CN101111350B - 用于电动工具的结构单元和装有这样结构单元的电动工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电动工具以及一种用于电动工具的结构单元(1)，尤其是一种带有一个这样的结构单元的手持式电动工具如带有凿子功能的冲击钻机，结构单元设计成可预装配的用于一个用以接通不同运行模式的旋转开关(12)的同步和控制单元，并且具有一个用于形封闭地嵌入到一个抗旋转地与工具主轴(29)一起旋转的部分内的锁紧件(3)以及两个带有一条用于把旋转开关(12)的旋转运动转换成接通不同运行模式的轴向运动的导向曲线(14、15)的控制板(5、6)。有利地简化电动工具的装配。所述两个控制板是轴向可移动的，其中一个第一控制板用于在工具主轴上轴向移动一个输出齿轮，并且一个第二控制板用于接通和断开一个冲击驱动装置。

Description

用于电动工具的结构单元和装有这样结构单元的电动工具

技术领域

本发明涉及一种用于电动工具的结构单元，以及一种装有一个这样的结构单元的电动工具。

背景技术

一般完全已知的是，设计电动工具例如冲击钻机，以使其由结构单元构成。各个结构单元可以廉价地预先制造，并且用较少的装配步骤组装成最终产品。对于这样的结构单元典型的例子是电机和变速器结构单元，所述的电机和变速器结构单元以预先制造的状态装入到工具的壳体内。此外在带有许多功能的电动工具中，例如在带有凿子功能的冲击钻机中由于复杂性需要较高的装配成本。特别是不同运行模式的调节需要较高的机械耗费。

由DE 42 05 840 C2已知一种带有凿子功能的冲击钻机，其中借助于一个滑动开关可以接通不同的运行模式。在该已知的冲击钻机中凿子功能通过如下方式实现，即一个与钻削主轴抗旋转地固定的输出齿轮轴向被移动到一个利用一个与壳体固定的锁紧件的锁紧位置上。为了使中间位置的可能性受到局限，此时锁紧件的齿与输出齿轮的齿对齐，以至于输出齿轮不能与锁紧件啮合，在该已知的冲击钻机中规定，锁紧件的锁紧齿首先逐渐变细地并且然后逐渐变宽地构成，以便旋转驱动装置的输出齿轮本身合理移动用于希望地啮合到锁紧件内。

由DE 195 45 260 A1已知一种冲击钻机，其中借助于一个旋转开关可以接通不同的运行模式，其中旋转开关的旋转运动通过一个控制板转换成轴向运动。控制板在壳体内可移动地支承，并且通过一个偏心地设置在旋转开关上的凸出件移动。为了在凿子运行模式时卡住钻削主轴，在已知的冲击钻机中设有一个固定在变速器壳体上的锁紧板，该锁紧板的齿区通过与钻削主轴的输出齿轮的齿相啮合防止该钻削主轴旋转。在锁紧板与输出齿轮之间的“齿对齿位置”时后者不能移动到锁紧位置上。

发明内容

本发明的目的是，提出一种用于电动工具的结构单元，通过该结构单元保证简单地装配电动工具。

此外本发明的目的是，提出一种电动工具尤其是手持式电动工具如带有凿子功能的冲击钻机，该电动工具能简单地装配。

本发明提出一种用于电动工具的结构单元，该结构单元构成为可预装配的用于一个用以接通不同运行模式的旋转开关的同步和控制单元，并且具有一个锁紧件以及两个控制板，所述锁紧件用于形封闭地嵌入到一个抗旋转地与工具主轴一起旋转的部分内，所述控制板分别带有一条用于把旋转开关的旋转运动转换成用以接通不同运行模式的轴向运动的导向曲线，其特征在于：所述两个控制板是轴向可移动的，其中一个第一控制板用于在工具主轴上轴向移动一个输出齿轮，并且一个第二控制板用于接通和断开一个冲击驱动装置。

本发明还提出一种电动工具，带有一个用于接通不同运行模式的旋转开关，其特征在于：旋转开关与一个按本发明的结构单元啮合，以便把旋转开关的旋转运动转换成用于接通不同运行模式的轴向运动。

