組合式電動手持工具機的製作方法

2023-07-18 18:40:51

專利名稱：組合式電動手持工具機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種如權利要求1前序部分所述的電動手持工具機。
背景技術：
已知許多電動手持工具機尤其用於家庭工業者市場，這些電動手持工具機要麼僅 僅設置用於鑽孔、旋擰或者用於錘擊，要麼設計成用於兩項所述工作的組合，例如用於鑽孔 和旋擰或者用於旋轉式且衝擊式鑽孔。儘管已知的手持工具機最佳地適用於各規定的用 途，但是大多根本不能或者只能不良地適用於其它目的。例如鑽孔式起子機最佳地適配於 旋擰和鑽孔，但是不適用於在石頭和混凝土中錘擊並由此鑽孔，因為安裝在刀具卡頭中的 刀具不能被衝擊式地驅動。具有卡鎖衝擊機構的衝擊鑽機儘管覆蓋了鑽孔中的大部分可能 用途，如旋轉式和衝擊式鑽孔，然而在混凝土中衝擊鑽孔時只能提供不太滿意的結果並且 還相當地不輕便，由此難以在金屬和木材中精確地鑽小孔並且難以在旋入螺釘時安裝旋擰 刀具。鑽錘由於其氣動的衝擊機構儘管完美地適配於在混凝土中鑽孔，但是大多同樣不方 便並因此與衝擊鑽機一樣只能有條件地用於在金屬和木材中鑽小孔和用於旋擰。

發明內容
因此本發明的目的是，進一步改進上述類型的電動手持工具機，使得該電動手持 工具機能夠通用地用於鑽孔、旋擰和錘擊。該目的通過具有權利要求1特徵的電動手持工具機實現。本發明的構思基於設計一種單一的、適用於所有鑽孔和旋擰用途的電動手持工 具機，即，一種手持工具機，通過該手持工具機一方面可以在所有的常見材料如木材、金屬、 牆體和混凝土中有選擇地具有和沒有衝擊地進行鑽孔，該手持工具機另一方面對於旋擰也 是方便的。對於具有輕重量的緊湊且輕便的手持工具機而言，這是如下情況其中使有選擇 地適用於容納鑽具、錘鑽刀具或錘擊刀具和旋擰刀具的刀具卡頭與目前只在鑽錘中使用的 氣動衝擊機構組合，以便能夠將手持工具機通用地用於鑽孔、衝擊鑽或錘擊和旋擰。通過這種手持工具機能夠覆蓋家庭工業者在正常情況下面臨的幾乎所有的任務 或工作以及狂熱的家庭工業者面臨的任務和工作，即在牆體和混凝土中鑽直徑直到IOmm 的螺栓孔以及將匹配的螺栓旋擰到楔緊的螺栓孔中，在金屬中衝擊式地鑽出直徑直到8mm 的鑽孔以及在木材中衝擊式地鑽出直徑直到IOmm的鑽孔，以及將具有直到6mm直徑的自攻 螺釘旋入到木材中。然而，該手持工具機不僅適合家庭工業者，而且也適合職業的手工業 者，這些手工業者主要面臨上述的任務和工作並且通過使用按照本發明的手持工具機能夠 避免攜帶多個類似的手持工具機，如衝擊鑽機和充電式起子機。換而言之，在許多情況下可 以通過一個唯一的手持工具機替代三個專門為鑽孔、旋擰或錘擊用途設計的手持工具機，或者替代兩個為這些用途的組合(例如鑽孔和旋擰，或者，旋轉式鑽孔和衝擊式鑽孔)設計 的手持工具機。該手持工具機優選設計用於蓄電池驅動，由此該手持工具機一方面無電纜並且獨立於電網，另一方面可以配裝緊湊且小的直流驅動電機，以便旋轉式地和/或衝擊式地驅 動刀具卡頭中的刀具。與公知的配有蓄電池的手持工具機不同，按照本發明的手持工具機 的蓄電池優選不安置在獨立的電池盒中，而是安置在手持工具機的殼體內部，以便實現盡 可能小的結構體積並且實現能用手持工具機更容易地工作的重量分布。在此，本發明的特 別優選的擴展結構規定，手持工具機的殼體的手柄部分包圍一個手柄孔，並且該蓄電池包 括多個單元，這些單元中各有一部分安置在該手柄孔的前面和後面的手柄部分中。