具有轉矩限制單元的手持式工具機的製作方法
2023-06-14 03:15:51
專利名稱：具有轉矩限制單元的手持式工具機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種具有一個轉矩限制單元的手持式工具機，藉助該轉矩限制單元可由操作者調節由一個電動機輸出部分傳遞到一個工具攜動裝置的最大轉矩，其中，該轉矩限制單元包括一個彈簧裝置。
背景技術：
手持式工具機如蓄電池供電的旋擰機、蓄電池供電的鑽孔機或蓄電池供電的衝擊鑽機具有高的驅動轉矩，對於一些應用來說對該驅動轉矩進行限制是所期望的。通過可調節的轉矩限制例如使多個螺釘以相同的旋擰轉矩擰入到工件中，其中，一旦螺釘對電動機輸出部分反作用一個一定的轉矩阻力時，轉矩限制單元脫開鎖止。為了使最大轉矩適配所執行的任務，轉矩限制單元可由操作者調節。由DE 103 09 057 A1公開了一種具有如上所述的轉矩限制單元的手持式工具機。
發明內容
本發明涉及具有轉矩限制單元的手持式工具機，藉助該轉矩限制單元可由操作者調節由電動機輸出部分傳遞到工具攜動裝置的最大轉矩，其中，該轉矩限制單元包括一個彈簧裝置。
本發明提出，彈簧裝置具有不同作用的彈簧部件。藉助簡單的彈簧部件可實現彈簧裝置的非線性的彈簧特性曲線。由此可用簡單方式在較小轉矩的範圍中非常精確地調節最大轉矩及此外可在大範圍的轉矩範圍中進行調節。通常可調節的最大轉矩在1Nm與15Nm之間，以便例如可將螺釘順暢地擰入木材中，而不傷及螺釘或木材。當最大轉矩可在較小轉矩——例如至多5Nm的範圍中非常精細地調節時，可達到最大轉矩的特別舒適調節。為此彈簧裝置在該範圍中具有一個彈簧特性曲線，該彈簧特性曲線比較大轉矩範圍中的彈簧特性曲線平坦，在較大轉矩範圍中最大轉矩可較粗地被調節。此外通過在彈簧裝置中使用不同作用的彈簧部件可使轉矩限制單元的調節特性以簡單的方式適配不同的手持式工具機或手持式工具機的結構系列。
當彈簧部件在其運動方向上錯開地設置時，可達到彈簧裝置的不同作用。因此在操作彈簧裝置時首先是幾個然後是所有的彈簧部件被操作。當彈簧部件具有不同強度的彈性時可達到手持式工具機的特別簡單的裝配及緊湊的結構。不同的彈性可通過不同的彈簧特性曲線、即不同的彈簧係數或者說彈簧剛性來達到，例如使用較粗的或較細的彈簧。不同的彈性也可通過彈簧部件的不同大小的彈簧力來達到。
彈簧部件可特別長使用壽命及緊湊地被構造成壓簧。例如被構造成盤形彈簧或螺旋彈簧。也可考慮由至少一個盤形彈簧及一個螺旋彈簧的組成的組合，其中在該情況下盤形彈簧合乎目的地為強作用的彈簧部件及螺旋彈簧為弱作用的彈簧部件。
當彈簧部件具有不同長度時，可得到在小轉矩範圍中可特別精確調節的及在大的轉矩範圍中可調節的轉矩限制單元。在此情況下彈簧部件也可合乎目的地在其彈簧剛性上不同。特別緊湊的是具有至少一個第一彈簧部件及一個第二彈簧部件的彈簧裝置，其中較短及彈簧剛性較大的彈簧部件作為第一彈簧部件。
當彈簧裝置包括6個彈簧部件時，可得到一種非常可變的、緊湊的及機械穩定的彈簧裝置。這6個彈簧部件最好六角形地設置。
當彈簧裝置包括三組不同的彈簧部件時，則可得到具有高機械穩定性的、在彈簧剛性上兩級累進的彈簧裝置。通過不同的彈簧部件可實現該累進性及通過彈簧部分的分組可得實現機械穩定性。合乎要求的是，彈簧部件具有不同的長度及強度。