本发明基于的思想是，实现一种预装配的以一个同步和控制单元的形式用于一个用以接通不同运行模式的旋钮的结构单元，该结构单元一方面具有一个锁紧件，用该锁紧件能固定一个与工具主轴一起旋转的部分尤其是输出齿轮以实现凿子功能，并且另一方面设有一个带有用于把旋转开关的旋转运动转换成用于接通不同运行模式的轴向运动的控制曲线的控制板。一种按本发明的装有所述预装配的结构单元的电动工具的装配相对于已知的电动工具的装配显著地简化，因为部件如锁紧件和控制板不必单独与壳体螺纹连接或者用特殊的导向装置装在壳体内。

为了能沿着轴向移动控制板，在旋转开关上关于旋转开关的旋转轴线设置偏心的凸出件，所述的凸出件与控制板的控制曲线互相作用。

按本发明的一种优选的实施方式构成用于锁紧钻削主轴在凿子功能上的锁紧件，以使该锁紧件嵌入到钻削主轴上的输出齿轮的较大数量的齿轮槽内，例如在四分之一圆或者八分之一圆上，以便无磨损地确保凿子功能。

在本发明的实施方式中，有利的是规定，结构单元具有两块优选互相平行地设置的、轴向可移动的控制板，其中一个控制板用于接通和断开冲击驱动装置，并且一个控制板用于在工具主轴上轴向移动一个输出齿轮。通过轴向移动输出齿轮可以接通和断开钻削驱动装置，即通过输出齿轮与副轴的驱动齿轮啮合或者脱开啮合。同时可以通过该控制板使输出齿轮与锁紧件啮合，以便实现凿子功能。同样用该控制板可以把输出齿轮移动到一个轴向位置，在该轴向位置上它不与副轴的驱动齿轮啮合，并且另一方面也不借助于锁紧件锁紧。在该所谓的凿位寻找位置上可以选择凿子的希望的转角，在此输出齿轮应该在另一个开关位置上卡住。

在本发明的进一步拓展中有利地规定，结构单元包括一条导杆，锁紧件以及所述两个控制板逆着克服弹簧力轴向可以沿着该导杆移动。通过锁紧件不是固定在其位置上，而是轴向克服弹簧力可移动地设置，用令人惊异地简单且有效的方式在输出齿轮与锁紧件之间建立一个同步装置。对于在锁紧件沿着钻削主轴轴向运动到锁紧位置上时锁紧件的齿应该与输出齿轮的齿对齐的情况，锁紧件轴向克服弹簧力移动。现在在采用的冲击驱动装置中只要微小的扭矩一作用到钻削主轴上，该钻削主轴就微小地旋转，由此锁紧件以锁紧齿卡入到输出齿轮的齿槽内。用所述的方式旋转开关和沿着所述方向强制导引的控制板可以接通到凿位(锁紧位置)上，即使输出齿轮由于其角度位置不能与锁紧件啮合。

把结构单元装入到电动工具中可以通过如下方式简单地进行，即导杆用其两端装入尤其是卡入到壳体内的相应一个轴承中。

通过至少一个控制板的轴向弹簧力加载同样建立一个同步装置.当输出齿轮由于其角度位置不能与副轴的驱动齿轮啮合时，旋转开关由于按本发明的实施方式仍然可以旋转到相应的位置上.只要接通旋转驱动装置，输出齿轮由于轴向弹簧负载与副轴的驱动齿轮啮合.如果用于操作冲击驱动装置的控制板构成轴向受弹簧负载的，那么用同样的方式可以使得用于冲击驱动装置的接通和断开机构同步.通过按本发明的实施方式控制板只沿着一个运动方向强制导引，以使旋钮的转换独立于齿轮或耦合元件彼此的角度位置是可能的.轴向移动输出齿轮的控制板应该这样受弹簧负载，使得输出齿轮朝驱动齿轮的方向受弹簧负载，以便控制板只从旋转驱动位置出来被强制引导.对于负责接通和断开冲击驱动装置的控制板同样适用.该控制板也应该只能从啮合位置出来被强制引导.为此有利的是，结构单元的所有弹簧设置成使轴向可移动的锁紧件上的弹簧力的方向和至少一个优选所有轴向可移动的控制板上的弹簧力的方向是相同定向的.

