CN101219537B - 手动式锤钻 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及手动式锤钻(1),它包括用于驱动刀具(3)转动的刀具主轴(2)、用于冲击驱动刀具(3)的锤击机构(4)、用于驱动锤击机构(4)的摆动驱动机构(5)、用于根据需要驱动刀具主轴(2)和锤击机构(4)的中间轴(6)以及壳体(7)。摆动驱动机构(5)的套筒(8)借助第一轴承(9)以自由悬臂方式可转动地支撑在壳体(7)内并且同时同轴套在该中间轴(6)上,套筒(8)的自由悬臂端(13)配备有用于轴向支撑该中间轴(6)的推力轴承(15),该推力轴承(15)相对该中间轴(6)具有径向间隙(s)。
Description
技术领域
本发明涉及手动式锤钻,它包括用于驱动刀具转动的刀具主轴、用于冲击驱动刀具的锤击机构、用于驱动锤击机构的摆动驱动机构、用于根据需要驱动刀具主轴和锤击机构的中间轴、以及壳体,该摆动驱动机构的套筒借助第一轴承以自由悬臂方式可转动地支撑在壳体内,该套筒同时以同轴方式套在中间轴上。
背景技术
这样的锤钻例如由德国专利申请公开号DE10140319A1公开了。该文献所示的锤钻包括用于驱动刀具旋转的刀具主轴、用于冲击驱动刀具的锤击机构、用于驱动锤击机构的摆动驱动机构以及用于根据需要驱动刀具主轴和锤击机构的中间轴。刀具主轴、中间轴、锤击机构和摆动驱动机构安装在一个传动装置壳体中。
摆动驱动机构的和进而锤击机构的、由中间轴产生的驱动被有选择地接通和断开。在摆动驱动机构被断开的状态下,锤击机构不工作,因而刀具主轴只对装夹在夹头中的刀具产生旋转驱动,而没有冲击驱动。在锤击机构被断开的情况下,可以在易损材料如瓷砖等上进行钻孔加工,没有冲击脉冲就避免了待钻孔工件的跳动。
为了形成有选择地接通/断开的摆动驱动机构,在DE10140319A1的实施例中,摆动驱动机构的套筒借助球轴承和滚针轴承可转动地支撑在中间轴上。中间轴本身可转动地支撑在传动装置壳体中。通过牙嵌离合器,可以在摆动驱动机构的套筒和中间轴之间产生转动连接,在这里,旋转驱动和冲击驱动同时发挥作用。此时,中间轴及其轴承遇到高的机械载荷以及由此引起的变形。在作业中,这导致承载的中间轴相对其卸载状态具有随载荷而变的轴间距。中间轴的驱动齿轮和从动齿轮在齿上发出不希望的噪音。轴承和齿磨损严重。轴承尺寸必须定得相当大。这种大尺寸以及轴承的相对配置结构要求占据较大的空间。
当在锤击机构断开的情况下进行钻孔作业时,牙嵌离合器被脱离开,因而在中间轴和摆动驱动机构的套筒之间的力矩传递在此位置上被中断。此时,中间轴应该只造成刀具主轴的旋转驱动,而支撑在中间轴上的摆动驱动机构应该没有动力,处于静止状态。可是在实际工作中却发现,在摆动驱动机构的套筒中旋转的中间轴易于带动摆动驱动机构的套筒。进一步的调查表明,在长时间的冲击驱动后,套筒和中间轴之间的微小运动可能导致产生摩擦锈痕。在中间轴和摆动驱动机构之间的摩擦锈痕和油脂造成这种带动效果。承载下的中间轴的弹性变形将进一步加强这一效果。尽管是在断开状态,摆动驱动机构仍然易于被带动。由此被偶然接通动作的锤击机构可能在重要作业中不利于钻孔成果,甚至会导致待钻孔工件受损。
德国专利申请公开号DE4231987A1公开了一种手动式锤钻,它具有刀具主轴、旋转驱动机构和锤击机构。锤击机构将借助摆动驱动机构被驱动,摆动驱动机构又能通过中间轴被接通旋转。摆动驱动机构的套筒以同轴方式套在中间轴上并借助球轴承支撑在传动装置壳体中。在径向方向上,在摆动驱动机构的套筒和中间轴之间还设有一个驱动齿轮的轮毂,因而在这里在径向上形成多重支撑。为了能为钻孔作业和/或冲击作业调节出各种不同的转换状态,不仅中间轴的驱动齿轮,而且中间轴本身都必须能轴向移动。因此这种配置结构复杂,在轴承区内易弯曲,在这里,径向间隙是不可避免的。