此外還提出，彈簧裝置包括一個過載離合裝置的彈簧部件，當傳遞的轉矩超過預先調節的過載轉矩時，該過載離合裝置使電動機輸出部分與工具攜動裝置之間的力傳遞中斷。在此情況下過載離合裝置及轉矩限制單元的組合可作得非常緊湊。
過載離合裝置的彈簧部件可通過其彈簧剛性來確定過載轉矩。為此，過載離合裝置的彈簧部件是彈簧裝置中彈簧力最大的彈簧部件，即具有最大彈簧剛性的彈簧部件。並可達到這樣一個過載轉矩，該過載轉矩超過漸進地調節的最大的最大轉矩非常多。
在本發明的另一構型中，手持式工具機包括一個調節裝置，該調節裝置具有一個帶有均勻上升曲線軌道的控制凸輪，通過該調節裝置可調節最大轉矩。該調節裝置通過均勻上升的曲線可特別簡單及可靠地被閉鎖、例如被鎖止，以便當手持式工具機工作時防止調節裝置被無意地調節。
有利地，控制凸輪具有用於調節最大轉矩的第一扇段及一個在控制作用上與第一扇段不同的第二扇段，該第二扇段用於調節無可調節的轉矩限制的鑽孔工作。控制凸輪的第二扇段例如比第一扇段作得更陡，以致通過調節裝置的一個短時間的操作可實現最大轉矩到跨接位置或過載轉矩的大改變。但也可以，第二扇段被構造得非常平坦或無轉矩改變，由此可防止調節裝置由鑽孔工作的調節位置中不期望地被壓出。
其它的優點可從下列附圖的說明中得到。在附圖中表示出本發明的實施例。附圖、說明書及其它申請文件組合地包含了多個特徵。技術人員可合乎目的地詳細考察各個單個特徵及總結成有意義的其它組合。
附圖為圖1具有一個轉矩限制單元及一個過載離合裝置的蓄電池供電的旋擰機前部分的解體圖，圖2圖1中前部分的截面圖，圖3具有替代的彈簧裝置的另一轉矩限制單元的部件，及圖4轉矩限制單元的另一彈簧裝置。
具體實施例方式
圖1及2以一個解體圖(圖1)及一個截面圖(圖2)表示構成蓄電池供電的旋擰機的手持式工具機的前部分。該手持式工具機包括一個轉矩限制單元2、一個電動機輸出部分4及一個工具攜動裝置6。為了驅動工具攜動裝置6，由電動機輸出部分4將一個轉矩傳遞到主要具有行星齒輪8的一個三級行星齒輪傳動裝置上，由此這些齒輪將繞它們自己的軸線轉動。這些行星齒輪8被支承在一個行星架10上，該行星架在常規工作模式時位置固定地與手持式工具機的殼體12相連接。行星齒輪8驅動一個內齒圈14，該內齒圈的內齒部分配合在一個攜動器16的外圍上及驅動該攜動器。攜動器16驅動一個星形件18及該星形件通過一個內四方孔驅動工具攜動裝置6。
在常規工作時行星架10通過兩個鎖止盤20、22、一個由6個彈簧部件26、28組成的彈簧裝置24及兩個壓件30、32無相對轉動地與一個導向套管34相連接，該導向套管又無相對轉動地固定在手持式工具機的殼體12上。該無相對轉動的連接通過行星架10的凸塊36來實現，這些凸塊配合在第一鎖止盤20的凸塊中，其中第一鎖止盤20本身利用這些凸塊38——它們與第二鎖止盤22的凸塊40形成配合——與第二鎖止盤22相連接。第二鎖止盤22又通過壓件30的臂42來固定，這些臂配合在第二鎖止盤22的突出部分44之間。兩個壓件30、32通過造型部分46被固定在導向套管34的內槽中。