用尽可能少的单件实现结构单元通过如下方式是可能的，即各一个与导杆同轴设置的弹簧优选螺旋弹簧配设于锁紧件以及所述两个控制板，其中每个螺旋弹簧用其一端支承在一个设置在导杆上的止挡尤其是一个保险环上。在此有利的是，用于配设于所述一个控制板的螺旋弹簧的止挡同时构成一个用于锁紧件的轴向止挡和/或用于配设于所述一个控制板的螺旋弹簧的止挡同时构成一个用于另一个控制板的轴向止挡。

优选锁紧齿关于一条中轴线对称地设置，所述中轴线垂直于导杆的纵轴线延伸。因此确保，锁紧件关于导杆对称地加载并且不会相对于该导杆扭转或歪斜。

优选可以设有一个固定弓，该固定弓固定在控制板的钻削位置上，并且从而把驱动齿轮固定在其位置上。这能防止在工具的冲击荷载或滑动离合器松脱的情况下通常通过螺旋弹簧保持在位置上的输出齿轮偏移和脱开啮合。

因此按本发明获得一种特别能承载且低磨损的锁紧件，当锁紧件借助于金属喷射成型方法(MIM)制造时。在此首先把金属粉末与塑料粉末混合，并且喷射到一个模具内，然后把塑料烤透。

附图说明

下面借助于示出一个实施例的附图详细解释本发明。其中：

图1带有旋转开关的结构单元的侧视图，

图2结构单元的关于图1旋转90°的视图，

图3在开关位置“带冲击驱动装置钻削”(钻削锤击)上时冲击钻机的前面部分区域的透视图，

图4在开关位置“不带冲击驱动装置钻削”上时冲击钻机的前面部分区域的透视图，

图5在锁住钻削主轴的情况下在开关位置“凿”上时冲击钻机的前面部分区域的透视图，

图6在输出齿轮与锁紧件之间“齿对齿位置”的情况下在开关位置“凿”上时冲击钻机的前面部分区域的透视图，

图7在开关位置“凿位寻找”上时冲击钻机的前面部分区域的透视图，和

图8在开关位置“钻削”上时带有附加的固定弓的结构单元。

具体实施方式

按本发明的结构单元1包括一条导杆2，一个带有锁紧齿4的锁紧件3以及一个第一控制板5和一个第二控制板6轴向可移动地支承在该导杆上。

导杆2为了所述的目的通过一个与锁紧件3一起构成单件式的轴套7导引.控制板5、6互相平行地设置，并且相应通过与控制板5、6正交地定向的夹板8、9、10、11不会丢失地且可移动地保持在导杆2上，其中导杆2通过在夹板8、9、10、11内的各一个通孔导引.第二控制板6设置在第一控制板5与一个旋钮12之间，其中第二控制板设有一个折角90°且平行于导杆2延伸的连接夹板13，该连接夹板搭接第一控制板5，并且把第二控制板6与夹板10、11连接起来.为了缩短结构单元1的结构长度，第二控制板6的在第一控制板5的夹板8、9之间的夹板10设置在导杆2上.

每个控制板5、6具有一条导向曲线14、15，所述的导向曲线与旋转开关12的相应一个横向于导杆2延伸的凸出件16、17相互作用。

在图1中示出的实施例中第一控制板5克服螺旋弹簧18的弹簧力在导杆2上朝着锁紧件3的方向移动。凸出件17在示出的开关位置上时不与配设的导向曲线15相啮合。控制板5、6只沿着一个轴向方向强制导引。

锁紧件3的锁紧齿4设置在一段圆弧段上。锁紧件3在图1中示出的实施例中贴靠在一个保持在导杆2的一个槽内的保险环19上，该保险环构成用于锁紧件3的轴向止挡。保险环19同时构成用于第一控制板5的螺旋弹簧18的止挡，由此螺旋弹簧18支承在保险环19和夹板8上。

一条与导杆2和轴套7同轴设置的螺旋弹簧20配设于锁紧件3，该螺旋弹簧用其一端支承在一个保持在导杆2的一个环绕的槽内的保险环21上，并且用其另一端侧面支承在锁紧件3上。为了简化结构单元的装配，在锁紧件3上设有两个轴向且平行于导杆2延伸的销子22、23，所述的销子可以嵌入到壳体内的相应空隙内。

