CN100522495C - 具有转矩限制单元的手持式工具机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有一个转矩限制单元(2，100)的手持式工具机，借助该转矩限制单元可由操作者调节由一个电动机输出部分(4)传递到一个工具携动装置(6)的最大转矩，其中，该转矩限制单元(2，100)包括一个弹簧装置(24，102，110)，本发明提出，该弹簧装置(24，102，110)具有不同地起作用的弹簧部件(26，28，104，106，108)。

Description

具有转矩限制单元的手持式工具机

技术领域

本发明涉及一种具有一个转矩限制单元的手持式工具机，借助该转矩限制单元可由操作者调节由一个电动机输出部分传递到一个工具携动装置的最大转矩，其中，该转矩限制单元包括一个弹簧装置。

背景技术

手持式工具机如蓄电池供电的旋拧机、蓄电池供电的钻孔机或蓄电池供电的冲击钻机具有高的驱动转矩，对于一些应用来说对该驱动转矩进行限制是所期望的。通过可调节的转矩限制例如使多个螺钉以相同的旋拧转矩拧入到工件中，其中，一旦螺钉对电动机输出部分反作用一个一定的转矩阻力时，转矩限制单元脱开锁止。为了使最大转矩适配所执行的任务，转矩限制单元可由操作者调节。由DE 103 09 057 A1公开了一种具有如上所述的转矩限制单元的手持式工具机。

发明内容

本发明涉及具有转矩限制单元的手持式工具机，借助该转矩限制单元可由操作者调节由电动机输出部分传递到工具携动装置的最大转矩，其中，该转矩限制单元包括一个弹簧装置。

本发明提出，弹簧装置具有不同作用的弹簧部件。借助简单的弹簧部件可实现弹簧装置的非线性的弹簧特性曲线。由此可用简单方式在较小转矩的范围中非常精确地调节最大转矩及此外可在大范围的转矩范围中进行调节。通常可调节的最大转矩在1Nm与15Nm之间，以便例如可将螺钉顺畅地拧入木材中，而不伤及螺钉或木材。当最大转矩可在较小转矩——例如至多5Nm的范围中非常精细地调节时，可达到最大转矩的特别舒适调节。为此弹簧装置在该范围中具有一个弹簧特性曲线，该弹簧特性曲线比较大转矩范围中的弹簧特性曲线平坦，在较大转矩范围中最大转矩可较粗地被调节。此外通过在弹簧装置中使用不同作用的弹簧部件可使转矩限制单元的调节特性以简单的方式适配不同的手持式工具机或手持式工具机的结构系列。

当弹簧部件在其运动方向上错开地设置时，可达到弹簧装置的不同作用。因此在操作弹簧装置时首先是几个然后是所有的弹簧部件***作。当弹簧部件具有不同强度的弹性时可达到手持式工具机的特别简单的装配及紧凑的结构。不同的弹性可通过不同的弹簧特性曲线、即不同的弹簧系数或者说弹簧刚性来达到，例如使用较粗的或较细的弹簧。不同的弹性也可通过弹簧部件的不同大小的弹簧力来达到。

弹簧部件可被构造成压簧，由此使用寿命特别长并且紧凑。例如被构造成盘形弹簧或螺旋弹簧。也可考虑由至少一个盘形弹簧及一个螺旋弹簧的组成的组合，其中在该情况下盘形弹簧合乎目的地为强作用的弹簧部件及螺旋弹簧为弱作用的弹簧部件。

当弹簧部件具有不同长度时，可得到在小转矩范围中可特别精确调节的及在大的转矩范围中可调节的转矩限制单元。在此情况下弹簧部件也可合乎目的地在其弹簧刚性上不同。特别紧凑的是具有至少一个第一弹簧部件及一个第二弹簧部件的弹簧装置，其中较短及弹簧刚性较大的弹簧部件作为第一弹簧部件。

当弹簧装置包括6个弹簧部件时，可得到一种非常可变的、紧凑的及机械稳定的弹簧装置。这6个弹簧部件最好六角形地设置。

当弹簧装置包括三组不同的弹簧部件时，则可得到具有高机械稳定性的、在弹簧刚性上两级累进的弹簧装置。通过不同的弹簧部件可实现该累进性及通过弹簧部分的分组可以实现机械稳定性。合乎要求的是，弹簧部件具有不同的长度及强度。

此外还提出，弹簧装置包括一个过载离合装置的弹簧部件，当传递的转矩超过预先调节的过载转矩时，该过载离合装置使电动机输出部分与工具携动装置之间的力传递中断。在此情况下过载离合装置及转矩限制单元的组合可作得非常紧凑。