在傳動裝置側上在行星架10的後面設有一個盤形彈簧48，該盤形彈簧被放置在一個保持件50中。保持件50用一些臂52包圍盤形彈簧48及行星架10及配合在第一鎖止盤20的袋槽54中。這些臂52通過它們的增寬部分56固定在這些袋槽54中，其中保持件50在一個壓力下——藉助該壓力使盤形彈簧48壓縮一段距離——被固定在鎖止盤20上及將行星架10夾緊在盤形彈簧48與鎖止盤20之間。在保持件50的後面設有一個保持輪58，該保持輪利用一些造型部分60配合在導向套管34的內槽中及與該導向套管形成無相對轉動的連接，以及利用一個金屬絲環64被固定在該導向套管34中。
為了調節傳遞到工具攜動裝置6上的最大轉矩，彈簧裝置24作用在第二鎖止盤22上的彈簧壓力可藉助一個調節裝置66改變。為此調節裝置66具有一個操作裝置68、一個凸輪環70、一個孔盤72、一個銷74及一個彈簧76。一個造型部分78及一個槽80將凸輪環70及孔盤72無相對轉動地固定在操作裝置68中。當操作裝置68轉動時凸輪環70隨之一起轉動，其中在凸輪環70的控制凸輪82上滑動的臂84負責使第二壓件32在軸向86上運動。這些臂84穿過導向套管34的槽孔88及由彈簧裝置24的彈簧力加載地被壓在控制凸輪82上。當第二壓件32在軸向86上運動時，彈簧裝置24的彈簧壓力改變，藉助該彈簧壓力使第二鎖止盤22壓在第一鎖止盤20上。孔盤72用其一些孔防止在手持式工具機工作期間操作裝置68被無意地調節，銷74鎖止地配合在這些孔中。
彈簧裝置24包括6個設置在一個彈簧組中的彈簧部件26、28，它們被構造成螺旋彈簧形式的壓簧。彈簧部件26、28被設置成六角形並包括兩組4個較短及較硬的-即彈性較強的-彈簧部件28及兩個較長及彈性較弱的彈簧部件26。通過該穩定的結構可在凸輪環70均勻調節的情況下單級地逐漸達到最大轉矩。在通過凸輪環70調節最小可能的1Nm的最大轉矩時，較長的彈簧部件26用較小的預加載力被保持在鎖止盤22與壓件30之間。當凸輪環70轉動到較大的最大轉矩時，首先彈簧部件26被壓縮，而較短的彈簧部件28仍以較小的間隙被設置在鎖止盤22與壓件30之間。從4Nm的最大轉矩起，當凸輪環70進一步轉動時4個彈簧部件28也被壓縮，由此從現在起當凸輪環70均勻地轉動時最大轉矩更快地上升，並一直可達到15Nm。
在手持式工具機常規工作中，這時將低於所調節的最大轉矩的轉矩傳遞到工具攜動裝置6上，行星架10相對殼體12靜止。當作用在工具攜動裝置6的轉矩達到所調節的最大轉矩時，第二鎖止盤22通過凸塊38、40的傾斜的側壁向彈簧裝置24偏移，及第一鎖止盤20可與行星架10一起相對第二鎖止盤22轉動。內齒圈14靜止，及在高於最大轉矩時從電動機輸出部分4到工具攜動裝置6的轉矩傳遞被中斷。
為了跨接轉矩限制單元2，凸輪環70除了控制凸輪82內的均勻上升的第一扇段90外還包括用於實現鑽孔工作的第二較陡地上升的扇段92及一個平的第三扇段94，該第三扇段當凸輪環70轉動時不引起彈簧裝置24的彈簧壓力的變化。最大轉矩從1Nm至15Nm的調節通過臂84在第一扇段90上的運動來實現。在跨接位置的調節時，臂84接觸在第三扇段94上及在手持式工具機的電動機輸出部分4的方向上偏移最大。彈簧部件26、28被壓縮到這樣的程度，使得保持彈簧部件26、28的銷96、98彼此相接觸，以致鎖止盤22在軸向上不可偏移地被保持在鎖止盤20與壓件32之間。第一鎖止盤20超脫第二鎖止盤22上的鎖止不再可能。此外臂42配合在鎖止盤20的袋槽54之內，由此使鎖止盤20與導向套管34無相對轉動地連接。