一条螺旋弹簧24配设于第二控制板6，该螺旋弹簧如所有螺旋弹簧18、20一样与导杆2同轴地设置。螺旋弹簧24支承在一个保持在导杆2的槽内的保险环25上，并且侧面支承在第二控制板6的夹板10上。保险环25同时构成用于第一控制板5的轴向止挡。第二控制板6的轴向止挡由保险环26产生。

在图3至7中仅仅局部地示出冲击钻机的前面部分区域。出于清楚明了的原因没有示出驱动电机和壳体部分。未示出的驱动电机通过一条轴28与一条副轴27固定旋转啮合，其中副轴27既作为用于钻削主轴29的旋转驱动装置又作为冲击驱动装置。冲击驱动装置借助于一个以传统方式构成的摆动轴承30来实现，该摆动轴承通过一个摆动指状销作用到冲击机构的活塞上。副轴27中心穿过摆动轴承30，并且相对于该摆动轴承30可旋转地支承。摆动轴承30可以通过一个爪齿离合器31与副轴27抗旋转地啮合，例如如图3所示。为此爪齿离合器31具有一个在副轴27上轴向可移动且抗旋转地支承在该副轴上的带有两个轴向伸出的离合器凸出件33的离合器套32，所述离合器凸出件可以嵌入到一个离合器配合件35的相应的槽内。离合器配合件35抗旋转地与摆动轴承30连接。

第二控制板6以夹板10嵌入到离合器套32的一个环绕的槽36内，由此第二控制板6和爪齿离合器31的离合器套32可以进行耦合的轴向运动。

在副轴27上抗旋转地设置一个驱动齿轮37，该驱动齿轮在图3中与一个输出齿轮38啮合。输出齿轮38抗旋转地装在钻削主轴29上。然而出于安全原因以已知的方式设有一个滑动离合器39，以便避免在钻削工作期间钻头歪斜时产生的损伤。滑动离合器并且从而输出齿轮38和第一控制板5沿着轴向互相耦合。为了所述的目的第一控制板5以夹板8嵌入到滑动离合器39的一个环形槽40内，以便输出齿轮38虽然相对于结构单元1是可旋转的，但是沿着轴向运动方向与第一控制板形封闭地连接。

通过旋转开关12和结构单元1可以接通不同的工作方。旋转开关12的旋转运动通过凸出件16、17与导向曲线14、15相结合转换成控制板5、6并且从而输出齿轮38以及爪齿离合器31的离合器套32的轴向运动。

下面借助于图3至7详细解释不同的运行模式。

在图3中示出运行模式“带冲击驱动装置钻削”(钻削锤击)。控制板5、6以夹板8、11贴靠在保险环25、26上，由此钻削主轴29的输出齿轮38与副轴的驱动齿轮37耦合，由此驱动齿轮37的旋转运动又通过输出齿轮38传递到钻削主轴29上(钻削)。同时闭合爪齿离合器31。离合器套32以离合器凸出件33嵌入到摆动轴承30的离合器配合件的槽内，由此副轴27的旋转运动传递到摆动轴承30上，由此一个摆动指状销又作用到一个未示出的冲击活塞上(锤击)。

在图4中旋转开关12旋转到开关位置“钻削”，由此跟图3相比第二控制板6克服弹簧24的弹簧力轴向在导杆2上朝着锁紧件3的方向移动，即通过凸出件17沿着导向曲线15移动。与第二控制板强制耦合的离合器套32相应轴向沿着副轴27朝着驱动齿轮37的方向移动，由此离合器套32的离合器凸出件33从离合器配合件35的槽36内移出。因此副轴27的旋转运动不再传递到摆动轴承30上，以便不激活冲击驱动装置。第一控制板5的轴向位置相对于在图3中示出的运行模式没有改变，由此驱动齿轮37继续与钻削主轴29的输出齿轮38啮合。

