CN101743375B - 用于电动工具的行星齿轮系、旋转电动工具以及无绳的传动齿轮系 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于行星齿轮系的行星齿轮组的定心环。所述行星齿轮的定心环适合于定位在齿轮系内以将行星齿轮架和一组行星齿轮定中心在所述齿轮系的环形齿轮内。

Description

用于电动工具的行星齿轮系、旋转电动工具以及无绳的传动齿轮系

背景技术

本发明涉及旋转电动工具，举例来说但并非限制，本发明涉及一种用于安装紧固件的无绳驱动器。更具体地说，本发明涉及一种供电动工具使用的行星齿轮系。

发明内容

根据本发明，提供了一种用于电动工具内的行星齿轮系，例如，无绳的螺丝刀。该行星齿轮系包括环形齿轮外壳，该环形齿轮外壳适合于被接合到设计用来接收驱动器钻头的输出轴上。行星齿轮系还包括一系列行星齿轮，该行星齿轮可枢转地接合到定位在环形齿轮外壳内的行星齿轮架上。接合到电动机上的中心齿轮的旋转转动所述行星齿轮，该行星齿轮依次转动第一齿轮架。

在说明性的实施例中，该行星齿轮系包括定位在环形齿轮外壳内的定心环。行星齿轮架适合于被定位在所述定心环内。定心环适合于防止当电动工具的输出轴上被施加过大的扭矩量时行星齿轮架在垂直于齿轮系的旋转轴线的方向上的位移。在正常使用期间，定心环被设计成在环形齿轮内自由地移动或者浮动以减小传动***的摩擦。在齿轮系可能是由塑料材料制成的便携式电动工具中，定心环防止环形齿轮和行星齿轮架的变形，以使由齿轮系的偏移而引起的施加到单个齿轮齿上的扭矩量最小化。

当本领域的技术人员考虑到作为如目前所了解的执行本发明的最佳方式的例子的以下说明性实施例的详细说明时，本发明的附加特征将变得显而易见。

附图说明

当结合附图来考虑以下详细说明时，本发明及其优点将变得更明显了，其中：

图1是无绳电动工具的侧视图，其显示了具有启动触发器的大致垂直的手柄和接合到该手柄上的大致水平布置的动力头并且具有从该动力头的一端延伸的输出轴；

图2是除去了外壳的电动工具的侧视图，其显示了定位在手柄内的大致垂直延伸的电池和接合到行星齿轮系上的电动机，该行星齿轮系依次接合到输出卡盘上；

图3是接合到已从电动工具上取下来的电动工具的输出卡盘上的行星齿轮系的透视图；

图4是如图3所示的行星齿轮系和电动工具的输出卡盘的侧视图；

图5是如图3和图4所示的行星齿轮系和电动工具的输出卡盘的前视图；

图6是沿图5的线6-6的横剖面视图，其显示了定位在环形齿轮外壳内并且接合到电动工具的输出轴及输出卡盘上的第一和第二行星齿轮组；

图7是行星齿轮系的后视图，其显示了定位在环形齿轮外壳内并且接合到第一行星齿轮架上的三个行星齿轮，该第一行星齿轮架靠近定心环定位，该定心环定位在第一行星齿轮架和环形齿轮外壳之间；

图8是接合到第一行星齿轮架上的一组行星齿轮的透视图，其中定心环围绕行星齿轮架的周边定位；以及

图9是行星齿轮组的分解视图，其显示了位于左边的跟随有隔板的电动机适配器、三个行星齿轮，并且还显示了第一行星齿轮架、定心环和接合到第二行星齿轮架上的第二组行星齿轮，并且进一步显示了接合到电动工具的输出卡盘上的环形齿轮外壳。

具体实施方式

本发明的实施例被认为是发明原理的范例并且不旨在将发明限制于结构详图和以下描述中所阐明的或者附图中所示出的部件的布置中，本发明允许不同形式的实施例，附图示出了不同的实施例，并且在此将详细描述。