按照本發明的另一種優選的擴展結構，氣動的衝擊機構具有一個在導向裝置中導 向的且通過空氣彈簧驅動的衝擊活塞以及一個設置在衝擊活塞與刀具之間的軸向活動的 錘頭，該錘頭由活塞直接向著刀具的方向向前驅動並且將具有足以在混凝土中衝擊鑽孔的 衝擊力的衝擊施加到安裝在刀具卡頭中的刀具上。在此這樣設計衝擊機構，使得對於該衝擊機構的驅動而言一個小的且緊湊的驅動 電機的電機功率就足夠了，該驅動電機適宜地設計成直流電機並且安置在手柄孔上方的手 持工具機殼體中，其中該驅動電機優選通過中間軸驅動衝擊機構。該中間軸適宜地具有相 對於驅動電機的旋轉軸線和刀具卡頭的旋轉軸線平行錯開的旋轉軸線並且優選通過擺動 傳動裝置驅動衝擊機構，而刀具卡頭的旋轉式驅動通過兩個齒輪副實現。
按照本發明這樣設計刀具卡頭，使得該刀具卡頭可以選擇容納適用於對牆體或混 凝土衝擊鑽孔的刀具、適用於對木材或金屬旋轉式鑽孔的刀具以及適用於旋擰的刀具。適 用於衝擊鑽孔的刀具優選是所謂的SDS-Mini鑽具，該SDS-Mini鑽具具有圓柱形的柄部和 兩個平行於該柄部的縱軸線突出的旋轉同步臂，而適用於對木材和金屬旋轉式鑽孔的刀具 優選是所謂的HEX鑽頭，該鑽頭與適用於旋擰的刀具一樣具有一個具有至少部分六角形橫 截面的柄部。為了容納不同的刀具，所述刀具卡頭優選包括用於衝擊鑽孔刀具、鑽具或旋擰刀 具的柄部部分的、在兩個端部敞開的容納套，該容納套的內圓周限定了兩個平行於容納套 的旋轉軸線的、徑向相反的旋轉同步槽，所述旋轉同步槽用於SDS-Mini刀具的兩個旋轉同 步臂，該容納套的內圓周具有多個圓周區段，其中，每兩個成對相鄰的圓周區段用於容納 HEX刀具柄部的六角中的一個並且圍成120度的角度。為了能夠將SDS-Mini刀具和HEX刀具固定在刀具卡頭中，刀具卡頭優選具有鎖緊 裝置，該鎖緊裝置用於軸向地鎖緊這些刀具的橫截面不同的柄部。該鎖緊裝置優選包括一 個或兩個止鎖球，如果刀具已經安裝到刀具卡頭中，所述止鎖球在SDS-Mini刀具的情況下 分別嵌入到兩個旋轉同步臂的一個或兩個同步臂的兩個區段之間的一個相應斷口中並且 在HEX刀具的情況下嵌入到柄部的兩個六角形區段之間的圓周槽中，但是也可以設想其它 的鎖緊機構。按照本發明的另一種優選的擴展結構，所述手持工具機包括一個用於控制和/或 調節驅動電機或刀具卡頭的轉速的裝置，通過該裝置能夠調節所期望的轉速並且通過該裝 置優選也能夠電子地調節轉速和/或轉矩。


下面藉助於在附圖中所示的實施例詳細解釋本發明。附圖中圖1示出電動手持工具機的縱剖面；
圖2示出圖1的手持工具機的刀具卡頭的縱剖面，該刀具卡頭帶有所謂的 SDS-Mini 鑽具；圖3示出鑽具的部分剖切掉的立體圖；圖4示出在安裝鑽具之後刀具卡頭的一部分的部分剖切的端面視圖；圖5示出在安裝所謂的HEX起子頭之後的刀具卡頭的縱剖視圖；圖6示出HEX起子頭的立體圖；圖7示出HEX鑽具的立體圖；圖8示出在安裝HEX起子頭之後刀具卡頭的一部分的部分剖切的端面視圖；圖9示出圖8的IX部分的細節圖；圖10示出刀具卡頭的容納套的立體圖；圖11示出容納套和用於軸向鎖緊刀具的止鎖球的橫剖視圖。
具體實施例方式在附圖中所示的手持工具機2適合通用地用於衝擊式鑽孔或錘擊和旋轉式鑽孔 以及旋擰並且為此在兩件式殼體4內部包括驅動電機6 ；用於為該驅動電機6供電的蓄電 池8 ；由電機6的輸出軸10經由圓柱齒輪傳動裝置12旋轉式驅動的中間軸14 ；由該中間 軸14經由一個另外的圓柱齒輪傳動裝置16旋轉式驅動的組合式刀具卡頭18，在該刀具卡 頭中可以選擇安裝適用於衝擊式鑽孔或錘擊的刀具、適用於旋轉式鑽孔的刀具或適用於旋 擰的刀具；設置在刀具卡頭18後面的氣動衝擊機構20，通過該衝擊機構能夠在需要時將軸 向上的衝擊力施加到安裝在刀具卡頭18中的刀具上；以及設置在中間軸14與衝擊機構20 之間的擺動傳動裝置22，通過該擺動傳動裝置能夠將中間軸14的旋轉運動轉換成衝擊機 構20的衝擊活塞24的往復運動，並且由此轉換成刀具的往復運動。