发明内容
本发明的任务是改进上述类型的锤钻,从而在减小构件载荷的同时可以准确地接通和断开锤击机构。
为了完成该任务,本发明提出一种手动式锤钻,它包括用于驱动刀具转动的刀具主轴、用于冲击驱动刀具的锤击机构、用于驱动锤击机构的摆动驱动机构、用于根据需要驱动刀具主轴和锤击机构的中间轴、以及壳体,摆动驱动机构的套筒借助第一轴承以自由悬臂方式可转动地支撑在壳体内,同时该套筒同轴套在中间轴上,套筒的自由悬臂端配备有用于轴向支撑中间轴的推力轴承,推力轴承相对中间轴具有径向间隙。
摆动驱动机构的套筒以自由悬臂方式支撑在壳体内,这使得中间轴不用承载,因为作用于摆动驱动机构的工作载荷没有传递给中间轴,而是直接传递给壳体。摆动驱动机构的套筒相对中间轴的微小运动得以减小,避免形成摩擦锈痕。摆动驱动机构的套筒以自由悬臂方式同轴套在中间轴上,这允许可靠而单纯的钻孔作业,在锤击机构断开状态下的旋转的中间轴不易于带动摆动驱动机构的套筒。这种配置结构能够以高的工作安全性在冲击钻孔作业和单纯的旋转钻孔作业之间完成切换。这些构件只承受低的载荷,因而只有轻微的磨损,或者没有明显磨损。这种轴承配置结构只要求小的安装空间。作业平稳性得到改善,工作噪音的产生得到抑制。
摆动驱动机构的套筒借以支撑在壳体内的第一轴承优选是呈固定轴承形式的深沟球轴承。只利用一个轴承,摆动驱动机构的套筒就在轴向、径向和倾覆方向上得到精确支撑,不费事且可靠地使作用于摆动驱动机构的工作载荷远离了中间轴。
在优选的改进方案中,中间轴借助第二轴承可转动地支撑在摆动驱动机构的套筒内。在该区域内作用于中间轴的工作载荷经过摆动驱动机构的套筒和第一轴承被传递给壳体。中间轴和摆动驱动机构相互精确对中。在轴承区域内的、由弹性变形造成的微小运动和由此引起的摩擦锈痕产生也得以减轻。承载的中间轴的摩擦锈痕和弹性变形易于带动摆动驱动机构的危险被降低。可以省掉用于将中间轴直接支撑在壳体内的安装空间。
第一轴承和第二轴承优选布置在一个垂直于中间轴的旋转轴线的共同平面内。在该区域内,尤其是由深沟球轴承、摆动驱动机构和中间轴的弹性变形引起的微小运动和进而与之相关的磨损是最小的。
摆动驱动机构的套筒有利地在布置于套筒和中间轴之间的第二轴承的旁边相对中间轴连贯地具有径向间隙。由此一来,避免了不希望出现的、摆动驱动机构在单纯钻孔作业时被带动的现象。而且,在第二轴承上不存在中间轴与摆动驱动机构的相互径向接触,这样就抑制了摩擦锈痕和其它引起磨损的现象的产生。
对于摆动驱动机构的套筒的支撑来说,不同的壳体部分可能是适用的。对此,有利地设置容纳摆动驱动机构和中间轴的传动装置壳体。摆动驱动机构和中间轴在空间上经过精确限定地被相对定位和支撑。这种所期望的旋转运动与冲击运动相互脱离可在长的使用寿命期间内伴随有高的作业稳定性。
附图说明
以下,结合附图来详细说明本发明的实施例,其中:
图1是按照本发明设计的锤钻的传动装置壳体区域的纵截面图;
图2是支撑在图1所示传动装置壳体内的摆动驱动机构以及支撑在摆动驱动机构中的中间轴的局部放大图。
具体实施方式
图1是按照本发明设计的锤钻1的传动装置壳体区域的纵截面图。为了一目了然起见,没有示出锤钻1的马达壳体、把手和其它组成部件。