过载离合装置的弹簧部件可通过其弹簧刚性来确定过载转矩。为此，过载离合装置的弹簧部件是弹簧装置中弹簧力最大的弹簧部件，即具有最大弹簧刚性的弹簧部件。并可达到这样一个过载转矩，该过载转矩超过渐进地调节的最大的最大转矩非常多。

在本发明的另一构型中，手持式工具机包括一个调节装置，该调节装置具有一个带有均匀上升曲线轨道的控制凸轮，通过该调节装置可调节最大转矩。该调节装置通过均匀上升的曲线可特别简单及可靠地被闭锁、例如被锁止，以便当手持式工具机工作时防止调节装置被无意地调节。

有利地，控制凸轮具有用于调节最大转矩的第一扇段及一个在控制作用上与第一扇段不同的第二扇段，该第二扇段用于调节无可调节的转矩限制的钻孔工作。控制凸轮的第二扇段例如比第一扇段作得更陡，以致通过调节装置的一个短时间的操作可实现最大转矩到跨接位置或过载转矩的大改变。但也可以，第二扇段被构造得非常平坦或无转矩改变，由此可防止调节装置由钻孔工作的调节位置中不期望地被压出。

附图说明

其它的优点可从下列附图的说明中得到。在附图中表示出本发明的实施例。附图、说明书及其它申请文件组合地包含了多个特征。技术人员可合乎目的地详细考察各个单个特征及总结成有意义的其它组合。

附图为：

图1：具有一个转矩限制单元及一个过载离合装置的蓄电池供电的旋拧机前部分的解体图，

图2：图1中前部分的截面图，

图3：具有替代的弹簧装置的另一转矩限制单元的部件，及

图4：转矩限制单元的另一弹簧装置。

具体实施方式

图1及2以一个解体图(图1)及一个截面图(图2)表示构成蓄电池供电的旋拧机的手持式工具机的前部分。该手持式工具机包括一个转矩限制单元2、一个电动机输出部分4及一个工具携动装置6。为了驱动工具携动装置6，由电动机输出部分4将一个转矩传递到主要具有行星齿轮8的一个三级行星齿轮传动装置上，由此这些齿轮将绕它们自己的轴线转动。这些行星齿轮8被支承在一个行星架10上，该行星架在常规工作模式时位置固定地与手持式工具机的壳体12相连接。行星齿轮8驱动一个内齿圈14，该内齿圈的内齿部分配合在一个携动器16的***上及驱动该携动器。携动器16驱动一个星形件18及该星形件通过一个内四方孔驱动工具携动装置6。

在常规工作时行星架10通过两个锁止盘20、22、一个由6个弹簧部件26、28组成的弹簧装置24及两个压件30、32无相对转动地与一个导向套筒34相连接，该导向套筒又无相对转动地固定在手持式工具机的壳体12上。该无相对转动的连接通过行星架10的凸块36来实现，这些凸块配合在第一锁止盘20的凸块中，其中第一锁止盘20本身利用这些凸块38——它们与第二锁止盘22的凸块40形成配合——与第二锁止盘22相连接。第二锁止盘22又通过压件30的臂42来固定，这些臂配合在第二锁止盘22的突出部分44之间。两个压件30、32通过造型部分46被固定在导向套筒34的内槽中。

在传动装置侧上在行星架10的后面设有一个盘形弹簧48，该盘形弹簧被放置在一个保持件50中。保持件50用一些臂52包围盘形弹簧48及行星架10及配合在第一锁止盘20的袋槽54中。这些臂52通过它们的增宽部分56固定在这些袋槽54中，其中保持件50在一个压力下——借助该压力使盘形弹簧48压缩一段距离——被固定在锁止盘20上及将行星架10夹紧在盘形弹簧48与锁止盘20之间。在保持件50的后面设有一个保持轮58，该保持轮利用一些造型部分60配合在导向套筒34的内槽中及与该导向套筒形成无相对转动的连接，以及利用一个金属丝环64被固定在该导向套筒34中。

为了调节传递到工具携动装置6上的最大转矩，弹簧装置24作用在第二锁止盘22上的弹簧压力可借助一个调节装置66改变。为此调节装置66具有一个操作装置68、一个凸轮环70、一个孔盘72、一个销74及一个弹簧76。一个造型部分78及一个槽80将凸轮环70及孔盘72无相对转动地固定在操作装置68中。当操作装置68转动时凸轮环70随之一起转动，其中在凸轮环70的控制凸轮82上滑动的臂84负责使第二压件32在轴向方向86上运动。这些臂84穿过导向套筒34的槽孔88及由弹簧装置24的弹簧力加载地被压在控制凸轮82上。当第二压件32在轴向方向86上运动时，弹簧装置24的弹簧压力改变，借助该弹簧压力使第二锁止盘22压在第一锁止盘20上。孔盘72用其一些孔防止：在手持式工具机工作期间操作装置68被无意地调节，销74锁止地配合在这些孔中。