小且緊湊的電機6是具有電子控制或調節裝置26的直流電機，通過該電子控制或 調節裝置可以控制該電機6的轉速並且優選也可以控制該電機的轉矩，該電子控制或調節 裝置能夠根據轉速調節轉矩或者根據負載調節轉速。所述蓄電池8由總共四個蓄電池單元28組成，它們安置在殼體4的手柄部分30 內部。該手柄部分30構造成例如U形的並且具有兩個腿32，34，這些腿與連接這些腿32， 34的殼體部件36 —起圍成供使用者的手使用的手柄孔38。在手持工具機的工作方向(箭 頭A)上設置在手柄孔38後面的、相對於刀具卡頭18的旋轉軸線40陡峭地傾斜的第一腿 32在工作方向看去具有細長的、橢圓形的內橫截面，並且容納兩個在工作方向上前後設置 的蓄電池單元28，而在設置於手柄孔38前面的較平緩地傾斜的、具有在工作方向上看去更 寬且更短的內橫截面的第二腿34中安置兩個在工作方向上並排設置的蓄電池單元28(只 能看到一個)。穿過可封閉的(未示出的)殼體孔能接近蓄電池單元28，以便於更換。用 於接通和關斷電機6的開關42在腿32中位於蓄電池單元28上方，該開關的操作元件44 伸進手柄孔38中。如在圖2至11中最佳地示出的那樣，組合式刀具卡頭18可以插裝多個不同的刀 具，例如所謂的「SDS-Mini 」鑽頭46 (圖2至4)、起子頭48 (圖5，6和8)或所謂的HEX鑽頭 50(圖7)。這些刀具46，48，50具有不同形狀的柄部，S卩，對鑽頭46而言是具有「SDS-Mini」 輪廓的柄部52，對起子頭48而言以及對HEX鑽頭50而言是具有六邊形輪廓的柄部54。
對「SDS-Mini」輪廓而言，柄部52具有大體圓柱形的橫截面並且在橫截面的直徑相反的側上各具有一個較短的後旋轉同步臂56和一個較長的前旋轉同步臂58，用於旋轉 式地驅動鑽頭46以及用於傳遞轉矩，所述後旋轉同步臂和前旋轉同步臂分別通過斷口 60 分開。對於圖6中的起子頭48以及對於圖7中的HEX鑽頭50，柄部54具有兩個相互間 隔距離地設置的、長度不同的、具有規則六角形橫截面的區段62，64，這些區段62，64通過 標準化的具有凹形倒圓橫截面的圓周槽66分開。如在圖2和5中最佳地所示的那樣，刀具卡頭18包括在兩個端部上敞開的錘管 68，該錘管與卡盤不同優選是一體式構造的並且經由傳動裝置12和16以及中間軸14驅動 而繞其縱軸線40旋轉。該錘管68在其頂面上設有空隙70，鎖緊裝置的鎖緊球72可以通過 該空隙與旋轉同步臂56，58的兩個斷口 60中的一個嚙合以便使刀具46軸向鎖緊或者與槽 66嚙合以便使刀具48，50軸向鎖緊。對刀具46而言，這樣地選擇斷口 60的位置和長度，使 得在衝擊鑽孔的過程中儘管鎖緊球72的鎖緊，但是保證刀具46對於無阻礙的衝擊傳遞而 言仍有足夠的軸向間隙。與之相比，對刀具48，50而言，這樣地選擇槽66的位置和長度，使 得當刀具48，50的柄部頂靠在衝擊機構20的錘頭74上時，刀具48，50以最小的軸向間隙 固定在錘管68中。所述空隙70具有錐形橫截面，該錐形橫截面防止球72完全進入到錘管68內部。 該球72由鎖緊環76固定在空隙70中，該鎖緊環在圓周方向上包圍錘管68並且藉助一個 構成刀具卡頭18殼體的操作套78反作用於鎖緊彈簧80的力可相對於錘管68沿軸向向後 移動，以便在取下之前釋放或解鎖刀具46，48或50。