在該位置上通過轉矩限制單元2可能將一個對手持式工具機有害的及對於操作者有危險的轉矩傳遞到工具攜動裝置6上。為了防止這種轉矩的傳遞，在行星架10上設有一個過載離合裝置，該過載離合裝置當超過一個過載轉矩時使向工具攜動裝置6的力傳遞中斷。如果對工具攜動裝置6傳遞一個轉矩，該轉矩達到在鑽孔位置中由盤形彈簧48的彈簧力預給定的過載轉矩，則行星架10通過凸塊36及鎖止盤(Rastscheibe)20的凸塊的傾斜的側壁在向著盤形彈簧48的方向上偏移及使盤形彈簧48抵抗其預加載力地進一步壓縮。行星架10從現在起可相對鎖止盤20轉動，由此使從電動機輸出部分4到工具攜動裝置6的力傳遞在行星架10與鎖止盤20之間被中斷。
圖3中表示出轉矩限制單元100及一個過載離合裝置的部件的替代結構。實質上保持相同的部件基本上用相同的參考標號表示。此外對於保持相同的特徵及功能可參考圖1及2中實施例的描述。
轉矩限制單元100包括具有三組、且每組兩個作成螺旋彈簧的、不同長度及彈簧剛度的彈簧部件104、106、108的彈簧裝置102。如彈簧裝置24的情況那樣，通過彈簧部件104、106可實現彈簧力或最大轉矩的單級漸進調節。在此情況下最短的彈簧部件108以一個間隙被設置在鎖止盤20與壓件30之間及對彈簧裝置102的力還無貢獻。僅當凸輪環70被調節到鑽孔位置時，在該位置上臂84接觸在第三扇段94上，該很短及很硬的彈簧部件108才被壓縮，但銷96、98之間仍留有一個小間隙。通過該很硬的、從屬於過載離合裝置的彈簧部件108，現在最大轉矩可調節到50Nm及形成過載轉矩。
當傳遞到工具攜動裝置6上的轉矩達到過載轉矩時，則鎖止盤22通過凸塊36、40的傾斜側壁向壓件30的方向上偏移，及凸塊36、40脫離配合。由此使電動機輸出部分4到工具攜動裝置6的力傳遞在同一位置上中斷，即在鑽孔位置以外調節的最大轉矩通過轉矩限制單元100也在該位置上中斷。
圖4表示另一彈簧裝置110。該彈簧裝置110包括兩組彈簧部件104、106，每組以三角形、交替地設置並總地設置成六角形。此外該彈簧裝置110還包括一個盤形彈簧112，該盤形彈簧與彈簧部件104、106串聯地設置並且是轉矩限制單元的一個部件。當凸輪環70從一個最小的最大轉矩向較大的最大轉矩轉動時，首先是彈簧部件104壓縮及然後是彈簧部件106壓縮，直到最大轉矩8Nm時銷96、98彼此相接觸為止。在繼續轉動凸輪環70時，盤形彈簧112進一步被壓縮及由此使彈簧裝置110的壓力進一步提高直到最大的最大轉矩20Nm為止。
也可考慮，將盤形彈簧112配置給過載離合裝置，當臂84經過第二扇段92滑動到第三扇段94時該盤形彈簧才被壓縮及確定了一個過載轉矩。作為另一替代，彈簧裝置110可具有三組彈簧部件，它類似於彈簧裝置102，但設有剛性更小的彈簧部件。因此與盤形彈簧112共同地可達到彈簧裝置110的彈簧力或最大轉矩的三級累進。同樣也可考慮彈簧裝置具有兩個或多個串聯設置的、具有不同剛性的盤形彈簧。
參考標號表2轉矩限制單元 12殼體4電動機輸出部分 14內齒圈6工具攜動裝置 16攜動件8行星輪 18星形件10行星架20鎖止盤