手动式锤钻1包括构成传动装置壳体的壳体7,该壳体由外壳20和与该外壳固定连接的内壳21构成。一个可绕旋转轴线29被驱动转动的刀具主轴2支撑在外壳20中,在该刀具主轴的自由端上但在壳体7之外,可被带动转动地固定有一个用于示意表示的刀具3的夹头16。为了驱动刀具主轴2旋转,设有一个带有旋转轴线12的中间轴6,该中间轴可旋转地且相对刀具主轴2轴平行地支撑在壳体7中。在该中间轴的远离夹头16的那端,中间轴6具有一个齿轮22,中间轴6可以借助该齿轮被未示出的驱动电动机驱动旋转。在该中间轴的靠近夹头16的那端,中间轴6具有一个主动小齿轮25,该主动小齿轮与一个同刀具主轴2抗转动相连接的齿轮26啮合。在中间轴6和主动小齿轮25之间的力矩传递连接可以通过一个可轴向移动的接合套24被有选择地接通和断开。
锤钻1还具有用于在旋转轴线29的方向上冲击驱动刀具3的锤击机构4。为此,刀具主轴2在其远离夹头16的那端呈空心圆柱形,一个气动的活塞19以相对旋转轴线29轴平行且可相对刀具主轴2移动的方式安插在该端中。通过活塞19的周期性轴向运动,刀具3按照已知方式以气动手段获得轴向冲击脉冲。
为了驱动锤击机构4,设有摆动驱动机构5,该摆动驱动机构的套筒8同轴套在中间轴6上。一个带有一体形成的杠杆17的环形件借助双深沟球轴承27支撑在套筒8上。单深沟球轴承等也可能是适用的。杠杆17的杆轴线18与双深沟球轴承27一起相对套筒8的径向以倾斜角度布置。在套筒8绕旋转轴线12旋转时,没有一同转动的杠杆17因相对摆动而进行大致平行于刀具主轴2的旋转轴线29的摆动。杠杆17与活塞19相连接。因而,该杠杆周期性来回推动活塞19,这导致刀具3的上述冲击驱动。
在中间轴6上装有另一个接合套23,该接合套以抗转动但可轴向移动的方式安置在中间轴6上,借助接合套23,可以根据需要接通或断开中间轴6和摆动驱动机构5的套筒8之间的力矩传递连接。在接通状态下,套筒8随中间轴6一起转动,在这里,锤击机构4被驱动并因而发挥冲击作用。通过两个接合套23、24,可以调节出不同的工作状况。对钎凿作业来说,只驱动摆动驱动机构5并进而驱动锤击机构4,而从中间轴6至刀具主轴2齿轮26的力矩传递被断开,因此不发生刀具主轴2及装夹上的刀具3的旋转。对在易损工件上的钻孔作业来说,摆动驱动机构5和进而锤击机构4被断开,只进行刀具主轴2及所装夹的刀具3的旋转驱动。此外,完成这样的锤钻作业,其中通过接合套23、24同时进行刀具主轴2的旋转驱动和锤击机构4的冲击动作。
摆动驱动机构5的套筒8借助第一轴承9自由悬臂伸出地支撑在构成传动装置壳体的壳体7内,确切地说支撑在其内壳21中。代替支撑在内壳21中,也可以适当地支撑在外壳20、未示出的马达壳体等中。中间轴6在其靠近夹头16的那端利用呈滚针轴承形式的向心轴承11支撑在外壳20内。中间轴6的靠近齿轮22的那端借助也呈滚针轴承形式且作为向心轴承的第二轴承10支撑在摆动驱动机构5的套筒8内。代替滚针轴承,也可采用其它的滚动轴承或滑动轴承。此外,设有推力轴承15,它在朝向齿轮22方向上平行于旋转轴线12地支撑中间轴6,但在径向上不接触中间轴6。在相反方向上,齿轮22起到推力轴承作用。结合图2来详细说明中间轴6和摆动驱动机构5的尤其关于其上述支撑方面的其它配置细节。
图2表示图1所示配置结构在中间轴6和摆动驱动机构5区域内的局部放大图。摆动驱动机构5的套筒8呈套管状,它同轴地套在中间轴6上,在该套筒的靠近齿轮22的那端,在套筒外表面上设有第一轴承9。第一轴承9是呈深沟球轴承形式的向心轴承。该深沟球轴承可以除了径向载荷之外还承受轴向载荷以及倾覆载荷。第一轴承9的内圈35安置在套筒8端14的外表面上并且在轴向上在一侧通过挡肩32并在相反侧通过胀圈33被不可移动地固定位。同时参见图1就能发现,第一轴承9的外圈34借助保持圈28被不可移动地保持在内壳21的轴承座中。由此一来,共同形成一个固定轴承,它在轴向、径向和倾覆方向上以自由悬臂方式支撑该套筒8的轴向端14。套筒8的其它支承是无需设置的。