在鎖緊環76與鎖緊彈簧80之間安置 保持板82，在將刀具46，48或50插入到錘管68內的過程中該保持板反作用於彈簧70的 力移動並由此允許球72離開錘管68的縱軸線向外運動，直到刀具46，48或50柄部上的斷 口 60或槽66移動到空隙70下面並且球72被保持板82擠壓到斷口 60或槽66中。但是 也可以設想其它的方法來鎖緊或解鎖所述刀具46或48和50。所述錘管68在其指向工作方向的前端部上載有由橡膠彈性的材料製成的防塵罩 84，該防塵罩突出超過錘管68的前端面。所述錘頭74在錘管68後部部分85內部軸向活動地導向並且在衝擊機構20被激 活的情況下被衝擊活塞或衝擊體24施加軸向衝擊。該衝擊活塞或衝擊體24安裝在衝擊機 構20的空心的、在其後端部處封閉的錘活塞75中，設置在中間軸14上的擺動傳動裝置22 在衝擊機構20被激活以後使該錘活塞沿著軸線40前後運動，其中，該運動通過設置在錘活 塞75與衝擊活塞或衝擊體24之間的空氣彈簧(未示出)傳遞到衝擊活塞或衝擊體24上。如同在圖10和11中最佳地所示的那樣，錘管68的用於容納刀具46，48，50柄部 的、包圍旋轉軸線40的凹槽86具有內圓周面88，該內圓周面在圓周方向上分成多個圓周 面區段。這些圓周面區段88a至88u包括六個部分圓柱形的圓周面區段88a至88f和共計 十四個平面的圓周面區段88g至88u。由六個部分圓柱形的圓周面區段88a至88f撐起的假想圓柱體具有與旋轉軸線40 重合的中心軸線和與「SDS-Mini」刀具46柄部52的圓柱形的圓周面90的半徑相當的半徑， 使得圓周面區段88a至88f在該刀具46的柄部52插入到錘管68中以後基本上無間隙地 與該圓周面90相對置。圓周面區段88a至88f的中心分別以60度的相同角間距繞旋轉軸線40分布。十四個平面的圓周面區段中的六個88g至88m限定了兩個沿直徑相對置的同步槽 92，94，這些同步槽用於容納「SDS-Mini」刀具46柄部52上的旋轉同步臂56，58，具有與旋 轉同步臂56，58相當的橫截面尺寸並且各由兩個平行的側沿88g，88h或88i，88k和一個與 這些側沿垂直的槽底881或88m限定，其中，側沿88g至88k分別從相鄰的部分圓柱形的圓 周面區段88a至88f向外延伸。這樣地使槽92，94定向，使得這些槽中的一個中心地延伸 穿過錘管68的空隙70。其餘八個平面的圓周面區段88η至88u鏡像對稱地設置在穿過槽92，94的中心延 伸的平面96兩側並且分別成對地相互間以120度的內角相交於四條頂點線98。四條頂點 線98之間的角間距等值於HEX刀具48，50柄部54的六邊形輪廓的相應稜邊的角間距並且 分別為60度或60度的倍數。頂點線98撐起一個假想的、與旋轉軸線40同軸的圓柱體，該 圓柱體的直徑大於假想的、由部分圓柱形的圓周面區段88a至88f撐起的圓柱體的直徑，而 假想的、由八個平面的圓周面區段88η至88u撐起的外六邊形的扳手尺寸小於假想的、由部 分圓柱形的圓周面區段88a至88f撐起的圓柱體的直徑。假想的外六邊形具有兩個與平面 96平行的面，使得球72反扣住刀具48，50的六邊形輪廓的角部98，如圖9所示。因此，在將適配的刀具46，48，50插入到刀具卡頭18中並且鎖緊在該刀具卡頭中 之後，所述工具機2能夠在無需用於刀具卡頭18的適配器的情況下不僅用於帶有或沒有衝 擊的鑽孔，而且用於旋擰。所述刀具卡頭18也適合於容納刀具，如短的起子頭，其柄部儘管具有六邊形輪 廓，但是沒有槽66。然而在這種情況下刀具不被鎖緊在刀具卡頭18中。
權利要求