22鎖止盤 70凸輪環24彈簧裝置 72孔盤26彈簧部件 74銷28彈簧部件 76彈簧30壓塊 78造型部分32壓塊 80槽34導向套筒 82控制凸輪36凸塊 84臂38凸塊 86軸向方向40凸塊 88槽孔42臂 90扇段44突出部分 92扇段46造型部分 94扇段48盤形彈簧 96銷50保持件 98銷52臂 100轉矩限制單元54袋槽 102彈簧裝置56增寬部分 104彈簧部件58保持輪 106彈簧部件60造型部分 108彈簧部件64金屬絲環 110彈簧裝置66調節裝置 112盤形彈簧68操作裝置
權利要求
1.具有一個轉矩限制單元(2，100)的手持式工具機，藉助該轉矩限制單元可由操作者調節由一個電動機輸出部分(4)傳遞到一個工具攜動裝置(6)的最大轉矩，其中，該轉矩限制單元(2，100)包括一個彈簧裝置(24，102，110)，其特徵在於該彈簧裝置(24，102，110)具有不同地起作用的彈簧部件(26，28，104，106，108)。
2.根據權利要求1的手持式工具機，其特徵在於這些彈簧部件(26，28，104，106，108)具有不同強度的彈性。
3.根據權利要求1的手持式工具機，其特徵在於所述彈簧部件(26，28，104，106，108)為壓簧。
4.根據以上權利要求中一項的手持式工具機，其特徵在於所述彈簧部件(26，28，104，106，108)具有不同的長度。
5.根據以上權利要求中一項的手持式工具機，其特徵在於所述彈簧裝置(24，102，110)包括6個彈簧部件(26，28，104，106，108)。
6.根據以上權利要求中一項的手持式工具機，其特徵在於所述彈簧裝置(102，110)包括三組不同的彈簧部件(104，106，108)。
7.根據以上權利要求中一項的手持式工具機，具特徵在於所述彈簧裝置(24，110)包括過載離合裝置的一個彈簧部件(108)，當傳遞的轉矩超過預先調節的過載轉矩時，該過載離合裝置使電動機輸出部分(4)與工具攜動裝置(6)之間的力傳遞中斷。
8.根據權利要求7的手持式工具機，其特徵在於該過載離合裝置的所述彈簧部件(108)是彈簧裝置(24，110)中彈簧力最大的彈簧部件(108)。
9.根據以上權利要求中一項的手持式工具機，其特徵在於設有一個調節裝置(66)，它具有一個帶有均勻上升曲線軌道的控制凸輪(82)，通過該調節裝置可調節最大轉矩。
10.根據權利要求9的手持式工具機，其特徵在於該控制凸輪(82)具有用於調節最大轉矩的第一扇段(90)及一個在控制作用上與第一扇段不同的第二扇段(92，94)，該第二扇段用於調節無可調節的轉矩限制的鑽孔工作。
全文摘要
本發明涉及具有一個轉矩限制單元(2，100)的手持式工具機，藉助該轉矩限制單元可由操作者調節由一個電動機輸出部分(4)傳遞到一個工具攜動裝置(6)的最大轉矩，其中，該轉矩限制單元(2，100)包括一個彈簧裝置(24，102，110)，本發明提出，該彈簧裝置(24，102，110)具有不同地起作用的彈簧部件(26，28，104，106，108)。
文檔編號B25B23/14GK1785601SQ200510128869
公開日2006年6月14日 申請日期2005年12月7日 優先權日2004年12月7日
發明者布魯諾·埃伯哈德 申請人:羅伯特·博世有限公司