弹簧装置24包括6个设置在一个弹簧组中的弹簧部件26、28，它们被构造成螺旋弹簧形式的压簧。弹簧部件26、28被设置成六角形并包括两组：4个较短及较硬的-即弹性较强的-弹簧部件28及两个较长及弹性较弱的弹簧部件26。通过该稳定的结构可在凸轮环70均匀调节的情况下单级地逐渐达到最大转矩。在通过凸轮环70调节最小可能的1Nm的最大转矩时，较长的弹簧部件26用较小的预加载力被保持在锁止盘22与压件30之间。当凸轮环70转动到较大的最大转矩时，首先弹簧部件26被压缩，而较短的弹簧部件28仍以较小的间隙被设置在锁止盘22与压件30之间。从4Nm的最大转矩起，当凸轮环70进一步转动时4个弹簧部件28也被压缩，由此从现在起当凸轮环70均匀地转动时最大转矩更快地上升，并一直可达到15Nm。

在手持式工具机常规工作中，这时将低于所调节的最大转矩的转矩传递到工具携动装置6上，行星架10相对壳体12静止。当作用在工具携动装置6的转矩达到所调节的最大转矩时，第二锁止盘22通过凸块38、40的倾斜的侧壁向弹簧装置24偏移，及第一锁止盘20可与行星架10一起相对第二锁止盘22转动。内齿圈14静止，及在高于最大转矩时从电动机输出部分4到工具携动装置6的转矩传递被中断。

为了跨接转矩限制单元2，凸轮环70除了控制凸轮82内的均匀上升的第一扇段90外还包括用于实现钻孔工作的第二较陡地上升的扇段92及一个平的第三扇段94，该第三扇段当凸轮环70转动时不引起弹簧装置24的弹簧压力的变化。最大转矩从1Nm至15Nm的调节通过臂84在第一扇段90上的运动来实现。在跨接位置的调节时，臂84接触在第三扇段94上及在手持式工具机的电动机输出部分4的方向上偏移最大。弹簧部件26、28被压缩到这样的程度，使得保持弹簧部件26、28的销96、98彼此相接触，以致锁止盘22在轴向方向上不可偏移地被保持在锁止盘20与压件32之间。第一锁止盘20超脱第二锁止盘22上的锁止不再可能。此外臂42配合在锁止盘20的袋槽54之内，由此使锁止盘20与导向套筒34无相对转动地连接。

在该位置上通过转矩限制单元2可能将一个对手持式工具机有害的及对于操作者有危险的转矩传递到工具携动装置6上。为了防止这种转矩的传递，在行星架10上设有一个过载离合装置，该过载离合装置当超过一个过载转矩时使向工具携动装置6的力传递中断。如果对工具携动装置6传递一个转矩，该转矩达到在钻孔位置中由盘形弹簧48的弹簧力预给定的过载转矩，则行星架10通过凸块36及锁止盘(Rastscheibe)20的凸块的倾斜的侧壁在向着盘形弹簧48的方向上偏移及使盘形弹簧48抵抗其预加载力地进一步压缩。行星架10从现在起可相对锁止盘20转动，由此使从电动机输出部分4到工具携动装置6的力传递在行星架10与锁止盘20之间被中断。

图3中表示出转矩限制单元100及一个过载离合装置的部件的替代结构。实质上保持相同的部件基本上用相同的参考标号表示。此外对于保持相同的特征及功能可参考图1及2中实施例的描述。

转矩限制单元100包括具有三组、且每组两个作成螺旋弹簧的、不同长度及弹簧刚度的弹簧部件104、106、108的弹簧装置102。如弹簧装置24的情况那样，通过弹簧部件104、106可实现弹簧力或最大转矩的单级渐进调节。在此情况下最短的弹簧部件108以一个间隙被设置在锁止盘20与压件30之间及对弹簧装置102的力还无贡献。仅当凸轮环70被调节到钻孔位置时，在该位置上臂84接触在第三扇段94上，该很短及很硬的弹簧部件108才被压缩，但销96、98之间仍留有一个小间隙。通过该很硬的、从属于过载离合装置的弹簧部件108，现在最大转矩可调节到50Nm及形成过载转矩。

