 或滾動體內滾動面22c，用來導引滾動體86c。滾動軸承單元18c和106c具有共同的外圈 90c，它在徑向方向92c上設置在滾動體86c和支承單元16c之間，並把輸出軸14c的軸承 力傳遞到支承單元16c上，因此滾動軸承單元18c部分地與所述另一滾動軸承單元106c構 成為一體。在位於輸出側的端部區域96c中，輸出軸14c構成為中空軸60c，其中端部區域 96c或中空軸60c是工具夾具44c，工具80c或螺絲刀頭藉助它可實現固定。此外，輸出軸 14c在部分區域108c中設計成恆定的外直徑50c，此部分區域108c由輸出軸14c的設置在 輸出側32c上的端部110c開始一直延伸到滾動軸承單元18c的滾動體滾動面20c。
權利要求
一種手持式工具機，尤其是電動螺絲刀(12a-c)，其具有可驅動的輸出軸(14a-c)、支承單元(16a-c)和滾動軸承單元(18a-c、106c)，此滾動軸承單元設置成用來把所述輸出軸(14a-c)的支承力傳遞到所述支承單元(16a-c)上，其特徵在於，所述輸出軸(14a-c)和/或支承單元(16a-c)構成所述滾動軸承單元(18a-c、106c)的至少一個滾動體滾動面(20a-c)。
2.按權利要求1所述的手持式工具機，其特徵在於，所述輸出軸(14a、14c)構成所述滾 動軸承單元(18a、18c、106c)的滾動體內滾動面(22a、22c)。
3.按權利要求1或2所述的手持式工具機，其特徵在於，所述滾動體滾動面(20a-c)在 輸出軸(14a-c)的軸向方向(24a_c)上具有至少一個支承面(26a-c、28a_c)。
4.按權利要求3所述的手持式工具機，其特徵在於，所述滾動體滾動面(20a-c)在輸出 軸(14a-c)的軸向方向(24a_c)上具有至少一個第二支承面(26a-c、28a_c)。
5.按上述權利要求中任一項所述的手持式工具機，其特徵在於，所述滾動體滾動面 (20a-c)構成為圓弓形。
6.按上述權利要求中任一項所述的手持式工具機，其特徵在於，所述滾動軸承單元 (18a_c、106c)構成為球軸承(30a_c)。
7.按上述權利要求中任一項所述的手持式工具機，其特徵在於，所述滾動軸承單元 (18a-cU06c)設置在面向所述輸出軸(14a-c)的輸出側(32a、_c)的一側(34a_c)上。
8.按上述權利要求中任一項所述的手持式工具機，其特徵在於，設有另外至少一個軸 承單元(36a_c)，其設置成用於支承所述輸出軸(14a-c)。
9.按權利要求8所述的手持式工具機，其特徵在於，所述另外的軸承單元(36a-c)設置 在與輸出軸(14a-c)的輸出側(32a_c)相背離的一側(38a_C)上。
10.至少按權利要求8所述的手持式工具機，其特徵在於，所述另外至少一個軸承單元 (36a-c)由滑動軸承(40a、40b)或另外的滾動軸承單元(106c)構成。
11.按權利要求10所述的手持式工具機，其特徵在於，所述滾動軸承單元(18c)部分地 與所述另外的滾動軸承單元(106c)構成為一體。
12.按上述權利要求中任一項所述的手持式工具機，其特徵在於，所述滾動體滾動面 (20a-c)通過切削工藝加工在所述輸出軸(14a-c)和/或支承單元(16b)中。
13.按上述權利要求中任一項所述的手持式工具機，其特徵在於，所述輸出軸(14a、 14b)至少在設有所述滾動軸承單元(18a、18b)的部分區域(58a、58b)中構成為中空軸 (60a、60b)。
14.按上述權利要求中任一項所述的手持式工具機，其特徵在於，所述輸出軸(14c)在 部分區域(108c)內具有恆定的外直徑(50c)，此部分區域(108c)由輸出軸(14c)的設置在 輸出側(32c)上的端部(IlOc) —直延伸到滾動軸承單元(18c)的滾動體滾動面(20c)上。
15.按上述權利要求中任一項所述的手持式工具機，其特徵在於，設有行星齒輪傳動機 構(62a_c)。
全文摘要
本發明涉及一種手持式工具機，尤其是電動螺絲刀(12a-c)，其具有可驅動的輸出軸(14a-c)、支承單元(16a-c)和滾動軸承單元(18a-c、106c)，此滾動軸承單元設置成用來把輸出軸(14a-c)的支承力傳遞到支承單元(16a-c)上。本發明提出，輸出軸(14a-c)和/或支承單元(16a-c)構成滾動軸承單元(18a-c、106c)的至少一個滾動體滾動面(20a-c)。
文檔編號B25B23/00GK101837575SQ201010144959
公開日2010年9月22日 申請日期2010年3月18日 優先權日2009年3月19日
發明者D·索爾 申請人:羅伯特.博世有限公司