举例来说并且是非限制性的，行星齿轮系10适用于无绳电动工具12中，例如，如图1和2所示。虽然显示了无绳电动工具，但是预期所述行星齿轮系10可被用于其他旋转工具中。无绳电动工具12包括外壳14，该外壳具有垂直定向的手柄16和水平定向的动力头18。手柄16包括用来操作电动工具12的触发器20。电动工具12还包括接合到动力头18上的输出卡盘22。

电动工具12包括定位在手柄16内的电池24和电动机26，例如，如图1和2所示。电动机26是用于驱动电动工具的一种装置，并且还可以使用包括气动的其他装置。电动机26被定位在动力头18内并且被电连接到触发开关22和电池24上。电动机26被连接到用来驱动输出卡盘22的行星齿轮系10上。行星齿轮系10包括环形齿轮外壳28，例如，如图3所示。

环形齿轮外壳28包括圆柱形部分30和从圆柱形部分30上延伸的锥形部位32，例如，如图3和4所示。锥形部位包括第一和第二凸缘34、36，所述凸缘适合于接合电动工具12的外壳14以防止环形齿轮外壳28在电动工具12的外壳14内的转动。锥形部位32被定位成位于电动工具12的输出卡盘22附近。齿轮齿68定位在环形齿轮外壳28的内侧上，例如，如图7所示。齿轮齿68的末端形成环形齿轮外壳28的内径。

行星齿轮系10包括安装板38，该安装板形成环形齿轮外壳28的后部，例如，如图6和9所示。安装板38适合于被安装到电动机26上。安装板38包括一对凸缘40、42，所述凸缘适合于被定位在环形齿轮外壳28的第一和第二凹口44、46内。安装板38还包括中心孔48，该中心孔适合于允许电动机26的小齿轮通过。在安装板38的前面定位有隔板50。

第一行星齿轮组52在隔板50的前面，例如，如图9所示。第一行星齿轮组52包括适合于接合到第一行星齿轮架58上的行星齿轮54-56。行星齿轮54-56可以由尼龙或者其他塑料材料、复合材料或者合金制成。第一行星齿轮架58适合于接合到行星齿轮54-56上。

第一行星齿轮架58还包括小齿轮60，该小齿轮适合于驱动第二行星齿轮组62，例如，如图6和9中所示。行星齿轮系10还包括定位在环形齿轮外壳28内的定心环64。定心环64包括比环形齿轮外壳28的内径小的外径，以允许定心环64在电动工具12的使用期间在环形齿轮外壳28内自由地转动。第一行星齿轮架58适合于定位在定心环64内并且包括小于定心环64的内径的外径。

定心环64是适合于定位在环形齿轮外壳28和第一行星齿轮架58之间的环。定心环64可以由钢、铝或者其他刚性的金属制成，其还可以包括非金属材料，例如碳纤维和陶瓷。定心环64的用途是保持第一行星齿轮架58被定中心在环形齿轮外壳28内，即使很大的扭矩载荷被施加到行星齿轮架58上。举例来说而非限制性的，例如，如果电动工具12的使用者围绕齿轮系10的旋转轴线66手动地扭转手柄16以固定紧固件，则可以将很大的扭矩载荷施加到第一行星齿轮架58上。

如果没有定心环64，则施加到齿轮系10上的过大扭矩载荷将引起第一行星齿轮架58和行星齿轮54-56垂直于齿轮系10的旋转轴线66的位移。行星齿轮架58和行星齿轮54-56在垂直方向上的移动引起施加于行星齿轮54-56的某些齿上的附加力，该附加力可以引起齿从行星齿轮54-56上断裂。在普通的电动工具的使用中，定心环64适合于在环形齿轮外壳28和第一行星齿轮架58之间自由地移动或者浮动。允许定心环64在环形齿轮外壳28和第一行星齿轮架58之间的浮动减小了电动工具12操作期间的传动***的摩擦。

定心环64还可以用来矫正被成型为非圆的环形齿轮外壳28。在非圆的环形齿轮外壳28内定位圆形的金属定心环64来将环形齿轮外壳28挤压成所期望的圆形。在这些条件下，定心环64接合环形齿轮外壳28的内径并且不自由移动。第一行星齿轮架58仍然定位在定心环64内并且在定心环64的内径内转动。