当传递到工具携动装置6上的转矩达到过载转矩时，则锁止盘22通过凸块36、40的倾斜侧壁向压件30的方向上偏移，及凸块36、40脱离配合。由此使电动机输出部分4到工具携动装置6的力传递在同一位置上中断，即在钻孔位置以外调节的最大转矩通过转矩限制单元100也在该位置上中断。

图4表示另一弹簧装置110。该弹簧装置110包括两组弹簧部件104、106，每组以三角形、交替地设置并总地设置成六角形。此外该弹簧装置110还包括一个盘形弹簧112，该盘形弹簧与弹簧部件104、106串联地设置并且是转矩限制单元的一个部件。当凸轮环70从一个最小的最大转矩向较大的最大转矩转动时，首先是弹簧部件104压缩及然后是弹簧部件106压缩，直到最大转矩8Nm时销96、98彼此相接触为止。在继续转动凸轮环70时，盘形弹簧112进一步被压缩及由此使弹簧装置110的压力进一步提高直到最大的最大转矩20Nm为止。

也可考虑，将盘形弹簧112配置给过载离合装置，当臂84经过第二扇段92滑动到第三扇段94时该盘形弹簧才被压缩及确定了一个过载转矩。作为另一替代，弹簧装置110可具有三组弹簧部件，它类似于弹簧装置102，但设有刚性更小的弹簧部件。因此与盘形弹簧112共同地可达到弹簧装置110的弹簧力或最大转矩的三级累进。同样也可考虑弹簧装置具有两个或多个串联设置的、具有不同刚性的盘形弹簧。

参考标号表

2   转矩限制单元                     12   壳体

4   电动机输出部分                   14   内齿圈

6   工具携动装置                     16   携动器

8   行星齿轮                         18   星形件

10  行星架                           20   锁止盘

22  锁止盘                       70   凸轮环

24  弹簧装置                     72   孔盘

26  弹簧部件                     74   销

28  弹簧部件                     76   弹簧

30  压件                         78   造型部分

32  压件                         80   槽

34  导向套筒                     82   控制凸轮

36  凸块                         84   臂

38  凸块                         86   轴向方向

40  凸块                         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  盘形弹簧                     96   销

50  保持件                       98   销

52  臂                           100  转矩限制单元

54  袋槽                         102  弹簧装置

56  增宽部分                     104  弹簧部件

58  保持轮                       106  弹簧部件

60  造型部分                     108  弹簧部件

64  金属丝环                     110  弹簧装置

66  调节装置                     112  盘形弹簧

68  操作装置

Claims (10)

1.具有一个转矩限制单元(2，100)的手持式工具机，借助该转矩限制单元可由操作者调节由一个电动机输出部分(4)传递到一个工具携动装置(6)的最大转矩，其中，该转矩限制单元(2，100)包括一个弹簧装置(24，102，110)，其特征在于：该弹簧装置(24，102，110)具有不同地起作用的弹簧部件(26，28，104，106，108)。

2.根据权利要求1的手持式工具机，其特征在于：这些弹簧部件(26，28，104，106，108)具有不同强度的弹性。

3.根据权利要求1的手持式工具机，其特征在于：所述弹簧部件(26，28，104，106，108)为压簧。

4.根据以上权利要求中一项的手持式工具机，其特征在于：所述弹簧部件(26，28，104，106，108)具有不同的长度。

5.根据权利要求1的手持式工具机，其特征在于：所述弹簧装置(24，102，110)包括6个弹簧部件(26，28，104，106，108)。

6.根据权利要求1的手持式工具机，其特征在于：所述弹簧装置(102，110)包括三组不同的弹簧部件(104，106，108)。

7.根据权利要求1的手持式工具机，其特征在于：所述弹簧装置(24，110)包括过载离合装置的一个弹簧部件(108)，当传递的转矩超过预先调节的过载转矩时，该过载离合装置使电动机输出部分(4)与工具携动装置(6)之间的力传递中断。

8.根据权利要求7的手持式工具机，其特征在于：该过载离合装置的所述弹簧部件(108)是弹簧装置(24，110)中弹簧力最大的弹簧部件(108)。

9.根据权利要求1的手持式工具机，其特征在于：设有一个调节装置(66)，它具有一个带有均匀上升曲线轨道的控制凸轮(82)，通过该调节装置可调节最大转矩。

10.根据权利要求9的手持式工具机，其特征在于：该控制凸轮(82)具有用于调节最大转矩的第一扇段(90)及一个在控制作用上与第一扇段不同的第二扇段(92，94)，该第二扇段用于调节无可调节的转矩限制的钻孔工作。

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