现在当旋转开关12从图4中示出的开关位置回转90°到图3中示出的开关位置时，第二控制板6由于弹簧24的弹簧力又轴向移动到图3中示出的位置上，其中离合器凸出件33嵌入到槽34内。当出现离合器凸出件33没有与槽34对齐的情况时，开关仍然能旋转到图3中示出的位置上。然而在此第二控制板6仅沿着轴向移动直到控制凸出件33贴靠在离合器配合件35上。然而只要副轴27被驱动，离合器凸出件33由于螺旋弹簧24作用到槽36内的弹簧负载而卡入到槽34内。因此通过按本发明的结构单元1的实施方式建立用于接通冲击驱动装置的同步。

在图5中开关移动到位置“凿”上。相对于图3中示出的运行模式仅仅第一控制板5轴向朝着锁紧件3的方向在导杆2上移动，由此与控制板5耦合的输出齿轮38也轴向沿着相同方向移动。因此输出齿轮38不再与副轴27的驱动齿轮37啮合，而是与锁紧件3的锁紧齿4啮合。在这种运行模式中仅仅激活冲击驱动装置。钻削主轴29通过锁紧件3防止旋转。

图6示出与图5相同的开关位置。然而输出齿轮38不能与锁紧件3的锁紧齿4啮合，因为输出齿轮38的齿与锁紧齿4对齐。因此锁紧件相对于图5中示出的位置轴向从输出齿轮38朝着钻削主轴29的前端方向移动。在此螺旋弹簧20被挤压。由于锁紧件在导杆2上的轴向可移动性首先完全可能的是，旋转开关12可旋转到图6中示出的旋转位置上。当锁紧件3没有可移动的支承时卡住输出齿轮38的轴向运动并且从而控制板5的轴向运动和旋转开关12的旋转运动。通过按本发明的结构单元1的实施方式锁紧件3朝输出齿轮38被预紧，以便只要钻削主轴29进行少量旋转，锁紧件3的锁紧齿4就卡入到输出齿轮38的齿槽内。因此由于锁紧件的弹性预紧提供一种用于锁紧机构的同步装置。

在图7中旋转开关12旋转到“凿位寻找位置”上.在此第一控制板5轴向移动，更确切地说直到输出齿轮38沿着轴向定位在驱动齿轮37与锁紧件3之间.在该位置上脱开旋转驱动装置.然而带有输出齿轮38的钻削主轴29可以手动旋转，以便在旋转开关12继续旋转45°到图5中示出的“凿位”之前，能寻找希望的凿位.

图8示出一个固定弓41，该固定弓用一条固定臂42固定在一个壳体凸缘46上。固定弓41具有一个保险臂44，该保险臂在一个前面支承区域45内包围控制板5。因此在该位置上确保，滑动离合器39通过槽40的与控制板5的臂8形封闭地保持在位置上。如果没有一个这样的固定弓41，滑动离合器39仅仅力封闭地通过螺旋弹簧18保持在保险环25上，以至于在冲击荷载时存在这样的危险，即输出齿轮38脱开啮合。为了降低所述的危险不考虑增加弹簧力，因为否则会导致控制力过高。

在按图8顺时针操作旋转开关12时，凸出件16碰到保险臂41的释放段43，以至于在凸出件16与导向曲线14接触之前，该释放段向下偏移并且释放控制板5。

附图标记列表

1    结构单元

2    导杆

3    锁紧件

4    锁紧齿

5    第一控制板

6    第二控制板

7    轴套

8    夹板

9    夹板

10   夹板

11   夹板

12   旋转开关

13   连接夹板

14   导向曲线

15   导向曲线

16   凸出件

17   凸出件

18   螺旋弹簧

19   保险环

20   螺旋弹簧

21   保险环

22   销子

23   销子

24   螺旋弹簧

25   保险环

26   保险环

27   副轴

28   轴

29   钻削主轴

30   摆动轴承

31   爪齿离合器

32   离合器套

33   离合器凸出件

34   槽

35   离合器配合件

36   槽

37   驱动齿轮

38   输出齿轮

39   滑动离合器

40   环形槽

41   固定弓

42   固定臂

43   释放段

44   保险臂

45   支承区域

46   壳体凸缘

Claims (20)