中间轴6的对应端借助第二轴承10支撑在套筒8内,第二轴承呈滚针轴承形式,但也可以是其它形式的滚动轴承或是滑动轴承。第一轴承9和第二轴承10布置在一个垂直于中间轴6的旋转轴线12的共同平面E内。
与套筒8的对置的自由悬臂端13相邻地,中间轴6具有外齿30,接合套23通过相应的内齿按照抗转动但可平行于旋转轴线12移动的方式安置在该外齿上。在靠近套筒8的自由悬臂端13的端面上,接合套23具有未详细示出的爪31,该爪可以根据需要与在套筒8的相向端面上的对应凹槽接合,由此一来,在中间轴6和套筒8之间产生旋转连接。外齿30在其靠近套筒8的端侧构成环形挡肩,该环形挡肩贴在一个推力轴承15上,该推力轴承被定位在套筒8的自由悬臂端13内,这样一来,中间轴6在其旋转轴线12的方向上得到轴向支承。
中间轴6在垂直于旋转轴线12的径向上只在第二轴承10处支撑在摆动驱动机构5的套筒8上。在第二轴承10的旁边,套筒8相对中间轴6连贯地具有径向间隙s。该径向间隙s也出现在推力轴承15的区域内。该径向间隙s的大小如此确定,即因操作时在各轴承9、10、11和套筒8及中间轴6中的弹性变形造成中间轴6和套筒8的相互接触的现象得以避免。在爪31脱开的状态下,可靠避免了不希望出现的、套筒8随转动的中间轴6旋转,也可靠避免了两个构件之间的摩擦。
Claims (9)
1.一种手动式锤钻(1),包括用于驱动刀具(3)转动的刀具主轴(2)、用于冲击驱动该刀具(3)的锤击机构(4)、用于驱动该锤击机构(4)的摆动驱动机构(5)、用于根据需要驱动该刀具主轴(2)和该锤击机构(4)的中间轴(6)、以及壳体(7),该摆动驱动机构(5)的套筒(8)借助第一轴承(9)以自由悬臂方式可转动地支撑在该壳体(7)内,同时该套筒以同轴方式套在该中间轴(6)上,其特征在于,该套筒(8)的自由悬臂端(13)配备有用于轴向支撑该中间轴(6)的推力轴承(15),该推力轴承(15)相对该中间轴(6)具有径向间隙(s)。
2.根据权利要求1所述的锤钻,其特征在于,该第一轴承(9)是呈固定轴承形式的深沟球轴承。
3.根据权利要求1所述的锤钻,其特征在于,该中间轴(6)利用第二轴承(10)可转动地支撑在该摆动驱动机构(5)的套筒(8)内。
4.根据权利要求2所述的锤钻,其特征在于,该中间轴(6)利用第二轴承(10)可转动地支撑在该摆动驱动机构(5)的套筒(8)内。
5.根据权利要求3所述的锤钻,其特征在于,该第一轴承(9)和该第二轴承(10)布置在一个垂直于该中间轴(6)的旋转轴线(12)的共同平面(E)内。
6.根据权利要求4所述的锤钻,其特征在于,该第一轴承(9)和该第二轴承(10)布置在一个垂直于该中间轴(6)的旋转轴线(12)的共同平面(E)内。
7.根据权利要求3、4、5或6所述的锤钻,其特征在于,在该第二轴承(10)的旁边,该摆动驱动机构(5)的套筒(8)相对该中间轴(6)连贯地具有径向间隙(s)。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的锤钻,其特征在于,该壳体(7)是容纳该摆动驱动机构(5)和该中间轴(6)的传动装置壳体。
9.根据权利要求7所述的锤钻,其特征在于,该壳体(7)是容纳该摆动驱动机构(5)和该中间轴(6)的传动装置壳体。
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