電動手持工具機(2)，包括驅動電機(6)；由該驅動電機(6)經由傳動裝置(12，16)旋轉式驅動的刀具卡頭(18)，該刀具卡頭適配用於容納適合衝擊式鑽孔或錘擊的、適合旋轉式鑽孔的或適合旋擰的刀具(46，48，50)；以及氣動的衝擊機構(20)，用於將衝擊施加到一安裝在所述刀具卡頭(18)中的刀具(46)上。
2.如權利要求1所述的電動手持工具機，其特徵在於，設置有一用於為所述驅動電機 (6)供電的蓄電池(S)0
3.如權利要求2所述的電動手持工具機，其特徵在於，所述蓄電池(8)安置在所述手持 工具機⑵的殼體⑷內部。
4.如權利要求3所述的電動手持工具機，其特徵在於，在所述殼體(4)的U形手柄部分 (30)的兩個腿(32，34)中分別安置所述蓄電池(8)的一個或多個蓄電池單元(28)。
5.如上述權利要求中任一項所述的電動手持工具機，其特徵在於，所述刀具卡頭(18) 包括一個用於所述刀具(46，48，50)的柄部部分(52，54)的、在兩個端部敞開的容納套 (68)，並且，所述容納套(68)的內圓周面(88)在圓周方向上包括至少八個平面的圓周面 區段(88n，88o，88p，88q，88r，88s，88t，88u)，其中，每對相鄰的圓周面區段(88η,88ο ；88ρ, 88q ；88r，88s ；88t，88u)形成 120 度的角度。
6.如上述權利要求中任一項所述的電動手持工具機，其特徵在於，所述刀具卡頭(18) 包括一個用於所述刀具(46，48，50)的柄部部分(52，54)的、在兩個端部敞開的容納套 (68)，並且，所述容納套(68)的內圓周面(88)在圓周方向上包括至少六個部分圓柱形的圓 周面區段(88a, 88b，88c，88d，88e,88f)。
7.如上述權利要求中任一項所述的電動手持工具機，其特徵在於，所述刀具卡頭(18) 包括一個用於所述刀具(46，48，50)的柄部部分(52，54)的、在兩個端部敞開的容納套 (68)，並且，所述容納套(68)的內圓周面(88)限定了至少一個與所述容納套(68)的旋轉 軸線(40)平行的同步旋轉槽(92，94)，所述同步旋轉槽用於所述刀具(46)的突出超過圓柱 形柄部(52)的同步旋轉臂(56,58) 0
8.如上述權利要求中任一項所述的電動手持工具機，其特徵在於，設置有一鎖緊裝置 (70，72)，所述鎖緊裝置用於在所述刀具卡頭(18)中軸向地鎖緊具有不同柄部橫截面的刀 具(46，48，50)。
9.如上述權利要求中任一項所述的電動手持工具機，其特徵在於，設置有一用於控制 和/或調節所述驅動電機(6)的或所述刀具卡頭(18)的轉速的裝置(26)。
10.如權利要求9所述的電動手持工具機，其特徵在於，用於控制和/或調節所述驅動 電機(6)的或所述刀具卡頭(18)的轉速的所述裝置(26)包括電子的轉速調節裝置。
11.如權利要求9或10所述的電動手持工具機，其特徵在於，用於控制和/或調節所述 驅動電機(6)的或所述刀具卡頭(18)的轉速的所述裝置(26)包括電子的轉矩調節裝置。
全文摘要
本發明涉及一種電動手持工具機(2)。在此提出，緊湊且便利的手持工具機(2)包括驅動電機(6)；由驅動電機(6)經由傳動裝置(12，16)旋轉式驅動的刀具卡頭(18)，該刀具卡頭適配用於容納適合衝擊式鑽孔或錘擊的、適合旋轉式鑽孔的或適合旋擰的刀具(46，48，50)；以及氣動的衝擊機構(20)，用於將衝擊施加到安裝在刀具卡頭(18)中的刀具(46)上。
文檔編號B23B45/00GK101821062SQ200880110903
公開日2010年9月1日 申請日期2008年9月2日 優先權日2007年10月10日
發明者U·博內 申請人:羅伯特·博世有限公司