1.一种用于电动工具的结构单元，该结构单元(1)构成为可预装配的用于一个用以接通不同运行模式的旋转开关(12)的同步和控制单元，并且具有一个锁紧件(3)以及两个控制板(5、6)，所述锁紧件用于形封闭地嵌入到一个抗旋转地与工具主轴(29)一起旋转的部分内，所述控制板分别带有一条用于把旋转开关(12)的旋转运动转换成用以接通不同运行模式的轴向运动的导向曲线(14、15)，其特征在于：所述两个控制板(5、6)是轴向可移动的，其中一个第一控制板(5)用于在工具主轴(29)上轴向移动一个输出齿轮(38)，并且一个第二控制板(6)用于接通和断开一个冲击驱动装置。

2.根据权利要求1所述的结构单元，其特征在于：锁紧件(3)具有多个在圆弧段上延伸的锁紧齿(4)。

3.根据权利要求1所述的结构单元，其特征在于：所述两个控制板(5、6)互相平行地设置。

4.根据权利要求1至3之一所述的结构单元，其特征在于：结构单元(1)包括一条导杆(2)，在该导杆上保持锁紧件(3)和所述两个控制板(5、6)，其中不仅锁紧件(3)而且所述两个控制板(5、6)克服各一个弹簧力能轴向沿着导杆(2)移动。

5.根据权利要求4所述的结构单元，其特征在于：为了产生弹簧力这样设置弹簧(18、20、24)，使得不仅锁紧件(3)上的弹簧力的方向而且所述两个控制板(5、6)上的弹簧力的方向是相同定向的。

6.根据权利要求1至3之一所述的结构单元，其特征在于：各一个与导杆(2)同轴设置的螺旋弹簧(18、20、24)配设于锁紧件(3)以及所述两个控制板(5、6)，其中每个螺旋弹簧(18、20、24)用其一端支承在一个设置在导杆(2)上的止挡(19、21、25)上。

7.根据权利要求6所述的结构单元，其特征在于：用于配设于所述第一控制板(5)的螺旋弹簧(18)的止挡(19)同时构成一个用于锁紧件(3)的轴向止挡。

8.根据权利要求6所述的结构单元，其特征在于：用于配设于所述第二控制板(6)的螺旋弹簧(24)的止挡(25)同时构成一个用于第一控制板(5)的轴向止挡。

9.根据权利要求2所述的结构单元，其特征在于：锁紧齿(4)关于一条中轴线对称地设置，所述中轴线垂直于导杆(2)的纵轴线延伸。

10.根据权利要求1或2所述的结构单元，其特征在于：所述电动工具是手持式电动工具。

11.根据权利要求1或2所述的结构单元，其特征在于：所述电动工具是带有凿子功能的冲击钻机。

12.根据权利要求6所述的结构单元，其特征在于：所述止挡(19、21、25)是一个保险环。

13.一种电动工具，带有一个用于接通不同运行模式的旋转开关，其特征在于：旋转开关(12)与一个按上述任何一项权利要求的结构单元(1)啮合，以便把旋转开关(12)的旋转运动转换成用于接通不同运行模式的轴向运动。

14.根据权利要求13所述的电动工具，其特征在于：在旋转开关(12)上为每个控制板(5、6)设有一个控制凸出件(16、17)，所述控制凸出件能分别沿着该控制板(5、6)的导向曲线(14、15)移动，其中所述两个控制板(5、6)和锁紧件(3)轴向朝着旋转开关(12)的方向受弹簧负载。

15.根据权利要求13或14所述的电动工具，其特征在于：旋转开关(12)能旋转到在圆周上分布的连接位置上，其中能接通运行模式：钻削、钻削锤击、凿以及凿位寻找。

16.根据权利要求13或14所述的电动工具，其特征在于：旋转开关(12)可松开地卡入到各接通位置上。

17.根据权利要求13或14所述的电动工具，其特征在于：第一控制板(5)能通过一个可通过旋转开关(12)激活的固定弓(41)轴向固定。

18.根据权利要求13或14所述的电动工具，其特征在于：所述电动工具是手持式电动工具。

19.根据权利要求13或14所述的电动工具，其特征在于：所述电动工具是带有凿子功能的冲击钻机。

20.根据权利要求16所述的电动工具，其特征在于：旋转开关(12)可听到地卡入到各接通位置上。

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