第一行星齿轮架58的小齿轮60适合于啮合第二行星齿轮组62的第二行星齿轮70-72，例如，如图6和9中所示。第二行星齿轮70-72啮合环形齿轮外壳28的齿轮齿68并且被接合到第二行星齿轮架74上。第一行星齿轮架58的小齿轮60驱动行星齿轮70-72，该行星齿轮依次驱动第二行星齿轮架74。

第二行星齿轮组62的第二齿轮架58包括一系列向外延伸的柱76，该延伸柱适合于接合并驱动卡圈78，例如，如图6中所示。卡圈78被接合到输出轴80上。输出轴80从环形齿轮外壳28延伸并且被形成为包括输出卡盘22。输出卡盘22适合于接收螺丝刀钻头或者插座来安装紧固件。

本布置是二级齿轮减速类型，因为行星齿轮系10包括第一和第二行星齿轮组58、62。二级减速齿轮组有效地倍增了由电动机26所产生的输出扭矩，以在输出轴80和输出卡盘22处提供更大的扭矩量。预期可以使用第二定心环来保持第二行星齿轮架74在环形齿轮外壳28内的位置，以避免损坏行星齿轮70-72的齿。还预期可以在不需要增加第二行星齿轮组的扭矩的情况中使用单个行星齿轮组和定心环。

在使用中，电动工具12的操作者拉动触发器20以允许存储在电池24中的电力为电动机26供给能量。供给能量的电动机26促使安装在电动机26的输出轴上的小齿轮来围绕环形齿轮外壳28的齿轮齿68转动行星齿轮54-56。行星齿轮54-56的旋转引起第一行星齿轮架58在定心环64内的旋转。第一行星齿轮架58的旋转引起小齿轮60的旋转。小齿轮60的旋转引起行星齿轮70-72围绕环形齿轮外壳28的齿轮齿68的旋转。

行星齿轮70-72的旋转引起第二行星齿轮架74的旋转。第二行星齿轮架74的旋转引起卡圈78和输出轴80及输出卡盘22的旋转。如果当安装紧固件时超过输出轴22的最大扭矩，则使用者可以抓住并且围绕动力头18的旋转轴线66强制地转动手柄16以完成安装紧固件。当电池24的电量低时很可能出现这样的情况。

通过围绕旋转轴线66强制地转动手柄16而施加到输出轴80上的过大的扭矩量通过第二和第一行星齿轮组62、58向后传递反向的扭矩载荷，引起在垂直于齿轮系10的旋转轴线66的方向上向第一行星齿轮架58施加力。当出现反向扭矩载荷时，定心环64啮合环形齿轮外壳28的内径和第一行星齿轮架58的外径，以阻止或者最小化第一行星齿轮架58和行星齿轮54-56的垂直运动。通过维持第一行星齿轮架58在环形齿轮外壳28内的定向来使施加到行星齿轮54-56的单个齿轮齿上的应力载荷最小。

虽然在附图和前面的说明书中已经图解和描述了实施例，但是所述图示和描述在性质上被认为是示例性的而非限制性的，很清楚，仅显示和描述了例证性的实施例，并且希望保护所有在本发明的精神范围内的变化和改进。申请人已经提供了说明书和附图，所述说明书和附图旨在用作本发明的实施例的例证，并且不意图理解为包含或者隐含将本发明限制于所述实施例。在说明书中所阐明的各种特征中呈现了本发明的多个优点。注意到，本发明的备选实施例可能不包括所描述的全部特征，但是仍然受益于所述特征的至少一些优点。本领域的普通技术人员自己在不进行过度实验的情况下可以轻易地设计出结合有本发明的一个或多个特征的发明设备和相应的方法，并且落入本发明和权利要求的精神和范围内。

Claims (15)

1.一种用于具有输出轴的电动工具的行星齿轮系，所述行星齿轮系包括：

环形齿轮，其具有内径和布置在所述环形齿轮的内侧上的齿轮齿；

定位在所述环形齿轮内的行星定心环，所述行星定心环具有内径和小于所述环形齿轮的内径的外径；

一组定位在所述环形齿轮内的行星齿轮，所述行星齿轮适合于啮合所述环形齿轮的齿轮齿；

行星齿轮架，其被定位在所述行星定心环内并且接合到所述行星齿轮上，所述行星齿轮架具有小于所述行星定心环的内径的外径；以及

当驱动所述行星齿轮来转动所述行星齿轮架时所述行星齿轮架适合于在所述定心环内移动，并且当将反向扭矩载荷施加到所述电动工具的输出轴上时所述定心环限制该所述行星齿轮架垂直于所述齿轮系的旋转轴线的位移。

2.如权利要求1所述的行星齿轮系，其中所述行星定心环是刚性的并且所述环形齿轮是由塑料材料制成的。

3.如权利要求2所述的行星齿轮系，其中所述行星定心环在所述环形齿轮的内径和所述行星齿轮架的外径之间自由地移动。

4.如权利要求3所述的行星齿轮系，其中所述齿轮系包括由所述行星齿轮架驱动的第二组行星齿轮。

5.如权利要求4所述的行星齿轮系，还包括接合到所述第二组行星齿轮上的第二行星齿轮架。

6.一种旋转电动工具，包括：

外壳；

从所述外壳延伸的输出轴；

定位在所述外壳内的电池；

定位在所述外壳内并且电连接到所述电池上的电动机；

环形齿轮，其具有内径和布置在内侧表面上的齿轮齿；

定位在所述环形齿轮内的定心环，所述定心环具有内径和小于所述环形齿轮的内径的外径；

定位在所述环形齿轮内并且由所述电动机驱动的一组行星齿轮，所述行星齿轮适合于啮合所述环形齿轮的齿轮齿；

行星齿轮架，其定位在所述定心环内并且接合到所述行星齿轮上，所述行星齿轮架具有小于所述行星定心环的内径的外径；以及

当所述行星齿轮被所述电动机驱动时所述行星齿轮架适合于在所述定心环内移动，当将反向扭矩载荷施加到所述电动工具的输出轴上时所述定心环适合于限制所述行星齿轮架垂直于包括所述环形齿轮、所述定心环、所述组行星齿轮和所述行星齿轮架的齿轮系的旋转轴线的位移。

7.如权利要求6所述的旋转电动工具，其中所述定心环是刚性的并且所述环形齿轮是由塑料材料制成的。

8.如权利要求7所述的旋转电动工具，其中所述定心环被定位在所述环形齿轮的内径和所述行星齿轮架的外径之间。

9.如权利要求8所述的旋转电动工具，其中所述旋转电动工具包括由所述行星齿轮架驱动的第二组行星齿轮。

10.如权利要求9所述的旋转电动工具，还包括接合到所述第二组行星齿轮上的第二行星齿轮架。

11.一种无绳的传动齿轮系，包括

具有内径的外壳，所述外壳包括形成在所述外壳内侧上的多个齿轮齿；

定位在所述外壳内的金属定心环；

定位在所述定心环内的行星齿轮架，所述行星齿轮架适合于在所述定心环内转动；

一组接合到所述行星齿轮架上的行星齿轮，所述行星齿轮适合于啮合所述外壳的齿轮齿并且定位成位于所述定心环附近；

当通过施加到无绳的传动齿轮系上的反向扭矩载荷来向所述行星齿轮架施加扭矩时，所述定心环适合于限制所述行星齿轮架垂直于所述齿轮系的旋转轴线的位移。

12.如权利要求11所述的无绳的传动齿轮系，其中所述定心环在所述外壳的内径和所述行星齿轮架的外径之间自由地移动。

13.如权利要求12所述无绳的传动齿轮系，还包括与所述外壳一起定位并且由所述行星齿轮架驱动的第二组行星齿轮。

14.如权利要求13所述的无绳的传动齿轮系，还包括啮合到第二组行星齿轮上的第二行星齿轮架。

15.如权利要求14所述的无绳的传动齿轮系，还包括由所述第二行星齿轮架驱动的输出轴。